專利名稱：氟代碳酸乙烯酯的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用有機堿作為催化劑，催化氯代碳酸乙烯酯與氟化氫發(fā)生氟化反應 制備氟代碳酸乙烯酯有機化合物的方法。
背景技術：
自從1991年Sony公司生產(chǎn)的鋰離子電池上市以來，鋰離子電池發(fā)展十分迅速，已 經(jīng)在手機、筆記本電腦、數(shù)碼產(chǎn)品、電動自行車等領域廣泛運用；隨著對傳統(tǒng)不可再生資源 的限制和節(jié)能減排壓力，發(fā)展新能源汽車已經(jīng)上升為各國戰(zhàn)略地位的高度，其中動力電池 是新能源汽車近期發(fā)展的核心。相對于鉛酸電池、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)壽命長等優(yōu)勢，鋰電池的這些優(yōu)點將使之成為新能源汽車 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 成緊密結構層但又不增加阻抗，能阻止電解液進一步分解，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。世界專利W09815024中將氯代碳酸乙烯酯(Cl-EC)與氟化鉀混合并使其反應，以 70%的收率得到氟代碳酸乙烯酯(F-EC)的技術，但未公開反應溶劑、反應溫度、和反應時 間等基本條件。中國專利CN101676^2明確了非質子溶劑為酮、腈、砜等化合物，反應收率 為70%。中國專利CN101210005以冠醚或聚乙二醇為催化劑，在無溶劑條件下與氟化鈉反 應，得到產(chǎn)物。但本方法收率較低(約50% )，焦油較多。中國專利CN101066965將反應溶 劑改為碳酸酯，以90%的收率得到產(chǎn)物。日本專利JP09051590首次提到用氟化氫和有機堿(三乙胺)按照一定比例配制 成有機氟化物，在有機溶劑(乙酸乙酯)中與氯代碳酸乙烯酯(Cl-EC)進行反應，以75%的 收率制備得到氟代碳酸乙烯酯(F-EC)。已有文獻或專利對氟代碳酸乙烯酯(F-EC)的制備方法主要集中在以過量的金屬 氟化物為氟化試劑、在非質子溶劑中，加熱進行反應，通過過濾、萃取、水洗等后處理，最后 精餾獲得產(chǎn)物。綜上所述，本領域缺乏使用氟化氫作為氟源，大大降低了反應的成本，且反應易控 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，大大降低了反應的成本，且反應易 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堿作為催化劑，在-20-250°C的反應溫度下催化氯代碳酸乙烯 酯與反應量的氟化氫類氟化試劑發(fā)生氟化反應，得到氟代碳酸乙烯酯。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述氟化反應在無溶劑或任選的加入溶劑的條 件下進行，優(yōu)選的是，氟化反應在無溶劑下進行。在一優(yōu)選例中，所述氟化反應在溶劑不大于反應體系總重量5重量％的條件下進 行。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述有機堿催化劑為具有堿性的含氮化合物。在本發(fā)明的一個具體實施方式
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)明的一個具體實施方式
中，所述有機堿催化劑的用量為氯代碳酸乙烯酯的 0. 001-50 當量。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述有機堿催化劑的用量為氯代碳酸乙烯酯的 0. 01-1. 0 當量。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，其中氟化氫類氟化試劑包括氟化氫氣體、氟化 氫溶液、氟化氫吡啶、苯胺絡合物、氟化氫三乙胺絡合物或者氟化氫的其它形式的絡合物。在一優(yōu)選例中，所述氟化氫的其它形式的絡合物為氟化氫與有機堿的絡合物，或 氟化氫與醚類化合物的絡合物。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，其中氟化氫類氟化試劑為氟化氫氣體.在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述氟化反應的溫度為-20-250°C。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述氟化反應的溫度為50-150°C。
具體實施例方式本發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究，通過改進制備工藝，結果，發(fā)現(xiàn)可以使用有機堿 作為催化劑，催化氯代碳酸乙烯酯與氟化氫發(fā)生氟化反應制備氟代碳酸乙烯酯有機化合 物。在此基礎上完成了本發(fā)明。以下對本發(fā)明的各個方面進行詳述本發(fā)明中，所用術語“氟代碳酸乙烯酯”是指4-氟-1，3- 二氧戊環(huán)-2-酮；本發(fā)明 所用術語“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
,ClF
^冇機堿H
OO -- OO
y氟化氫
權利要求
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堿作為催化劑，在-20-250°C的反應溫度下催化氯代碳酸乙烯酯與 反應量的氟化氫類氟化試劑發(fā)生氟化反應，得到氟代碳酸乙烯酯。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化反應在無溶劑或任選的加入溶劑 的條件下進行，優(yōu)選的是，氟化反應在無溶劑下進行。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機堿催化劑為具有堿性的含氮化合物。
4.如權利要求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.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機堿催化劑的用量為氯代碳酸乙烯 酯的0. 001-50當量。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機堿催化劑的用量為氯代碳酸乙烯 酯的0.01-1.0當量。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中氟化氫類氟化試劑包括氟化氫氣體、 氟化氫溶液、氟化氫吡啶、苯胺絡合物、氟化氫三乙胺絡合物或者氟化氫的其它形式的絡合 物。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，其中氟化氫類氟化試劑為氟化氫氣體。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化反應的溫度為-20-250°C。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述氟化反應的溫度為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堿作為催化劑，在-20-250℃的反應溫度下催化氯代碳酸乙烯酯與反應量的氟化氫類氟化試劑發(fā)生氟化反應，得到氟代碳酸乙烯酯。本發(fā)明使用氟化氫作為氟源，大大降低了反應的成本，且反應易控制，特別適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號C07D317/42GK102060839SQ20101062212
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者徐寧, 李文強, 蔡國榮 申請人:上?？爹i化學有限公司, 浙江華晶氟化學科技有限公司