碳酸亞乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的合成研究.pdf

1、碳酸亞乙烯酯是十分重要的有機(jī)中間體,主要用于鋰電池添加劑、表面涂層組分以及制備聚碳酸亞乙烯酯和其他聚合物的單體。碳酸亞乙烯酯還是一種良好的非水電解溶劑而被廣泛用于鋰離子電池和鋰電池中。氟代碳酸乙烯酯作為新型電解液添加劑,能形成優(yōu)良的SEI膜,結(jié)構(gòu)緊密,而且不增加阻抗,有效阻止電解液分解,能提高鋰電池的循環(huán)壽命。
　　本文綜述了碳酸亞乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的合成方法,設(shè)計(jì)了碳酸亞乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的合成路線。以碳酸乙烯酯為原料,

2、經(jīng)氯化反應(yīng)生成中間體一氯碳酸乙烯酯;一氯碳酸乙烯酯與三乙胺脫氯化氫后得到目標(biāo)產(chǎn)物碳酸亞乙烯酯;一氯碳酸乙烯酯與氟化鉀發(fā)生取代反應(yīng)后得到目標(biāo)產(chǎn)物氟代碳酸乙烯酯。通過(guò)檢測(cè)方法如核磁、紅外、氣相色譜對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物和中間體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和定量分析,研究結(jié)果均證實(shí)了化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。研究還通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn),對(duì)各步工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,證實(shí)了工藝路線的可行性。
　　研究結(jié)果表明:合成一氯碳酸乙烯酯:(1)以碳酸乙烯酯為原料,無(wú)溶劑,反應(yīng)溫度65℃,添

3、加0.1％AIBN,通氯時(shí)間7h,一氯碳酸乙烯酯含量46.0%;(2)以碳酸乙烯酯為原料,CCl4為溶劑,反應(yīng)溫度65℃,添加0.1%AIBN,通氯時(shí)間6.5h,一氯碳酸乙烯酯含量79.4%,減壓蒸餾后,收率為66.8%,純度98.1%。合成碳酸亞乙烯酯(VC):以未經(jīng)處理的CEC為原料,與三乙胺脫氯化氫,反應(yīng)溫度35℃,物料比n(三乙胺):n(CEC)=1.5:1,反應(yīng)時(shí)間2.5h,選擇CEC含量在46.0%~50.1%。在此條件下,

4、VC收率68.7%,純度99.3%;兩步總收率可達(dá)56.3%。VC經(jīng)重結(jié)晶、精餾精制后純度達(dá)到99.95%,精制過(guò)程VC回收率77.5%,達(dá)到了制備電池級(jí)VC的要求。合成氟代碳酸乙烯酯(FEC):以精制的CEC為原料,乙腈為溶劑,聚乙二醇800為相轉(zhuǎn)移催化劑,反應(yīng)溫度55℃,反應(yīng)時(shí)間6h,溶劑比n(乙腈):n(CEC)=3.5:1,物料比n(KF):n(CEC)=1.3:1,FEC收率75.1%,純度95.1%。FEC經(jīng)2次重結(jié)晶、精餾