三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法技术

本发明专利技术公开了三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，涉及电池电解液添加剂技术领域，所述合成方法是取三氯氧磷与六甲基二硅氧烷预反应后，滴加乙二醇和三氟乙醇，经酯化反应，即得所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯。本发明专利技术以三氯氧磷、乙二醇和三氟乙醇为原料，直接进行环合反应，同时加入二氯甲烷作为溶剂对反应体系进行分散，能够降低副反应剧烈发生，促使反应向所需的反应方向进行；本发明专利技术的反应过程简单，反应中所用到的原料易获得，反应过程较现有技术更为温和、安全，通过合理控制反应原料用量及反应过程，进一步提高产品的收率，使收率达到32.61％以上，纯度达99.5％以上。纯度达99.5％以上。

【技术实现步骤摘要】
三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法


[0001]本专利技术涉及电池电解液添加剂
，具体为三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池时目前最常见的电能存储装置，其相较于传统蓄电池有着更高的储电量和更稳定的性能，影响锂离子电池性能的关键因素在于有机电解液的各方面性能。在电池生产中在电解液中添加含有三氟乙氧基磷酸乙烯酯的电解液添加剂可以有效防止电池热失控，提高锂离子电池的安全性能。
[0003]现有技术中，三氟乙氧基磷酸乙烯酯的制备工艺主要通过三氯氧磷和乙二醇反应生成氯代环状磷酸酯中间体，该氯代环状磷酸酯中间体提纯后和三氟乙醇反应生成三氟乙氧基磷酸乙烯酯。缺点是，需要两步反应才能得到最终产品，并且氯代环状磷酸酯中间体稳定性差，不易提纯及储存，最终影响后续反应收率，降低整体反应效率。
[0004]目前对三氟乙氧基磷酸乙烯酯的制造和提纯方法还不够完善，由制造过程的各个参数的不确定性导致产能较低，且纯度相对较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，是取三氯氧磷与六甲基二硅氧烷预反应后，滴加乙二醇和三氟乙醇，经酯化反应，即得所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯，具体化学反应式如下：
[0008][0009]进一步的，所述预反应后且滴加乙二醇和三氟乙醇前，还需加入催化剂。
[0010]进一步的，所述催化剂为纳米磷酸铝。
[0011]进一步的，所述纳米磷酸铝的用量为三氯氧磷用量的1～3wt％。
[0012]进一步的，所述三氯氧磷、六甲基二硅氧烷、乙二醇及三氟乙醇四者之间的摩尔比为1∶1～1.1∶1.1～1.2∶1.1～1.2。
[0013]进一步的，所述预反应的温度≤30℃、时间为1～1.5h。
[0014]进一步的，所述酯化反应的温度为80～90℃、时间为4～6h。
[0015]进一步的，所述反应溶剂为二氯甲烷。
[0016]进一步的，所述酯化反应完成后，还需经过滤、减压浓缩后，再经Vigreux分馏柱分
馏，即得所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术以三氯氧磷、乙二醇和三氟乙醇为原料，直接进行环合反应，同时加入二氯甲烷作为溶剂对反应体系进行分散，能够降低副反应剧烈发生，促使反应向所需的反应方向进行；本专利技术的反应过程简单，反应中所用到的原料易获得，反应过程较现有技术更为温和、安全，各阶段反应条件的控制保证了该生产过程的产品收率和产品纯度的最大化，通过合理控制反应原料用量及反应过程，进一步提高产品的收率，使收率达到32.61％以上，纯度达99.5％以上。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例一：
[0021]三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其合成步骤如下：
[0022]取0.3g纳米磷酸铝分散于20mL二氯甲烷中，得纳米磷酸铝分散液；
[0023]取15.33g(0.1mol)三氯氧磷与17.05g(0.105mol)六甲基二硅氧烷搅拌混合并于30℃进行预反应1h，再维持30℃加入纳米磷酸铝分散液，然后维持30℃缓慢滴加6.83g(0.11mol)乙二醇和11g(0.11mol)三氟乙醇，缓慢升温至80℃，维持80℃进行酯化反应6h，过滤，减压浓缩除去易挥发溶剂，再经Vigreux分馏柱分馏，即得19.01g三氟乙氧基磷酸乙烯酯(又名2
‑
三氟乙氧基
‑2‑
氧
‑
1,3,2
‑
二氧磷杂环戊烷)，收率92.25％，纯度99.7％，具体化学反应式如下：
[0024][0025]实施例二：
[0026]三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其合成步骤如下
[0027]取0.46g纳米磷酸铝分散于20mL二氯甲烷中，得纳米磷酸铝分散液；
[0028]取15.33g(0.1mol)三氯氧磷与17.86g(0.11mol)六甲基二硅氧烷搅拌混合并于25℃进行预反应1.2h，再维持25℃加入纳米磷酸铝分散液，然后维持25℃缓慢滴加7.14g(0.115mol)乙二醇和11.5g(0.115mol)三氟乙醇，缓慢升温至85℃，维持85℃进行酯化反应5h，过滤，减压浓缩除去易挥发溶剂，再经Vigreux分馏柱分馏，即得18.97g三氟乙氧基磷酸乙烯酯(又名2
‑
三氟乙氧基
‑2‑
氧
‑
1,3,2
‑
二氧磷杂环戊烷)，收率92.06％，纯度99.5％。
[0029]实施例三：
[0030]三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其合成步骤如下：
[0031]取0.15g纳米磷酸铝分散于15mL二氯甲烷中，得纳米磷酸铝分散液；
[0032]取15.33g(0.1mol)三氯氧磷与17.54g(0.108mol)六甲基二硅氧烷搅拌混合并于
20℃进行预反应1.4h，再维持20℃加入纳米磷酸铝分散液，然后维持20℃缓慢滴加7.01g(0.113mol)乙二醇和12g(0.12mol)三氟乙醇，缓慢升温至83℃，维持83℃进行酯化反应4h，过滤，减压浓缩除去易挥发溶剂，再经Vigreux分馏柱分馏，即得19.12g三氟乙氧基磷酸乙烯酯(又名2
‑
三氟乙氧基
‑2‑
氧
‑
1,3,2
‑
二氧磷杂环戊烷)，收率92.79％，纯度99.6％。
[0033]实施例四：
[0034]三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其合成步骤如下：
[0035]取0.45g纳米磷酸铝分散于18mL二氯甲烷中，得纳米磷酸铝分散液；
[0036]取15.33g(0.1mol)三氯氧磷与16.73g(0.103mol)六甲基二硅氧烷搅拌混合并于25℃进行预反应1.3h，再维持25℃加入纳米磷酸铝分散液，然后维持25℃缓慢滴加7.45g(0.12mol)乙二醇和11.7g(0.117mol)三氟乙醇，缓慢升温至90℃，维持90℃进行酯化反应4.5h，过滤，减压浓缩除去易挥发溶剂，再经Vigreux分馏柱分馏，即得18.99g三氟乙氧基磷酸乙烯酯(又名2
‑
三氟乙氧基
‑2‑
氧
‑
1,3,2
‑
二氧磷杂环戊烷)，收率92.16％，纯度99.7％。
[0037]实施例五：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其特征在于：所述合成方法是取三氯氧磷与六甲基二硅氧烷预反应后，滴加乙二醇和三氟乙醇，经酯化反应，即得所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯，具体化学反应式如下：2.根据权利要求1所述的三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其特征在于：所述预反应后且滴加乙二醇和三氟乙醇前，还需加入催化剂。3.根据权利要求2所述的三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其特征在于：所述催化剂为纳米磷酸铝。4.根据权利要求3所述的三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其特征在于：所述纳米磷酸铝的用量为三氯氧磷用量的1～3wt％。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的三氟乙氧基磷酸乙烯酯的合成方法，其特征在于：所述三氯氧磷、六甲基二硅氧烷、乙二醇及三氟乙醇四者之间的摩尔比为1∶1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵光华，高山，林胜赛，李庆占，邢艳召，刘鹏，田丽霞，张茜，张民，彭鹏鹏，郝俊，侯荣雪，王军，葛建民，武利斌，闫彩桥，许晓丹，闫朋飞，杨世雄，牛庾鑫，张利辉，
申请(专利权)人：河北省科学院能源研究所，
类型：发明
国别省市：