[发明专利]一种甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种有效地且高产率地制备高纯度甲烷二磺酸亚甲酯的方法。它是以亚甲基双（氯磺酸酯）、甲基二磺酸和含吡啶基的树脂为原料进行化学反应，经简易后处理纯化过程即可高产率获得高纯度的甲烷二磺酸亚甲酯。其中亚甲基双（氯磺酸酯）可从二氯甲烷跟三氧化硫反应制备，含吡啶基的树脂可以回收后循环使用。本发明反应条件温和，工艺简单环保，操作便捷，原料来源广泛，产品收率和纯度高，制备成本低廉。所得甲烷二磺酸亚甲酯，可以作为动力锂电池电解液添加剂使用。

技术领域

本发明涉及有机物化学合成方法领域，具体讲的是一种有效且高产率地制备高纯度的甲烷二磺酸亚甲酯的方法。

背景技术

目前，锂离子动力电池商业化生产成为人们最为关注的焦点，动力锂电池不仅给UPS、移动激光电源、移动照明电源、移动通讯设备、军事领域、航空航天领域的应用带来了实质进展，更给汽车行业以动力电源大幅度取代传统能源的愿望带来了福音。锰酸锂材料作为动力锂离子电池正极材料，具有价格低、电位高、环境友好、安全性高等优点，适合应用在电动工具和电动车等的储能电池领域；锰酸锂和三元材料在一定范围内可以混合使用；从全球锂电池正极材料市场份额来看，锰酸锂市场占有率呈上升趋势。

甲烷二磺酸亚甲酯（MMDS）作为锂电池电解液添加剂能够使电池具有很好的高温循环性能，适用于动力电池，特别是锰酸锂做正极材料的动力电池。因为甲烷二磺酸亚甲酯能够在LiMn2O4电极表面分解形成一层良好的保护膜，这层膜有效地减少了电解液的分解和金属锰离子在电解液中的溶解，明显提高LiMn2O4正极材料的热稳定性，也就能防止高温下熔出的Mn吸附在负极表面，抑制了阻抗上升，有效提高了循环周期特性，可以大大增加其循环寿命。随着锰酸锂电池市场占有率的提高，甲烷二磺酸亚甲酯的市场规模也将逐步扩大，市场前景广阔。

现有技术中，甲烷二磺酸亚甲酯（CAS号：99591-74-9）的制备方法主要有以下几种：

1、世界专利85/03075，采用甲烷二磺酸银河二碘甲烷反应得到甲烷二磺酸亚甲酯。该方法收率很低，成本很高，产品含有较高浓度的金属离子；

2、日本专利JP2005-336155A，采用甲烷二磺酸跟二乙酸亚甲酯进行环合反应制备甲烷二磺酸亚甲酯。相关原料二乙酸亚甲酯没有批量制备方法，且产品杂质多、不易提纯；

3、中国专利CN101426776，采用甲烷二磺酸跟多聚甲醛在脱水剂存在下进行无溶剂环合反应制备甲烷二磺酸亚甲酯。该方法反应结束后，由于是固相反应，大批量生产时，反应不充分，反应控制也不易，所得反应液非常黑和粘稠，不易萃取出产品，并存在产率低、废水多、甲醛易污染环境等缺点，另外所得产品色泽差、杂质多、纯度低；

4、中国专利CN101511782A，采用甲烷二磺酸吡啶鎓盐跟亚甲基双（氯磺酸酯）反应制备甲烷二磺酸亚甲酯。该方法产生大量有机废料氯磺酸吡啶鎓盐，产品重结晶后也还残留有机碱及鎓盐（甲烷二磺酸吡啶鎓盐和、或氯磺酸吡啶鎓盐），如果用水洗涤，则产品会部分水解或溶解，并难于除水分使得产品残留水量达不到合格标准，而且含有机物的废水会大量增加，所得产品色泽差、杂质多、纯度超不过99%，不足于作为锂电池电解液添加剂使用。

然，甲烷二磺酸亚甲酯（MMDS）作为锂电池电解液添加剂的电子级试剂使用，是属于高端超纯化学品，需要达到高纯度白色粉末或白色晶体，至少化学纯度达到99.9%，并且残留金属要足够低，残留水分要低于200ppm。因此进一步开发高效地且高产率地制备高纯度甲烷二磺酸亚甲酯的方法，对推动锂离子动力电池行业的发展有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法，以获得高纯度、高产率的甲烷二磺酸亚甲酯。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种甲烷二磺酸亚甲酯的制备方法，其特征在于，通过亚甲基双（氯磺酸酯）、甲基二磺酸和含吡啶基的树脂在非质子性溶剂中进行反应而实现。