[發(fā)明專利]一種含氟碳酸酯的合成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811298599.6
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109232256A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 趙經(jīng)緯;信勇;獨天宇;孫安樂;謝增勇
• 申請（專利權）人: 九江天賜高新材料有限公司
• 主分類號: C07C69/96
• 分類號: C07C69/96;C07C68/06;C07C68/08
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 劉愛芳

本發(fā)明公開了一種含氟碳酸酯的合成方法，將氟醇和碳酸二甲酯按摩爾比1：(0.25?5.0)反應，以堿作為催化劑，反應設備為反應精餾塔，反應溫度為60?120℃，經(jīng)過反應精餾后依次得到甲醇，碳酸二甲酯和含氟碳酸酯，含氟碳酸酯經(jīng)過分子篩干燥后得到最終產品。本發(fā)明采用反應精餾工藝，反應的過程中及時移除產物甲醇，提高了反應物氟醚的轉化率，最終產品也可以通過反應精餾設備蒸出，不需要后續(xù)的精餾處理，只需要干燥處理，降低了設備成本和生產。

技術領域

本發(fā)明涉及電解液中常用溶劑的合成領域，尤其涉及一種含氟碳酸酯的合成方法。

背景技術

目前電解液中常用的溶劑主要為DMC、EMC、DEC、EC，這些溶劑均易燃燒，因此在鋰電池中有一定的安全隱患，向這些碳酸酯中引入氟元素，會使得溶劑凝固點降低、閃點升高、抗氧化性提高，并且有助于提升電解液和電極之間的接觸性能。因此，氟代溶劑或添加劑在電解液中的使用會有效提高電解液的低溫性能、耐氧化性能、阻燃性能和其對電極的潤濕性。

目前報道的含氟碳酸酯的制備方法如下：公開號為CN101120474的中國專利文獻報道了含氟碳酸酯的合成與含氟碳酸酯在鋰電池電解液中的應用，使用光氣和氟醚作為反應物，可以得到目標的含氟碳酸酯，但是所使用原料劇毒，而且反應產生大量的氯化氫，不符合綠色化學和環(huán)保的要求。公開號為CN102417500A的中國專利文獻報道了一種含氟碳酸酯的合成方法，使用含氟環(huán)氧醚類作為反應物，與二氧化碳在催化劑的作用下反應。該技術路線所使用的反應物有毒，而且催化劑價格昂貴，反應條件苛刻，難以大規(guī)模推廣使用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種含氟碳酸酯的合成方法.

本發(fā)明通過下述方案實現(xiàn)：

一種含氟碳酸酯的合成方法，包括以下步驟：

S1，全回流反應：向精餾塔中依次加入氟醇和碳酸二甲酯，二者摩爾比為1：(0.5-5.0)，照碳酸二甲酯和氟醇二者總質量的1％wt-5％wt加入堿作為催化劑，精餾塔塔板數(shù)為30塊，然后升溫至60-120℃，全回流反應2-12h；

S2，甲醇采出：開啟回流比控制器，回流比R＝2-6，采出反應產生的甲醇，此時精餾塔塔頂溫度為65-75℃，精餾塔塔釜溫度為80-95℃；

S3，回收碳酸二甲酯：精餾塔塔頂溫度逐漸升高至92-102℃時，若是氟醇GC轉化率大于99.5％，停止反應，控制回流比為R＝2-4，精餾回收未反應的碳酸二甲酯；

S4，產品采出：待碳酸二甲酯精餾回收完畢，逐漸減壓精餾，真空度為-0.095MPa、精餾塔塔釜溫度為110-150℃、精餾塔塔頂溫度為95-125℃時精餾得含氟碳酸酯，經(jīng)分子篩干燥，然后精密過濾得到水分小于50ppm、純度≥99.85％、醇含量≤500ppm的產品。

所述氟醇分子式為CF₃CH₂OH、H(CF₂CF₂)_n1CH₂OH和H(CF₂CF₂)_n2CH₂CH₂OH，其中n1和n2均為正整數(shù)。

所述堿為氫氧化鈉，碳酸鈉，氫氧化鉀，碳酸鉀，氫氧化鈣，甲醇鈉，乙醇鈉中的一種或幾種。

所述堿為氫氧化鈉、甲醇鈉。

所述含氟碳酸酯產品的結構式如下所示

其中，Rf為氟碳基團，其特征在于：