[发明专利]金属离子含量低的1,3-丙二烷基磺酸的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属离子含量低的1,3‑丙二烷基磺酸的制备方法，包括以下步骤：一、将1,3‑丙二烷基磺酸钠、催化剂、氯化试剂加入至有机溶剂中搅拌均匀后，加热至50℃~110℃进行氯化反应，氯化反应结束后冷却至室温，固液分离得滤液，滤液蒸馏除溶剂得1,3‑丙二烷基磺酰氯；二、得到的1,3‑丙二烷基磺酰氯在温度为70℃~110℃条件下与去离子水进行水解反应；三、水解反应结束后，除水得目标产物1,3‑丙二烷基磺酸。本发明的优点在于：金属离子杂质含量低、工艺简单、产物易分离提纯、目标产物的纯度高、收率高、适于工业生产。

技术领域

本发明涉及一种1,3-丙二烷基磺酸的制备方法。

背景技术

随着锂离子电池技术的发展，作为锂离子电池“血液”的添加剂的合成也在不断发展。为了保证锂离子电池能安全高效使用，锂离子电池电解液中添加剂的品质要求尤为严格，行业内通常要求锂离子电池电解液中金属离子的含量均小于5ppm。

1,3-丙二烷基磺酸酐是一种具有重要前景的锂离子电池电解液添加剂。1,3-丙二烷基磺酸是制备1,3-丙二烷基磺酸酐的合成原料。为了提高1,3-丙二烷基磺酸酐的品质，这就要求1,3-丙二烷基磺酸在制备过程中严格控制杂质——金属离子的含量。常见的金属离子杂质包括K、Na、Fe、Ca、Pb、Ni、Cu、Zn、Cr、Al等。

目前关于1,3-丙二烷基磺酸的制备主要有以下两种方法：一、文献J.Am.Chem.Soc.1945,67,1578中报道：将1,3-丙二烷基磺酸钠的水溶液用氯化氢饱和，过滤掉生成的氯化钠后制得1,3-丙二烷基磺酸。二、公开号CN103755679中，1,3-丙二烷基磺酸钠通过阳离子交换树脂得到1,3-丙二烷基磺酸。由于1,3-丙二烷基磺酸具有极易溶于水的特性，因此通过上述方法很难将金属离子降到5ppm以下。上述两种方法制得的1,3-丙二烷基磺酸中的金属离子的含量都较高，尤其是Na离子。

此外还有通过二氧化硫气体与1,3-丙烷磺酸内脂反应制备，该方法不仅要使用二氧化硫气体，且原料1,3-丙烷磺酸内脂不易得。

金属离子含量高的1,3-丙二烷基磺酸，即金属离子含量均高于5ppm的1,3-丙二烷基磺酸，无法制备得到合格的添加剂——1,3-丙二烷基磺酸酐。为了确保锂电池电解液的性能，研发一种金属离子含量低的1,3-丙二烷基磺酸的制备方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种纯度高、易分离提纯的金属离子含量低的1,3-丙二烷基磺酸的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：金属离子含量低的1,3-丙二烷基磺酸的制备方法，包括以下步骤：一、将1,3-丙二烷基磺酸钠、催化剂加入至有机溶剂中，并缓慢加入氯化试剂，搅拌均匀，加热至50℃～110℃进行氯化反应，氯化反应结束后冷却至室温，固液分离得滤液，滤液蒸馏除溶剂得1,3-丙二烷基磺酰氯；二、得到的1,3-丙二烷基磺酰氯在温度为70℃～110℃条件下与去离子水进行水解反应；三、水解反应结束后，除水得目标产物1,3-丙二烷基磺酸。

进一步地，前述的金属离子含量低的1,3-丙二烷基磺酸的制备方法，其中，有机溶剂为丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、乙腈、正己烷、正辛烷、二氯乙烷、氯苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种；有机溶剂优选为甲苯和二甲苯中的一种或两种。

进一步地，前述的金属离子含量低的1,3-丙二烷基磺酸的制备方法，其中，催化剂为吡啶、六甲基磷酰三胺中的一种或两种；催化剂的使用量为1,3-丙二烷基磺酸钠摩尔量的1％～8％。

进一步地，前述的金属离子含量低的1,3-丙二烷基磺酸的制备方法，其中，氯化试剂为三氯化磷、五氯化磷、三氯氧磷、碳酰氯、N-氯代丁二酰亚胺、氯化亚砜中的一种或几种；氯化试剂优选为氯化亚砜，氯化试剂采用氯化亚砜的优点在于：更便于产品的分离和提纯。