[发明专利]一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法。

背景技术

氟代碳酸乙烯酯是一种重要的电解液添加剂，其能够在碳电极表面形成一 层保护膜，保护碳电极，抑制电解液的分解，提升锂电池循环周期以及显著提 升电池性能。

公开号CN101210005A的中国发明专利申请公开了一种氟代碳酸乙烯酯 的制备方法，该方法以氯代碳酸乙烯酯为原料，以碱金属氟化物或NH₄F为氟 化剂，在相转移催化剂和惰性溶剂存在下，反应生成氟代碳酸乙烯酯，通过离 心抽滤、减压蒸馏获得氟代碳酸乙烯酯产品。该方法由于使用了相转移催化剂， 使得反应能够较快和较彻底的进行，然而该反应选择性较低，经离心抽滤后的 滤液中，氟代碳酸亚乙烯酯副产物的含量达到2％～20％，产品的纯度最高仅 能达99.9％，收率低下(只有55％左右)，导致产品生产成本增高。另外，该 方法在后处理过程中，产生了大量的固体废渣，环境污染较大；并且该方法需 要严格控制原料滴加温度和速度，反应体系粘稠，可控性较差，易引发安全问 题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的氟代 碳酸乙烯酯的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，该方法使氯代碳酸乙烯酯与氟化剂在有 机溶剂中及缚酸剂存在下发生取代反应生成氟代碳酸乙烯酯，所述氟化剂为含 氮有机碱氟化氢络合物，其具有如下通式：

其中，R₁为选自C_1～12烷烃基中的一种，R₂、R₃独立地为氢或C_1～12烷烃 基中的一种；或者，R₁、R₂、R₃与N构成含氮杂环；n为1～6。

根据本发明的一个方面，氟化剂为脂肪胺与氟化氢形成的络合物，其中代 表性的氟化剂有三乙胺氟化氢络合物和二异丙胺氟化氢络合物。

根据本发明的又一方面，氟化剂为含氮杂环与氟化氢形成的络合物，其中 代表性的氟化剂有吡啶氟化氢络合物、哌嗪氟化氢络合物和二环[5.4.0]-1，8-二氮 -7-壬烯氟化氢络合物。

本发明的氟化剂的通式中，n优选为2～4。

根据本发明，缚酸剂可以为选自二乙胺、三乙胺、二异丙胺、吡啶以及N，N- 二甲基苯胺中的一种或几种的混合物，其用量可由本领域的技术人员根据具体 的氟化剂种类和用量来确定。

所述有机溶剂可以为选自卤代烷烃、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、环己 烷、四氢呋喃、乙腈以及碳酸酯中的一种或几种的混合溶剂。

根据本发明的一个具体方面，所述取代反应的过程为：向反应容器中加入 氯代碳酸乙烯酯、氟化剂及有机溶剂，然后于10℃～50℃下滴加缚酸剂，加毕， 使反应体系在60℃～120℃下保温反应2～6小时得到含有氟代碳酸乙烯酯的产 物溶液。取代反应结束后，对所述产物溶液进行碱洗，提取有机相，通过减压 蒸馏即可获得纯度大于99.9wt％的氟代碳酸乙烯酯。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明以含氮有机碱氟化氢络合物为氟化剂，取代反应的选择性好，副产 物少，可获得纯度大于99.9％的氟代碳酸乙烯酯产品，同时具有较高收率(大 于85％)；此外，本发明操作简单，易控制，环境污染小，因而适于高纯度氟代 碳酸乙烯酯的工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进行详细的说明，但不限于这些实施例。

实施例1

向1000ml配有温度计、冷凝管和搅拌装置的三口圆底烧瓶中，加入183.8g 氯代碳酸乙烯酯、205.5g三乙胺氟化氢((CH₃CH₂)₃N·3HF)、150ml乙酸乙酯， 控制温度10℃～20℃，滴加293.6g三乙胺，滴加完毕后，加热到80℃，保温反 应4h后结束反应，待温度降到30℃，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，无水硫酸钠干 燥，取下层有机相，减压蒸馏，得到纯度为99.94％的氟代碳酸乙烯酯138.9g， 计算摩尔收率87.4％。

实施例2