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,結構緊密,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,設計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、經氯化反應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產物碳酸亞乙烯酯;一氯碳酸乙烯酯與氟化鉀發(fā)生取代反應后得到目標產物氟代碳酸乙烯酯。通過檢測方法如核磁、紅外、氣相色譜對目標產物和中間體進行了結構表征和定量分析,研究結果均證實了化合物的化學結構。研究還通過單因素實驗,對各步工藝條件進行了優(yōu)化,證實了工藝路線的可行性。
　　研究結果表明:合成一氯碳酸乙烯酯:(1)以碳酸乙烯酯為原料,無溶劑,反應溫度65℃,添

3、加0.1％AIBN,通氯時間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,反應溫度65℃,添加0.1%AIBN,通氯時間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):以未經處理的CEC為原料,與三乙胺脫氯化氫,反應溫度35℃,物料比n(三乙胺):n(CEC)=1.5:1,反應時間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56.3%。VC經重結晶、精餾精制后純度達到99.95%,精制過程VC回收率77.5%,達到了制備電池級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為相轉移催化劑,反應溫度55℃,反應時間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2次重結晶、精餾