[发明专利]氟代碳酸乙烯酯的生产方法

说明书

本发明涉及一种氟代碳酸乙烯酯的生产方法，主要解决现有技术中催化剂成本高、产品收率低的问题。本发明通过采用一种氟代碳酸乙烯酯的生产方法，将氯代碳酸乙烯酯加到反应器中，然后加入极性非质子性溶剂、催化剂、氟化试剂，在一定反应条件进行反应，反应完毕后，反应液经分离单元分离后获得氟代碳酸乙烯酯产品的技术方案较好地解决了上述问题，可用于氟代碳酸乙烯酯的生产中。

技术领域

本发明涉及一种氟代碳酸乙烯酯的生产方法，主要涉及一种以杯芳烃为相转移催化剂合成氟代碳酸乙烯酯的方法。

背景技术

氟代碳酸乙烯酯(FEC)用作锂离子电池电解液的性能优异的添加剂。氟代碳酸乙烯酯可作为锂离子电池电解液的添加剂，一般纯度和酸度要求较高。由于氟原子的吸电子效应，在较高电位下，FEC容易发生还原分解反应。因此电解液中添加FEC可以有效抑制较低电位下电解液溶剂的分解还原，并且电极表面由FEC分解产物形成的SEI膜层(固体电解液相界面膜)更薄更稳定，更有利于锂离子脱嵌，进而降低SEI膜阻抗及电池的总阻抗，电池循环性能、安全性得以提高。

氟代碳酸乙烯酯合成方法目前主要分为以下三类：(1)碳酸乙烯酯路线使用F2直接氟化(US20060167279、US20050072123、US20060036102)。氟气氟化存在反应不易控制、选择性差、设备投入高等缺点。(2)氟化氢为氟化剂，在三乙胺、吡啶等有机碱存在存在下和CEC反应，FEC收率65％，纯度99.8％。(US2011009644A)。(3)氟盐氟化，即以氯代碳酸乙烯酯为原料在相转移催化剂作用下用氟化钾氟化。该路线是目前主要的研究路线，主要集中在相转移催化剂的选择上，如季铵盐类(广州化工，2012,40，97)、冠醚类(CN200610156068)、季磷盐类(CN201310383253)、环糊精类(CN201210363874)及离子液体类(CN201310535094、CN201410009401、CN200910237020)，目前报道的效果好的催化剂，存在售价高(如冠醚)或者制备程序复杂且成本高(如离子液体等)等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中催化剂成本高、产品收率低的问题，提供一种新的氟代碳酸乙烯酯的生产方法，具有催化剂成本低、产品收率高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种氟代碳酸乙烯酯的生产方法，将氯代碳酸乙烯酯加到反应器中，然后加入极性非质子性溶剂、催化剂、氟化试剂，在一定反应条件进行反应，反应完毕后，反应液经分离单元分离后获得氟代碳酸乙烯酯产品；其中，所述催化剂为杯芳烃类相转移催化剂，其结构式如下：

式中：R选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、叔丁基、叔戊基、异戊基、甲氧基、乙氧基或异丙氧基，n＝4-8。

上述技术方案中，优选地，R选自甲氧基、叔丁基，n＝4-6。

上述技术方案中，更优选地，R选自叔丁基，n＝6。

上述技术方案中，优选地，极性非质子性溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙腈中的至少一种；氟化试剂为氟化钾、氟化钠中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，极性非质子性溶剂为碳酸二甲酯；氟化试剂为氟化钾。

上述技术方案中，优选地，氯代碳酸乙烯酯、氟化试剂、催化剂的投料摩尔比为1：1-5：0.0001-0.027。

上述技术方案中，更优选地，氯代碳酸乙烯酯、氟化试剂、催化剂的投料摩尔比为1：1-3：0.0001-0.015。

上述技术方案中，优选地，反应条件为：反应温度20-170℃，反应时间0.5-20小时。

上述技术方案中，更优选地，反应条件为：反应温度50-140℃，反应时间1-8小时。