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碳酸亞乙叉酯

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碳酸亞乙叉酯
IUPAC名
2H-1,3-Dioxol-2-one
英文名 Vinylene carbonate
別名 2H-1,3-二氧雜環戊烯-2-酮
識別
CAS號 872-36-6  checkY
PubChem 13385
ChemSpider 12812
SMILES
 
  • C1=COC(=O)O1
性質
化學式 C3H2O3
摩爾質量 86.05 g·mol⁻¹
外觀 含BHT穩定劑的樣品為無色液體[1]
密度 1.36 g·cm−3[1]
熔點 22 °C(295 K)[1]
沸點 165 °C(438 K)[1]
危險性
GHS危險性符號
《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中腐蝕性物質的標籤圖案《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中有毒物質的標籤圖案《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中有害物質的標籤圖案《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中對人體有害物質的標籤圖案《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中對環境有害物質的標籤圖案
GHS提示詞 危險
H-術語 H302, H311, H315, H317, H318, H373, H411
P-術語 P260, P261, P264, P270, P272, P273, P280, P301+312, P302+352, P305+351+338, P310, P312, P314, P321
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

碳酸亞乙烯酯是一種有機化合物,化學式為C3H2O3

合成

碳酸亞乙烯酯最初於1953年被報道,它以碳酸乙烯酯為原料來製備。[2]在合成反應的第一步,碳酸乙烯酯與氯氣磺酰氯在60~70 °C下的光氯化反應英語Photochlorination會生成碳酸氯乙烯酯;第二步在鹼(如三乙胺)的存在下脫氯化氫,得到產物。[3][4][5]

碳酸亞乙烯酯的合成

性質及結構

碳酸亞乙烯酯的工業品通常為黃色至棕色的液體,在合適的工藝調控和純化操作後,可以得到熔點在20~22 °C、氯含量低於10 ppm的固體產物。碳酸亞乙烯酯在無光照的情況下會迅速變黃,需要通過添加自由基清除劑來穩定。其固體可在10 °C以下穩定地儲存。[6]

它可以以P21/a空間群結晶,晶胞參數a=7.26(1),b=10.55(2),c=4.96(1) Å,β=107.5(5)°。[7]

應用

碳酸亞乙烯酯可以和雙烯發生狄爾斯-阿爾德反應,如和二甲基丁二烯英語Dimethylbutadiene環加成,得到雙環碳酸酯,並可水解為順式-1,2-二甲基環己烯-4,5-二醇:[2]

順式-1,2-二甲基環己烯-4,5-二醇的合成

它和環戊二烯反應,水解可以得到鄰位的降冰片烯二醇,它再經過斯文氧化反應得到雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二酮:[8]

降冰片烯二酮的合成

它在紫外線照射下可以和反應,生成雙環氧雜環丁烷:

酮加成反應

它和五硫化二磷反應,可以得到硫代碳酸亞乙烯酯,[9]它在紫外線照射下可以定量地生成乙烯酮,該反應可用於替代α-重氮酮的熱分解反應。[10]

乙烯酮的製備

碳酸亞乙烯酯被廣泛用作鋰離子電池的電解質添加劑,它能促進電解質負極之間形成不溶性的薄膜。[11]這種聚合物膜可讓離子傳導,並能防止負極電解質的還原,有利於鋰離子電池保持長期穩定。[12][13]

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Ateeq, Humayun S. Vinylene Carbonate. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. 2001 [2024-07-17]. doi:10.1002/047084289x.rv014. (原始內容存檔於2024-07-17). 
  2. ^ 2.0 2.1 M. S. Newman, R. W. Addor, Vinylene Carbonate, Journal of the American Chemical Society 75 (5), 1953, 75 (5): 1263–1264, doi:10.1021/ja01101a526 
  3. ^ US 6395908,B. Seifert et al.,「Process for the preparation of vinylene carbonate, and the use thereof」,發行於2002-05-28,指定於Merck Patentgesellschaft 
  4. ^ EP 1881972,Reinhard Langer, Anke Beckmann, Paul Wagner, Heinrich Grzinia, Marielouise Schneider, Ulrich Notheis, Lars Rodefeld, Nikolaus Müller,「Process for producing vinylene carbonate」,發行於2013-08-28,指定於Saltigo GmbH 
  5. ^ US 8022231,M. Lerm et al.,「Process for preparing monochloroethylene carbonate and subsequent conversion to vinylene carbonate」,發行於2011-09-20,指定於Evonik Degussa GmbH 
  6. ^ WO 2006119908,R. Langer,「METHOD OF STORING AND TRANSPORTING VINYLENE CARBONATE」,發行於2006-11-16,指定於Lanxess Deutschland GmbH 
  7. ^ F. Cser. Crystal and molecular structure of vinylene carbonate at −3°C. Acta Chimica Academiae Scientarium Hungaricae. 1974,. 80 (49) [2024-07-17]. (原始內容存檔於2024-07-17). 
  8. ^ T. Kobayashi, S. Kobayashi, Swern Oxidation of Bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-diol and Its Pyrazine-fused Derivatives: An Improved Synthesis of Bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dione and An Unexpected Ring-Opening Reaction, Molecules 5 (9), 2000, 5 (9): 1062–1067, doi:10.3390/50901062可免費查閱 (德語) 
  9. ^ Hans-Michael Fischler, Willy Hartmann, Notiz über die Darstellung von Vinylenthioncarbonat und einigen alkyl- sowie arylsubstituierten Derivaten, Chemische Berichte 105 (8), 1972, 105 (8): 2769–2771, doi:10.1002/cber.19721050838 (德語) 
  10. ^ Handbook of Reagents for Organic Syntheses, Sulfur-Containing Reagents, ed. L.A. Paquette, Wiley-VCH, 2010, ISBN 978-0-470-74872-5, p. 535.
  11. ^ Lee, Hsiang-Hwan; Wang, Yung-Yun; Wan, Chi-Chao; Yang, Mo-Hua; Deng-Tswen Shieh, Hung-Chun Wu. The function of vinylene carbonate as a thermal additive to electrolyte in lithium batteries. Journal of Applied Electrochemistry. 2005, 35 (6): 615–623. S2CID 97739869. doi:10.1007/s10800-005-2700-x (德語). 
  12. ^ M. Broussely et al., Main aging mechanisms in Li ion batteries, J. Power Sources, 146 (1), 90–96 (2005), doi:10.1016/j.jpowsour.2005.03.172.
  13. ^ DE 102004018929,V. Hennige et al.,「Elektrolytzusammensetzung sowie deren Verwendung als Elektrolytmaterial für elektrochemische Energiespeichersysteme」,發行於2005-11-17,指定於assign1 Degussa AG