[发明专利]一种2-氟-1,3-丙烷磺内酯的合成方法

说明书

本发明公开了一种2‑氟‑1,3‑丙烷磺内酯的合成方法，包括以下步骤：一、将1,2‑二羟基丙磺酸进行减压蒸馏，收集中间产物A：2‑羟基‑1,3‑丙烷磺内酯；二、将中间产物A与对甲苯磺酰氯、三乙胺反应，反应结束后得中间产物B：2‑（2‑甲苯磺酸基）‑丙烷磺内酯的粗品，萃取中间产物B的粗品得到萃取液；三、将萃取液与四丁基氟化铵进行氟代反应，反应结束后得到目标产物2‑氟‑1,3‑丙烷磺内酯的粗品；四、目标产物2‑氟‑1,3‑丙烷磺内酯的粗品过滤、减压蒸馏，得到目标产物2‑氟‑1,3‑丙烷磺内酯的成品。本发明的优点是：反应步骤简单，反应收率高，纯度高。

技术领域：

本发明涉及锂电池电解液添加剂合成方法技术领域，具体涉及2-氟-1,3-丙烷磺内酯的合成方法。

背景技术：

目前，锂离子电池在动力电池及民用设备等领域的应用已越发广泛、成熟。磺酸酯类化合物的添加已被证实可显著提高提高锂离子电池的循环次数及高温性能。氟代丙烷磺内酯作为丙烷磺内酯的衍生品，由于在成膜作用和阻燃性方面的优势，相对于丙烷磺内酯，其能有效提高锂离子电池稳定性、并能大大延长锂离子电池的寿命。

目前文献报道的氟代丙烷磺内酯的制备方法，主要包括以下两种。

一、以1,3-丙烷磺内酯为原料，磺酰氯为氯化剂，AIBN或过氧化二苯甲酰为引发剂，在相转移催化剂和溶剂的存在下进行先氯化后氟化的反应得到目标产物。具体可参见专利CN 103044384A。该方法的反应活性好，但卤化的位置选择性上有所欠缺，对于不同位置的卤代产物，难以分离。

二、以3-氯-1,2丙二醇为原料，经过磺化、脱水、羟基氟化、精馏，得到氟代产物。具体可参见申请公布号CN 106632232 A。该方法虽然成本低廉、步骤简单，但直接用氟化剂对羟基进行氟化收率相对较低，因此也有待完善。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：提供一种2-氟-1,3-丙烷磺内酯的合成方法，其反应步骤简单、收率好、纯度高。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种2-氟-1,3-丙烷磺内酯的合成方法，包括以下步骤：一、将1,2-二羟基丙磺酸进行减压蒸馏，收集中间产物A：2-羟基-1,3-丙烷磺内酯；二、将中间产物A与对甲苯磺酰氯、三乙胺反应，对甲苯磺酰氯与中间产物A的摩尔比为1.1：1～1.3：1，三乙胺与对甲苯磺酰氯的摩尔比为1.05：1～1.2：1，反应温度为65℃～90℃，反应时间为1～6小时，反应结束后得中间产物B：2-(4-甲基苯磺酸酯基)-丙烷磺内酯的粗品，萃取中间产物B的粗品得到萃取液；三、将萃取液与四丁基氟化铵进行氟代反应，四丁基氟化铵与中间产物B的摩尔比为1.1：1～1.4：1，氟代反应的温度控制在20℃～100℃，氟代反应时间控制在0.5～5小时，反应结束后得到目标产物2-氟-1,3-丙烷磺内酯的粗品；四、目标产物2-氟-1,3-丙烷磺内酯的粗品过滤、减压蒸馏，得到目标产物2-氟-1,3-丙烷磺内酯的成品；

上述步骤的反应示意式如下：

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进一步地，前述的一种2-氟-1,3-丙烷磺内酯的合成方法，其中，步骤一中，1,2-二羟基丙磺酸减压蒸馏时的压力为-0.1MPa，冷凝管及接收瓶均在60℃～80℃保温，收集-0.1MPa下釜温140℃～170℃的馏出物，即为中间产物A：2-羟基-1,3-丙烷磺内酯。

进一步地，前述的一种2-氟-1,3-丙烷磺内酯的合成方法，其中，步骤二中，反应温度优选为75℃～80℃，反应时间优选为3小时。

进一步地，前述的一种2-氟-1,3-丙烷磺内酯的合成方法，其中，步骤二中，生成的中间产物B：2-(4-甲基苯磺酸酯基)-丙烷磺内酯的粗品，采用极性有机溶剂进行萃取，萃取的次数为3～6次，每次极性溶剂的使用量是中间产物B粗品质量的50％～100％。