[发明专利]二腈化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二腈化合物的制备方法，并且更具体而言，涉及一种不形成任何杂质的同时能够简单地制备二腈化合物的方法。

本申请要求2011年3月18日在韩国提交的申请号为10-2011-0024437的韩国专利申请的优先权，其全文以引用的方式纳入本说明书。

本申请还要求2012年1月12日在韩国提交的申请号为10-2012-0003863的韩国专利申请的优先权，其全文以引用的方式纳入本说明书。

背景技术

储能技术在近年来引起了越来越多的关注。随着储能技术的应用扩展至移动电话、摄像机、笔记本电脑甚至是电动汽车，对于作为这种电子设备的电源而使用的高能量密度的电池需求正在提高。作为能够满足该需要的电池，锂二次电池被认为是最有前景的并且正被积极研究。

目前许多二次电池是可得的。在这些中，在早达20世纪90年代开发的锂二次电池的典型的实例包括：由能够嵌入和脱嵌锂离子的含碳材料制成的阳极、由含锂氧化物等制成的阴极、以及锂盐以适当量溶解在混合有机溶剂中的无水电解质溶液。

当用于无水电解质溶液的有机溶剂在高温下长期储存时易于发生电解质溶液的氧化。该氧化引起气体的产生，并且因此导致电池膨胀(swelling)，最终导致电池的劣化。由电解质溶液分解引起的气体可以使袋(pouch)型或罐型的电池组件变形而诱发内部短路。在极端情况下，可能使电池着火或爆炸。电解质溶液的氧化，在高电压条件下通过溶解的过渡金属而加速。

为解决上述问题，已经提出各种添加剂以防止无水电解质溶液电池的溶胀。该添加剂的一种实例为具有两个以上醚键的二腈化合物。二腈化合物已知如下作用：抑制电解质溶液与阴极之间的氧化而抑制发热。并且，二腈化合物还抑制电解质溶液的氧化分解反应而防止电池的膨胀。

在制备二腈化合物的常规方法中，碱性催化剂如碱金属氢氧化物或季铵化合物用于醇化合物和丙烯腈之间的氰乙基化反应。氢氧化钠经济性最优异并且易于合成，广泛地已知用作碱性催化剂。

然而，在氰乙基化反应中作为媒介的水与丙烯腈反应而形成氰基乙醇，其再与丙烯腈反应而形成双(2-氰基乙基)醚，由此存在其作为杂质的问题。

尝试一些方法以抑制副产物的形成，例如通过控制在反应中消耗的丙烯腈的量，并且通过以缓慢的丙烯腈的滴定速率而控制丙烯腈浓度。然而，这些方法具有一些问题，如提高残留在反应混合物中的醇化合物的含量等，这造成最终产物质量降低。

另一可行的方法是，如果在无水条件下进行反应，则推测可以防止由水而引起氰乙基化。然而，在该情况下，根据碱金属氢氧化物或有机碱的存在，发生丙烯腈的聚合反应，这导致反应物的变色。

另一方面，解决该问题的建议记载于日本专利注册第3946825号，其公开了：在无水条件下使用氢氧化锂作为反应催化剂而制备氰基乙基化合物的方法。有记录表明：该方法抑制双(2-氰基乙基)醚的生成，并且也降低由丙烯腈聚合而引起的着色。

然而，氢氧化锂不能有效地防止具有不饱和键的腈化合物聚合，并且其溶解度也相对低，因此存在增加反应时间的问题。

发明内容

技术问题

本申请旨在解决现有技术的问题，因此本申请的一个目的在于提供一种反应时间短而使得生产率优异，并且可以以简单的方法制备高纯度二腈化合物的方法。

技术方案

根据本申请，提供一种二腈化合物的制备方法，其中，使醇化合物与具有端位碳-碳不饱和键的腈化合物在无水条件下反应，在所述反应过程中，具有1至5个碳原子的钾醇盐用作催化剂。

在本发明中，上述钾醇盐只要是C₁-C₅烷氧基与钾(K)结合的化合物，就不特别限制。适于用于本申请方法的钾醇盐的实例包括，但不限于，甲醇钾、乙醇钾、叔丁醇钾和叔戊醇钾。这些钾醇盐可以单独使用或作为两种以上的混合物使用。

钾醇盐的含量可以根据意欲使用的二腈化合物的具体种类而改变，例如，钾醇盐使用量可以为0.01至5重量份，基于100重量份的醇化合物计，但不限于该范围。

在本申请方法中，用于制备二腈化合物的醇化合物可以为多羟基醇。醇化合物优选为二羟基醇。适用于本申请的醇化合物的更特别的实例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇和戊二醇。这些醇化合物可以单独使用或作为两种以上的混合物使用。