[发明专利]一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精细化工产品的制备方法，特别是涉及一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

氟代碳酸乙烯酯(Fluoroethylene carbonate，CAS号：114435-02-8)是一种特殊的碳酸乙烯酯，是一种重要的精细化工材料，主要用于动力锂电池电解液的成膜添加剂和防爆溶剂。原理：向电解液中添加氟代碳酸乙烯酯后，能在电极上形成性能优良的固态电解质界面，简称SEI膜，该膜结构紧密，含有F-Li和-Si-F类物质，降低了电池的阻抗，有效抑制部分电解液的分解，明显改善了电池的比容量、提高了电池的安全性和使用寿命。此外，由于该分子结构中含有1，3-二氧五环-2-酮结构，也可用于呋喃类和唑酮类的医药和农药的合成。

氟代碳酸乙烯酯

氟代碳酸乙烯酯的制备方法通常有四种：直接氟化反应法、卤素交换反应法、酯交换法、电化学氟化法。国内厂家大多采用卤素交换法，即由氯代碳酸乙烯酯通过氟化钾氟化，需要两步反应，导致总的收率不高，同时选择性不高，副产物较多，后处理繁琐，如需要水处理与过滤，去掉剩余的氟化钾与反应中生成的氯化钾、氯化氢等。因此，通过氟化得到高纯度的氟代碳酸乙烯酯还是具有一定的难度。

卤素交换法反应路线

发明内容

本发明的目的是提供一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法。本发明利用固体分散技术，使氟化钾以极其微小的微粒状态附着在微粉硅胶的表面(包括内表面与外表面)，致使其比表面积大大提高，达到100-200m²/g，是普通氟化钾的80倍以上，其活性也极大提高，使很多氟化反应在很温和的条件下得以进行，而且氟的转化效率非常高，可以达到98％以上，后处理工序也非常简单，应用常用的分离手段即可得到理想质量的产品。

固体分散体(solid dispersion)是药剂学上的概念，系指药物以分子、微粒、微晶无定型状态等均匀分散在某一水溶性或难溶性或肠溶性的固体材料中的高度分散体系。固体分散体的主要特点是利用不同性质的载体使药物在高度分散状态下，可达到不同要求的用药目的。固体分散体的常用的制备方法有熔融法、溶剂法、溶剂-熔融法、溶剂-喷雾(冷冻)法、研磨法、挤压法等。

本发明的目的是这样实现的。一种氟代碳酸乙烯酯的制备方法，包括：

(1)、制备氟化钾固体分散体：60份氟化钾与100份的水配制成溶液，向溶液中加入6份的微粉硅胶，充分搅拌，分离，干燥，得氟化钾固体分散体。

(2)、制备氟代碳酸乙烯酯：按物质量1∶1的比例，向容器中加入氯代碳酸乙烯酯与氟化钾固体分散体，搅拌，50-55℃反应4-5小时，检测，分离，得氟代碳酸乙烯酯。

上述制得的氟化钾固体分散体经过检测，比表面积大约100-200m²/g，相应的氟化钾的活性也有极大的提高。

由于氟化钾固体分散体具有很高的反应活性，氟化钾固体分散体(以含氟化钾计算)的投料量可以按照与氯代碳酸乙烯酯的物质量1∶1进行，反应的选择性极高，反应很彻底，氟的转化率接近完全，产品的质量指标优于现有技术生产的产品，在实施例中作进一步的说明。

氟代碳酸乙烯酯制备的反应时间：在50-55℃，搅拌条件下，4-5小时即可反应完全。生产中为了提高效率，可以间隔30分钟取样检测氯代碳酸乙烯酯的残留量，当残留量低于0.05mg/ml时可以终止反应。

氟代碳酸乙烯酯的质量指标如下：

性状：无色透明液体

含量：99.0％以上

溶剂残留：符合要求

有关物质：符合要求

熔点：符合要求

沸点：符合要求。

本发明与现有技术相比具有以下良好的效果：

(1)、反应条件温和，容易控制，氟代转化率高，产品收率高；

(2)、后处理工序简单；

(3)、现实了无溶剂反应，无催化剂反应；

(4)、产品质量好。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作详细说明。实施举例为本发明权利要求的部分体现，不应理解为任何意义上的对本发明权利要求的限制。

实施例1：氟化钾固体分散体的制备

(1)、向容器中加入50g水，在搅拌下，向水中加入氟化钾30g，搅拌至完全溶解；

(2)、在搅拌下，向氟化钾的水溶液中加入微粉硅胶3g，继续搅拌45分钟；