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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及甲基三氟乙基碳酸酯的高效合成方法,具体说是一种一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法。
技术介绍
1、甲基三氟乙基碳酸酯为电解液氟代添加剂,具有耐高压和易成膜特性,高能量密度的锂电池特别容易受电解液的影响,常规的电解液如碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯等,这些电解液在高电压下,稳定性差,氟代溶剂是一类高安全性锂电池电解液,由于氟具有很强的吸电子能力,能极大提高电解液的氧化分解电压,从而提高电解液的热稳定性和电化学温度性。常规合成方法如,采用三氟乙醇、n'n-羰基二咪唑、甲醇和稀盐酸体系,或采用三氟乙醇、碳酸二苯酯,碳酸钠、氢氧化钠体系,或采用三氟乙醇、碳酸二甲酯、催化剂和去离子水,合成效率受到一定限制,对设备要求高。
技术实现思路
1、针对上述问题,本专利技术提供一种合成效率高、成本低、实用性强的一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,以三氟乙醇、氯甲酸甲酯为原料,有机碱作缚酸剂,二氯甲烷作溶剂,具体包括如下步骤,
3、s1,把玻璃反应釜洗净烘干备用;
4、s2,进行投料,玻璃反应釜降温至0℃,二氯甲烷加入至反应釜中,三氟乙醇负压抽入反应釜,继续降温至0℃,有机碱缓慢加到反应釜中,把氯甲酸甲酯置于恒压滴液漏斗中并控制温度0℃以下缓慢滴加到反应釜中,快滴加结束时停止降温;
5、s3,步骤s2反应完毕,先加入一定量的水,静置分液
6、s4,步骤s3获取的有机相中残留的有机碱采用无机酸中和,直到水相中的ph为4-5,之后再采用无机碱洗涤有机相中残留的无机酸,合并有机相,无水硫酸钠干燥;
7、s5,将步骤s4中干燥处理的有机相转移至三口瓶中,通过填料柱进行精馏,先常用蒸馏,后减压精馏。
8、作为优选,步骤s2中三氟乙醇:有机碱:氯甲酸甲酯反应摩尔比为1:1~1.5:1~1.5,进一步优选为1:1.05:1.1。
9、作为优选,步骤s2中三氟乙醇的反应浓度为1~6mol/l,进一步优选为3.5mol/l。
10、作为优选,所述有机碱为三乙胺、乙二胺或吡啶,进一步优选为三乙胺。
11、作为优选,所述步骤s2中加入三氟乙醇时,反应釜的温度应控制在0℃或0℃以下,进一步优选为0℃,加入有机碱时反应釜的温度控制在10℃或10℃以下,进一步优选为10℃,滴加氯甲酸甲酯时控制在0℃以下,滴加快结束时,反应液温度继续维持在0℃左右。
12、作为优选,步骤s3中第一次加入一定量的水,水与二氯甲烷的体积比为1:1~2,进一步优选为1:1,搅拌反应时间为10min~2h,进一步优选为30min,搅拌完后,第二次加入一定量的水促进分液,第二次加入水的比例与第一次加入水的比例为1:1~6,进一步优选为1:5。
13、作为优选,收集的水相进行反向萃取,所用二氯甲烷的体积为1~10l,合并有机相,所述步骤4中采用的无机酸为盐酸、硫酸或硝酸,无机酸浓度为1~8%,进一步优选为6%,所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、或碳酸氢钠,无机碱溶液的浓度为1~5%,进一步优选为2%。
14、作为优选,所述步骤s5中常用蒸馏时反应瓶的温度为50~60℃,采出/回流比为25:3~7,进一步优选为25:5,收集低馏分,顶部温度为39℃;当反应釜内二氯甲烷浓度低于30%,开启真空进行精馏,采出/回流比调至25:5,顶部温度为49~54℃之间,收集产品。
15、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
16、本专利技术只需一步操作即可获得甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,所用的原料三氟乙醇、氯甲酸甲酯、二氯甲烷等常见易得,成本低廉。操作比较交单,由于加入缚酸剂,使反应源源不断正向进行,增加了反应物的转化率和产物的收率,反应完毕,原料残留较少,只需经过水洗、分液、酸中和、再分液,碱洗,干燥,最终的有机相只需精馏,即可得高纯度甲基三氟乙基碳酸酯,纯度可达99%以上。与传统的合成方法相比,不需要复杂的反应体系,不需要用到大量有毒有害物质,对设备的要求不高,环境友好,适合大规模生产。
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1.一种一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:以三氟乙醇、氯甲酸甲酯为原料,有机碱作缚酸剂,二氯甲烷作溶剂,具体包括如下步骤,
2.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:步骤S2中三氟乙醇:有机碱:氯甲酸甲酯反应摩尔比为1:1~1.5:1~1.5。
3.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:步骤S2中三氟乙醇的反应浓度为1~6mol/L。
4.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:所述有机碱为三乙胺、乙二胺或吡啶。
5.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中加入三氟乙醇时,反应釜的温度应控制在0℃或0℃以下,加入有机碱时反应釜的温度控制在10℃或10℃以下,滴加氯甲酸甲酯时控制在0℃以下,滴加快结束时,反应液温度继续维持在0℃左右。
6.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:步骤S3中第一次加入一定量的水,水与二氯甲烷的体积比为1:1~2,搅拌反应时间为10m
7.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:收集的水相进行反向萃取,所用二氯甲烷的体积为1~10L,合并有机相,所述步骤4中采用的无机酸为盐酸、硫酸或硝酸,无机酸浓度为1~8%,所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、或碳酸氢钠,无机碱溶液的浓度为1~5%。
8.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:所述步骤S5中常用蒸馏时反应瓶的温度为50~60℃,采出/回流比为25:3~7,收集低馏分,顶部温度为39℃;当反应釜内二氯甲烷浓度低于30%,开启真空进行精馏,采出/回流比调至25:5,顶部温度为49~54℃之间,收集产品。
...【技术特征摘要】
1.一种一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:以三氟乙醇、氯甲酸甲酯为原料,有机碱作缚酸剂,二氯甲烷作溶剂,具体包括如下步骤,
2.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:步骤s2中三氟乙醇:有机碱:氯甲酸甲酯反应摩尔比为1:1~1.5:1~1.5。
3.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:步骤s2中三氟乙醇的反应浓度为1~6mol/l。
4.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:所述有机碱为三乙胺、乙二胺或吡啶。
5.根据权利要求1所述一步法甲基三氟乙基碳酸酯的制备方法,其特征在于:所述步骤s2中加入三氟乙醇时,反应釜的温度应控制在0℃或0℃以下,加入有机碱时反应釜的温度控制在10℃或10℃以下,滴加氯甲酸甲酯时控制在0℃以下,滴加快结束时,反应液温度继续维持在0℃左右。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭伟,
申请(专利权)人:长沙弗然新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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