一种亚甲基二磺酸亚甲酯的合成工艺的制作方法

1.本发明属于化工制品技术领域，具体涉及一种亚甲基二磺酸亚甲酯的合成工艺。


背景技术：

2.亚甲基二磺酸亚甲酯因为分子中具有独特的二磺酸酯的环状结构，可以作为锂离子电池电解液中的添加剂。目前已有研究表明，在锂离子电池的电解液中添加少量的亚甲基二磺酸亚甲酯不仅可以有效抑制负极上溶剂发生分解反应，还可以抑制正极的劣化和容量的降低。目前，亚甲基二磺酸亚甲酯在电池领域的应用日渐广泛。
3.目前亚甲基二磺酸亚甲酯大多采用有机合成的方法生产，生产工艺存在以下典型问题：制备过程复杂，并且有机合成反应速度慢，生产过程中合成原料醇、酯因为受热挥发损耗大；并且有机合成过程对工艺的合成条件苛刻，很容易产生难以分离的副产物，产品纯度不高；此外，有机合成原料价格昂贵，生产亚甲基二磺酸亚甲酯的成本高。因此，开发一种合成亚甲基二磺酸亚甲酯的新工艺具有重要意义。
4.鉴于以上现状，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决上述技术问题，提供一种亚甲基二磺酸亚甲酯的合成工艺，该工艺生产流程短、合成速度快、产品纯度高，并且生产原料廉价易得，可以大幅降低生产成本。
6.本发明的技术方案如下：一种亚甲基二磺酸亚甲酯的合成工艺，所述合成工艺依次按以下步骤进行：（1）将亚甲基二磺酸钠与二水合氯化钡配制成水溶液；然后向配好的氯化钡水溶液中滴加已配好的亚甲基二磺酸钠水溶液，滴加完毕后加热到25～60℃保温发生反应，反应时间为5～30min，反应完成后的溶液降温抽滤即可得到亚甲基二磺酸钡；（2）向步骤（1）制备的亚甲基二磺酸钡中滴加硫酸；滴加完毕后加热到35～40℃保温发生反应，反应时间为100～180min，反应完成后过滤取滤液浓缩至原体积的1/2，得到亚甲基二磺酸水溶液；（3）在避光条件下，向步骤（2）制备的亚甲基二磺酸水溶液中加入碳酸银后充分搅拌，同时加热到30～40℃保温发生反应，反应时间为100～120min，反应完成后降温至室温，过滤取滤液备用；（4）向步骤（3）制备的滤液中，滴加2～3倍滤液体积的甲醇，边滴加边搅拌使反应生成的亚甲基二磺酸银结晶析出，将结晶析出的亚甲基二磺酸银在真空下干燥后备用；（5）在避光条件下，以干燥的环己烷做溶剂加入反应瓶，然后将步骤（4）制备的亚甲基二磺酸银和二碘甲烷加入反应瓶，加热反应瓶至60～80℃后保温，反应瓶内反应物在搅拌状态下反应4～6h。
7.（6）待步骤（5）反应完成后进行过滤，回收滤液环己烷；滤饼用乙酸乙酯提取2～3次，提取液经过浓缩、环己烷挤盐即可得到亚甲基二磺酸亚甲酯产品。
8.优选的，步骤（1）中，所述亚甲基二磺酸钠与所述二水合氯化钡的投料摩尔比为1.0～1.1∶1。
9.优选的，步骤（2）中，滴加的所述硫酸的物质的量是步骤（1）中所述二水合氯化钡的物质的量的1.0～1.3倍。
10.优选的，步骤（3）中，加入的所述碳酸银的物质的量是步骤（1）中所述二水合氯化钡的物质的量的1.0～1.05倍。
11.优选的，步骤（5）中，加入的所述二碘甲烷的物质的量是步骤（1）中所述二水合氯化钡的物质的量的1.2～1.5倍。
12.优选的，步骤（1）、（2）、（3）、（5）中的加热和保温均采用微波加热和保温。
13.由于采用上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明合成工艺简短，反应过程安全可控，生产率高，产品纯度高。以亚甲基二磺酸钠为原料，通过与氯化钡溶液反应得到亚甲基二磺酸钡，接着经过硫酸酸化得到亚甲基二磺酸，再通过与碳酸银反应得到合成亚甲基二磺酸亚甲酯的中间体亚甲基二磺酸银，中间体亚甲基二磺酸银与二碘甲烷反应后即可得到亚甲基二磺酸亚甲酯。可见制备中间体亚甲基二磺酸银的过程中主要发生的是无机化学反应，整个反应过程可控性强，反应进行的更加彻底，转化率高，且几乎没有副产物产生，产品纯度高。
14.本发明合成工艺反应速度快，生产周期相比传统工艺可以大幅缩短。本发明通过无机化学反应制备中间体后再通过有机化学反应制备出亚甲基二磺酸亚甲酯，整个过程有机化学反应少，生产周期缩短；同时本发明整个过程均采用微波加热和保温，利用微波的空化效应可以进一步缩短化学反应的时间，提高反应速度。并且因为本发明采用微波加热，微波加热更加均匀，反应过程加热温度可以进一步降低，可以有效避免高温引起反应物、产物损失的问题。
具体实施方式
15.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.实施例1将等物质的量的亚甲基二磺酸钠与二水合氯化钡配制成水溶液；然后向配好的氯化钡水溶液中滴加已配好的亚甲基二磺酸钠水溶液，滴加完毕后微波加热到30℃保温发生反应，反应时间为5min，反应完成后的溶液降温抽滤即可得到亚甲基二磺酸钡。接着向制备的亚甲基二磺酸钡中滴加等物质的量的硫酸；滴加完毕后微波加热到35℃保温发生反应，反应时间为100min，反应完成后过滤取滤液浓缩至原体积的1/2，得到亚甲基二磺酸水溶液。接着在避光条件下，制备的亚甲基二磺酸水溶液中加入等物质的量的碳酸银后充分搅拌，同时微波加热到30℃保温发生反应，反应时间为100min，反应完成后降温至室温，过滤取滤液；向滤液中滴加2倍滤液体积的甲醇，边滴加边搅拌使反应生成的亚甲基二磺酸银结晶析出，将结晶析出的亚甲基二磺酸银在真空下干燥备用。接着在避光条件下，以干燥的环己烷做溶剂加入反应瓶，将前面制备的亚甲基二磺酸银和二碘甲烷加入反应瓶，微波加热
反应瓶至60℃后保温，反应瓶内反应物在搅拌状态下反应4h。反应完成后进行过滤，回收滤液环己烷；滤饼用乙酸乙酯提取2次，提取液经过浓缩、环己烷挤盐即可得到亚甲基二磺酸亚甲酯产品，收率为75.3%。
17.实施例2将等物质的量的亚甲基二磺酸钠与二水合氯化钡配制成水溶液；然后向配好的氯化钡水溶液中滴加已配好的亚甲基二磺酸钠水溶液，滴加完毕后微波加热到60℃保温发生反应，反应时间为30min，反应完成后的溶液降温抽滤即可得到亚甲基二磺酸钡。接着向制备的亚甲基二磺酸钡中滴加等物质的量的硫酸；滴加完毕后微波加热到40℃保温发生反应，反应时间为180min，反应完成后过滤取滤液浓缩至原体积的1/2，得到亚甲基二磺酸水溶液。接着在避光条件下，制备的亚甲基二磺酸水溶液中加入等物质的量的碳酸银后充分搅拌，同时微波加热到40℃保温发生反应，反应时间为120min，反应完成后降温至室温，过滤取滤液；向滤液中滴加2倍滤液体积的甲醇，边滴加边搅拌使反应生成的亚甲基二磺酸银结晶析出，将结晶析出的亚甲基二磺酸银在真空下干燥备用。接着在避光条件下，以干燥的环己烷做溶剂加入反应瓶，将前面制备的亚甲基二磺酸银和二碘甲烷加入反应瓶，微波加热反应瓶至80℃后保温，反应瓶内反应物在搅拌状态下反应4h。反应完成后进行过滤，回收滤液环己烷；滤饼用乙酸乙酯提取2次，提取液经过浓缩、环己烷挤盐即可得到亚甲基二磺酸亚甲酯产品，收率为83.7%。
18.对比例1本对比例与实施例1的区别在于：加热方式为普通水浴加热，最终亚甲基二磺酸亚甲酯产品的收率为43.2%。
19.对比例2本对比例与实施例2的区别在于：亚甲基二磺酸银和二碘甲烷反应时间由4h延长到6h，最终亚甲基二磺酸亚甲酯产品的收率为83.5%。
20.上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。