CN101200461A - 高纯氯代环状碳酸酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制备高纯氯代环状碳酸酯的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供环状碳酸酯和氯化试剂原料；(b)将步骤(a)的原料在强度为300～2000w，光波长为300～360nm的特定紫外光存在下进行光催化氯化反应，生成氯代环状碳酸酯。本发明的制备方法合成工艺简单、原料价廉易得且收率高，并能得到高纯氯代环状碳酸酯。
Description
技术领域
本发明涉及一种化合物的制备方法，更具体地涉及制备高纯中性氯代环状碳酸酯的方法。
背景技术
氯代环状碳酸酯主要应用于合成锂电池电解液碳酸亚乙烯酯。高纯中性氯代环状碳酸酯可以用于大功率锂电池的锂离子电解液中，可有效改善其循环性能，并提高其使用寿命。此外，在实际应用中，有些场合下，可以直接使用氯代环状碳酸酯和使用碳酸亚乙烯酯的混合物。例如，在改善锂电池电解液高温循环性能的情况下，可以使用含1～10重量％氯代环状碳酸酯和90～99重量％碳酸亚乙烯酯的混合物。
在现有的氯代环状碳酸酯的合成研究中，已经报道的一种方法是采取碳酸乙烯酯为原料，以氯气作为氯化试剂，在普通紫外光存在下，反应生成氯代环状碳酸酯。另一种方法是直接将环状碳酸酯与亚硫酰氯在过氧化物等催化剂作用下合成氯代环状碳酸酯。
但是上述方法的不足之处在于，均会生成酸性氯代环状碳酸酯以及其它副产品，导致纯度低于90％。由于酸性氯代环状碳酸酯活性高，遇高温容易分解，而且产品中的氯代环状碳酸酯分解物很难分离或者根除，因此对氯代环状碳酸酯的纯化的难度很大。而氯代环状碳酸酯的纯度对锂电池的性能影响很大。
综上所述，本领域缺乏一种可以制备高纯中性氯代环状碳酸酯的制备方法，以避免后续处理带来的不便。因此，本领域迫切需要开发一种合成工艺简单、原料价廉易得且收率高的高纯氯代环状碳酸酯的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于获得一种合成工艺简单、原料价廉易得且收率高的高纯氯代碳酸酯的制备方法。
本发明再一目的在于获得一种紫外发光设备，用于催化环状碳酸酯进行光催化氯化反应。
在本发明的第一方面，提供了一种制备高纯氯代环状碳酸酯的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供环状碳酸酯和氯化试剂原料；
(b)将步骤(a)的原料在强度为300～2000w，光波长为300～360nm的紫外光存在下进行光催化氯化反应，生成氯代环状碳酸酯。
在本发明的一个具体实施方式中，步骤(b)中的紫外光线用于光催化前经过水层过滤。
在本发明的一个具体实施方式中，所述水层的厚度为2～20mm。
在本发明的一个具体实施方式中，所述环状碳酸酯是具有如下结构式(I)的化合物：
式中R1为C1～C3烷基、H或Cl。
在本发明的一个具体实施方式中，所述氯代环状碳酸酯是具有如下结构式(II)的化合物：
所述R1选自C1～C3烷基基团，H或Cl。
在本发明的一个具体实施方式中，
所述步骤(a)的反应原料中，环状碳酸酯与所述氯化试剂的摩尔比在1∶10～10∶1的范围内，优选的是，摩尔比在1∶4～4∶1的范围内；和/或
所述步骤(a)的反应原料中，所述氯化试剂为氯气；和/或
所述步骤(b)的光催化氯化反应的反应温度为50～90℃的温度范围；优选地，50～70℃。
在本发明的一个具体实施方式中，还包括步骤(c)：
将步骤(b)得到的所述氯代环状碳酸酯进行中和得到中性氯代环状碳酸酯。
在本发明的一个具体实施方式中，所述中和步骤(c)包括以下步骤：
(c1)采用含碱性物质的水溶液作为中和试剂，中和所述步骤(b)的氯代环状碳酸酯，得到中和混合物；
优选地，所述含碱性物质的水溶液为饱和溶液；
(c2)步骤(c1)得到的所述中和混合物进行分层，得到的下层液体为中性氯代环状碳酸酯；
优选地，所述中性氯代环状碳酸酯任选地进行干燥，
优选地，所述中性氯代环状碳酸酯进行减压精馏收集80～120/2～5kPa馏分，得到纯化的中性氯代环状碳酸酯。
在本发明的一个具体实施方式中，
所述步骤(c1)中的碱性物质选自：金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐、路易斯碱或其组合。
优选地，所述金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或其组合；
优选地，所述金属碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙或其组合；
优选地，所述金属碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾或其组合；
优选地，所述路易斯碱选自三乙胺、二乙胺、正丁胺、乙二胺、己二胺、三丁胺、二丁胺、二甲基丙胺或其组合。
优选地，所述步骤(c1)的中和试剂与生成的酸性氯代碳酸酯重量比为0.5∶1～3∶1。
本发明再一方面提供一种紫外发光设备，用于催化环状碳酸酯进行光催化氯化反应，得到氯代环状碳酸酯，所述紫外发光设备包括：
-电源(1)；
-冷却水夹套(2)；
-灯管(3)；所述灯管(3)设置在所述冷却水夹套(2)的内部，
所述灯管(3)包括汞发光极(31)和石英玻璃管(32)，
所述汞发光极(31)与所述电源(1)连接，使得所述汞发光极(31)可以通电成为光源；
所述石英玻璃管(32)设在所述汞发光极(3 1)的外部，容纳所述汞发光极(31)，并对所述汞发光极(31)的光线进行过滤，得到强度为300～2000w、光波长为300～360nm的紫外光；
其中所述石英玻璃管(32)的外壁和所述冷却水夹套(2)的内壁之间具有2～20mm的过滤水层(4)，所述过滤水层(4)对所述紫外光进行过滤，得到的紫外光用于催化环状碳酸酯进行光催化氯化反应，得到氯代环状碳酸酯。
附图说明
图1为本发明的一个具体实施方式中采用的特殊紫外光发光设备的示意图。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，获得了制备高纯氯代环状碳酸酯，通过将碳酸乙烯酯进行光催化氯化反应得到氯代环状碳酸酯，并经过中和处理后，其产品纯度高，基本没有副产物。在此基础上完成了本发明。
本发明所用术语″氯代碳酸乙烯酯″是指5位上取代或未取代的4-氯-1，3-二氧戊环-2-酮。
本发明所用术语“光催化”可与“光引发”替换使用。
制备高纯氯代环状碳酸酯的方法
本发明的制备高纯氯代环状碳酸酯的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供环状碳酸酯和氯化试剂原料；
(b)将步骤(a)的原料在特定紫外光存在下进行光催化氯化反应生成氯代环状碳酸酯。所述特定紫外光是指紫外光源发出的强度为300～2000w，光波长为300～360nm的光线。
进一步地，上述制备方法可任选地含有步骤(c)：也即将步骤(b)得到的所述氯代环状碳酸酯进行中和得到中性氯代环状碳酸酯。
以下对上述方法的各个工艺条件或参数进行详述：
环状碳酸酯原料
本发明的环状碳酸酯可以是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氯代碳酸乙烯酯，优选地，所述环状碳酸酯是具有如下结构式(I)的化合物：
式中R1为C1～C3烷基基团，或者为H，Cl等。
所述步骤(a)的反应原料中，环状碳酸酯与所述氯化试剂的摩尔比在1∶10～10∶1的范围内，优选的是，摩尔比在1∶4～4∶1的范围内。
氯化试剂
本发明的氯化试剂没有具体限制，只要可以使得环状碳酸酯进行光催化氯化反应即可。
所述氯化试剂的例子包括但不限于氯气、磺酰氯、亚磺酰氯或其组合。
优选地，所述氯化试剂为氯气。
所述氯化试剂的用量没有具体限制，只要使得所述环状碳酸酯的氯化程度达到所需程度即可。
优选地，所述步骤(a)的反应原料中，环状碳酸酯与所述氯化试剂的摩尔比在1∶10～10∶1的范围内，优选的是，摩尔比在1∶4～4∶1的范围内。
光催化氯化反应
本发明的光催化氯化反应是将上述原料在紫外光存在下进行光催化氯化反应生成氯代环状碳酸酯。
光催化氯化反应(也即步骤(b))中的紫外光的强度为300～2000w，光波长为300～360nm。通常紫外线波段大体上分成四个部分，400～320nm为长波紫外线(UVA波段)，320～280nm为中波紫外线(UVB波段)，280～200nm为短波紫外线(UVC波段)，200～100nm为真空紫外线(UVD波段)。发明人发现，紫外光的光强和波长对氯代环状碳酸酯的合成影响比较大，光强过大或波长过短，造成环状碳酸酯的分解；而光强过小或波长过长，则无法催化其合成进行。因此采用了特定的紫外光，在此基础上完成了本发明。
优选地，采用步骤(b)中的特定紫外光的光线进一步地经过水层过滤后用于光催化。具体的例子包括但不限于：采用水循环系统过滤得到合适强度和波长的紫外光。
优选地，本发明的紫外光源为特定紫外发光设备。如图1所示，所述紫外发光设备，包括：
-电源1；
-冷却水夹套2；
-灯管3；所述灯管3设置在所述冷却水夹套2的内部，
所述灯管3包括汞发光极31和石英玻璃管32，
所述汞发光极31与所述电源1连接，使得所述汞发光极31可以通电成为光源；
所述石英玻璃管32设在所述汞发光极31的外部，容纳所述汞发光极31，
并对所述汞发光极31的光线进行过滤，得到强度为300～2000w、光波长为300～360nm的紫外光；
其中所述石英玻璃管32的外壁和所述冷却水夹套2的内壁之间具有2～20mm的过滤水层4，所述过滤水层4对所述紫外光进行过滤，得到的紫外光用于催化环状碳酸酯进行光催化氯化反应，得到氯代环状碳酸酯。
本发明的光催化氯化反应温度为50～90℃的温度范围；优选地，50～70℃。
在一个优选的具体实施方案中，将环状碳酸酯加入到反应容器中，搅拌下启动紫外光装置，在一定的温度下(优选是50～90℃)通入氯化试剂(优选为氯气)进行化学反应，待化学反应完全后，冷却，滴加含碱性物质的饱和水溶液(优选为碳酸氢钠饱和水溶液)，搅拌中和，直至溶液的PH值为7～8；静止分层，得到下层液体，经过干燥剂干燥，得到中性氯代环状碳酸酯粗品。
在一个更优选的实施方案中，对上述氯代环状碳酸酯粗品进行减压精馏，减压精馏的温度范围较好是80～120℃，真空度范围较好是2～5kPa，收集馏分，该馏分即为纯化的氯代碳酸乙烯酯。通过减压精馏后，氯代环状碳酸酯产品的纯度可以达到99.9甚至更高。
本发明的光催化氯化反应的产物是氯代环状碳酸酯，所述氯代环状碳酸酯是具有如下结构式(II)的化合物：
所述R1选自C1～C3烷基基团，H或Cl。
在所述光催化氯化反应中，环状碳酸酯原料在氯化试剂和紫外光存在下进行光催化氯化反应，环状碳酸酯的4位部位被氯化而得到所述氯代环状碳酸酯。
发明人发现，本发明的工艺条件使得环状碳酸酯在生成所述氯代环状碳酸酯的过程中，基本不产生难以分离的副产物，因此得到的产物非常容易进行后处理，从而得到纯度很高的中性氯代环状碳酸酯。
在本发明的一个优选实施方式中，紫外光的光源光线通过水层过滤(例如在发光光源上设有水循环系统)，这样避免了紫外光全部直射于物料中，从而完全防止了局部氯化过度而引发分解反应。同时发明人意外地发现，经过水层过滤的紫外光线使得生成的氯代环状碳酸酯纯度大大提高，产品中杂质氯代烷基醇降低显著，非常有利于氯代环状碳酸酯的酸性处理以及进一步纯化。而且， 发明人发现，在烷基取代的碳酸乙烯酯的光催化氯化反应中，经过过滤的紫外 光光线具有较高的选择性，可以得到单一的4位产物。
中和步骤
本发明的制备方法还可以包括步骤(c)：将步骤(b)得到的所述氯代环状碳酸酯进行中和得到中性氯代环状碳酸酯。
由于步骤(b)得到的氯代环状碳酸酯是酸性的，可以进行中和反应，得到中性氯代环状碳酸酯；在中和步骤中还可以进一步除去游离氯、结构氯。
在本发明的一个具体实施方式中，所述中和步骤(c)包括以下步骤：
(c1)采用含碱性物质的水溶液作为中和试剂，中和步骤(b)得到的所述氯代环状碳酸酯，得到中和混合物；
优选地，所述含碱性物质的水溶液为饱和水溶液；
(c2)步骤(c1)得到的所述中和混合物进行分层，得到的下层液体为中性氯代环状碳酸酯；
优选地，所述中性氯代环状碳酸酯任选地进行干燥，
优选地，所述中性氯代环状碳酸酯进行减压精馏收集80～120/2～5kPa馏分，得到纯化的中性氯代环状碳酸酯。
优选地，所述步骤(c1)中的碱性物质选自：金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐、路易斯碱或其组合。
优选地，所述金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或其组合；
优选地，所述金属碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙或其组合；
优选地，所述金属碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾或其组合；
优选地，所述路易斯碱选自三乙胺、二乙胺、正丁胺、乙二胺、己二胺、三丁胺、二丁胺、二甲基丙胺或其组合。
本发明的中和试剂的用量没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。
本发明的中和试剂的用量的例子包括但不限于：中和试剂与生成的酸性氯代碳酸酯重量比为0.5∶1～3∶1。
优点
本发明主要具有以下优点：
1、原料价廉易得；
2、合成工艺路线简单，工艺条件温和；
3、经减压精馏后，氯代碳酸乙烯酯产品的纯度大于98％，收率在80％以上。
本发明所提供的化合物可以通过市售原料和传统化学转化方式合成。例如采用环氧乙烷或者环氧丙烷，在路易斯碱作用下，与二氧化碳加成生产对应的碳酸乙烯酯或者碳酸丙烯酯。
上述合成方法只是本发明部分化合物的合成路线，根据上述例子，本领域技术人员可以通过调整不同的方法来合成本发明的其他化合物，或者，本领域技术人员根据现有公知技术可以合成本发明的化合物。合成的化合物可以进一步通过柱色谱法、高效液相色谱法或结晶等方式进一步纯化。
合成化学改造、保护官能团方法学(保护或去保护)对合成应用化合物是很有帮助的，并且是现有技术中公知的技术，如R.Larock，ComprehensiveOrganic Transformations，VCH Publishers(1989)；T.W.Greene和P.G.M.Wuts，Protective Groups in Organic Synthesis，第三版.，John Wiley andSons(1999)；L.Fieser和M.Fieser，Fieser and Fieser’s Reagents forOrganic Synthesis，John Wiley and Sons(1994)；和L.Paquette，ed.，Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis，John Wiley and Sons(1995)中都有公开。
本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如是《贝尔斯坦有机化学手册》(化学工业出版社，1996年)中的条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1
在盛有碳酸乙烯酯352g(4mol)的石英瓶中，维持瓶中负压为，-0.02kPa，在50℃下通入氯气4mol鼓泡并启动如图1所示的紫外光源(光强，300W；波长，300nm)保温24小时。冷却，鼓入氮气置换1小时，得到反应液480g。用气相色谱(GC-2014，Shimadzu)对反应液的成份进行分析后得知，该反应液是93.18重量％4-氯-1，3-二氧戊环-2-酮。
对如上得到的滤液，滴加10重量％碳酸氢钠水溶液240g，搅拌0.5小时，静止，分层，得到的下层中性滤液，pH值为7，无水硫酸镁干燥，过滤得到的滤液进行减压精馏，收集80-120℃/(2-5kPa)馏分430g，通过GC/MS质谱分析，m/z：122，87.证明为以下结构式(II-a)的离子特征碎片。
通过气相色谱(GC-2014，Shimadzu)方法测得，馏分中4-氯-1，3-二氧戊环-2-酮的纯度为99.9168重量％.PH值为7。4-氯-1，3二氧戊环-2-酮产品(如下式II-a所示)的产率为87.75％。
本实施例所述的紫外光源如图1所示，它包括：电源1；冷却水夹套2；灯管3；所述灯管3设置在所述冷却水夹套2的内部，所述灯管3包括汞发光极31和石英玻璃管32，所述汞发光极31与所述电源1连接，使得所述汞发光极31可以通电成为光源；所述石英玻璃管32设在所述汞发光极31的外部，容纳所述汞发光极31，并对所述汞发光极31的光线进行过滤，得到强度为300w、光波长为300nm的紫外光；其中所述石英玻璃管32的外壁和所述冷却水夹套2的内壁之间具有20mm的过滤水层4，所述过滤水层4对所述紫外光进行过滤，得到的紫外光用于催化环状碳酸酯进行光催化氯化反应，得到氯代环状碳酸酯。
所述电源1可以是交联电源或直流电源。电源1与汞发光极31相连，接通电源1后汞发光极31的紫外光线经过石英玻璃管32过滤，得到光强300W；波长，300nm的紫外光线再经过水层过滤，用于光催化反应。
所述冷却水夹套2的内壁和外壁均为石英玻璃材质，此外它还可以是各种允许紫外光通过的结构。冷却水夹套2围绕灯管3而设置，所述冷却水夹套2的内壁作为灯管3中的石英玻璃管32的外壁。所述冷却水夹套2的内壁和外壁之间容纳20mm的过滤水层4。该水层既用于冷却(也即为冷却水层)，又用于过滤，它对经过石英玻璃管32过滤的紫外光线再次进行过滤，用于光催化反应。
所述灯管3用于发射紫外光。它包括汞发光极31和石英玻璃管32，所述汞发光极31与所述电源1连接，使得所述汞发光极31可以通电成为光源；所述石英玻璃管32设在所述汞发光极31的外部，容纳所述汞发光极31，并对所述汞发光极31的光线进行过滤，得到强度为300w、光波长为300nm的紫外光。
该紫外光源是这样运作的：
所述汞发光极31与所述电源1连接，电源1通电使得所述汞发光极31发光；发出的光通过石英玻璃管32过滤，得到强度为300w、光波长为300nm的紫外光(也可以通过采用市售的紫外灯管得到)，所述紫外光通过20mm的过滤水层4，所述过滤水层4对所述紫外光进行过滤，得到的紫外光用于催化环状碳酸酯进行光催化氯化反应，得到氯代环状碳酸酯。
实施例2
在盛有碳酸乙烯酯352g(4.00mol)的石英瓶中，维持瓶中负压为-0.08kPa，在70℃下通入16mol氯气鼓泡并启动如图1所示的紫外光源(光强，500w；波长，360nm，水层厚度2mm)保温24小时。冷却，鼓入氮气置换1小时，得到反应液480g。用气相色谱(GC-2014，Shimadzu)对反应液的成份进行分析后得知，该反应液是92.68重量％4-氯-1，3二氧戊环-2-酮。
对如上得到的滤液，滴加10重量％的碳酸氢钠水溶液960g，搅拌0.5小时，静止，分层，得到的下层中性滤液，pH值为7，无水硫酸镁干燥，过滤得到的滤液进行减压精馏，收集80～120℃/2～5kPa馏分423g，通过GC/MS质谱分析，m/z122，87，证明为以下结构式II-a的离子特征碎片。
通过气相色谱(GC-2014，Shimadzu)方法测得，馏分中4-氯-1，3-二氧戊环-2-酮的纯度为99.9248重量％，pH值为7。4-氯-1，3二氧戊环-2-酮产品(如下式II-a所示)的产率为86.3％。
实施例3
在盛有4-氯-1，3二氧戊环-2-酮4900g(40.0mol)的石英瓶中，维持瓶中负压为-0.04kPa，在90℃下通入320mol氯气鼓泡并启动如图1所示的紫外光源(光强，2000w；波长，320nm，水层厚度10mm)保温24小时。冷却，鼓入氮气置换1小时，得到反应液6028g。用气相色谱(GC-2014，Shimadzu)对反应液的成份进行分析后得知，该反应液是90.45重量％4，5-二氯-1，3二氧戊环-2-酮。
对如上得到的滤液，滴加10重量％的碳酸氢钠水溶液18kg，搅拌0.5小时，静止，分层，得到的下层中性滤液，PH值为7，无水硫酸镁干燥，过滤得到的滤液进行减压精馏，收集80～120℃/2～5kPa镏分5000g，通过GC/MS质谱分析，m/z157，122，86，证明为以下结构式II-b的离子特征碎片。
通过气相色谱(GC-2014，Shimadzu)方法测得，馏分中4，5-氯-1，3-二氧戊环-2-酮的纯度为99.9168重量％，PH值为7。4，5-氯一1，3-二氧戊环-2-酮产品的产率为80.0％。
实施例4
在盛有4-甲基-1，3二氧戊环-2-酮4900g(40.0mol)的石英瓶中，维持瓶中负压为-0.04kPa，在90℃下通入320mol氯气鼓泡并启动如图1所示的紫外光源(光强，2000w；波长，320nm，水层厚度20mm)保温24小时。冷却，鼓入氮气置换1小时，得到反应液6028g。用气相色谱(GC-2014，Shimadzu)对反应液的成份进行分析后得知，该反应液是90.45重量％4-甲基-1，3二氧戊环-2-酮。
对如上得到的滤液，滴加10重量％的碳酸氢钠水溶液18kg，搅拌0.5小时，静止，分层，得到的下层中性滤液，PH值为7，无水硫酸镁干燥，过滤得到的滤液进行减压精馏，收集80～120℃/2～5kPa馏分5000g，通过GC/MS质谱分析，m/z157，122，86，证明为以下结构式II-b的离子特征碎片。
通过气相色谱(GC-2014，Shimadzu)方法测得，馏分中4，5-氯-1，3-二氧戊环-2-酮的纯度为99.9168重量％，PH值为7。4，5-氯一1，3-二氧戊环-2-酮产品的产率为80.0％。
对比实施例1
在盛有碳酸乙烯酯352g(4.00mol)的石英瓶中，维持瓶中负压为，-0.02kPa，在50℃下通入氯气鼓泡并启动普通紫外灯(没有夹套水循环，光强，300W；波长，300nm)保温24小时。冷却，鼓入氮气置换1小时，得到反应液362g。用气相色谱(GC-2014，Shimadzu)对反应液的成份进行分析后得知，该反应液是66.45重量％4-氯-1，3-二氧戊环-2-酮。
对如上得到的滤液，滴加10重量％碳酸氢钠水溶液181g，搅拌0.5小时，静止，分层，得到的下层中性滤液，PH值为7，无水硫酸镁干燥，过滤得到的滤液进行减压精馏，收集80-120℃/(2-5kPa)馏分306g，通过GC/MS质谱分析，m/z：122，87.证明为以下结构式的离子特征碎片。通过气相色谱(GC-2014，Shimadzu)方法测得，馏分中4-氯-1，3-二氧戊环-2-酮的纯度为90.3525重量％.PH值为7。4-氯-1，3二氧戊环-2-酮产品的产率为56.32％。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种制备高纯氯代环状碳酸酯的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供环状碳酸酯和氯化试剂原料；
(b)将步骤(a)的原料在强度为300～2000w，光波长为300～360nm的紫外光存在下进行光催化氯化反应，生成氯代环状碳酸酯。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)中的紫外光线用于光催化前经过水层过滤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水层的厚度为2～20mm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环状碳酸酯是具有如下结构式(I)的化合物：
式中R1为C1～C3烷基、H或Cl。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯代环状碳酸酯是具有如下结构式(II)的化合物：
所述R1选自C1～C3烷基基团，H或Cl。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤(a)的反应原料中，环状碳酸酯与所述氯化试剂的摩尔比在1∶10～10∶1的范围内，优选的是，摩尔比在1∶4～4∶1的范围内；和/或
所述步骤(a)的反应原料中，所述氯化试剂为氯气；和/或
所述步骤(b)的光催化氯化反应的反应温度为50～90℃的温度范围；优选地，50～70℃。
7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，还包括步骤(c)：
将步骤(b)得到的所述氯代环状碳酸酯进行中和得到中性氯代环状碳酸酯。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述中和步骤(c)包括以下步骤：
(c1)采用含碱性物质的水溶液作为中和试剂，中和所述步骤(b)的氯代环状碳酸酯，得到中和混合物；
优选地，所述含碱性物质的水溶液为饱和溶液；
(c2)步骤(c1)得到的所述中和混合物进行分层，得到的下层液体为中性氯代环状碳酸酯；
优选地，所述中性氯代环状碳酸酯任选地进行干燥，
优选地，所述中性氯代环状碳酸酯进行减压精馏收集80～120/2～5kPa馏分，得到纯化的中性氯代环状碳酸酯。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述步骤(c1)中的碱性物质选自：金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐、路易斯碱或其组合。
优选地，所述金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或其组合；
优选地，所述金属碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙或其组合；
优选地，所述金属碳酸氢盐选自碳酸氢钠、碳酸氢钾或其组合；
优选地，所述路易斯碱选自三乙胺、二乙胺、正丁胺、乙二胺、己二胺、三丁胺、二丁胺、二甲基丙胺或其组合。
优选地，所述步骤(c1)的中和试剂与生成的酸性氯代碳酸酯重量比为0.5∶1～3∶1。
10.一种紫外发光设备，用于催化环状碳酸酯进行光催化氯化反应，得到氯代环状碳酸酯，所述紫外发光设备包括：
-电源(1)；
-冷却水夹套(2)；
-灯管(3)；所述灯管(3)设置在所述冷却水夹套(2)的内部，
所述灯管(3)包括汞发光极(31)和石英玻璃管(32)，
所述汞发光极(31)与所述电源(1)连接，使得所述汞发光极(31)可以通电成为光源；
所述石英玻璃管(32)设在所述汞发光极(31)的外部，容纳所述汞发光极(31)，并对所述汞发光极(31)的光线进行过滤，得到强度为300～2000w、光波长为300～360nm的紫外光；
其中所述石英玻璃管(32)的外壁和所述冷却水夹套(2)的内壁之间具有2～20mm的过滤水层(4)，所述过滤水层(4)对所述紫外光进行过滤，得到的紫外光用于催化环状碳酸酯进行光催化氯化反应，得到氯代环状碳酸酯。
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