1,3-丙烷磺酸内酯衍生物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化合物制备的技术领域，涉及到1，3-丙烷磺酸内酯衍生物的制备，具 体的为1，3-丙烷磺酸内酯衍生物的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国的电子信息产业的发展，对于化学电源的需求量越来越大，对其性能要 求越来越高。由于锂离子电池具有体积小、安全性能好、重量轻、比能量高、电压高、寿命长、 无污染等其它化学电源所无法比拟的优点，目前它已经成为手机、掌上电脑、笔记本电脑、 微型摄像机数码照相机等便携式电子设备的主要电源。近年来，锂离子电池的基础研究和 应用开发成为热点之一。锂电池中包括正极、负极、电解液和隔膜，但是，电池在充放电过程 中，会释放热量，造成电池性能降低。而电池在充放电过程中，会释放热量，造成电池性能降 低，现有的电解液添加剂在使用中遇到高温情况时电池的性能差，受损严重，未添加添加剂 的电池高温循环50周后，会产生严重的容量降低，为了克服以上缺点，我们致力于研究一 种电解液添加剂，能有效的提尚尚温情况下电池的性能。
[0003] 现有技术中，专利号为CN 103044384 A中报道了一种3-氟-1，3-丙烷磺酸内酯 的制备方法，使1，3-丙烷磺酸内酯进行氯代反应，生成3-氯-1，3-丙烷磺酸内酯，然后使 3_氯-1，3-丙烷磺酸内酯在溶剂中与氟化剂在相转移催化剂存在下进行卤素交换反应从 而得到产品。此方法需要先进行氯代，污染大，步骤长，收率不高。
【发明内容】
[0004] 本发明为解决现有技术中的缺陷，提供了一种1，3-丙烷磺酸内酯衍生的制备方 法。
[0005] 本发明为实现其目的采用的技术方案是：
[0006] 1，3-丙烷磺酸内酯衍生物的制备方法，本方法所用原料为1，3-丙烯磺酸酯，将 1，3-丙烯磺酸内酯置于二氯己烷中，然后向其中加入氟化剂直接行氟化反应，得到1，3-丙 烷磺酸内酯衍生物。本发明采用二氯甲烷为反溶剂，避免了生成的1，3-丙烯磺酸内酯衍生 物发生水解，大大提高了 1，3-烯磺酸内酯衍生物的收率。
[0007] 所述氟化反应中控制反应压强为1-lOatm，反应温度为10_50°C，反应间为l-10h。
[0008] 所述氟化反应中，控制氟化剂与1，3_丙烯磺酸内酯的摩尔比为1 :(1_1.3)，反应 得到2-氟-1，3-丙烷磺酸内酯。
[0009] 所述氟化剂为HF，制备得到的衍生物为2-氟-1，3-丙烷磺酸内酯。
[0010] 所述氟化反应中，控制氟化剂与1，3_丙烯磺酸内酯的摩尔比为1 :(2_3)，应得到 1，2-二氟-1，3-丙烷磺酸内酯。
[0011] 所述氟化剂为氟气，制备得到的衍生物为1，2-二氟-1，3-丙烷磺酸内酯。
[0012] Imol的1，3-丙烯磺酸内酯所用二氯甲烷的量为200-800ml。
[0013] 本发明中2-氟-1，3-丙烷磺酸内酯的化学结构式为：
[0014]
[0015] 本发明中1，2-二氟-1，3-丙烷磺酸内酯的化学结构式为：
[0016]
[0017] 本发明的有益效果是：本发明制备的1，3-丙烷磺酸内酯衍生物，除可作为中间 体、双离子表面活性剂和磺化剂外，还可以作为锂离子二次电池电解液的添加剂，特别是由 于F元素的存在，更加可以提高电池电压，可以广泛应用于锂离子电池高电压领域。同时， 1，2-二氟-1，3-丙烷磺酸内酯还可以改善目前三元电池材料的高温循环特性，可以改善电 池的循环寿命。
[0018] 本发明制备1，3-丙烷磺酸内酯衍生物采用1，3-丙烯磺酸内酯与氟化剂一步反 应，收率高，污染小。本发明通过严格控制1，3_丙烯磺酸内酯与氟化剂的反应比、反应压 强和反应温度，克服了有机物与氟化剂直接反应不易控制、副反应多的技术偏见，反应过程 温和、选择性好，易于控制，采用1，3丙烯磺酸内酯为原料，本身具有双键，可以进行加成反 应，反应易操控。反应压强和反应温度的控制是实现本效果的关键，压强低，反应时间长；压 强高，危险性高；反应温度低，反应时间会增加，反应温度高，容易产生副反应。发明人经过 长期的总结，得到了一步反应制备1，3-丙烯磺酸内酯衍生物的反应条件，其中克服的困难 难以用文字所表达，最终通过发明人的不懈努力发明了可用于工业化生产的一步反应制备 1，3-丙烯磺酸内酯衍生物的制备方法。
【附图说明】
[0019] 图1是实施例1中添加有1% 2-氟-1，3-丙烷磺酸内酯的电池和不添加电解液添 加剂的电池分别于65°C循环50周前后的EIS图。
[0020] 图2是实施例2中添加有1% 1，2_二氟-1,3-丙烷磺酸内酯的电池和添加基础电 解液添加剂的电池分别于65°C循环50周前后的EIS图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明为解决现有技术中高温情况时电池的性能差的缺陷，提供了一种生产 1，3-丙烷磺酸内酯衍生物的方法，用于电池电解液的添加剂，下面结合具体实施例对本发 明作进一步的说明。
[0022] -、制备2-氟-1,3-丙烷磺酸内酯
[0023] 实施例1
[0024] 以二氯甲烷为反应溶剂，将Imol的1，3-丙烯磺酸内酯加入到200ml的二氯 甲烷中，然后通入HF气体，控制反应压强为latm，反应温度为KTC反应时间为lh，得到 2_氟-1，3-丙烷磺酸内酯，计算收率为46. 0%、纯度为99. 4%、产品水分为16PPM。
[0025] 实施例2
[0026] 以二氯甲烷为反应溶剂，将Imol的1，3-丙烯磺酸内酯加入到400ml的二氯 甲烷中，然后通入HF气体，控制反应压强为7atm，反应温度为35°C反应时间为5h，得到 2_氟-1，3-丙烷磺酸内酯，计算收率为74. 4%、纯度为99. 6%、产品水分为17PPM。
[0027] 实施例3
[0028] 以二氯甲烷为反应溶剂，将Imol的1，3-丙烯磺酸内酯加入到800ml的二氯甲 烷中，然后通入HF气体，控制反应压强为lOatm，反应温度为50°C反应时间为10h，得到 2_氟-1，3-丙烷磺酸内酯，计算收率为87. 2%、纯度为99. 8%、产品水