[发明专利]一种硫酸乙烯酯的合成工艺

说明书

本发明公开一种硫酸乙烯酯的合成工艺，包括：将乙二醇溶于有机溶剂中，随后滴加氯化亚砜，滴加完毕后，在5～10℃下保温反应1～1.5h，然后加入碳酸钠溶液调节pH至7～8，经静置分层得到含亚硫酸乙烯酯的混合液；向含亚硫酸乙烯酯的混合液中加入催化剂，随后滴加70％的过氧化叔丁醇水溶液，滴加时间为0.5～1h，滴加完毕后，在30～40℃下反应1～3h，然后加入亚硫酸钠溶液，经静置分层、水相萃取、合并有机相、减压浓缩、重结晶过程得到硫酸乙烯酯。通过直接将含亚硫酸乙烯酯的混合液进行氧化反应，简化了工艺流程；通过采用70％的过氧化叔丁醇水溶液和氯化铜，进一步降低了成本；所得硫酸乙烯酯具有较高的收率和纯度。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种硫酸乙烯酯的合成工艺。

背景技术

硫酸乙烯酯是一种新型、效果优良的二次锂离子电池电解液有机成膜添加剂。但由于硫酸乙烯酯的中心硫原子电负性更强，在石墨烯负极界面的还原性比相应的碳酸酯强，因此优先于在电极界面形成更加稳定的固定电解质相界面膜。硫酸乙烯酯添加至锂电池电解液中能抑制电池初始容量的下降，增大初始放电容量，减少高温放置后电池的膨胀，提高电池充放电性能并增加循环次数。

目前，硫酸乙烯酯的合成工艺主要有以下几种：

1.采用三氧化硫和环氧乙烷反应得到硫酸乙烯酯。该方法为气相反应，危险性高、对设备要求高。

2.采用氯化亚砜和乙二醇反应得到亚硫酸酯，随后将亚硫酸乙烯酯进行氧化得到硫酸乙烯酯。该方法将产生大量的氯化氢气体，对设备腐蚀大，同时催化剂一般采用贵金属，催化剂成本高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种硫酸乙烯酯的合成工艺，用以解决现有技术中现有的合成工艺成本高的技术问题。

本发明的第一方面提供一种硫酸乙烯酯的合成工艺，包括如下步骤：

将乙二醇溶于有机溶剂中，随后滴加氯化亚砜，滴加完毕后，在5～10℃下保温反应1～1.5h，然后加入碳酸钠溶液调节pH至7～8，经静置分层后得到含亚硫酸乙烯酯的混合液；

向上述含亚硫酸乙烯酯的混合液中加入催化剂，随后滴加70％的过氧化叔丁醇水溶液，滴加时间为0.5～1h，滴加完毕后，在30～40℃下反应1～3h，然后加入亚硫酸钠溶液，经静置分层、水相萃取、合并有机相、减压浓缩、重结晶过程得到硫酸乙烯酯。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过直接将含亚硫酸乙烯酯的混合液进行氧化反应，简化了工艺流程；同时，通过采用70％的过氧化叔丁醇水溶液作为氧化剂和氯化铜作为催化剂，进一步降低了成本；所得硫酸乙烯酯具有较高的收率和纯度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的第一方面提供了一种硫酸乙烯酯的合成工艺，包括如下步骤：

S1取代反应：将乙二醇溶于有机溶剂中，随后滴加氯化亚砜，滴加完毕后，在5～10℃下保温反应1～1.5h，然后加入碳酸钠溶液调节pH至7～8，经静置分层后得到含亚硫酸乙烯酯的混合液；其中，有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿中的一种或多种；乙二醇和有机溶剂的质量比为1：(2～5)，优选为1:4；乙二醇和氯化亚砜的摩尔比为1：(1.3～1.5)，优选为1:1.4；滴加过程中，控制体系温度为0～5℃，滴加时间为1～2h。