乙酸三氟乙醇酯的合成方法与流程

1.本发明涉及电池电解液添加剂技术领域，具体为乙酸三氟乙醇酯的合成方法。


背景技术：

2.自上世纪九十年代锂电池商业化以来，因其能量密度高、污染小、寿命长等特点，已在生活和生产中的方方面面得到应用。然而随着时代不断发展，对电池更高的性能要求和更广的应用领域也渐渐制约了锂电池的后续发展。如何提高锂电池的安全性和稳定性越来越成为目前研究的重点，而影响锂电池性能的关键因素在于有机电解液的各方面性能，在电池生产中在电解液中添加含有乙酸三氟乙醇酯的电解液添加剂以增加电解液氢离子浓度从而降低电能转换过程中的损耗。
3.目前对乙酸三氟乙醇酯的制造和提纯方法还不够完善，由制造过程的各个参数的不确定性导致产能较低，且纯度相对较差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供乙酸三氟乙醇酯的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.乙酸三氟乙醇酯的合成方法，所述合成方法是取三氟乙醇与乙酰氯，在三乙胺和碳酸钠共同组成的捕酸剂作用下，经酰化反应，即得所述乙酸三氟乙醇酯，具体化学反应式如下：
[0007][0008]
进一步的，三乙胺与碳酸钠的摩尔比为1：0.1～0.2。
[0009]
进一步的，所述三氟乙醇、乙酰氯、捕酸剂三者之间的摩尔比为1：1.0～1.2：1.8～2.0。
[0010]
进一步的，所述合成方法的具体步骤是三氟乙醇降温至0℃以下，缓慢滴加乙酰氯的二氯甲烷溶液，滴加完毕后，反应0.5～1h后，然后分批加入捕酸剂，两次加入捕酸剂之间均进行酰化反应0.5～1h，捕酸剂滴加完成后，经酰化反应，即得所述乙酸三氟乙醇酯。
[0011]
进一步的，所述分批加入捕酸剂是先分批加入三乙胺，最后再加入碳酸钠。
[0012]
进一步的，所述酰化反应是维持0℃以下反应0.5～1h，再升温至5～8℃反应0.5～1h，再升温至10～15℃反应至三氟乙醇全部反应完全，即得所述乙酸三氟乙醇酯。
[0013]
进一步的，所述酰化反应完成后，还需加水洗涤、分相，所得有机相经干燥、浓缩后，即得所述乙酸三氟乙醇酯。
[0014]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0015]
本发明通过选择合适的捕酸剂组合物，有效抑制了三氟乙醇与乙酰氯的副反应发生，提高了产品收率和纯度；
[0016]
本发明通过梯度升温的方式进行酯化反应，降低了反应难度，促进反应的正向进行；
[0017]
本发明反应过程简单，反应中所用到的原料易获得，反应过程较现有技术更为温和、安全，各阶段反应条件的控制保证了该生产过程的产品收率和产品纯度的最大化，通过合理控制反应原料用量及反应过程，进一步提高产品的收率和纯度。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]
实施例一：
[0020]
乙酸三氟乙醇酯的合成方法，其合成步骤如下：
[0021]
取86.35g(1.1mol)乙酰氯溶于200ml二氯甲烷，得乙酰氯的二氯甲烷溶液；
[0022]
取100g(1mol)的三氟乙醇降温至0℃，维持0℃缓慢滴加乙酰氯的二氯甲烷溶液(滴加时长为1h)，滴加完毕后，0℃搅拌反应1h，然后再分4批滴加183.98g(1.82mol)的三乙胺(三乙胺一般分3～4批加入)，两次滴加三乙胺之间均搅拌进行酰化反应1h，三乙胺滴加完成后，再维持0℃反应1h，加入19.27g(0.18mol)碳酸钠，继续维持0℃反应1h，再升温至5℃反应1h，再升温至10℃反应至三氟乙醇全部反应完全，然后加入200ml水洗涤、分相，所得有机相经无水硫酸镁干燥、减压浓缩，得141.32g乙酸三氟乙醇酯，收率99.52％，纯度99.77％，具体化学反应式如下：
[0023][0024]
实施例二：
[0025]
乙酸三氟乙醇酯的合成方法，其合成步骤如下
[0026]
取78.5g(1mol)乙酰氯溶于180ml二氯甲烷，得乙酰氯的二氯甲烷溶液；
[0027]
取100g(1mol)的三氟乙醇降温至-5℃，维持-5℃缓慢滴加乙酰氯的二氯甲烷溶液(滴加时长为1h)，滴加完毕后，-5℃搅拌反应0.5h，然后再分3批滴加160.22g(1.58mol)的三乙胺(三乙胺一般分3～4批加入)，两次滴加三乙胺之间均搅拌进行酰化反应0.5h，三乙胺滴加完成后，再维持-5℃反应0.5h，加入33.57g(0.32mol)碳酸钠，继续维持-5℃反应0.5h，再升温至8℃反应0.5h，再升温至15℃反应至三氟乙醇全部反应完全，然后加入200ml水洗涤、分相，所得有机相经无水硫酸镁干燥、减压浓缩，得140.98g乙酸三氟乙醇酯，收率99.28％，纯度99.51％。
[0028]
实施例三：
[0029]
乙酸三氟乙醇酯的合成方法，其合成步骤如下：
[0030]
取82.43g(1.05mol)乙酰氯溶于190ml二氯甲烷，得乙酰氯的二氯甲烷溶液；
[0031]
取100g(1mol)的三氟乙醇降温至-1℃，维持-1℃缓慢滴加乙酰氯的二氯甲烷溶液(滴加时长为1h)，滴加完毕后，-1℃搅拌反应0.6h，然后再分3批滴加162.78g(1.61mol)的三乙胺(三乙胺一般分3～4批加入)，两次滴加三乙胺之间均搅拌进行酰化反应0.6h，三乙胺滴加完成后，再维持-1℃反应0.6h，加入25.58g(0.24mol)碳酸钠，继续维持-1℃反应0.6h，再升温至7℃反应0.6h，再升温至12℃反应至三氟乙醇全部反应完全，然后加入200ml水洗涤、分相，所得有机相经无水硫酸镁干燥、减压浓缩，得141.07g乙酸三氟乙醇酯，收率99.35％，纯度99.63％。
[0032]
实施例四：
[0033]
乙酸三氟乙醇酯的合成方法，其合成步骤如下：
[0034]
取90.28g(1.15mol)乙酰氯溶于220ml二氯甲烷，得乙酰氯的二氯甲烷溶液；
[0035]
取100g(1mol)的三氟乙醇降温至-2℃，维持-2℃缓慢滴加乙酰氯的二氯甲烷溶液(滴加时长为50min)，滴加完毕后，-2℃搅拌反应0.8h，然后再分4批滴加173.09g(1.71mol)的三乙胺(三乙胺一般分3～4批加入)，两次滴加三乙胺之间均搅拌进行酰化反应0.8h，三乙胺滴加完成后，再维持-2℃反应0.8h，加入25.38g(0.24mol)碳酸钠，继续维持-2℃反应0.8h，再升温至6℃反应0.8h，再升温至11℃反应至三氟乙醇全部反应完全，然后加入200ml水洗涤、分相，所得有机相经无水硫酸镁干燥、减压浓缩，得141.19g乙酸三氟乙醇酯，收率99.43％，纯度99.58％。
[0036]
实施例五：
[0037]
乙酸三氟乙醇酯的合成方法，其合成步骤如下：
[0038]
取94.2g(1.2mol)乙酰氯溶于200ml二氯甲烷，得乙酰氯的二氯甲烷溶液；
[0039]
取100g(1mol)的三氟乙醇降温至0℃，维持0℃缓慢滴加乙酰氯的二氯甲烷溶液(滴加时长为1.2h)，滴加完毕后，0℃搅拌反应0.9h，然后再分4批滴加157.02g(1.55mol)的三乙胺(三乙胺一般分3～4批加入)，两次滴加三乙胺之间均搅拌进行酰化反应0.9h，三乙胺滴加完成后，再维持0℃反应0.9h，加入26.32g(0.25mol)碳酸钠，继续维持0℃反应0.9h，再升温至5℃反应0.9h，再升温至13℃反应至三氟乙醇全部反应完全，然后加入200ml水洗涤、分相，所得有机相经无水硫酸镁干燥、减压浓缩，得141.23g乙酸三氟乙醇酯，收率99.46％，纯度99.66％。
[0040]
对比例：
[0041]
购买市场上订购了成品乙酸三氟乙醇酯，得知其产品收率为78.9％，纯度为98.1％。
[0042]
将实施例一至实施例五的成品产物的收率和纯度与对比例的产品收率和纯度进行比对，其比对结果如表1所示：
[0043]
通过表1可以得知，采用本发明的乙酸三氟乙醇酯的合成方法，生产出的乙酸三氟乙醇酯的收率和纯度高于市面上售卖的产品收率和纯度。
[0044]
表1
[0045]
[0046][0047]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。