一种碳酸酯类产品的制备方法与流程

本发明涉及电池电解液，涉及一种碳酸酯类产品的制备方法。

背景技术：

1、碳酸酯类物质是一种常见的锂电池电解液有机溶剂，如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等，因具有较小的粘度，有助于降低电解液粘度、提高锂离子的运动速度。目前发现含碳量6～8个的中链碳酸酯类物质因其熔点和粘度更低，可以进一步降低电解液的凝固点，提高电解液的低温电导率。

2、制备如下图所示结构的这类中链碳酸酯类产品的基本合成路线需要通过2次酯化反应。因酯化反应是可逆反应，一般的反应速率很慢，需要浓硫酸等催化剂和需要在加热条件下才能顺利进行。如文献号为202080038983.1的中国发明专利申请《二酯类物质的制备方法》，公开了利用二羧酸和一元醇来制备二酯类系列产品的方法，通过控制反应条件改进反应速率，希望提高生产率并且降低能量消耗。但即使进行了复杂的工艺控制，实际的反应转化率并不高，仅为10％～80％，同时反应温度仍然很高，达到150℃～220℃。因此，需要进一步开发工艺控制简单、收率更高的中链碳酸酯类产品的制备方法。

3、结构式：

4、式中，r1为甲基或乙基，r2为甲基或乙基。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种碳酸酯类产品的制备方法，以简化工艺控制过程、提高产品收率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳酸酯类产品的制备方法，关键在于，以乙二醇为起始原料，在有机溶剂中加入乙二醇和缚酸剂吡啶，在低温条件下，滴加含有氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的有机溶液，维持低温条件，使反应液在缚酸剂吡啶的作用下发生反应，控制反应时间，反应结束后将反应液倒入冰水中，经萃取、干燥、旋转蒸发除去溶剂，得到含有6～8个碳的碳酸酯类产品，上述含有6～8个碳的碳酸酯类产的结构式为：

3、

4、式中，r1为甲基或乙基，r2为甲基或乙基。

5、具体的，上述的低温条件为反应温度为-20℃～-15℃，上述的反应时间为4h～8h。

6、优选的，上述的含有氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的有机溶剂中氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯和有机溶剂的体积比为1:5～8，上述的含有氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的有机溶液为二氯甲烷或三氯甲烷有机溶剂。

7、进一步的，上述的乙二醇和吡啶的摩尔比为1:2～3，上述的乙二醇和氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的摩尔比为1:3～6。

8、更进一步的，上述的氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的制备方法为：将三光气溶解于有机溶剂中，2℃～4℃下滴加乙醇或甲醇，加入吡啶，搅拌并维持2℃～4℃的温度下反应0.5h～1h，反应结束后将反应液倒入冰水中，经洗涤、干燥过滤、蒸馏后得到氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯。

9、优选的，上述的有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、本发明所用起始物料如乙二醇、吡啶的价格低，均为常见的化工原料，反应过程中不需要高温，也不需要对温度、加料速度等工艺参数进行不断调控，整体的工艺控制难度低、合成路线非常简单。

12、本发明无论是制备氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯，还是制备后续一些列的含碳量6～8个的中链碳酸酯类产品，所用的催化剂均为吡啶，体系均为二氯甲烷或者三氯甲烷，不仅所用的催化剂和有机溶剂均可以回收再利用，而且本发明降低了对中间产物的纯度要求，简化了中间的纯化过程，避免因工艺差异和体系不同而引入过多的工艺杂质，最终产品提纯的难度，进而提高最终产品的纯度。

13、此外，本发明通过一个简单的制备方法，就可以合成多个产品，大大满足了市场对相关产品多样化的需求，降低因产品种类繁杂带来的生成管理成本。

技术特征：

1.一种碳酸酯类产品的制备方法，其特征在于，以乙二醇为起始原料，在有机溶剂中加入乙二醇和缚酸剂吡啶，在低温条件下，滴加含有氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的有机溶液，维持低温条件，使反应液在缚酸剂吡啶的作用下发生反应，控制反应时间，反应结束后将反应液倒入冰水中，经萃取、干燥、旋转蒸发除去溶剂，得到含有6～8个碳的碳酸酯类产品，所述含有6～8个碳的碳酸酯类产的结构式为：

2.根据权利要求1所述的一种碳酸酯类产品的制备方法，其特征在于，所述的低温条件为反应温度为-20℃～-15℃，所述的反应时间为4h～8h。

3.根据权利要求1所述的一种碳酸酯类产品的制备方法，其特征在于，所述的含有氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的有机溶剂中氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯和有机溶剂的体积比为1:5～8，所述的含有氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的有机溶液为二氯甲烷或三氯甲烷有机溶剂。

4.根据权利要求1所述的一种碳酸酯类产品的制备方法，其特征在于，所述的乙二醇和吡啶的摩尔比为1:2～3，所述的乙二醇和氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的摩尔比为1:3～6。

5.根据权利要求1所述的一种碳酸酯类产品的制备方法，其特征在于，所述的氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的制备方法为：将三光气溶解于有机溶剂中，2℃～4℃下滴加乙醇或甲醇，加入吡啶，搅拌并维持2℃～4℃的温度下反应0.5h～1h，反应结束后将反应液倒入冰水中，经洗涤、干燥过滤、蒸馏后得到氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯。

6.根据权利要求1或5任一项所述的一种碳酸酯类产品的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

技术总结
本发明公开了一种碳酸酯类产品的制备方法，以乙二醇为起始原料，在有机溶剂中加入乙二醇和缚酸剂吡啶，在低温条件下，滴加含有氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯的有机溶液，使反应液在缚酸剂吡啶的作用下发生反应，控制反应时间，经萃取、干燥、旋转蒸发除去溶剂，得到含有6～8个碳的碳酸酯类产品，本发明所用起始物料均为常见的化工原料，反应过程中不需要高温和复杂的工艺控制，合成路线简单；本发明所用的催化剂和有机溶剂均可以回收再利用，对中间产品的纯度要求低，避免因工艺差异和体系不同而引入过多的工艺杂质；本发明通过一个简单的制备方法合成多个产品，满足了市场对相关产品多样化的需求。

技术研发人员：贺静,党自洋,王嘉锋,赵士毅,赵勇琦
受保护的技术使用者：河北圣泰材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11