專(zhuān)利名稱(chēng)：氟代碳酸乙烯酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用有機(jī)堿作為催化劑，催化氯代碳酸乙烯酯與氟化氫發(fā)生氟化反應(yīng) 制備氟代碳酸乙烯酯有機(jī)化合物的方法。
背景技術(shù)：
自從1991年Sony公司生產(chǎn)的鋰離子電池上市以來(lái)，鋰離子電池發(fā)展十分迅速，已 經(jīng)在手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)自行車(chē)等領(lǐng)域廣泛運(yùn)用；隨著對(duì)傳統(tǒng)不可再生資源 的限制和節(jié)能減排壓力，發(fā)展新能源汽車(chē)已經(jīng)上升為各國(guó)戰(zhàn)略地位的高度，其中動(dòng)力電池 是新能源汽車(chē)近期發(fā)展的核心。相對(duì)于鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池二次電池，鋰電池具 有能量密度高、自放電率小、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，鋰電池的這些優(yōu)點(diǎn)將使之成為新能源汽車(chē) 電池近期發(fā)展的主要方向。氟代碳酸乙烯酯是主要的鋰離子電池電解液添加劑，形成SEI膜的性能更好，形 成緊密結(jié)構(gòu)層但又不增加阻抗，能阻止電解液進(jìn)一步分解，并具有阻燃作用，電池循環(huán)壽命 得到提高，電池的安全性能顯著增加。世界專(zhuān)利W09815024中將氯代碳酸乙烯酯(Cl-EC)與氟化鉀混合并使其反應(yīng)，以 70%的收率得到氟代碳酸乙烯酯(F-EC)的技術(shù)，但未公開(kāi)反應(yīng)溶劑、反應(yīng)溫度、和反應(yīng)時(shí) 間等基本條件。中國(guó)專(zhuān)利CN101676^2明確了非質(zhì)子溶劑為酮、腈、砜等化合物，反應(yīng)收率 為70%。中國(guó)專(zhuān)利CN101210005以冠醚或聚乙二醇為催化劑，在無(wú)溶劑條件下與氟化鈉反 應(yīng)，得到產(chǎn)物。但本方法收率較低(約50% )，焦油較多。中國(guó)專(zhuān)利CN101066965將反應(yīng)溶 劑改為碳酸酯，以90%的收率得到產(chǎn)物。日本專(zhuān)利JP09051590首次提到用氟化氫和有機(jī)堿(三乙胺)按照一定比例配制 成有機(jī)氟化物，在有機(jī)溶劑(乙酸乙酯)中與氯代碳酸乙烯酯(Cl-EC)進(jìn)行反應(yīng)，以75%的 收率制備得到氟代碳酸乙烯酯(F-EC)。已有文獻(xiàn)或?qū)＠麑?duì)氟代碳酸乙烯酯(F-EC)的制備方法主要集中在以過(guò)量的金屬 氟化物為氟化試劑、在非質(zhì)子溶劑中，加熱進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)過(guò)濾、萃取、水洗等后處理，最后 精餾獲得產(chǎn)物。綜上所述，本領(lǐng)域缺乏使用氟化氫作為氟源，大大降低了反應(yīng)的成本，且反應(yīng)易控 制，特別適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于獲得使用氟化氫作為氟源，大大降低了反應(yīng)的成本，且反應(yīng)易 控制，特別適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種氟代碳酸乙烯酯的制備方法，其包括如下步 驟使用催化量的有機(jī)堿作為催化劑，在-20-250°C的反應(yīng)溫度下催化氯代碳酸乙烯 酯與反應(yīng)量的氟化氫類(lèi)氟化試劑發(fā)生氟化反應(yīng)，得到氟代碳酸乙烯酯。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述氟化反應(yīng)在無(wú)溶劑或任選的加入溶劑的條 件下進(jìn)行，優(yōu)選的是，氟化反應(yīng)在無(wú)溶劑下進(jìn)行。在一優(yōu)選例中，所述氟化反應(yīng)在溶劑不大于反應(yīng)體系總重量5重量％的條件下進(jìn) 行。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述有機(jī)堿催化劑為具有堿性的含氮化合物。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述具有堿性的含氮化合物包括含氮的芳香族 化合物，或者含氮的雜環(huán)化合物。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述有機(jī)堿催化劑的用量為氯代碳酸乙烯酯的 0. 001-50 當(dāng)量。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述有機(jī)堿催化劑的用量為氯代碳酸乙烯酯的 0. 01-1. 0 當(dāng)量。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，其中氟化氫類(lèi)氟化試劑包括氟化氫氣體、氟化 氫溶液、氟化氫吡啶、苯胺絡(luò)合物、氟化氫三乙胺絡(luò)合物或者氟化氫的其它形式的絡(luò)合物。在一優(yōu)選例中，所述氟化氫的其它形式的絡(luò)合物為氟化氫與有機(jī)堿的絡(luò)合物，或 氟化氫與醚類(lèi)化合物的絡(luò)合物。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，其中氟化氫類(lèi)氟化試劑為氟化氫氣體.在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述氟化反應(yīng)的溫度為-20-250°C。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述氟化反應(yīng)的溫度為50-150°C。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明人經(jīng)過(guò)廣泛而深入的研究，通過(guò)改進(jìn)制備工藝，結(jié)果，發(fā)現(xiàn)可以使用有機(jī)堿 作為催化劑，催化氯代碳酸乙烯酯與氟化氫發(fā)生氟化反應(yīng)制備氟代碳酸乙烯酯有機(jī)化合 物。在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。以下對(duì)本發(fā)明的各個(gè)方面進(jìn)行詳述本發(fā)明中，所用術(shù)語(yǔ)“氟代碳酸乙烯酯”是指4-氟-1，3- 二氧戊環(huán)-2-酮；本發(fā)明 所用術(shù)語(yǔ)“氯代碳酸乙烯酯”是指4-氯-1，3- 二氧戊環(huán)-2-酮?？闪信e為如下反應(yīng)
,ClF
^冇機(jī)堿H
OO -- OO
y氟化氫
權(quán)利要求
1.一種氟代碳酸乙烯酯的制備方法，其特征在于，包括如下步驟使用催化量的有機(jī)堿作為催化劑，在-20-250°C的反應(yīng)溫度下催化氯代碳酸乙烯酯與 反應(yīng)量的氟化氫類(lèi)氟化試劑發(fā)生氟化反應(yīng)，得到氟代碳酸乙烯酯。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化反應(yīng)在無(wú)溶劑或任選的加入溶劑 的條件下進(jìn)行，優(yōu)選的是，氟化反應(yīng)在無(wú)溶劑下進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)堿催化劑為具有堿性的含氮化合物。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述具有堿性的含氮化合物包括含氮的芳 香族化合物，或者含氮的雜環(huán)化合物。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)堿催化劑的用量為氯代碳酸乙烯 酯的0. 001-50當(dāng)量。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)堿催化劑的用量為氯代碳酸乙烯 酯的0.01-1.0當(dāng)量。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中氟化氫類(lèi)氟化試劑包括氟化氫氣體、 氟化氫溶液、氟化氫吡啶、苯胺絡(luò)合物、氟化氫三乙胺絡(luò)合物或者氟化氫的其它形式的絡(luò)合 物。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其中氟化氫類(lèi)氟化試劑為氟化氫氣體。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化反應(yīng)的溫度為-20-250°C。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述氟化反應(yīng)的溫度為50-150°C。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氟代碳酸乙烯酯的制備方法，其包括如下步驟使用催化量的有機(jī)堿作為催化劑，在-20-250℃的反應(yīng)溫度下催化氯代碳酸乙烯酯與反應(yīng)量的氟化氫類(lèi)氟化試劑發(fā)生氟化反應(yīng)，得到氟代碳酸乙烯酯。本發(fā)明使用氟化氫作為氟源，大大降低了反應(yīng)的成本，且反應(yīng)易控制，特別適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07D317/42GK102060839SQ20101062212
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者徐寧, 李文強(qiáng), 蔡國(guó)榮 申請(qǐng)人:上?？爹i化學(xué)有限公司, 浙江華晶氟化學(xué)科技有限公司