[发明专利]二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的合成方法

说明书

本发明公开了二(2,2,2‑三氟乙基)碳酸酯的合成方法，涉及电池电解液添加剂技术领域，所述合成方法在非活性气体保护下，取碳酸二苯酯在氯化铝的催化作用下，先与咪唑进行预反应，降至室温，滴加含有三氟乙醇的二氯甲烷溶液，滴加完毕后，回流进行酯交换反应，反应完成后，滴加盐酸调节至酸性，分相，所得二氯甲烷相经浓缩、精馏，即得所述二(2,2,2‑三氟乙基)碳酸酯。本发明以碳酸二苯酯为原料，先与咪唑发生预反应，从而降低了三氟乙氧基的酯交换反应难度，同时反应相较于直接采用N,N‑羰基二咪唑作为原料进行反应，反应更为温和且副产物更少，收率更高。

技术领域

本发明涉及电池电解液添加剂技术领域，具体为二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的合成方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、输出电压高、循环寿命长、无记忆效应、环境污染小等优点，是最具有吸引力和发展潜力的二次电池。目前，锂离子电池电解液使用的溶剂通常为碳酸酯类，该类溶剂可以提高锂离子电池的充放电容量和循环寿命，但是它们的闪点较低，近年来，关于锂离子电池引发的火灾甚至爆炸的报道屡见不鲜。锂离子电池的安全性问题受到人们的普遍关注，安全性也是制约锂离子电池向高能化、大型化方向发展的瓶颈。

氟代溶剂通常具有较高的闪点甚至无闪点，因此使用含氟溶剂有利于提高锂离子电池的安全性。氟代碳酸酯类化合物具有物理化学性能稳定、介电常数和闪点高、与电解质盐和其他有机溶剂互溶性好等优点，而成为锂离子电池电解液溶剂的首选替代物。

二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯作为锂电池电解液中一种重要的碳酸酯类添加剂，能显著降低电解液的燃烧自熄时间，提高电池的安全性能，因此成为目前研究的热点。

目前合成二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的方法主要有光气法、直接氟化法、卤化氟化法和酯交换法。光气法由于选择性较差，所得二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯收率较低，而较少研究。直接氟化法转化率虽高，但是该方法不易控制其产物，副产物及杂质较多，因而也较少研究。目前研究最多的是酯交换法和卤化氟化法，认为这两种方法收率较高。卤化氟化法虽然收率较高，但是反应过程比较复杂。酯交换法是比较绿色的一种合成方法，但是由于碱催化的酯交换反应是一种亲核取代反应，一旦烷基醇变为氟碳醇，会导致空间位阻增加，催化活性就会降低，发生交换反应的能力就会变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种二(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气体保护下，取碳酸二苯酯在氯化铝的催化作用下，先与咪唑进行预反应，降至室温，滴加含有三氟乙醇的二氯甲烷溶液，滴加完毕后，回流进行酯交换反应，反应完成后，滴加盐酸调节至酸性，分相，所得二氯甲烷相经浓缩、精馏，即得所述二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯，具体化学反应式如下：

进一步的，碳酸二苯酯与咪唑的的摩尔比为1：6～7。

进一步的，碳酸二苯酯与三氟乙醇的摩尔比为1：2.3～2.5。

进一步的，碳酸二苯酯与氯化铝的重量比为1：0.1～0.15。

进一步的，预反应的温度70～80℃，时间为2～3h。

进一步的，酯交换反应的时间为2～3h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明以碳酸二苯酯为原料，先与咪唑发生预反应，从而降低了三氟乙氧基的酯交换反应难度，同时反应相较于直接采用N,N-羰基二咪唑作为原料进行反应，反应更为温和且副产物更少，收率更高；