[发明专利]一种酰基磺酸酯类化合物的制备方法

说明书

本发明属于化工领域，公开了一种酰基磺酸酯类化合物的制备方法。该方法包括以下步骤：(1)在有机溶剂中，酰氯化试剂的作用下，将含有巯基的化合物进行磺酰氯化或磺酸化，然后利用精馏、萃取或沉降的方法分离得到磺酰氯化或磺酸化的产物；(2)利用磺酰氯化或磺酸化的化合物与含羧基的化合物缩合制备酰基磺酸酯类化合物粗品；(3)通过低沸点溶剂对步骤(2)所得酰基磺酸酯类化合物粗品进行洗涤得到纯化后的酰基磺酸酯类化合物。本发明采用的原料简单易得，成本较低，合成路线简单，条件温和，但反应活性高，反应转化率高达90％以上，且制备的多种酰基磺酸酯化合物纯度都高。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种酰基磺酸酯类化合物的制备方法。

背景技术

在锂离子电池电解液中，含硫添加剂是一类应用广泛且性能优异的添加剂，如常用的DTD、MMDS、PS、PST、TS等电解液添加剂，此类添加剂在结构上的共性是具有磺酸酯基团。据文献(ACS Appl.Energy Mater.2018,1,2582-2591)报道，含硫添加剂在电极表面容易氧化或还原产生烷基硫酸锂、烷基亚硫酸锂、亚硫酸锂等，具有较好的高温稳定性或较低的阻抗性能。酸酐类添加剂也是一类常用的电解液添加剂，如丁二酸酐、戊二酸酐、顺丁烯二酸酐等羧酸酸酐或一些磺酸酸酐等，在提升电池循环性能方面具有很好的益处，一些酸酐还能够显著提高锂电池的低温性能，抑制阻抗增长。

酰基磺酸酯类化合物可以简单的看做羧酸与磺酸基团脱水形成的酸酐化合物，其既具有酸酐基团，又具有磺酸基团，在电解液添加剂应用方面具有很大的应用潜力。目前，酰基磺酸酯类化合物的合成方法有限，主要方法是羧酸酐与磺酸进行反应或磺酸/磺酸酐与羧基酰氯/羧酸进行反应的方法，如Drabowicz等人利用甲基磺酸与丁基酰氯进行反应，制备了丁基羧酸甲基磺酸酯(Science of Synthesis,39,17-122；2007)，Mahmoud等人利用甲基磺酸与甲基羧酸酐进行反应，制备了甲酰基甲基磺酸酯(ACS Catalysis,5(11),6946-6955；2015)。

上述方法中存在一定的风险弊端，例如利用甲基磺酸与甲基羧酸酐进行的反应，这种酯交换反应活性低，反应速率和转化率均较低，后续提纯过程繁琐；而利用磺酸酐与酰氯进行反应的方法只对于制备一些链状酰基磺酸酯比较适用，限制了这种方法的应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种酰基磺酸酯类化合物的新型的合成方法，即采用含巯基化合物与含羧酸化合物(或同时含有巯基和羧酸的化合物)作为原料，在磺酰化基团的作用下进行巯基磺酰化，然后与羧酸进行缩合制备酰基磺酸酯，对于某些活性较高的化合物甚至可以通过一步法进行制备，即在羧酸和巯基同时存在的情况下，加入磺酰化试剂，一步反应制备。

为达到本发明的目的，本发明酰基磺酸酯类化合物的制备方法包括以下步骤：

(1)在有机溶剂中，酰氯化试剂的作用下，将含有巯基的化合物进行磺酰氯化或磺酸化，然后利用精馏、萃取或沉降的方法分离得到磺酰氯化或磺酸化的产物；

(2)利用磺酰氯化或磺酸化的化合物与含羧基的化合物缩合制备酰基磺酸酯类化合物粗品；

(3)通过低沸点溶剂对步骤(2)所得酰基磺酸酯类化合物粗品进行洗涤得到纯化后的酰基磺酸酯类化合物。

优选地，所述步骤(1)中的有机溶剂为乙腈。

本发明中，所述步骤(1)中的酰氯化试剂为磺酰氯、氯磺酸、三氯氧磷、氯化亚砜、草酰氯中的一种或多种。

优选地，所述步骤(1)中的酰氯化试剂为磺酰氯或氯磺酸，例如磺酰氯。

本发明中，所述步骤(1)中的磺酰氯化或磺酸化反应的温度为-10℃到40℃，优选为0-20℃。

任选地，所述步骤(2)中磺酰氯化或磺酸化的化合物与含羧基的化合物在缚酸剂或脱水剂的存在下缩合。