CN106632232A - 一种氟代磺酸内酯的制备方法 - Google Patents

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王盛
温雄
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Abstract

本发明涉及用饱和亚硫酸钠水溶液与氯代二羟基化合物发生取代反应，生成二羟基磺酸钠盐化合物，将上述步骤所得的二羟基磺酸钠盐化合物通过与过量的脱水剂进行脱水反应，反应后除去过量的脱水剂，对反应产物进行洗涤萃取除去残留的二羟基磺酸钠盐，再经干燥提纯得到羟基取代磺酸内酯化合物，将所得的羟基取代磺酸内酯化合物与氟化剂进行氟化反应，然后减压蒸馏提纯，得到氟代磺酸内酯化合物。原料廉价易购买。操作步骤简单、反应条件温和。反应步骤短，容易提纯，且制得的产物纯度高。

Description

一种氟代磺酸内酯的制备方法
技术领域
本发明属于有机化合物的合成方法技术领域，尤其涉及一种氟代磺酸内
酯的制备方法。
背景技术
锂离子二次电池在民用移动设备，以及动力电池上的市场在最近十年获得了飞速发展。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(Leggesse,E.G.and J.-C.Jiang(2012)."Theoretical Study of theReductive Decomposition of 1,3-Propane Sultone:SEI Forming Additive inLithium-ion Batteries."RSC Advances.)。近年来，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的应用在国内外的期刊上经常见诸报道。可见这类化合物具有重要的应用前景(Jung,H.M.,S.-H.Park,et al.(2013)."Fluoropropane sultone asan SEI-forming additive that outperforms vinylene carbonate."Journal ofMaterials Chemistry A 1(38):11975-11981.)。
氟代磺酸内酯的结构通式如式(Ⅳ)所示：
式中，M为CnH2n，其中，n＝1～4。
现有技术中有关氟代磺酸内酯的制备的报道非常少，可能的原因是氟代磺酸内酯，将氟原子引入的反应较为困难，合成产率低，难以分离提纯。
有鉴于此，确有必要提供一种操作步骤简单且能够得到高纯度产物的氟代磺酸内酯的制备方法。
发明内容
本发明提供一种氟代磺酸内酯的制备方法，本方法具有操作步骤简单、反应条件温和、成本低廉、产物易分离提纯、纯度高和产率高等特点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种氟代磺酸内酯的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)、用饱和亚硫酸钠水溶液与具有式(Ⅰ)结构的氯代二羟基化合物发生取代反应，生成具有式(Ⅱ)结构的二羟基磺酸钠盐化合物，
式(I)和式(II)中，M为CnH2n+1，其中，n＝1～4；
(2)将步骤(1)中所得的二羟基磺酸钠盐化合物通过与过量的脱水剂进行脱水反应，反应后除去过量的脱水剂，对反应产物进行洗涤萃取除去残留的二羟基磺酸钠盐，再经干燥提纯得到具有式(III)结构的羟基取代磺酸内酯化合物
M为CnH2n+1，其中，n＝1～4；
(3)将步骤(2)中所得的羟基取代磺酸内酯化合物与氟化剂进行氟化反应，生成氟代磺酸内酯化合物。然后减压蒸馏提纯。
式中，M为CnH2n+1，其中，n＝1～4。
作为本发明所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述亚硫酸钠与所述氯代二羟基化合物的摩尔比为(1～4):1，优选为(1.2～2.2):1。
作为本发明所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的取代反应是将所述饱和亚硫酸钠水溶液和所述二溴代烷烃加入反应器中，并在80～130℃下进行回流，回流持续时间大于或等于4小时。
作为本发明所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的脱水剂为SOCl2和/或COCl2和/或SO2Cl2和/或P2O5。
作为本发明所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的脱水反应是将步骤(2)中所得羟基取代磺酸内酯化合物与过量的脱水剂加入反应器中，并在80～130℃下进行回流，回流持续时间大于或等于4小时。
作为本发明所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述洗涤采用的洗涤萃取剂为***、二氧六环和乙二醇二甲醚、甲苯中的至少一种。
作为本发明所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的氟化剂包括氟化钠、氟化钾、三氟化锑、氟化氢等氟化物。
作为本发明所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：所述氟化反应的温度为40℃～120℃。所述减压蒸馏的温度为80℃～120℃
相对于现有技术，本发明至少具有如下有益效果：
第一，原料廉价易购买。
第二，操作步骤简单、反应条件温和。
第三，反应步骤短，容易提纯，且制得的产物纯度高。
具体实施方式
下面列举本发明所涉及的部分化合物的制备方法，以对本发明作进一步详细的说明，但本发明并不仅仅限于实施例所列举的化合物的制备。
(一)具体实施方式
一种氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、用饱和亚硫酸钠水溶液与具有式(Ⅰ)结构的氯代二羟基化合物发生取代反应，生成具有式(Ⅱ)结构的二羟基磺酸钠盐化合物，
式(I)和式(II)中的M为CnH2n+1，其中，n＝1～4；
(2)将步骤(1)中所得的二羟基磺酸钠盐化合物通过与过量的脱水剂进行脱水反应，反应后除去过量的脱水剂，对反应产物进行洗涤萃取除去残留的二羟基磺酸钠盐，再经干燥提纯得到具有式(III)结构的羟基取代磺酸内酯化合物
式(III)的M为CnH2n+1，其中，n＝1～4；
(3)将步骤(2)中所得的羟基取代磺酸内酯化合物与氟化剂进行氟化反应，然后减压蒸馏提纯，得到具有式(Ⅳ)结构的氟代磺酸内酯化合物，
式(Ⅳ)的M为CnH2n+1，其中，n＝1～4。
所述亚硫酸钠与所述氯代二羟基化合物的摩尔比为1～4:1。
步骤(1)中所述的取代反应是将所述饱和亚硫酸钠水溶液和所述二溴代烷烃加入反应器中，并在80～130℃下进行回流，回流持续时间大于或等于4小时。
步骤(2)中所述的脱水反应是将步骤(2)中所得羟基取代磺酸内酯化合物与过量的脱水剂加入反应器中，并在80～130℃下进行回流，回流持续时间大于或等于4小时。
所述的脱水剂为SOCl2、COCl2、SO2Cl2或P2O5中的一种或者多种任意比例混合。
步骤(2)中所述洗涤萃取采用的洗涤萃取剂为***、二氧六环和乙二醇二甲醚、甲苯中的一种或者多种任意比例混合。
步骤(3)所述的氟化剂为氟化钠、氟化钾、三氟化锑或者氟化氢。
所述氟化反应的温度为40℃～120℃，所述减压蒸馏的温度为80℃～120℃。
(二)具体实施例
实施例1
2-氟-1，3-丙磺酸内酯
反应式如下：
其制备方法包括如下步骤：
(1)、用饱和亚硫酸钠水溶液与3-氯-1，2-丙二醇，生成2，3-二羟基-丙磺酸钠。具体的，将33.2g(0.3mol)3-氯-1，2-丙二醇缓慢滴加至盛有亚硫酸钠水溶液(其中，亚硫酸钠的质量为45。4g，摩尔量为0.36mol)的反应器中，然后在110℃回流搅拌4个小时，直到体系变成均相，得到含有2，3-二羟基-丙磺酸钠的溶液。将所得的2，3-二羟基-丙磺酸钠的溶液进行浓缩得到饱和溶液，然后结晶得道2，3-二羟基-丙磺酸钠的固体产物(水合物)。
(2)将步骤(1)中所得2，3-二羟基-丙磺酸钠与过量的脱水剂进行脱水缩合反应。具体的，将2，3-二羟基-丙磺酸钠的固体，加入反应器中，然后向反应器中缓慢滴加47.6g(0.4mol)氯化亚砜。滴加完毕后，在85℃下回流8个小时。反应完毕后，将反应产物加入到冰水中。然后向反应体系中加入乙酸乙酯，充分搅拌后用分液漏斗分离有机相(产物2-羟基-1，3丙磺酸内酯被萃取到有机相中)，将有机相用冰水洗涤2～3次，得到产物2-羟基-1，3丙磺酸内酯的溶液。
(3)将步骤(2)得到的2-羟基-1，3丙磺酸内酯溶解于有机溶剂中，在惰性气体的保护下加入氟化剂无水氟化钾，然后在80度下搅拌回流6个小时。反应完毕后过滤，将反应物溶液进行减压蒸馏(压力1mmHg),收集100～120度的馏分，得到目标产物2-氟-1，3丙磺酸内酯30.1g(总收率71％)。
实施例2：3-氟-1，4-丁磺酸内酯
反应式如下：
其制备方法包括如下步骤：
(1)、用饱和亚硫酸钠水溶液与4-氯-1，3-丁二醇，生成2，4-二羟基-丁磺酸钠。具体的，将37.4g(0.3mol)4-氯-1，3-丁二醇缓慢滴加至盛有亚硫酸钠水溶液(其中，亚硫酸钠的质量为45.4g，摩尔量为0.36mol)的反应器中，然后在110℃回流搅拌4个小时，直到体系变成均相，得到含有2，4-二羟基-丁磺酸钠的溶液。将所得的2，4-二羟基-丁磺酸钠的溶液进行浓缩得到饱和溶液，然后结晶得道2，4-二羟基-丁磺酸钠的固体产物(水合物)。
(2)将步骤(1)中所得2，4-二羟基-丁磺酸钠与过量的脱水剂进行脱水缩合反应。具体的，将2，4-二羟基-丁磺酸钠的固体，加入反应器中，然后向反应器中缓慢滴加47.6g(0.4mol)氯化亚砜。滴加完毕后，在85℃下回流8个小时。反应完毕后，将反应产物加入到冰水中。然后向反应体系中加入乙酸乙酯，充分搅拌后用分液漏斗分离有机相(产物3-羟基-1，4-丁磺酸内酯被萃取到有机相中)，将有机相用冰水洗涤2～3次，得到产物3-羟基-1，4-丁磺酸内酯的溶液。
(3)将步骤(2)得到的3-羟基-1，4-丁磺酸内酯溶解于有机溶剂中，在惰性气体的保护下加入氟化剂无水氟化钾，然后在80度下搅拌回流6个小时。反应完毕后过滤，将反应物溶液进行减压蒸馏(压力1mmHg),收集100～120度的馏分，得到目标产物3-氟-1，4-丁磺酸内酯29.6g(总收率64％)。
需要说明的是，根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些等同修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、用饱和亚硫酸钠水溶液与具有式(Ⅰ)结构的氯代二羟基化合物发生取代反应，生成具有式(Ⅱ)结构的二羟基磺酸钠盐化合物，
式(I)和式(II)中的M为CnH2n，其中，n＝1～4；
(2)将步骤(1)中所得的二羟基磺酸钠盐化合物通过与过量的脱水剂进行脱水反应，反应后除去过量的脱水剂，对反应产物进行洗涤萃取除去残留的二羟基磺酸钠盐，再经干燥提纯得到具有式(III)结构的羟基取代磺酸内酯化合物
式(III)的M为CnH2n，其中，n＝1～4；
(3)将步骤(2)中所得的羟基取代磺酸内酯化合物与氟化剂进行氟化反应，然后减压蒸馏提纯，得到具有式(Ⅳ)结构的氟代磺酸内酯化合物，
式(Ⅳ)的M为CnH2n，其中，n＝1～4。
2.根据权利要求1所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述亚硫酸钠与所述氯代二羟基化合物的摩尔比为1～4:1。
3.根据权利要求1所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的取代反应是将所述饱和亚硫酸钠水溶液和所述二溴代烷烃加入反应器中，并在80～130℃下进行回流，回流持续时间大于或等于4小时。
4.根据权利要求1所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的脱水反应是将步骤(2)中所得羟基取代磺酸内酯化合物与过量的脱水剂加入反应器中，并在80～130℃下进行回流，回流持续时间大于或等于4小时。
5.根据权利要求1或4所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：所述的脱水剂为SOCl2、COCl2、SO2Cl2或P2O5中的一种或者多种任意比例混合。
6.根据权利要求1所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述洗涤萃取采用的洗涤萃取剂为***、二氧六环和乙二醇二甲醚、甲苯中的一种或者多种任意比例混合。
7.根据权利要求1所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的氟化剂为氟化钠、氟化钾、三氟化锑或者氟化氢。
8.根据权利要求1所述的氟代磺酸内酯的制备方法，其特征在于：所述氟化反应的温度为40℃～120℃，所述减压蒸馏的温度为80℃～120℃。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108321434A (zh) * 2018-03-23 2018-07-24 安普瑞斯（无锡）有限公司 一种高电压锂离子电池电解液
CN108484567A (zh) * 2018-03-19 2018-09-04 东莞市航盛新能源材料有限公司 一种1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法
CN110105326A (zh) * 2019-02-26 2019-08-09 武汉松石科技股份有限公司 一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法
KR20200001137A (ko) * 2018-06-27 2020-01-06 삼화페인트공업주식회사 술톤 유도체의 제조방법
CN111499547A (zh) * 2020-03-03 2020-08-07 江汉大学 一种烷基醚类磺酰氟化合物的制备方法及其应用
CN115433109A (zh) * 2022-07-27 2022-12-06 厦门威亮光学涂层技术有限公司 一种有机磺酸胺盐的制备方法
CN115433109B (zh) * 2022-07-27 2024-05-31 厦门威亮光学涂层技术有限公司 一种有机磺酸胺盐的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011184390A (ja) * 2010-03-10 2011-09-22 Kuraray Co Ltd アクリル酸エステル誘導体、高分子化合物およびフォトレジスト組成物
CN102603578A (zh) * 2010-12-31 2012-07-25 罗门哈斯电子材料有限公司 制备光致产酸单体的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011184390A (ja) * 2010-03-10 2011-09-22 Kuraray Co Ltd アクリル酸エステル誘導体、高分子化合物およびフォトレジスト組成物
CN102603578A (zh) * 2010-12-31 2012-07-25 罗门哈斯电子材料有限公司 制备光致产酸单体的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BABASAHEB P. BANDGAR, ET AL: "Practicaland General Method for Direct Synthesis of Alkyl Fluorides from Alcohols under Mild Conditions", 《MONATSHEFTE FÜR CHEMIE》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108484567A (zh) * 2018-03-19 2018-09-04 东莞市航盛新能源材料有限公司 一种1-氟-1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法
CN108321434A (zh) * 2018-03-23 2018-07-24 安普瑞斯（无锡）有限公司 一种高电压锂离子电池电解液
KR20200001137A (ko) * 2018-06-27 2020-01-06 삼화페인트공업주식회사 술톤 유도체의 제조방법
KR102070028B1 (ko) 2018-06-27 2020-01-29 삼화페인트공업주식회사 술톤 유도체의 제조방법
US11180469B2 (en) * 2018-06-27 2021-11-23 Samhwa Paints Industries Co., Ltd. Method for preparing sultone derivatives
CN110105326A (zh) * 2019-02-26 2019-08-09 武汉松石科技股份有限公司 一种1,3-丙烷磺酸内酯的制备方法
CN111499547A (zh) * 2020-03-03 2020-08-07 江汉大学 一种烷基醚类磺酰氟化合物的制备方法及其应用
CN115433109A (zh) * 2022-07-27 2022-12-06 厦门威亮光学涂层技术有限公司 一种有机磺酸胺盐的制备方法
CN115433109B (zh) * 2022-07-27 2024-05-31 厦门威亮光学涂层技术有限公司 一种有机磺酸胺盐的制备方法

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