一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法，该催化剂包括有机铝化合物和胺，所述有机铝化合物和所述胺的摩尔比为1～5：1。亚硫酸乙烯酯的制备方法包括在所述催化剂存在下，使环氧乙烷与二氧化硫接触反应。本发明专利技术催化剂中的季铵盐和三烷基铝通过相转移和配位等作用，激发环氧乙烷单体开环，促使SO2与环氧乙烷进行反应生成亚硫酸乙烯酯，进而以高的收率制备得到高纯度的亚硫酸乙烯酯。乙烯酯。

【技术实现步骤摘要】
一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法


[0001]本专利技术涉及酯类化合物
，具体涉及一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法。

技术介绍

[0002]亚硫酸乙烯酯是一种重要的有机化工产品，也是合成其它化工产品的中间体，可用作锂离子二次电池有机电解液的添加剂。
[0003]目前，用于制备亚硫酸乙烯酯的方法有很多，例如，可以通过乙二醇与氯化亚砜的反应来制备，但是该方法中的氯化亚砜毒性很大，另外该反应副产物较多，后处理提纯困难。尤其是当亚硫酸乙烯酯用作锂离子电池电解液或电解液添加剂时，其对杂质的要求很高，而通过该反应制备得到的亚硫酸乙烯酯中含有较多的副产物氯乙醇，而氯乙醇会极大地影响电解液中电解质的储存稳定性，从而会影响锂离子二次电池的稳定性。而且要降低亚硫酸乙烯酯中氯乙醇的含量将是一个复杂费时的过程。
[0004]此外，目前已知的亚硫酸乙烯酯的制备方法还有以环氧乙烷和二氧化硫为原料，使用碱金属卤化物、碱土金属卤化物或铁、钴、镍、铝的卤化物作为催化剂，在高温、高压下进行反应制备亚硫酸乙烯酯。该方法的缺点是催化剂安全性低、反应条件要求高、收率低、生成的副产物较多。如何开发一种新的制备亚硫酸乙烯酯的催化剂，以简单控制反应条件即可高收率地制备高纯度的亚硫酸乙烯酯是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂、亚硫酸乙烯酯的制备方法，以基于本专利技术的催化剂在简单的反应条件下合成亚硫酸乙烯酯。
[0006]第一方面，本专利技术涉及一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂，该催化剂包括有机铝化合物和胺，所述有机铝化合物和所述胺的摩尔比为1～5：1。
[0007]可选地，所述有机铝化合物选自三烷基铝，所述胺选自季铵盐；其中，所述三烷基铝表示为AlR1R2R3，R1、R2和R3各自独立地选自碳数1～8的链状烷基或者碳数3～8的环烷基。
[0008]可选地，所述三烷基铝选自三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝和三异丁基铝中的一种或多种的组合。
[0009]可选地，所述季铵盐选自苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种的组合。
[0010]第二方面，本专利技术涉及一种亚硫酸乙烯酯的制备方法，该制备方法包括：在所述催化剂存在下，使环氧乙烷与二氧化硫接触反应。
[0011]可选地，所述催化剂的用量为环氧乙烷投料量的0.5～1重量％。
[0012]可选地，所述使环氧乙烷与二氧化硫接触反应包括：向反应体系中加入环氧乙烷，升温至80～130℃，通入二氧化硫使所述反应体系的压力为0.5～2Mpa，进行反应0.5～4小
时。
[0013]可选地，所述制备方法还包括所述向反应体系中加入环氧乙烷之前的如下步骤：将所述催化剂加入所述反应体系中，通入惰性气体进行吹扫。
[0014]可选地，所述制备方法还包括所述将所述催化剂加入所述反应体系中之前的如下步骤：将脱水后的亚硫酸乙烯酯加入所述反应体系中。
[0015]可选地，所述脱水后的亚硫酸乙烯酯由如下方法制得：将环氧乙烷投料重量1～3倍的亚硫酸乙烯酯升温至85～100℃进行减压蒸馏0.5～1小时。
[0016]可选地，所述制备方法还包括所述进行反应0.5～4小时之后的如下步骤：使所述反应体系冷却、排空，得亚硫酸乙烯酯粗产品；将所述亚硫酸乙烯酯粗产品在85～100℃、真空度0.095～0.1Mpa下进行减压蒸馏0.5～1小时，得亚硫酸乙烯酯产品。
[0017]有益效果：
[0018]本专利技术催化剂中的季铵盐和三烷基铝通过相转移和配位等作用，激发环氧乙烷单体开环，促使SO2与环氧乙烷进行反应生成亚硫酸乙烯酯，进而以高的收率制备得到高纯度的亚硫酸乙烯酯。
具体实施方式
[0019]下面通过实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0020]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0021]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0022]第一方面，本专利技术涉及一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂，该催化剂包括有机铝化合物和胺，所述有机铝化合物和所述胺的摩尔比为1～5：1。
[0023]需要说明的是，本专利技术的催化剂为组合物式催化剂，有机铝化合物可以为三烷基铝、二烷基铝、一烷基铝、烷基二铝等，其中，二烷基铝、一烷基铝、烷基二铝可以为二烷基氯化铝、一烷基二氯化铝、三烷基三氯化二铝等。
[0024]根据本专利技术第一方面所述催化剂的一种具体实施方式，所述有机铝化合物选自三烷基铝，所述胺选自季铵盐；其中，所述三烷基铝表示为AlR1R2R3，R1、R2和R3各自独立地选自碳数1～8的链状烷基或者碳数3～8的环烷基。
[0025]需要说明的是，所述碳数1～8的链状烷基可以为直链烷基或者支链烷基。在三烷基铝AlR1R2R3中，R1、R2和R3可以选自相同或者不同的基团，比如可以选自相同或者不同的碳数1～8的直链烷基或支链烷基，比如R1、R2和R3可以分别为甲基、乙基和丁基，或者可以分别为乙基、丙基和异丁基。
[0026]根据本专利技术第一方面所述催化剂的一种具体实施方式，所述三烷基铝选自三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝和三异丁基铝中的一种或多种的组合。
[0027]根据本专利技术第一方面所述催化剂的另一种具体实施方式，所述季铵盐选自苄基三乙基氯化铵(TEBA)、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵(TBAB)、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基
三甲基溴化铵中的一种或多种的组合。
[0028]需要说明的是，在本专利技术的制备亚硫酸乙烯酯的催化剂中，其一，催化剂由上述的三烷基铝和季铵盐复配而成，季铵盐的相转移催化作用，在催化反应过程中可以与有机铝进行配位，以促使原料进行反应生成亚硫酸乙烯酯，以在温和且容易控制的条件下即可很好地合成亚硫酸乙烯酯；其二，上述三烷基铝和季铵盐在摩尔比1～5：1的范围内复配的催化剂，在催化合成亚硫酸乙烯酯时能够获得高的纯度和收率。
[0029]第二方面，本专利技术涉及一种亚硫酸乙烯酯的制备方法，该制备方法包括：在本专利技术第一方面所述催化剂存在下，使环氧乙烷与二氧化硫接触反应。
[0030]需要说明的是，在本专利技术的亚硫酸乙烯酯的制备方法中，所述催化剂中的季铵盐的相转移催化作用既可以与有机铝进行配位以激发环氧乙烷单体开环，还可以促使SO2与环氧乙烷进行反应生成亚硫酸乙烯酯，进而以高的收率制备得到高纯度的亚硫酸乙烯酯。
[0031]根据本专利技术第二方面所述制备方法的一种具体实施方式，所述催化剂的用量为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备亚硫酸乙烯酯的催化剂，其特征在于，该催化剂包括有机铝化合物和胺，所述有机铝化合物和所述胺的摩尔比为1～5：1。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述有机铝化合物选自三烷基铝，所述胺选自季铵盐；其中，所述三烷基铝表示为AlR1R2R3，R1、R2和R3各自独立地选自碳数1～8的链状烷基或者碳数3～8的环烷基。3.根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于，所述三烷基铝选自三甲基铝、三乙基铝、三丙基铝和三异丁基铝中的一种或多种的组合。4.根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于，所述季铵盐选自苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种的组合。5.一种亚硫酸乙烯酯的制备方法，其中，该制备方法包括：在权利要求1～4任一项所述催化剂存在下，使环氧乙烷与二氧化硫接触反应。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述催化剂的用量为环氧乙烷投料量的0.5～1重量％。7.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宏菲，陈杨英，赵春雨，赵宏斌，张洪林，朱建民，刘兆滨，董振鹏，
申请(专利权)人：辽宁奥克化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：