[发明专利]一种Calix[6]quinone的制备方法及其在锂二次电池上的应用

摘要

一种Calix[6]quinone的制备方法，其主要是由偶合、还原、氧化反应三步骤构成，所述偶合反应分为重氮盐的制备和与Calix[6]arene的偶合反应，还原反应则是偶合产物的N＝N键还原为氨基，氧化反应是将对氨基苯酚单元氧化为对苯醌单元；上述Calix[6]quinone在锂二次电池上的应用是将制备的Calix[6]quinone作为锂电池正极材料，负极材料为金属锂片，电解质为相应的锂盐的有机溶剂。本发明对中间还原产物的反应及处理过程减少了还原中副反应的发生，同时减低了氧化反应步骤的难度；Calix[6]quinone用于制备高性能有机锂二次电池能减少其溶解，提升电池的循环稳定性，此材料在新型绿色储能材料上有良好的应用前景。

主权项

1.一种Calix[6]quinone的制备方法，特征在于：其包括偶合、还原、氧化反应三步骤，所述偶合反应分为重氮盐的制备和与Calix[6]arene的偶合反应，还原反应则是将偶合产物的N＝N键还原为氨基，氧化反应是将对氨基苯酚单元氧化为对苯醌，其相应的分子结构式及反应过程如下所示：具体步骤如下：(1)按Calix[6]arene：对氨基苯甲酸：碱性溶液：NaNO2：HCl的摩尔比为1：6.0‑6.5：6.1‑6.6：6.0‑6.5：12‑20的比例，将对氨基苯甲酸完全溶解到5％的碱性溶液中，将其置于‑10‑5℃下再向其中加入NaNO2并完全溶解，将所得混合溶液逐滴加入‑10‑5℃的盐酸溶液中，保持整个滴加过程温度恒定，滴加完毕得到微黄色澄清液或有晶体析出的浑浊液；在‑10‑5℃下，将所得清液或浑浊液逐滴加入的15‑25mol/L的Calix[6]arene的N,N‑二甲基甲酰胺溶液中，得到血红色浑浊液，反应15‑30min，用20‑40％的醋酸钠溶液调节所得浑浊液至pH＝5‑7，搅拌恒温反应12h；用浓盐酸酸化反应后溶液至pH＝1‑4得到血红色浑浊液，升温到60℃反应1h，静置抽滤，用体积比1‑2:1的水‑甲醇冲洗滤饼，得到粗产品；按粗产品：碱性盐：活性炭的摩尔比为1：12‑15：6.5‑13比例，将粗产品溶于碱性盐的热溶液中，再加入活性炭，回流15min，趁热抽滤，并用HCl酸化冷却后滤液至pH＝1‑4，抽滤沉淀得到血红色滤饼，用体积比1‑2:1的水‑甲醇冲洗，真空干燥得到偶合产物1；(2)按偶合产物1：碱性无氧水溶液：Na2S2O4的摩尔比为1：40‑50：30‑45的比例，将步骤(1)所得偶合产物1溶于1％的碱性无氧水溶液中，所述碱为NaOH或KOH，氮气氛围下，升温至85‑95℃后分批量按2‑5g/15min加入Na2S2O4至溶液由血红色变为澄清透明再变为肉白色混浊液，恒温85‑95℃反应1‑2h后冷却至15‑20℃离心处理得到还原产物2；(3)按还原产物2：冰醋酸：FeCl3：HCl：K2Cr2O7：H2SO4的摩尔比为1：650‑800：15‑20：75‑120：7.5‑10：100‑120的比例，将步骤(2)所得还原产物2溶于50℃的冰醋酸中得到褐色溶液，将含FeCl3质量分数为10‑15％的HCl水溶液滴加到上述褐色溶液中，反应15min，将所得溶液倒入质量分数为1.5‑2％K2Cr2O7的H2SO4水溶液中，升温60‑75℃反应30min，冷却抽滤得到黄褐色粗产物，四氢呋喃重结晶得到黄色产物Calix[6]quinone。