本發明涉及一種三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯的制備方法,尤其涉及到應用于鋰離子電池含氟磷酸酯阻燃劑的制備方法。
背景技術:
本發明所指的三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯是具有如下結構的化合物:
鋰離子電池具有能量密度高、輸出電壓高、循環壽命長、無記憶效應、環境污染小等優點,是最具有吸引力和發展潛力的二次電池,同時也是混合動力汽車和純電動汽車電源的首選。但電池的安全性能和容量密度還沒有達到完全取代傳統能源的要求,所以對各種新型阻燃劑的研究成為眾多研究開發者的關注方向。有機氟磷阻燃劑因有良好的阻燃性能和相容性,成為當前阻燃劑研究方向的熱點之一。
現有的三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯的制備方法,是采用三氯氧磷和三氟乙醇在氯化鋰催化回流下反應,經水洗后蒸餾得到產品。雖然得到的產品在純度上能滿足鋰電池應用要求,但因含有少量的二取代物,導致其中未完全反應的氯含量偏高,限制了其在電池方面的應用;同時水洗過程會生產一定量的廢水,不利于環境。
技術實現要素:
本發明主要解決的技術問題是:提供一種三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯的制備方法,尤其涉及到應用于鋰離子電池含氟磷酸酯阻燃劑的制備方法。
本發明技術方案是通過以下方式實現的:
向盛有三氯氧磷的反應釜內,滴加2,2,2-三氟乙醇和氯化氫螯合劑混合物,于20~80℃反應1~12小時,得到含三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯的混合液,過濾分離,對三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯混合液進行減壓蒸餾,得到三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯。
所述氯化氫螯合劑和三氯氧磷摩爾比3:1~5:1。。
所述2,2,2-三氟乙醇和三氯氧磷摩爾比3:1~10:1,優選為3:1~5:1。
所述氯化氫螯合劑選自以下物質中的一種或兩種以上的混合物:三乙胺、二乙胺、乙二胺、二丙胺、三丙胺、丙二胺、正丁胺、吡啶。
采用本申請的技術方案,由于三氟乙醇中氟具有強拉電子效應,使得羥基上的氫具有一定的活性;與氯化氫螯合劑預先混合后,氯化氫螯合劑中的N原子能夠奪取質子氫形成氮化銨類,增強了三氟乙醇羥基上氫的活性,此后再滴加入反應體系,與三氯氧磷接觸即生產相應的銨鹽,反應時間大大縮短,同時反應較徹底。
具體實施方式
以下本發明將結合具體實施例做進一步的詳細說明,使本發明的優點更為明顯。應該理解,其中的內容只是用作說明,而絕非對本發明的保護范圍構成限制。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法,通常按照常規條件,或按照制造廠商所建議的條件進行。除非另外說明,否則所有的份數為重量份,所有的百分比為重量百分比。
實施例中色譜檢測條件為安捷倫7890A,分流比50:1,進樣口溫度280℃,檢測器溫度300℃,色譜柱HP-5(30m*0.25m*0.25μm),升溫程序100℃(2min)-10℃/min-250℃(2min)-15℃/min-280℃(5min),標樣校準保留時間,面積歸一法。
實施例1
向盛有153.5g三氯氧磷(1mol)的1000ml三口燒瓶中滴加300g三氟乙醇(3mol)和303g三乙胺(3mol)的混合液,滴加完畢于20℃下反應12小時。過濾分離,濾液減壓蒸餾,收集80~90℃/20mmHg餾份298g,收率86.6%,通過氣相色譜儀測得產品含量為99.986%,氯含量0.32ppm。
實施例2
向盛有153.5g三氯氧磷的1000ml三口燒瓶中滴加500g三氟乙醇(5mol)和285g二乙胺(3.9mol)的混合液,滴加完畢于50℃下反應4小時。過濾分離,濾液減壓蒸餾,收集80~90℃/20mmHg餾份312g,收率90.7%,通過氣相色譜儀測得產品含量為99.992%,氯含量0.56ppm。
實施例3
向盛有153.5g三氯氧磷(1mol)的2000ml三口燒瓶中滴加600g三氟乙醇(6mol)與202g三乙胺(2mol)和219g正丁胺(3mol)的混合液,滴加完畢于80℃下反應1小時。過濾分離,濾液減壓蒸餾,收集80~90℃/20mmHg餾份319g,收率92.7%,通過氣相色譜儀測得產品含量為99.995%,氯含量0.61ppm。
應該理解,在閱讀了本發明的上述講授內容之后,本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。