[發明專利]二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的合成方法

在審

• 申請號: 202210159240.0
• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114456067A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 郝俊;侯榮雪;王軍;葛建民;武利斌
• 申請（專利權）人: 石家莊圣泰化工有限公司
• 主分類號: C07C68/00
• 分類號: C07C68/00;C07C69/96;C07D233/56
• 代理公司: 河北智酷知創知識產權代理事務所(普通合伙) 13157
• 代理人: 武哲

本發明公開了二(2,2,2?三氟乙基)碳酸酯的合成方法，涉及電池電解液添加劑技術領域，所述合成方法在非活性氣體保護下，取碳酸二苯酯在氯化鋁的催化作用下，先與咪唑進行預反應，降至室溫，滴加含有三氟乙醇的二氯甲烷溶液，滴加完畢后，回流進行酯交換反應，反應完成后，滴加鹽酸調節至酸性，分相，所得二氯甲烷相經濃縮、精餾，即得所述二(2,2,2?三氟乙基)碳酸酯。本發明以碳酸二苯酯為原料，先與咪唑發生預反應，從而降低了三氟乙氧基的酯交換反應難度，同時反應相較于直接采用N,N?羰基二咪唑作為原料進行反應，反應更為溫和且副產物更少，收率更高。

技術領域

本發明涉及電池電解液添加劑技術領域，具體為二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的合成方法。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高、輸出電壓高、循環壽命長、無記憶效應、環境污染小等優點，是最具有吸引力和發展潛力的二次電池。目前，鋰離子電池電解液使用的溶劑通常為碳酸酯類，該類溶劑可以提高鋰離子電池的充放電容量和循環壽命，但是它們的閃點較低，近年來，關于鋰離子電池引發的火災甚至爆炸的報道屢見不鮮。鋰離子電池的安全性問題受到人們的普遍關注，安全性也是制約鋰離子電池向高能化、大型化方向發展的瓶頸。

氟代溶劑通常具有較高的閃點甚至無閃點，因此使用含氟溶劑有利于提高鋰離子電池的安全性。氟代碳酸酯類化合物具有物理化學性能穩定、介電常數和閃點高、與電解質鹽和其他有機溶劑互溶性好等優點，而成為鋰離子電池電解液溶劑的首選替代物。

二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯作為鋰電池電解液中一種重要的碳酸酯類添加劑，能顯著降低電解液的燃燒自熄時間，提高電池的安全性能，因此成為目前研究的熱點。

目前合成二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的方法主要有光氣法、直接氟化法、鹵化氟化法和酯交換法。光氣法由于選擇性較差，所得二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯收率較低，而較少研究。直接氟化法轉化率雖高，但是該方法不易控制其產物，副產物及雜質較多，因而也較少研究。目前研究最多的是酯交換法和鹵化氟化法，認為這兩種方法收率較高。鹵化氟化法雖然收率較高，但是反應過程比較復雜。酯交換法是比較綠色的一種合成方法，但是由于堿催化的酯交換反應是一種親核取代反應，一旦烷基醇變為氟碳醇，會導致空間位阻增加，催化活性就會降低，發生交換反應的能力就會變差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的合成方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的合成方法，所述合成方法是在非活性氣體保護下，取碳酸二苯酯在氯化鋁的催化作用下，先與咪唑進行預反應，降至室溫，滴加含有三氟乙醇的二氯甲烷溶液，滴加完畢后，回流進行酯交換反應，反應完成后，滴加鹽酸調節至酸性，分相，所得二氯甲烷相經濃縮、精餾，即得所述二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯，具體化學反應式如下：

進一步的，碳酸二苯酯與咪唑的的摩爾比為1：6～7。

進一步的，碳酸二苯酯與三氟乙醇的摩爾比為1：2.3～2.5。

進一步的，碳酸二苯酯與氯化鋁的重量比為1：0.1～0.15。

進一步的，預反應的溫度70～80℃，時間為2～3h。

進一步的，酯交換反應的時間為2～3h。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明以碳酸二苯酯為原料，先與咪唑發生預反應，從而降低了三氟乙氧基的酯交換反應難度，同時反應相較于直接采用N,N-羰基二咪唑作為原料進行反應，反應更為溫和且副產物更少，收率更高；