一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，属于有机氟化工技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，属于有机氟化工

。

技术介绍

[0002]氟代碳酸乙烯酯
(FEC)
是锂离子电池电解液的主要添加剂，其可以在电极表面形成结构紧密且性能优异的
SEI
膜，阻止电解液的进一步分解，有效降低电池的阻抗，提高锂电池的耐低温性能和循环性能
。
[0003]目前，
FEC
的制备方法主要有直接氟化法和卤素交换法
。
直接氟化法一般以碳酸乙烯酯
(EC)
为原料，氟化剂采用氟气和惰性气体组成的混合气，因氟气活性非常高，该方法制得的
FEC
中含有二氟代产物，造成分离提纯困难
。
卤素交换法一般选用氯代碳酸乙烯酯
(CEC)
作为原料，在相转移催化剂的作用下，在有机溶剂中与氟化剂发生氯氟交换反应而制得
FEC
，也可以将氯代碳酸乙烯酯直接与氟化氢液体反应制得
FEC。
例如，中国专利文献
CN105968083B、CN107033119B
均是采用氯代碳酸乙烯酯直接与氟化氢液体反应制备
FEC。
但此方法中使用的氟化氢具有很强的腐蚀性，对设备要求较高，而且有毒，安全风险较大，并且所得产品纯度不高，需要再通过精馏进行提纯，造成制备成本偏高
。
[0004]室温离子液体
(RTIL)
，简称为离子液体，英文缩写为
IL(Ionic Liquids)
，是指完全由正负离子组成的在室温或接近室温下为液体状态的盐类
。
离子液体中的阳离子有咪唑盐离子
、
吡啶盐离子
、
季胺盐离子和季磷盐离子等，阴离子有卤素离子
、
四氟硼酸根离子和六氟磷酸根离子等
。
相较于传统的有机溶剂，离子液体具有独特的物化性质，比如超低的挥发性
、
较宽液体温度范围
、
较高热化学稳定性和良好的溶解性，被视为绿色溶剂，其在化学反应过程中不会产生挥发性有机物，使用过程中较为环保
。
例如，中国专利文献
CN101717391A
公开了一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其制备方法是将氯代碳酸乙烯酯
、
氟化物及离子液体组成的反应体系先在室温～
100℃
下进行反应，然后再在
80
～
120℃
下进行保温反应，最后经过过滤
、
减压蒸馏
、
精馏，得到纯度为
99.9
％的产品；其中的氟化物选自氟化钠
、
氟化钾，离子液体选自咪唑型离子液体
、
吡咯烷型离子液体
、
季铵型离子液体
。
中国专利文献
CN103539772A
公开了一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，包括下述步骤：
(1)
将氯代碳酸乙烯酯加入到反应釜中，加入有机溶剂
、
氟化试剂和醚基官能团化离子液体催化剂进行反应；
(2)
过滤，将滤液进行蒸馏得到氟代碳酸乙烯酯粗产品，进一步精馏即可得到满足电子器件应用条件的高纯度氟代碳酸乙烯酯产品，即氟代碳酸乙烯酯
。
[0005]但是上述两种采用离子液体制备氟代碳酸乙烯酯的技术方案存在氟代碳酸乙烯酯纯度偏低的问题，为了获得纯度较高的氟代碳酸乙烯酯，需要采用精馏进一步提纯，造成生产成本偏高
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，可以解决目前采用离子液体制备纯度较高的氟代碳酸乙烯酯时存在成本较高的问题
。
[0007]为了实现以上目的，本专利技术的氟代碳酸乙烯酯的制备方法所采用的技术方案为：
[0008]一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)
将氯代碳酸乙烯酯加入氟化盐溶液中，加入完毕后，混合反应；所述氟化盐溶液中的溶剂主要为离子液体；所述溶剂的沸点高于氟代碳酸乙烯酯的沸点；
[0010](2)
混合反应结束后，将混合反应后的体系进行蒸馏，得到氟代碳酸乙烯酯
。
[0011]本专利技术的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，采用氯代碳酸乙烯酯和氟化盐溶液进行混合反应，氟化盐溶于离子液体后，活性增加，在常温下即可与氯代碳酸乙烯酯发生置换反应，生成氟代碳酸乙烯酯和氯化盐，然后通过蒸馏的方式将高沸点溶剂和低沸点产物分离，得到氟代碳酸乙烯酯
。
本专利技术制备的氟代碳酸乙烯酯具有纯度高
、
收率高和成本低的优点，并且离子液体可以循环使用，进一步降低成本
。
[0012]可以理解的是，本专利技术中的溶剂的沸点高于氟代碳酸乙烯酯的沸点是指在相同条件下，溶剂的沸点高于氟代碳酸乙烯酯的沸点
。
[0013]为了确保氯代碳酸乙烯酯加入氟化盐溶液时，氯代碳酸乙烯酯在氟化盐溶液中能够快速分散均匀，进而提高反应的选择性和转化率，优选地，在混合状态下，将氯代碳酸乙烯酯加入氟化盐溶液中
。
例如，在搅拌状态下，将氯代碳酸乙烯酯加入氟化盐溶液中
。
[0014]为了避免溶剂中的低挥发物质随蒸馏进入产品氟代碳酸乙烯酯中，造成产品纯度降低，氟化盐溶液中的溶剂的沸点需要高于氟代碳酸乙烯酯的沸点
。
[0015]优选地，所述氟化盐溶液中的溶剂为离子液体
。
相比于传统方法，本专利技术以离子液体作为反应溶剂，对设备要求低，并且具有较低的投资成本和较小的安全风险，因离子液体不挥发，蒸馏所得氟代碳酸乙烯酯产品不含杂质，可以直接得到高纯氟代碳酸酯产品，不需再经过精馏提纯，可有效降低生产成本
。
[0016]为了确保氟化盐能够完全溶解，并且具有适当的浓度，进而保证足够的反应速率，优选地，在所述氟化盐溶液中，氟化盐和离子液体的质量比为
(2
～
20):100。
[0017]现有技术中制备氟代碳酸乙烯酯时所用的氟化盐类氟化剂均适用于本专利技术，为了提高反应速率和反应的选择性，优选地，所述氟化盐为碱金属氟化盐
。
例如，所述氟化盐选自氟化钠
、
氟化钾
、
氟化锂
、
氟化铷中的一种或任意组合
。
[0018]为了避免副反应发生，提高产品收率和纯度，优选地，所述氯代碳酸乙烯酯的加入速率为
0.5
～
5g/min。
为了进一步减少副反应的发生，提高产品的收率和纯度，优选地，所述氯代碳酸乙烯酯以滴加的方式加入氟化盐溶液中
。
[0019]优选地，所述氯代碳酸乙烯酯的物质的量与氟化盐中氟元素的物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
将氯代碳酸乙烯酯加入氟化盐溶液中，加入完毕后，混合反应；所述氟化盐溶液中的溶剂主要为离子液体；所述溶剂的沸点高于氟代碳酸乙烯酯的沸点；
(2)
混合反应结束后，将混合反应后的体系进行蒸馏，得到氟代碳酸乙烯酯
。2.
如权利要求1所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，所述氯代碳酸乙烯酯的加入速率为
0.5
～
5g/min。3.
如权利要求1所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，所述氯代碳酸乙烯酯的物质的量与氟化盐中氟元素的物质的量之比小于
1:1。4.
如权利要求1所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，在所述氟化盐溶液中，氟化盐和离子液体的质量比为
(2
～
20):100。5.
如权利要求1‑4中任一项所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，所述氟化盐为碱金属氟化盐
。6.
如权利要求5所述的氟代碳酸乙烯酯的制备方法，其特征在于，所述氟化盐选自氟化钠
、
氟化钾
、
氟化锂
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌云，李云峰，杨华春，闫春生，杨明霞，李阳，董保京，
申请(专利权)人：多氟多新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：