一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法技术

本发明专利技术涉及锂电池技术领域，本发明专利技术提供了一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法，制备方法包括：以碳酸二苯酯和醛类化合物为原料，以吡咯并三唑盐类化合物和4

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法。

技术介绍

[0002]有机碳酸酯是一类环境友好和可持续的化合物，其合成方法是目前很多科研院所深入研究的课题，此类化合物可以作为锂电池中的添加剂，也可以作为有机溶剂，并用于生产聚碳酸酯和聚氨酯。其中有机环状碳酸酯的化学性质得到了广泛的发展，因为它们可以通过环氧化合物与二氧化碳环加成来制备，从而得到饱和环状碳酸酯。相反，不饱和环状碳酸酯由于其合成方法受限，影响其工业化应用，在所有的碳酸亚乙烯酯衍生物中，碳酸亚乙烯酯是目前应用最广泛的化合物，它可以作为锂电池中的电解质添加剂，或作为制备聚碳酸乙烯酯的单体，也可用于3D打印原料的前体，在有机化学中，它主要用作DA反应中的二烯亲和试剂。最近，碳酸亚乙烯酯的化学性质在环化反应中显著发展，它作为乙炔、乙醛、乙酰乙基或乙基的替代物。带取代基的碳酸亚乙烯酯衍生物也是提供补充应用的有用化合物。例如，4，5
‑
二甲基碳酸亚乙烯酯是一个带可切割基团的关键前体，该化合物可用于原料药合成，如奥美沙坦美索米和阿齐沙坦美索米。最近，也有研究表明，部分功能化碳酸亚乙烯酯衍生物可以用于制备优良的聚合物添加剂，以制备高密度锂离子电池，同时含有一些特殊官能团的结构，其在锂电池应用方面有待于开发。
[0003]4，5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂环戊烯
‑2‑
酮，4,5
‑/>二苄基
‑
1,3
‑
二氧杂环戊烯
‑2‑
酮、4,5
‑
二苯基
‑
1,3
‑
二氧杂环戊烯
‑2‑
酮，都是碳酸亚乙烯酯的衍生物。
[0004]文献中报道的关于含取代基的碳酸亚乙烯酯合成的方法很少，且收率不高，制备方法通用性不强。有文献报到，银催化的丙炔醇与二氧化碳环加成得到偏乙烯碳酸酯中间体，该中间体进行重排后得到偏甲基碳酸亚乙烯酯，然而，该反应过程中只有部分结构可以异构化为偏碳酸酯，因此限制了应用范围。专利公开号为CN113149953A的专利公开了一种4,5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂环戊烯
‑2‑
酮合成方法，以碳酸二苯酯作为羰基源制备4,5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂环戊烯
‑2‑
酮的方法，以2,3
‑
丁二醇、碳酸二苯酯为原料，加入到有机溶剂中，在催化剂作用下,保温搅拌反应，所得反应液经过减压蒸馏去除溶剂进一步重结晶得到高纯度的4，5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂环戊烯
‑2‑
酮，但是该方法原料成本较高。也有采用固体光气为酰化试剂，溶剂法脱出氯化氢制备4，5
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧杂环戊烯
‑2‑
酮，如印度专利2013CH00686， 胡来月等人在文章《4 ,5
‑
二甲基
‑
1 ,3
‑
二氧杂环戊烯
‑2‑
酮的合成》中，采用二甲基乙酰胺或甲苯作为溶剂，90
‑
110℃下，脱出氯化氢。该法避免无溶剂高温脱出氯化氢导致的产品碳化分解，但反应过程生成氯化氢对设备腐蚀性强，同时固体光气在反应中分解出的剧毒的光气。无法进一步大规模生产利用。因此，现有技术有待于进一步发展。

技术实现思路

[0005]在本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制
备方法，以解决相关技术中的收率较低的技术问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：提供了一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法，制备方法包括：以碳酸二苯酯和醛类化合物为原料，以吡咯并三唑盐类化合物和4
‑
二甲基氨基吡啶作为催化剂进行反应得到碳酸亚乙烯酯或其衍生物。
[0007]进一步的，碳酸二苯酯和醛类化合物摩尔比为（1.0
ꢀ‑
1.5）：2。
[0008]进一步的，以碳酸二苯酯的摩尔用量为基准参照物，加入0.01 mol%
‑
0.1 mol%的吡咯并三唑盐类化合物，加入0.06 mol%
‑
0.1 mol%的4
‑
二甲基氨基吡啶。
[0009]进一步的，以碳酸二苯酯的摩尔用量为基准参照物，加入0.01 mol%的吡咯并三唑盐类化合物，加入0.1 mol%的4
‑
二甲基氨基吡啶。
[0010]进一步的，反应温度为60
‑
90℃，反应时间为8
‑
16h。
[0011]进一步的，吡咯并三唑盐类化合物为2
‑
苯基
‑
2,5,6,7
‑
四氢吡咯并[2,1
‑
C][1,2,4]三唑
‑4‑
鎓氯化物、2
‑
均三甲苯基
‑
2,5,6,7
‑
四氢吡咯并[2,1
‑
C][1,2,4]三唑
‑4‑
鎓氯化物或6,7
‑
二氢
‑2‑
苯基
‑
5H
‑
吡咯并[2,1
‑
c]‑
1,2,4
‑
三唑氯化物。
[0012]进一步的，醛类化合物为烷基醛或芳香醛。
[0013]进一步的，烷基醛为甲醛或乙醛。
[0014]进一步的，芳香醛为苯甲醛或苯乙醛。
[0015]进一步的，反应结束后还进行后处理，所述后处理包括精馏、结晶。
[0016]有益效果：1、本专利技术提供了碳酸亚乙烯酯或其衍生物的通用合成方法，最高收率可达99%。
[0017]2、本专利技术的碳酸亚乙烯酯或其衍生物的制备方法中吡咯并三唑盐类化合物和4
‑
二甲基氨基吡啶作为组合催化剂，提高了反应的选择性和收率，操作简单，通用性强，适合于工业化应用。
[0018]3、本专利技术首次将碳酸二苯酯作为制备碳酸亚乙烯酯或其衍生物的羰基源，碳酸二苯酯环保易得，并且有利于碳酸亚乙烯酯或其衍生物的合成反应的进行。
[0019]4、本专利技术的制备方法所用的原料绿色环保，避免了传统方法使用毒性较大的光气和固体光气等原料，副产物苯酚可通过再生处理得到碳酸二苯酯，可多次循环利用，节约成本。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的2
‑
苯基
‑
2,5,6,7
‑
四氢吡咯并[2,1
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，制备方法包括：以碳酸二苯酯和醛类化合物为原料，以吡咯并三唑盐类化合物和4
‑
二甲基氨基吡啶作为催化剂进行反应得到碳酸亚乙烯酯或其衍生物。2. 根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，所述碳酸二苯酯和醛类化合物摩尔比为（1.0
ꢀ‑
1.5）：2。3. 根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，以碳酸二苯酯的摩尔用量为基准参照物，加入0.01 mol%
‑
0.1 mol%的吡咯并三唑盐类化合物，加入0.06 mol%
‑
0.1 mol%的4
‑
二甲基氨基吡啶。4. 根据权利要求3所述的一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，以碳酸二苯酯的摩尔用量为基准参照物，加入0.01 mol%的吡咯并三唑盐类化合物，加入0.1 mol%的4
‑
二甲基氨基吡啶。5.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，反应温度为60
‑
90℃，反应时间为8
‑
16h。6.根据权利要求1所述的一种碳酸亚乙烯酯及其衍生物的制备方法，其特征在于，吡咯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春龙，
申请(专利权)人：山东惟普新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：