[发明专利]一种碳酸亚乙烯酯的制备方法

说明书

本发明公开一种碳酸亚乙烯酯的制备方法，以碳酸乙烯酯为原料，在引发剂的作用下与氯气发生氯化反应，合成氯代碳酸乙烯酯。氯代碳酸乙烯酯在低温下与有机碱反应合成碳酸亚乙烯酯，通过后续的固液分离蒸馏及精馏操作得到碳酸亚乙烯酯。本发明采用新型引发剂和阻聚剂，使反应的选择性高，有效降低了副反应，提纯更加安全，提高了产品收率；还可使反应在较低温度下进行；且反应条件温和，反应更加安全，无特殊设备要求。

技术领域

本发明涉及有机化合物合成领域，尤其涉及一种碳酸亚乙烯酯的制备方法。

背景技术

碳酸亚乙烯酯是一种有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，具有良好的高低温性能与防气胀功能，可以提高电池的容量和循环寿命，是现阶段锂离子电池必不可少的添加剂。

目前碳酸亚乙烯酯的制备方法主要包括如下步骤：

(一)以碳酸亚乙烯酯为原料，在紫外光的作用下与氯气发生氯化反应，制备氯代碳酸乙烯酯；

(二)在有机溶剂中，氯代碳酸乙烯酯与有机碱发生消除反应，得到碳酸亚乙烯酯与有机碱盐酸盐和有机溶剂的固液混合物；

(三)将固液混合物固液分离后，蒸馏除去溶剂，精馏得到产品碳酸亚乙烯酯。

采用上述现有常规的方法进行制备碳酸亚乙烯酯，在步骤(一)中需要用到紫外灯，制备过程中灯光分布不均匀容易导致反应不均匀，副产物较多，不利于步骤(二)的进行。

同时，上述方法中，步骤(二)中常用的溶剂为甲基叔丁基醚或碳酸二甲酯，常用的有机碱为三乙胺，反应温度约50-60℃；碳酸亚乙烯酯在高温、有机碱及有机碱盐酸盐存在下易发生聚合反应，导致反应收率偏低，且不易于后续的蒸馏及精馏处理，同时也对蒸馏和精馏操作存在一定的安全隐患。

发明内容

为此，需要提供一种避免采用紫外灯照射进行反应，反应温度适中、产品收率高的碳酸亚乙烯酯的制备方法。

为实现上述目的，发明人提供了一种碳酸亚乙烯酯的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)在反应器中加入融化的碳酸乙烯酯，初次加入引发剂，初次加入的引发剂的重量为碳酸乙烯酯重量的0.1％～0.3％；然后将反应液加热至50～100℃，开始通入氯气，所述氯气的流量为45～55L/h；随后每隔4h补加一次引发剂，所述每次补加的引发剂的重量为碳酸乙烯酯重量的0.01％～0.1％，反应28～32h，反应结束得到氯代碳酸乙烯酯；所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈；

2)在反应瓶中，加入溶剂碳酸二甲酯、阻聚剂及步骤1)得到的氯代碳酸乙烯酯，然后调整反应温度为-10～20℃后，滴加三乙胺，滴加时间为2～4h，滴加完成后继续反应38～42h，反应结束后将反应液过滤，滤液蒸馏除去溶剂，得到粗产品碳酸亚乙烯酯，继续精馏得到碳酸乙烯酯成品；所述投入的溶剂碳酸二甲酯、氯代碳酸乙烯酯、三乙胺的重量比为1：0.45～0.75：0.32～0.52。

本发明以碳酸乙烯酯为原料，在引发剂的作用下与氯气发生氯化反应，合成氯代碳酸乙烯酯。氯代碳酸乙烯酯在低温下与有机碱反应合成碳酸亚乙烯酯，通过后续的固液分离蒸馏及精馏操作得到碳酸亚乙烯酯。

本发明采用上述方案，步骤1)无需采用紫外灯进行照射反应，从而避免灯光分布不均导致的副反应，减少碳酸亚乙烯酯的合成副反应，提高氯代碳酸乙烯酯的含量。所述的步骤1)操作，反应的转化率超过92％，所述合成的氯代碳酸乙烯酯含量可达80％以上。

步骤2)碳酸亚乙烯酯的合成在-10～20℃下进行反应，反应温度低，避免了现有合成方案中由于反应温度偏高导致副反应较多，从而进一步提高产品收率；同时，低温反应还可克服现有技术中温度偏高使粗产品中有机碱盐酸盐的含量偏高，蒸馏过程中碳酸亚乙烯酯变质等问题。