1.本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种氟代二醚的制备方法。
背景技术：2.电池中的电解液与电池的工作电压、电池的工作温度、电池寿命以及电池的安全性等多种功能息息相关。
3.日本会议论文《不同氟数氟化二乙氧基乙烷的物理特性和电解质特性》(《
フッ
素数
の
異
なるフッ
素化
ジエトキシエタンの
物性
と
電解液特性》，电气化学会大会讲演要旨集77卷84页)一文中指出1-(2
‑ꢀ
氟乙氧基)-2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙烷、1-(2,2-二氟乙氧基)-2-(2,2,2-三氟乙氧基)乙烷、1,2-双(2-氟乙氧基)乙烷、1-(2-氟乙氧基)-2-乙氧基乙烷以及1-(2,2-二氟乙氧基)-2-乙氧基乙烷等多种氟代二醚化合物具有良好的电解质特性，具有作为二次电池中非水电解质的潜力。
4.然而，现有技术中并没有有效地合成上述这些二醚化合物方法的报道。
技术实现要素：5.本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够高效合成氟代二醚的制备方法(下文中简称为方案a)以及一种能够作为氟代二醚类化合物合成原料的磺酸酯的制备方法(下文中简称为方案b)。
6.方案a：
7.本发明提供了一种氟代二醚化合物的制备方法，具有这样的特征，反应式为下式中的任意一种：
[0008][0009]
在反应式i及反应式ii中，r1、r2、r3及r4相互独立地选自f 或h，ra为磺酰基，n＝0-5，m＝1-5，p＝0-5。
[0010]
在本发明提供的氟代二醚化合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，n＝1，m＝2，p＝1。
[0011]
在本发明提供的氟代二醚化合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，所
述磺酰基为对甲苯磺酰基或甲磺酰基，优选地，磺酰基为对甲苯磺酰基。
[0012]
在本发明提供的氟代二醚化合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，包括如下反应步骤：
[0013]
将化合物a、化合物b、碱a以及溶剂在50℃-120℃下反应，后处理，即得化合物e；或
[0014]
将化合物c、化合物d、碱a以及溶剂在50℃-120℃下反应，后处理，即得化合物e。
[0015]
优选地，后处理包括如下步骤：
[0016]
将反应结束后的反应体系降温至10-30℃，将反应体系滴加至叔丁基甲基醚与水的混合液中，萃取，取有机相，调节体系ph值为5-7，减压精馏，收集66-72℃馏分，即得目标化合物。
[0017]
更优选地，由化合物c和化合物d制备化合物e的反应步骤如下：
[0018]
将溶剂、碱加入到反应容器中，惰性气体保护，体系控温至10-30℃下，加入化合物c，搅拌0.5-2h后加入化合物d，升温至 50-120℃，反应10-20h，反应体系降温至10-30℃，将反应体系滴加至叔丁基甲基醚与水的混合液中，萃取，取有机相，调节体系ph值为5-7，减压精馏，收集66-72℃馏分，即得目标化合物。
[0019]
在本发明提供的氟代二醚化合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，所述碱a为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、叔丁醇钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯或氢化钠中的任意一种或多种。
[0020]
在本发明提供的氟代二醚化合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃或2-甲基四氢呋喃中的任意一种。
[0021]
在本发明提供的氟代二醚化合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，化合物c与化合物d的摩尔比为1：(1.2-1.5)。
[0022]
在本发明提供的氟代二醚化合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，化合物c与碱的摩尔比为1：(1.5-1.8)。
[0023]
方案b：
[0024]
本发明还提供了一种磺酸酯的制备方法，具有这样的特征：用于制备化合物反应式如下：
[0025][0026]
式中，r1及r2相互独立地选自f或h，ra为磺酰基，x为cl 或br，n＝0-5，m＝1-5，
[0027]
包括如下反应步骤：
[0028]
将化合物f以及碱b溶解于溶剂，得溶液a；
[0029]
在-5～5℃下向所述溶液a中滴加化合物g的溶液，得反应液；
[0030]
所述反应液回至室温反应0.5-3h，后处理，即得。
[0031]
在本发明提供的磺酸酯的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，后处理包括如下步骤：
[0032]
加入水，萃取，取有机相，使用5-15wt％盐酸水溶液洗涤，除去溶剂，即得。
[0033]
在本发明提供的磺酸酯的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，碱b为有机碱，优选为二异丙基乙基胺或三乙胺。
[0034]
发明的作用与效果
[0035]
根据本发明所涉及的氟代二醚化合物的制备方法，因为针对特定的反应底物，筛选出适合该底物的反应条件，所以本发明为合成开辟了一条有效的新方法。
[0036]
根据本发明所涉及的磺酸酯的制备方法，因为调整了加料的顺序，所以可以确保反应在使用较弱的碱的情况下以高收率获得目标产物。
附图说明
[0037]
图1是本发明的实施例17中化合物e的氢谱；
[0038]
图2是本发明的实施例17中化合物e的碳谱；以及
[0039]
图3是本发明的实施例17中化合物e的氟谱。
具体实施方式
[0040]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
[0041]
在下述实施例中，除另有说明外，各化合物均为市售产品。
[0042]
在下述实施例中，部分名词的含义如下：
[0043]
trace：痕量
[0044]
n.r.：无反应
[0045]
dmap：4-二甲氨基吡啶
[0046]
ms：甲磺酰基
[0047]
ts：对甲苯磺酰基
[0048]
mscl：甲磺酰氯
[0049]
tscl：对甲苯磺酰氯
[0050]
《实施例1》
[0051]
化合物a1的制备
[0052]
本实施例提供了一种化合物a1的制备方法，反应式如下：
[0053][0054]
包括如下反应步骤：
[0055]
取4.7g化合物d1(57.2mmol，1.0eq)、3.4g化合物f(38.9mmol， 0.68eq)溶解于15g四乙二醇二甲醚中，再加入0.16g naoh(4.0mmol， 0.07eq)，升温至140℃，搅拌反应6h，自然降至室温，过滤，取滤液，使用水泵减压蒸馏，收集80-85℃馏分，得目标化合物4.87g，收
率99.2％，纯度99.6％。
[0056]
《实施例2》
[0057]
化合物a1的制备方法的筛选
[0058]
在本实施例中，以实施例1记载的化合物a1的制备方法为基准，对反应中使用的溶剂或碱进行了筛选。本实施例中记载的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于使用的溶剂或碱不同。
[0059]
具体筛选结果如表1所示。
[0060]
表1化合物a1制备方法的筛选
[0061]
序号碱溶剂收率1naoh苯甲醚trace2naohn-甲基吡咯烷酮92.1％3-四乙二醇二甲醚n.r.4nahco3四乙二醇二甲醚86.5％5naoh苯甲醚/水a79.4％
[0062]
a.加入naoh后再加入0.5g水
[0063]
由表1可知，申请人意外地发现并非所有的醚类溶剂均为充当本实施例涉及到的制备方法中的溶剂，尤其当使用苯甲醚作为溶剂时，仅能得到痕量的目标产物。
[0064]
申请人还同时发现在本技术涉及的反应中，至少需要加入催化量的碱才能保证反应的顺利进行。碱的强弱也对反应有一定的影响，使用碱性较强的碱(如naoh)作为催化剂时会比使用弱碱(如nahco3) 时可以得到更好的收率。
[0065]
此外，反应体系中加入水，并不会因为增加了naoh的溶解性而提升反应收率，相反地，反而使反应收率下降，这可能是因为原料化合物f对水敏感，在水的存在下存在一定程度的分解导致的。
[0066]
《实施例3》
[0067]
化合物a2的制备
[0068]
本实施例提供了化合物a2的制备方法，反应式如下：
[0069][0070]
包括如下反应步骤：
[0071]
取5.0g化合物d2(50.0mmol，1.0eq)、3.0g化合物f(34.0mmol， 0.68eq)溶解于15g四乙二醇二甲醚中，再加入0.14g naoh(3.5mmol， 0.07eq)，升温至140℃，搅拌反应6h，自然降至室温，过滤，取滤液，使用水泵减压蒸馏，收集80-85℃馏分，得目标化合物4.71g，收率96.1％，纯度99.5％。
[0072]
《实施例4》
[0073]
化合物b1的制备
[0074]
本实施例提供了一种化合物b1的制备方法，反应式如下：
[0075][0076]
包括如下反应步骤：
[0077]
取10g化合物d2(0.10mol，1.0eq)、12.6g mscl(0.11mol，1.1eq)、 14.7g dmap(0.12mol，1.2eq)溶解于30g二氯甲烷中，室温下搅拌反应5h，加入60g水，取有机相，减压除去溶剂，快速柱层析，得目标化合物9.94g，收率55.8％，纯度99.5％。
[0078]
《实施例5》
[0079]
化合物b2的制备
[0080]
本实施例提供了一种化合物b2的制备方法，反应式如下：
[0081][0082]
包括如下反应步骤：
[0083]
取10g化合物d2(0.10mol，1.0eq)、21.0g tscl(0.11mol，1.1eq)、 14.7g dmap(0.12mol，1.2eq)溶解于30g二氯甲烷中，室温下搅拌反应5h，加入60g水，取有机相，减压除去溶剂，快速柱层析，得目标化合物25.2g，收率99.1％，纯度99.4％。
[0084]
《实施例6》
[0085]
化合物b3的制备
[0086]
本实施例提供了一种化合物b3的制备方法，反应式如下：
[0087][0088]
包括如下反应步骤：
[0089]
取10g化合物d1(0.12mol，1.0eq)、14.9g mscl(0.13mol，1.1eq)、 17.1g dmap(0.14mol，1.2eq)溶解于30g二氯甲烷中，室温下搅拌反应5h，加入60g水，取有机相，减压除去溶剂，快速柱层析，得目标化合物11.5g，收率59.8％，纯度99.0％。
[0090]
《实施例7》
[0091]
化合物b4的制备
[0092]
本实施例提供了一种化合物b4的制备方法，反应式如下：
[0093][0094]
包括如下反应步骤：
[0095]
取10g化合物d1(0.12mol，1.0eq)、24.8g tscl(0.13mol，1.1eq)、 17.1g dmap(0.14mol，1.2eq)溶解于30g二氯甲烷中，室温下搅拌反应5h，加入60g水，取有机相，减压除去溶剂，快速柱层析，得目标化合物28.2g，收率99.5％，纯度99.4％。
[0096]
《实施例8》
[0097]
化合物e的制备
[0098]
本实施例提供了一种化合物e的制备方法，反应式如下：
[0099][0100]
包括如下反应步骤：
[0101]
将4.0g nah(纯度60％，101.0mmol，1.8eq)、40g无水四氢呋喃加入到反应瓶中，氮气保护，控温至15℃，加入10.6g化合物a1 (84.2mmol，1.5eq)，在15℃下搅拌1h后，加入10.0g化合物b1 (56.1mmol，1.0eq)，升温至70℃，搅拌反应16h，取样，送液相分析，液相显示仅有痕量目标产物。
[0102]
《实施例9》
[0103]
化合物e的制备
[0104]
本实施例提供了一种化合物e的制备方法，反应式如下：
[0105][0106]
包括如下反应步骤：
[0107]
将2.8g nah(纯度60％，70.7mmol，1.8eq)、40g无水四氢呋喃加入到反应瓶中，氮气保护，控温至15℃，加入7.4g化合物a1 (59.0mmol，1.5eq)，在15℃下搅拌1h后，加入10.0g化合物b2 (39.3mmol，1.0eq)，升温至70℃，搅拌反应16h，取样，送液相分析，化合物e的液相收率为14.4％。
[0108]
《实施例10》
[0109]
化合物e的制备
[0110]
本实施例提供了一种化合物e的制备方法，反应式如下：
[0111][0112]
包括如下反应步骤：
[0113]
将4.6g nah(纯度60％，115.6mmol，1.8eq)、40g无水四氢呋喃加入到反应瓶中，氮气保护，控温至15℃，加入13.5g化合物a2 (93.6mmol，1.5eq)，在15℃下搅拌1h后，加入10.0g化合物b3 (62.4mmol，1.0eq)，升温至70℃，搅拌反应16h，取样，送液相分析，液相显示仅有痕量目标产物。
[0114]
《实施例11》
[0115]
化合物e的制备
[0116]
本实施例提供了一种化合物e的制备方法，反应式如下：
[0117][0118]
包括如下反应步骤：
[0119]
将3.0g nah(纯度60％，76.1mmol，1.8eq)、40g无水四氢呋喃加入到反应瓶中，氮气保护，控温至15℃，加入9.1g化合物a2 (63.4mmol，1.5eq)，在15℃下搅拌1h后，加入10.0g化合物b4 (42.3mmol，1.0eq)，升温至70℃，搅拌反应16h，取样，送液相分析，液相显示仅有痕量目标产物。
[0120]
《实施例12》
[0121]
化合物c1的制备
[0122]
本实施例提供了一种化合物c1的制备方法，反应式如下：
[0123][0124]
包括如下反应步骤：
[0125]
将10g二氯甲烷、5.0g化合物a1(39.6mmol，1.0eq)、4.4g三乙胺(43.6mmol，1.1eq)加入到反应容器中，降温至0℃，向体系中滴加溶有7.5g tscl(39.6mmol，1.0eq)的二氯甲烷溶液(7.5gtscl 溶解于15g二氯甲烷中得到)，滴加完成后升温至25℃，反应2h，加入5g水，萃取，取有机相，使用10g 10wt％盐酸水溶液洗涤一次，减压除去溶剂，得11.0g目标化合物c1，收率99.0％，纯度95.3％，无需进一步提纯即可用于下一步反应。
[0126]
《实施例13》
[0127]
化合物c1的制备方法筛选
[0128]
在本实施例中，在实施例12提供的化合物c1的制备方法的基础上，对碱和/或溶剂进行了筛选。本实施例中记载的制备方法与实施例13基本相同，区别仅在于使用的溶剂或碱不同。
[0129]
筛选结果如表2所示。
[0130]
表2化合物c1制备方法的筛选1
[0131]
序号碱溶剂收率1dmap二氯甲烷25.5％a2吡啶二氯甲烷18.7％a3二异丙基乙基胺二氯甲烷98.6％b4dmap四氢呋喃15.3％a5三乙胺四氢呋喃98.7％b[0132]
a.液相收率；b.分离收率
[0133]
由表2可知，反应溶剂对化合物c1的收率影响不大，但是碱的选用对反应的收率有较大的影响，在本实施例这样的制备条件下，三乙胺和二异丙基乙基胺这样的叔胺能更好地促进反应进行，而使用吡啶、dmap这样的芳香化合物作为碱时，对反应的促进作用有限。
[0134]
进一步地，对照本实施例表2中序号为1、4以及实施例5、7中记载的反应，申请人意
外地发现，反应底物的结构对本实施例涉及的这样的酰化反应有着重要的影响。本实施例中这样的烷氧基醇类的反应活性显著低于实施例5和7中这样的烷基醇类底物，因此即使采用与酰化烷基醇类底物相同的酰化条件，也不一定能够有效实现对本实施例中涉及的烷氧基醇类的酰化。
[0135]
《实施例14》
[0136]
化合物c1的制备
[0137]
本实施例提供了一种化合物c1的制备方法，反应式如下：
[0138][0139]
包括如下反应步骤：
[0140]
在冰水浴下，依次将25g二氯甲烷、5.0g化合物a1(39.6mmol， 1.0eq)、7.5g tscl(39.6mmol，1.0eq)以及4.4g三乙胺(43.6mmol， 1.1eq)加入到反应容器中，升温至25℃，反应2h，加入5g水，萃取，取有机相，使用10g 10wt％盐酸水溶液洗涤一次，减压除去溶剂，快速柱层析，得9.3g目标化合物c1，收率84.2％，纯度98.5％。
[0141]
《实施例15》
[0142]
化合物c1的制备
[0143]
本实施例提供了一种化合物c1的制备方法，反应式如下：
[0144][0145]
包括如下反应步骤：
[0146]
在冰水浴下，向10ml 4.6mol/l的naoh水溶液中加入5.0g化合物a1(39.6mmol，1.0eq)，再滴加溶有7.5g tscl(39.6mmol，1.0eq) 的四氢呋喃溶液(7.5gtscl溶解于15g四氢呋喃中得到)，升温至25℃，反应2h，加入5g水，萃取，取有机相，使用10g 10wt％盐酸水溶液洗涤一次，减压除去溶剂，快速柱层析，得6.7g目标化合物c1，收率60.3％，纯度99.0％。
[0147]
《实施例16》
[0148]
化合物c1的制备方法筛选
[0149]
在本实施例中，在实施例15提供的化合物c1的制备方法的基础上，对碱和/或溶解tscl的溶剂进行了筛选。本实施例中记载的制备方法与实施例15基本相同，区别仅在于使用的溶解tscl的溶剂或碱不同。
[0150]
筛选结果如表3所示。
[0151]
表3化合物c1制备方法的筛选2
[0152]
序号碱溶解tscl的溶剂收率1碳酸钾四氢呋喃35.1％2氢氧化钠二氯甲烷55.8％3碳酸钾二氯甲烷34.3％
[0153]
由表3可知，使用无机碱时需要加入适量的水来溶解无机碱，但是水分的存在会大幅降低目标化合物的收率。
(64.1mmol，1.8eq)加入到反应容器中，依次加入5.4g 化合物d2(53.6mmol，1.5eq)以及10.0g化合物c1(35.7mmol，1.0eq)，升温至70℃，搅拌反应16h，取样，送液相分析，液相收率为20.5％。
[0174]
实施例的作用与效果
[0175]
根据上述实施例所涉及的氟代二醚化合物的制备方法，因为选用了特定的反应底物，筛选出适合该底物的反应条件，所以本发明为合成开辟了一条有效的新方法。
[0176]
尤其地，当反应底物为时，能够以令人满意的收率获得目标产物。
[0177]
根据上述实施例所涉及的磺酸酯的制备方法，因为在投料阶段最后再添加磺酰氯，所以较其他的投料方式可以获得更高的收率。
[0178]
进一步地，在使用上述提及的投料方式的基础上，对反应中使用的碱进行了筛选，针对上述实施例中化合物a1这样的烷氧基醇类底物，使用三乙胺或二异丙基乙基胺作为碱时较使用其他碱有着更好的反应收率。
[0179]
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
技术特征：1.一种氟代二醚的制备方法，其特征在于，反应式为下式中的任意一种：在反应式i及反应式ii中，r1、r2、r3及r4相互独立地选自f或h，r
a
为磺酰基，n＝0-5，m＝1-5，p＝0-5。2.根据权利要求1所述的氟代二醚的制备方法，其特征在于，其中，n＝1，m＝2，p＝1。3.根据权利要求1所述的氟代二醚的制备方法，其特征在于：其中，所述磺酰基为对甲苯磺酰基或甲磺酰基。4.根据权利要求1所述的氟代二醚的制备方法，其特征在于，包括如下反应步骤：将化合物a、化合物b、碱a以及溶剂在50℃-120℃下反应，后处理，即得化合物e；或将化合物c、化合物d、碱a以及溶剂在50℃-120℃下反应，后处理，即得化合物e。5.根据权利要求4所述的氟代二醚的制备方法，其特征在于：其中，所述碱a为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、叔丁醇钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯或氢化钠中的任意一种或多种。6.根据权利要求4所述的氟代二醚的制备方法，其特征在于：其中，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃或2-甲基四氢呋喃中的任意一种。7.根据权利要求4所述的氟代二醚的制备方法，其特征在于，其中，化合物c与化合物d的摩尔比为1：(1.1-1.5)。8.根据权利要求4所述的氟代二醚的制备方法，其特征在于，其中，化合物c与碱的摩尔比为1：(1.1-1.8)。9.一种磺酸酯的制备方法，用于制备化合物反应式如下：
式中，r1及r2相互独立地选自f或h，r
a
为磺酰基，x为cl或br，n＝0-5，m＝1-5，其特征在于，包括如下反应步骤：将化合物f以及碱b溶解于溶剂，得溶液a；在-5～5℃下向所述溶液a中滴加化合物g的溶液，得反应液；所述反应液回至室温反应0.5-3h，后处理，即得。10.根据权利要求9所述的磺酸酯的制备方法，其特征在于：其中，所述碱b为三乙胺或二异丙基乙基胺。
技术总结本发明提供了一种氟代二醚的制备方法，属于有机合成领域。本发明提供了一种氟代二醚的制备方法，反应式为下式中的任意一种：反应式为下式中的任意一种：在反应式I及反应式II中，R1、R2、R3及R4相互独立地选自F或H，R
技术研发人员：匡逸 张唐志 陆茜 李桂云 姜亚飞 孙祈安 赵濬宇
受保护的技术使用者：上海凌凯医药科技有限公司
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/11/1
