[发明专利]一种氟代碳酸乙烯酯的合成方法

说明书

一种氟代碳酸乙烯酯的合成方法，属于电池稳定剂技术领域。其特征在于，包括以下步骤：惰性气体保护下将氯代碳酸乙烯酯、四烷基卤化胺催化剂、溶剂和混合氟化物加入至反应釜中，搅拌混合，控温60℃~100℃进行卤素交换反应3~6小时，得到含氟代碳酸乙烯酯粗品；所述的氯代碳酸乙烯酯与混合氟化物的摩尔比为1：1.0~1.1，氯代碳酸乙烯酯与溶剂的质量比例为1：0.9~1.2；将含氟代碳酸乙烯酯粗品精制即得氟代碳酸乙烯酯。该发明具有氟化剂一次加入、反应温和、高收率、分离方便、操作简单的优点。

技术领域

一种氟代碳酸乙烯酯的合成方法，属于电池稳定剂技术领域。

背景技术

目前，锂电池广泛的应用于手机、平板电脑、电动车等邻域。随着国家对绿色能源的倡导，人们对环境的日益关注，锂电行业会迎来高速发展。但锂电的安全性和寿命一直为行业的技术难点，经研究发现适当使用电解液添加剂可以有效提高电池的安全性，增加充放电次数，延长电池寿命。其中氟代碳酸乙烯酯是其中重要的一种电池稳定剂。

现有氟代碳酸乙烯脂制备方法主要有：电化学氟化、置换氟化、加成氟化等，这几种方法中电化学氟化和加成氟化存在选择性差，副反应较多，成本较高等缺点。目前工业化方法为氟源置换氟化，氟源一般为是氟化钾、氟化钠、氟化银、三氟化锑、五氟化锑、氟化钙等，利用上述氟源氟化工业化收率一般为70%左右，主要是发生副反应导致收率不高，同时由于反应放热剧烈，氟化剂需要分批多次加入，生产时间较长，生产效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种氟化剂一次加入、反应温和、高收率的氟代碳酸乙烯酯的合成方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该氟代碳酸乙烯酯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）惰性气体保护下将氯代碳酸乙烯酯、四烷基卤化胺催化剂、溶剂和混合氟化物加入至反应釜中，搅拌混合，控温60℃~100℃进行卤素交换反应3~6小时，得到含氟代碳酸乙烯酯粗品；所述的氯代碳酸乙烯酯与混合氟化物的摩尔比为1：1.0~1.1，氯代碳酸乙烯酯与溶剂的质量比例为1：0.9~1.2；

2）将含氟代碳酸乙烯酯粗品精制即得氟代碳酸乙烯酯。

优选的，所述的混合氟化物为有机锡氟化物R_nSnF_4-n和氟化钾按质量比23~27：1均匀混合后的混合物；所述的有机锡氟化物R_nSnF_4-n中R为含1~4个碳的直链或支链烷烃、苯基中的一种，n为1、2或3。

本发明公开了一种制备高纯度氟代碳酸乙烯酯的方法，以四烷基卤化胺为相转移催化剂，将特制的混合氟化物与氯代碳酸乙烯酯接触反应即可生成氟代碳酸乙烯酯。本发明的发明人发现有一些特定有机锡氟化物能够和氟化钾按一定的比例混合后，能够在保证较高的转化率和杂质免疫能力的同时实现反应条件温和，能够实现氟化剂的一次性投料。本发明投料时间短，反应温和，无固体副产生成，而且生成的有机锡氯化物可经置换后重新使用，产品纯度高，对环境压力小。

反应副产有机锡卤化物R_nSnX_4-n（X=Cl， Br）回收后可以和普通的氟化物M'F（M'=H⁺、 Na⁺、 K⁺、 NH₄⁺、 Et₄N⁺、 Me₄N⁺ 等）反应再生成相应的有机锡氟化物R_nSnF_4-n，可循环使用。

优选的，所述的R为乙基、丙基或异丙基。优选的有机锡氟化物能够在上述混合氟化物比例中表现出更好的适应性，使收率达到最大。