[发明专利]一种1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成方法

说明书

本发明公开了一种1‑氟‑1,3‑丙烷磺酸内酯的合成方法，包括以下步骤：一、溴代反应：1,3‑丙烷磺酸内酯溶在第一有机溶剂中，在引发剂的作用下与溴代琥珀酰亚胺反应，反应结束后反应液依次抽滤、浓缩除溶剂得到1‑溴‑1,3‑丙烷磺酸内酯粗品；二、氟代反应：将1‑溴‑1,3‑丙烷磺酸内酯粗品在第二有机溶剂中溶解，然后加入氟化剂，在相转移催化剂的作用下，进行氟代反应，经纯化得到目标产物1‑氟‑1,3‑丙烷磺酸内酯。本发明的优点在于：一、原料廉价易购买；二、操作步骤简单，反应条件温和；三、反应步骤短，容易提纯，且纯度较高。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电解液中添加剂的合成技术领域，具体涉及1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成。

背景技术

近十年来，锂离子二次电池在民用移动设备电池、以及动力电池等领域得到了飞速发展。磺酸内酯类化合物，作为锂离子电池电解液的常用的成膜添加剂，能够显著改善锂二次电池的寿命。近年来，在国、内外的期刊上经常见到关于氟代磺酸内酯类化合物在锂离子二次电池和非水电解质材料等领域应用的相关报道。氟代磺酸内酯类化合物，尤其是1-氟-1，3-丙烷磺酸内酯在锂离子电池非水解液中的添加，能够提高电池的循环寿命和存储稳定性，尤其能提高在高温情况下的电池性能。

目前1-氟-1，3-丙烷磺酸内酯的制备方法，主要有以下几种。

一、将3-卤烯丙醇与亚硫酸氢盐作用下反应生成1-溴-3-羟基丙磺酸盐，经过酸化成酸，旋蒸脱水后在进行高温精馏得到1-溴-1，3-丙烷磺酸内酯，然后进行卤素交换反应从而得到产品。此方法步骤繁多、操作复杂。具体可参见公开号CN 108484567 A。

二、将1，3-丙烯磺酸内酯与溴化氢进行溴代反应，生成1-溴-1，3-丙烷磺酸内酯，然后进行卤素交换反应从而得到产品。此方法需要先用Br与1，3-丙烷磺酸内酯进行溴代反应，污染大，收率很低。具体可参见公开号CN 105175390 A。

鉴于上述的缺陷，1-氟-1，3-丙烷磺酸内酯的制备还有待于进一步研发。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成方法，其工艺简单、反应条件温和、易提纯、产品纯度高。

本发明采用了以下技术方案：一种1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成方法，包括以下步骤：一、溴代反应：1,3-丙烷磺酸内酯溶在第一有机溶剂中，在引发剂的作用下与溴代琥珀酰亚胺反应，反应结束后反应液依次抽滤、浓缩除溶剂得到1-溴-1,3-丙烷磺酸内酯粗品；二、氟代反应：将1-溴-1,3-丙烷磺酸内酯粗品在第二有机溶剂中溶解，然后加入氟化剂，在相转移催化剂的作用下，进行氟代反应，经纯化得到目标产物1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯。

进一步地，前述的1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成方法，其中，第一步骤中，引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰中的一种或两种；1,3-丙烷磺酸内酯与引发剂的摩尔比为：1:0.05~0.1。

进一步地，前述的1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成方法，其中，第一步骤中，反应温度为60℃~100℃，反应时间为2 h ~6h。

进一步地，前述的1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成方法，其中，投料过程如下：先投入1,3-丙烷磺酸内酯，再加入第一有机溶剂，升温至反应温度后，引发剂和溴代琥珀酰亚胺（NBS）分若干批次加入。

进一步地，前述的1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成方法，其中，第一步骤中，第一有机溶剂为正己烷、环己烷、乙腈中的一种或多种，第一有机溶剂的水分含量小于500ppm。

进一步地，前述的1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的合成方法，其中，第一步骤中， 1,3-丙烷磺酸内酯与溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1.05~1.1:1。