CN112898158A - 碳酸酯类化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
碳酸酯类化合物的合成方法，属于电池电解液添加剂的技术领域，将二氯甲烷和三氟乙醇加入到反应釜中，或将二氯甲烷与苯酚加入到反应釜中，然后降温至温度低于20℃，加入三乙胺，加毕继续降温至‑10℃～‑8℃，开始滴加氯甲酸甲酯，1～1.5h滴毕，滴加过程温度控制在0～‑15℃之间，滴毕将该体系用水进行洗涤，搅拌0.5‑1h分液，有机相加水及浓盐酸调pH＝1～2，搅拌0.5～1h分液，干燥，抽滤，减压除溶剂，精馏得甲基(2,2,2‑三氟乙基)碳酸酯，或苯碳酸甲酯。本发明合成方法简单，合成产品的纯度高，收率高。
Description
技术领域
本发明属于电池电解液添加剂的技术领域，涉及两种改善电池电解液性能和安全性的碳酸酯类电解液添加剂，具体涉及碳酸酯类化合物的合成方法。
背景技术
锂离子电池凭借其寿命长、比容量大、无记忆效应等优点，目前已被广泛地应用到电动汽车、混合动力汽车、航空航天等领域。然而，随着锂离子电池在电动汽车、储能等领域的广泛应用，人们对锂离子电池提出更高要求，如：更高的能量密度、更宽的使用温度、更好的安全性等。为了解决这一问题，需要设计、合成新型的功能性电解液或寻找合适的电解液添加剂以满足锂离子电池在特殊情况下的应用。
其中氟代碳酸酯及一些含苯环的化合物，在开发具有特殊功能的锂离子电池电解液中具有广泛的应用。氟的电子轨道最外层具有7个电子，具有很强的电负性和弱极性，氟代会使得溶剂凝固点降低、闪点升高、抗氧化性提高，并且有助于提升电解液和电极之间的接触性能；而含苯环的化合物有助于增加溶剂极性，提高其安全性能，因此，氟代碳酸酯及一些含苯环的化合物作为锂离子电池电解液的共溶剂或添加剂，能有效提高电解液的低温性能、耐氧化性能、阻燃性能和其对电极的润湿性，进而获得具有特殊功能的电解液，具有极大的研究价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳酸酯类化合物的合成方法，本发明合成方法简单，合成收率较高，产品纯度高。
本发明为实现其目的采用的技术方案是：
碳酸酯类化合物的合成方法，将二氯甲烷和三氟乙醇加入到反应釜中，或将二氯甲烷与苯酚加入到反应釜中，然后降温至温度低于20℃，加入三乙胺，加毕继续降温至-10℃～-8℃，开始滴加氯甲酸甲酯，1～1.5h滴毕，滴加过程温度控制在0～-15℃之间，滴毕将该体系用水进行洗涤，搅拌0.5-1h分液，有机相加水及浓盐酸调pH＝1～2，搅拌0.5～1h分液，干燥，抽滤，减压除溶剂，精馏得甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯，或苯碳酸甲酯。
所述的三氟乙醇或苯酚、与氯甲酸甲酯和三乙胺的摩尔比为1：(1.0-1.3)：(1.1-1.3)。
所述的二氯甲烷的加入量，以三氟乙醇或苯酚计，1mol三氟乙醇或1mol苯酚，加入500mL二氯甲烷。
减压蒸馏的条件是-0.06Mpa，25～30℃。
在加入三乙胺时，将三乙胺负载在SBA-15分子筛上进行加入。
在加入三乙胺时，将三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐共同负载在SBA-15分子筛上，三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐的质量比为1：(0.7-1.1)，三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐的总质量，与三氟乙醇或苯酚、氯甲酸甲酯的质量比是(1.1-1.3)：1：(0.95-1.2)
本发明的有益效果是：
本发明的合成方法简单，合成原料简单易得，合成的甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的收率达72％以上，纯度达99.85％以上，水分低于100ppm，合成苯碳酸甲酯的收率达73％以上，纯度达99.67％以上。
附图说明
图1是实施例3甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的H谱图。
图2是实施例3甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的C谱图。
图3是实施例6苯碳酸甲酯的H谱图。
图4是实施例6苯碳酸甲酯的C谱图。
图5是实施例6苯碳酸甲酯的质谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
一、具体实施例
1、试剂
2、仪器
| 仪器名称 | 供应商 |
| 反应釜 | 巩义予华仪器有限公司 |
| 电子天平 | 石家庄博通高科科技有限公司 |
| 分液漏斗 | 石家庄博通高科科技有限公司 |
| 旋转蒸发器 | 上海安亭电子仪器厂 |
| SHZ-D(III)循环水真空泵 | 巩义市科瑞仪器有限公司 |
| 气相色谱仪 | 易安科仪(北京)国际贸易有限公司 |
| 质谱仪 | 安捷伦科技有限公司 |
| 核磁共振仪 | 布鲁克(北京)科技有限公司 |
实施例1
将二氯甲烷2500ml和三氟乙醇500g加入到反应釜中，降温至18℃，缓慢加入三乙胺556g，加毕继续降温至-10℃，开始滴加氯甲酸甲酯475g，1h滴毕，滴加过程温度控制在-8℃，滴毕将该体系用水进行洗涤，搅拌0.5h分液，有机相加水及盐酸调pH＝1，搅拌0.5h分液，干燥，抽滤，减压除溶剂(25℃，-0.06Mpa)，精馏得572.89g产品，液体。
采用气相色谱仪检测上述产品，检测纯度是99.85％。经定性分析，运用C谱、H谱进行具体结构表征，鉴定所得产品为甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯，结构式为
实施例2
按照实施例1的方法进行，不同之处是：滴加三乙胺时，将三乙胺负载在SBA-15分子筛上进行加入。精馏后称量所得产品609.81g，采用气相色谱仪检测上述产品，检测纯度是99.85％。经定性分析，运用C谱、H谱进行具体结构表征，鉴定所得产品为甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯，结构式为
实施例3
按照实施例1的方法进行，不同之处是：滴加三乙胺时，将三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐共同负载在SBA-15分子筛上，三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐的总量是556g，三乙胺的量为327g，N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐的量为229g。精馏后称量所得产品671.20g，采用气相色谱仪检测上述产品，检测纯度是99.87％。经定性分析，运用C谱、H谱进行具体结构表征，如图1-2，鉴定所得产品为甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯，结构式为
实施例4
将二氯甲烷2500ml和苯酚470g加入到反应釜中，降温至15℃，缓慢加入三乙胺656g，加毕继续降温至-9℃，开始滴加氯甲酸甲酯611g，1.5h滴毕，滴加过程温度控制在-12℃，滴毕将该体系用水进行洗涤，搅拌1h分液，有机相加水及浓盐酸调pH＝2，搅拌1h分液，干燥，抽滤，减压除溶剂(25℃，-0.06Mpa)，精馏得555.79g产品，无色液体。
采用气相色谱仪检测上述产品，检测纯度99.67％，经定性分析，运用C谱、H谱、质谱进行具体结构表征，鉴定所得产品为苯碳酸甲酯，结构式为
实施例5
按照实施例4的方法进行，不同之处是：滴加三乙胺时，将三乙胺负载在SBA-15分子筛上进行加入。精馏后称量所得产品589.81g，采用气相色谱仪检测上述产品，检测纯度99.69％，经定性分析，运用C谱、H谱、质谱进行具体结构表征，鉴定所得产品为苯碳酸甲酯，结构式为
实施例6
按照实施例4的方法进行，不同之处是：滴加三乙胺时，将三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐共同负载在SBA-15分子筛上，三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐的总量是656g，三乙胺的量为315g，N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐的量为341g。精馏后称量所得产品646.75g，采用气相色谱仪检测上述产品，检测纯度99.71％，经定性分析，运用C谱、H谱、质谱进行具体结构表征，如图3-5，鉴定所得产品为苯碳酸甲酯，结构式为
Claims (6)
1.碳酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，将二氯甲烷和三氟乙醇加入到反应釜中，或将二氯甲烷与苯酚加入到反应釜中，然后降温至温度低于20℃，加入三乙胺，加毕继续降温至-10℃～-8℃，开始滴加氯甲酸甲酯，1～1.5h滴毕，滴加过程温度控制在0～-15℃之间，滴毕将该体系用水进行洗涤，搅拌0.5-1h分液，有机相加水及盐酸调pH＝1～2，搅拌0.5～1h分液，干燥，抽滤，减压除溶剂，精馏得甲基(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯，或苯碳酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的碳酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，所述的三氟乙醇或苯酚、与氯甲酸甲酯和三乙胺的摩尔比为1：(1.0-1.3)：(1.1-1.3)。
3.根据权利要求1所述的碳酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，所述的二氯甲烷的加入量，以三氟乙醇或苯酚计，1mol三氟乙醇或1mol苯酚，加入500mL二氯甲烷。
4.根据权利要求1所述的碳酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，减压蒸馏的条件是-0.06Mpa，25～30℃。
5.根据权利要求1所述的碳酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，在加入三乙胺时，将三乙胺负载在SBA-15分子筛上进行加入。
6.根据权利要求1所述的碳酸酯类化合物的合成方法，其特征在于，在加入三乙胺时，将三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐共同负载在SBA-15分子筛上，三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐的质量比为1：(0.7-1.1)，三乙胺与N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐的总质量，与三氟乙醇或苯酚、氯甲酸甲酯的质量比是(1.1-1.3)：1：(0.95-1.2)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210604 |
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