一种超纯氟代碳酸乙烯酯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及化工合成技术领域，具体的涉及一种超纯氟代碳酸乙烯酯及其制备方法，包括如下步骤：氯代反应：氯代试剂先与过量的碳酸乙烯酯在光的作用下氯化生成一氯碳酸乙烯酯，氯代反应产物包括一氯碳酸乙烯酯及未反应的碳酸乙烯酯；氟代反应：在一氯碳酸乙烯酯与碳酸乙烯酯的共混液中加入络合氟化剂，以碳酸乙烯酯为溶剂，反应生成氟代碳酸乙烯酯；固液分离、提纯：氟代反应产物经固液分离得到固体混合盐和液体，将液体提纯得到氟代碳酸乙烯酯，本发明专利技术所用设备简单，操作简单，反应条件温和；本发明专利技术在无溶剂和无催化剂条件下合成氟代碳酸乙烯酯，用液体氟化剂氟化氯代碳酸乙烯酯液体，氟化剂局部浓度高，反应容易进行，产物容易分离。离。

【技术实现步骤摘要】
一种超纯氟代碳酸乙烯酯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化工合成
，具体的涉及一种超纯氟代碳酸乙烯酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]近几年，随着各国对环保的高度重视，锂电池产业和新能源汽车等下游行业规模的不断扩大以及锂电池对安全性、循环寿命和能量密度要求的提升，电解液添加剂的需求量逐年增加。电解液中目前用量最大的还是碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)和苯砜(PS)等常规添加剂。其中，氟代碳酸乙烯酯(FEC)的合成工艺主要是以碳酸乙烯酯(EC)为原料，目前FEC的合成路线有以下几种方法，方法一：直接氟气反应法用氟气和氮气的混合气体与碳酸乙烯酯(EC)进行反应合成氟代碳酸乙烯酯。其合成路线如下所示：该方法使用的原料为氟气，氟气不仅毒性大，而且反应活性高，反应剧烈放热，很容易导致反应容器内的压力偏高，出现危险，而且氟气腐蚀性强，因此对反应设备要求很高，工业上危险性较高，实现难度较高；方法二：卤素交换反应法以碳酸乙烯酯(EC)为原料，经氯气或其他氯化试剂氯化生成一氯碳酸乙烯酯(CEC)，CEC纯化后和氟化试剂发生反应，得到目标产物氟代碳酸乙烯酯(FEC)。其合成路线如下所示：该方法不涉及有毒的氟气，安全成本大大降低，生产工艺更易于控制。但由于是两步反应，总收率较低，原料投入大；方法三：电化学氟化法通过阳极氟化4
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取代芳硫基碳酸乙烯酯得到氟代碳酸乙烯酯。其合成路线如下所示：该方法能在安全和设备相对简单的条件下反应，但还处在实验室理论研究阶段。如申请公布号为CN102060839A的中国专利技术专利申请使用有机碱催化剂催化CEC和氟化氢在
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20～250℃下进行氟代反应。该技术氟化剂是逐步加入的，相对于氯代碳酸乙烯酯来说，氟化剂局部浓度低，氟化速度慢，氟化不完全。该现有技术采用的有机碱催化剂也存在不易去除的问题，后处理过程繁琐，不利于氟代碳酸乙烯酯的提纯。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术所存在的技术缺陷，提供一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法，包括如下步骤：
[0005](1)氯代反应：氯代试剂先与过量的碳酸乙烯酯在光的作用下氯化生成一氯碳酸乙烯酯，氯代反应产物包括一氯碳酸乙烯酯及未反应的碳酸乙烯酯；
[0006](2)氟代反应：在一氯碳酸乙烯酯与碳酸乙烯酯的共混液中加入络合氟化剂，以碳酸乙烯酯为溶剂，反应生成氟代碳酸乙烯酯；
[0007](3)固液分离、提纯：氟代反应产物经固液分离得到固体混合盐和液体，将液体提纯得到氟代碳酸乙烯酯。
[0008]优选地，所述络合氟化剂为HF
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KF络合物和/或HF
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KHF2络合物。
[0009]优选地，所述HF
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KF络合物中氟化钾和氟化氢的配比为1：2～4；所述HF
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KHF2络合物中氟氢化钾和氟化氢的配比为1：4～5。
[0010]优选地，所述氯代试剂与碳酸乙烯酯的摩尔比为1：3～7。
[0011]优选地，所述络合氟化剂采用包括以下步骤的方法制得：在10～20℃下向氟化钾和/或氟氢化钾中通入氟化氢，当氟化氢与氟化钾和/或氟氢化钾的摩尔比达到1:1～3时，继续通入氟化氢，然后在对体系进行搅拌下升温至70～80℃进行络合反应，待反应产物中氟化钾和/或氟氢化钾和氟化氢的配比达到设定值时，停止通入氟化氢。
[0012]优选地，所述络合氟化剂为HF
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KF络合物和HF
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KHF2络合物；所述氟代碳酸乙烯酯的合成方法还包括以下步骤：将所述固液分离所得固体与氟化氢进行络合反应制备所述络合氟化剂。
[0013]优选地，所述步骤(3)中提纯方法包括如下步骤：将液体中的溶剂碳酸乙烯酯脱除后，进行降膜结晶，降膜结晶过程包括若干次循环的熔融结晶，所述熔融结晶依次包括结晶、发汗、熔融步骤。
[0014]优选地，在所述氯代反应加入碳酸乙烯酯的过程中反应容器温度控制在120～180℃。
[0015]优选地，在所述氟代反应加入络合氟化剂的过程中反应容器温度控制在60～70℃，反应时间为6～8h。
[0016]由上述方法制得的超纯氟代碳酸乙烯酯。
[0017]通过本专利技术提供的一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法，有益效果是：
[0018]1、本专利技术制备碳酸乙烯酯的方法所用设备简单，操作简单，反应条件温和；
[0019]2、本专利技术在无溶剂和无催化剂条件下合成氟代碳酸乙烯酯，用液体氟化剂氟化氯代碳酸乙烯酯液体，氟化剂局部浓度高，反应容易进行，产物容易分离。
具体实施方式
[0020]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0021]本专利技术提供一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法，包括如下步骤：
[0022](1)氯代反应：氯代试剂先与过量的碳酸乙烯酯在光的作用下氯化生成一氯碳酸乙烯酯，氯代反应产物包括一氯碳酸乙烯酯及未反应的碳酸乙烯酯；
[0023](2)氟代反应：在一氯碳酸乙烯酯与碳酸乙烯酯的共混液中加入络合氟化剂，以碳酸乙烯酯为溶剂，反应生成氟代碳酸乙烯酯；
[0024](3)固液分离、提纯：氟代反应产物经固液分离得到固体混合盐和液体，将液体提纯得到氟代碳酸乙烯酯。
[0025]优选地，所述络合氟化剂为HF
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KF络合物和/或HF
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KHF2络合物。
[0026]优选地，所述HF
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KF络合物中氟化钾和氟化氢的配比为1：2～4；所述HF
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KHF2络合物中氟氢化钾和氟化氢的配比为1：4～5。
[0027]优选地，所述氯代试剂与碳酸乙烯酯的摩尔比为1：3～7。
[0028]优选地，所述络合氟化剂采用包括以下步骤的方法制得：在10～20℃下向氟化钾和/或氟氢化钾中通入氟化氢，当氟化氢与氟化钾和/或氟氢化钾的摩尔比达到1:1～3时，继续通入氟化氢，然后在对体系进行搅拌下升温至70～80℃进行络合反应，待反应产物中氟化钾和/或氟氢化钾和氟化氢的配比达到设定值时，停止通入氟化氢。
[0029]优选地，所述络合氟化剂为HF
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KF络合物和HF
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KHF2络合物；所述氟代碳酸乙烯酯的合成方法还包括以下步骤：将所述固液分离所得固体与氟化氢进行络合反应制备所述络合氟化剂。
[0030]优选地，所述步骤(3)中提纯方法包括如下步骤：将液体中的溶剂碳酸乙烯酯脱除后，进行降膜结晶，降膜结晶过程包括若干次循环的熔融结晶，所述熔融结晶依次包括结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)氯代反应：氯代试剂先与过量的碳酸乙烯酯在光的作用下氯化生成一氯碳酸乙烯酯，氯代反应产物包括一氯碳酸乙烯酯及未反应的碳酸乙烯酯；(2)氟代反应：在一氯碳酸乙烯酯与碳酸乙烯酯的共混液中加入络合氟化剂，以碳酸乙烯酯为溶剂，反应生成氟代碳酸乙烯酯；(3)固液分离、提纯：氟代反应产物经固液分离得到固体混合盐和液体，将液体提纯得到氟代碳酸乙烯酯。2.根据权利要求1所述的一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，所述络合氟化剂为HF
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KF络合物和/或HF
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KHF2络合物。3.根据权利要求2所述的一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，所述HF
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KF络合物中氟化钾和氟化氢的配比为1：2～4；所述HF
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KHF2络合物中氟氢化钾和氟化氢的配比为1：4～5。4.根据权利要求1所述的一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，所述氯代试剂与碳酸乙烯酯的摩尔比为1：3～7。5.根据权利要求1所述的一种超纯氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，所述络合氟化剂采用包括以下步骤的方法制得：在10～20℃下向氟化钾和/或氟氢化钾中通入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘观旺，兰华根，
申请(专利权)人：福建中盛宏业新材科技股份公司，
类型：发明
国别省市：