CN101870652A - 一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法。将粗氟代碳酸乙烯溶解在芳烃溶剂和脂肪烃溶剂的混合溶剂中,先后通过析晶工序和精馏工序进行精制纯化。
Description
技术领域
本发明是有关高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法。详细地说是将粗氟代碳酸乙烯酯溶解在芳烃溶剂、脂肪烃溶剂中,然后先通过慢慢降温析晶工序,再通过精馏工序进行精制纯化。精制的氟代碳酸乙烯酯可以作为锂离子电池电解液的添加剂。
背景技术
氟代碳酸乙烯酯目前的合成方法主要有以下几种。1)采用氟气直接氟化取代的方法。如:Masafumi Kobayashi等【J.Fluorine Chemistry 120(2003)105~110】以30%的F2/N2混合气体在50℃的条件下对碳酸乙烯酯直接进行氟取代反应,而产物氟代碳酸乙烯酯在此条件下可以进一步进行氟取代反应,生成多种的多氟化物副产物。日本专利JP2000-309583也采用了相似的方法。2)Hideki Ishii等【Tetrahedron 57(2001)9067~9072】采用电化学部分氟化的方法,以碳酸亚乙烯酯(VC)为起始原料,经两步反应合成了氟代碳酸乙烯酯,而这种方法产率低,成本高,不适合工业化生产。3)氯代碳酸乙烯酯进行氟取代反应制备,该方法收率较好,但同样存在较多的杂质,没精制之前不适合作为锂离子电池电解液添加剂。在文献中没发现有关氟代碳酸乙烯精制纯化的详细方法。
发明内容
本发明提供了一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法,精制后的高纯度氟代碳酸乙烯酯可以作为锂离子电池电解液添加剂。本发明是将粗氟代碳酸乙烯酯溶解在芳烃溶剂、脂肪烃溶剂中,然后先通过慢慢降温析晶工序,再通过精馏工序进行精制纯化。
本发明采用的氟代碳酸乙烯酯原料是由氯代碳酸乙烯酯经氟交换反应得到的。作为原料的粗氟代碳酸乙烯酯的纯度,只要蒸馏到98%以上即可。析晶工序和精馏工序通常分别只要进行一次就足够了。
用作析晶的溶剂,要不使氟代碳酸乙烯酯发生分解或反应。可以选择芳烃、脂肪烃溶剂,或选择其中2种以上混合物作为析晶溶剂。较理想的是将氟代碳酸乙烯酯溶解在芳烃与脂肪烃的混合溶剂中。
芳烃溶剂可以是:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、异丙苯等,其中以甲苯为最佳。
脂肪烃溶剂可以是丙烷、丁烷、戊烷、新戊烷、正己烷、环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、壬烷等,其中以正己烷为最佳。
溶剂的用量通常为粗氟代碳酸乙烯酯重量的1~10倍,以2~5为佳。混合溶剂可以是等体积也可以是不等体积,没有特别限定。
从混合溶剂中析出氟代碳酸乙烯酯,用冷却的方法比较理想,将氟代碳酸乙烯酯溶液冷却到-10~10℃,在搅拌下以0.1~5℃/时的冷却速度慢慢冷却析晶为好。
将析出的氟代碳酸乙烯酯在10℃以内进行过滤分离后,根据需要用适当的冷溶剂进行洗涤。然后加热融解氟代碳酸乙烯酯,残留的溶剂用蒸馏的方法去除。
精馏工序在常压或减压下进行,以减压蒸馏方法更佳。在精馏工序中,用5~10个塔板数、5~10回流比进行精馏为宜。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的描述,但本发明不只限定于这些实例。
粗氟代碳酸乙烯酯由氯代碳酸乙烯酯和氟化钾进行卤素交换反应制备,并采用蒸馏的方法将纯度提高到98%左右。
实施例1
在装有搅拌器的200升析晶装置中,加入30公斤粗氟代碳酸乙烯酯(纯度98.3%)、35公斤甲苯、35公斤正己烷。边搅拌边冷却,在15℃搅拌4小时,然后在5小时内将溶液冷却到0℃。析晶结束,滤出固体,用0℃的正己烷洗涤两次,每次30公斤,得到纯度为99.5%的氟代碳酸乙烯酯。将氟代碳酸乙烯酯进行精馏,理论塔板数为5、回流比为10,得到99.92%的氟代碳酸乙烯酯。两步的总收率为75%。
实施例2
在装有搅拌器的100升析晶装置中,加入25公斤粗氟代碳酸乙烯酯(纯度98.3%)、40公斤甲苯、15公斤正己烷。边搅拌边冷却,8小时内将溶液冷却到-4℃。析晶结束,滤出固体,用0℃的正己烷洗涤两次,每次20公斤,得到纯度为99.6%的氟代碳酸乙烯酯。将氟代碳酸乙烯酯进行精馏,理论塔板数为7、回流比为10,得到99.95%的氟代碳酸乙烯酯。两步的总收率为65%。
Claims (7)
1.一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法,包括如下步骤:将粗氟代碳酸乙烯溶解在芳烃溶剂和脂肪烃溶剂的混合溶剂中,先后通过析晶工序和精馏工序进行精制纯化。
2.如权利要求1所述的高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法,其特征在于:所述的析晶工序是由芳烃溶剂和脂肪烃溶剂组成的混合溶剂中进行的。
3.如权利要求1或2所述的高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法,其特征在于:所述的芳烃溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯或异丙苯之一。
4.如权利要求1或2所述的高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法,其特征在于:所述的芳烃溶剂为甲苯。
5.如权利要求1或2所述的高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法,其特征在于:所述的脂肪烃化合物选自丙烷、丁烷、戊烷、新戊烷、正己烷、环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷或壬烷之一。
6.如权利要求1或2所述的高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法,其特征在于:所述的脂肪烃化合物为正己烷。
7.如权利要求1或2所述的高纯度氟代碳酸乙烯酯的精制方法,其特征在于:所述的芳烃和脂肪烃的混合溶剂,采用等体积混合,或者采用不等体积混合。
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