CN103113345A - 氟代碳酸乙烯酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯的制备方法，以氯代碳酸乙烯酯和氟化氢为原料，在氮气保护下，控制反应温度为50～120℃，反应后得到含氟代碳酸乙烯酯的混合物；再进行蒸馏提纯得到所需的产品氟代碳酸乙烯酯。本发明所述的制备方法，原料价廉易得，工艺路线简单，没有固体废弃物产生，产品收率在95%以上，废气氟化氢和氯化氢气体通过碱液吸收，基本无环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及到一种电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯的制备方法。
背景技术
氟代碳酸乙烯酯主要应用于锂电池的锂离子电解液中，氟代碳酸乙烯酯可有效改善锂离子电解液的耐高低温性能，并能提高锂离子电解液的抗阻燃性。氟代碳酸乙烯酯的结构式如下：
目前，制备氟代碳酸乙烯酯主要采用如下方法：氯代碳酸乙烯酯和氟化物在有机溶剂下反应生产含氟代碳酸乙烯酯的溶液，再进行过滤分离，脱溶精馏等方式得到高纯的氟代碳酸乙烯酯，上述方法存在如下缺点： 反应液需进行固液分离，固体废弃物较多。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、收率较高的氟代碳酸乙烯酯的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特点是：以氯代碳酸乙烯酯和氟化氢为原料，在氮气保护下，控制反应温度为50～120℃，反应后得到含氟代碳酸乙烯酯的混合物；再进行蒸馏提纯得到所需的产品氟代碳酸乙烯酯。
进一步地，前述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其中，氯代碳酸乙烯酯的结构式为：
。在实际使用中，最好选用纯度为70%～99%的氯代碳酸乙烯酯。
进一步地，前述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其中，氯代碳酸乙烯酯与氟化氢的摩尔比为1∶1～1∶10。
进一步地，前述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其中，在反应过程中将氟化氢气体和氮气连续通入反应器中进行反应，控制氟化氢气体通入反应器中的速度为0.1～0.3L/min，控制氮气通入反应器中的速度为0.5～1.5L/min。
进一步地，前述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其中，反应过程中产生的废气氯化氢和氟化氢气体通过碱液吸收，确保不造成环境污染。
进一步地，前述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其中，蒸馏提纯的过程为：在压力为10mmHg下减压蒸馏，收集90～110℃馏分即为氟代碳酸乙烯酯。
进一步地，前述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其中，控制反应温度为60～90℃。
上述的反应过程中，通常控制反应时间为4-24小时，主要根据氯代碳酸乙烯酯反应完毕为止。
本发明的有益效果：原料价廉易得，工艺路线简单，没有固体废弃物产生，产品收率在95%以上，废气氟化氢和氯化氢气体通过碱液吸收，基本无环境污染。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法作进一步的说明。但本发明并不仅限于这些实施例。
实施例1。
⑴在带搅拌、温度计、冷凝管和尾气吸收装置的三口烧瓶中，加入氯代碳酸乙烯酯164g（纯度为75%，1mol）；⑵搅拌升温至60℃，往烧瓶中以0.1L/min的速度连续通入氟化氢气体，同时以0.5L/min的速度连续通入氮气，反应中产生的尾气氟化氢和氯化氢气体用碱液吸收。保温反应4小时后，取样分析，氯代碳酸乙烯酯为15.5%，氟代碳酸乙烯酯为58.2%，保温反应8小时后, 取样分析，氯代碳酸乙烯酯为1.1%，氟代碳酸乙烯酯为72.3%，反应结束；⑶减压精馏，收集90～110℃/10mmHg的馏分——氟代碳酸乙烯酯105g（含量为96.2%），收率为95.2%。
实施例2。
⑴在带搅拌、温度计、冷凝管和尾气吸收装置的三口烧瓶中，加入氯代碳酸乙烯酯136g（纯度为90%，1mol）；⑵搅拌升温至80℃，往烧瓶中以0.2L/min的速度连续通入氟化氢气体，同时以1L/min的速度连续通入氮气，反应中产生的尾气氟化氢和氯化氢气体用碱液吸收。保温反应4小时后，取样分析，氯代碳酸乙烯酯为7.2%，氟代碳酸乙烯酯为78.3%，保温反应6小时后, 取样分析，氯代碳酸乙烯酯为0.5%，氟代碳酸乙烯酯为87.4%，反应结束；⑶减压精馏，收集90～110℃/10mmHg的馏分——氟代碳酸乙烯酯104g（含量为97.7%），收率为95.9%。
实施例3。
⑴在带搅拌、温度计、冷凝管和尾气吸收装置的三口烧瓶中，加入氯代碳酸乙烯酯128.9g（纯度为95%，1mol）；⑵搅拌升温至90℃，往烧瓶中以0.3L/min的速度连续通入氟化氢气体，同时以1L/min的速度连续通入氮气，反应中产生的尾气氟化氢和氯化氢气体用碱液吸收。保温反应6小时后，取样分析，氯代碳酸乙烯酯为5.1%，氟代碳酸乙烯酯为82.6%，保温反应12小时后, 取样分析，氯代碳酸乙烯酯为0.1%，氟代碳酸乙烯酯为92.4%，反应结束；⑶减压精馏，收集90～110℃/10mmHg的馏分——氟代碳酸乙烯酯103g（含量为98.2%），收率为95.4%。
Claims (7)
1.氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于：以氯代碳酸乙烯酯和氟化氢为原料，在氮气保护下，控制反应温度为50～120℃，反应后得到含氟代碳酸乙烯酯的混合物；再进行蒸馏提纯得到所需的产品氟代碳酸乙烯酯。
2.根据权利要求1所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于：氯代碳酸乙烯酯的结构式为： 
。
3.根据权利要求1所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于：氯代碳酸乙烯酯与氟化氢的摩尔比为1∶1～1∶10。
4.根据权利要求1或2或3所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于：在反应过程中将氟化氢气体和氮气连续通入反应器中进行反应，控制氟化氢气体通入反应器中的速度为0.1～0.3L/min，控制氮气通入反应器中的速度为0.5～1.5L/min。
5.根据权利要求1或2或3所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于：反应过程中产生的废气通过碱液吸收。
6.根据权利要求1或2或3所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于：蒸馏提纯的过程为：在压力为10mmHg下减压蒸馏，收集90～110℃馏分。
7.根据权利要求1或2或3所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于：控制反应温度为60～90℃。
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