[发明专利]一种高纯度碳酸亚乙烯酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种高纯度碳酸亚乙烯酯的制备方法，它包括以下步骤：（a）将干燥的氯气与碳酸乙烯酯在紫外光的照射下进行氯代反应得氯代碳酸乙烯酯；（b）将所述氯代碳酸乙烯酯分散在甲基硅油中，随后加入有机胺进行消去反应，生成碳酸亚乙烯酯；所述氯代碳酸乙烯酯与所述有机胺的摩尔比为1：1.1~1.5；（c）将步骤（b）得到的产物过滤后进行减压精制即可。通过将氯代碳酸乙烯酯和有机胺在甲基硅油中进行消去反应，并控制氯代碳酸乙烯酯与有机胺的比例，这样能够提高其反应程度，并有利各产物的分离而提高产物的纯度。

技术领域

本发明涉及一种碳酸亚乙烯酯的生产方法，具体涉及一种高纯电子级碳酸亚乙烯酯的制备方法。

背景技术

碳酸亚乙烯酯是锂电池电解液的重要添加剂材料，该材料可以在电池表面形成致密稳定的有机膜。该有机膜在不损失电导率，不增加电池内阻的条件下，产生聚烷基碳酸锂化合物，该化合物能有效抑制溶剂分子和溶剂化锂离子在石墨中插入，降低电解液的分解，提高石墨负极的稳定性，进而提高锂电池的充放电性能。而锂电池行业需要高纯碳酸亚乙烯酯。

碳酸亚乙烯酯（Vinylene carbonate，简称VC）为无色透明液体，是一种有机合成中间体，是锂离子电池电解液添加剂，可明显延长锂离子电池的循环寿命，是一种非水电解液溶剂。还可以作为表面涂层组分或作为制备聚碳酸亚乙烯酯的单体应用，市场前景广阔。

目前生产碳酸亚乙烯酯的主要方法有以下几种：碳酸乙烯酯和氯气在光引发下氯代生成碳酸乙烯酯（ClEC），再用无机碱：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾，或有机碱：N,N-二甲基苯胺、三乙胺等脱氯化氢生产碳酸亚乙烯酯（VC）。碳酸乙烯酯在油溶性引发剂偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈等存在下和硫酰氯反应得到氯代碳酸乙烯酯，再用三烷基胺脱氯化氢制备碳酸亚乙烯酯。碳酸乙烯酯和硫酰氯在光引发下生成ClEC，再用碱脱氯化氢生成VC。ClEC用甲苯作溶剂，高温（200~450℃）脱HCl生成VC。这些方法仍有改进的空间。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高纯度碳酸亚乙烯酯的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高纯度碳酸亚乙烯酯的制备方法，它包括以下步骤：

（a）将干燥的氯气与碳酸乙烯酯在紫外光的照射下进行氯代反应得氯代碳酸乙烯酯；

（b）将所述氯代碳酸乙烯酯分散在甲基硅油中，随后加入有机胺进行消去反应，生成碳酸亚乙烯酯；所述氯代碳酸乙烯酯与所述有机胺的摩尔比为1：1.1~1.5；

（c）将步骤（b）得到的产物过滤后进行减压精制即可。

优化地，所述有机胺为三乙胺、乙醇胺、异丙醇胺、二乙烯三胺、甲酰胺和乙酰胺中的一种或几种组成的混合物。

优化地，步骤（b）中，所述消去反应是在阻聚剂的作用下于30~55℃反应5~10小时，所述阻聚剂的质量为所述氯代碳酸乙烯酯质量的0.5%~1%。

进一步地，所述阻聚剂为对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚或2,5-二叔丁基对苯二酚。

进一步地，步骤（c）中，将步骤（b）得到的产物进行抽滤，取滤液进行减压蒸馏至无馏出。

进一步地，步骤（c）中，所述减压蒸馏在氮气密封环境中进行，氮气中水分含量小于0.5ppm；其绝对压力为0.1~200 KPa，精制温度为35~55℃。

优化地，所述有机胺中游离氨含量小于100ppm且水含量小于10ppm。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明高纯度碳酸亚乙烯酯的制备方法，通过将氯代碳酸乙烯酯和有机胺在甲基硅油中进行消去反应，并控制氯代碳酸乙烯酯与有机胺的比例，这样能够提高其反应程度，并有利各产物的分离而提高产物的纯度。