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碳酸亚乙烯酯

化合物

碳酸亚乙烯酯是一种有机化合物，化学式为C3H2O3。

碳酸亚乙烯酯
IUPAC名
2H-1,3-Dioxol-2-one
英文名 Vinylene carbonate
别名 2H-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮
识别
CAS号 872-36-6  checkY
PubChem 13385
ChemSpider 12812
SMILES
 
  • C1=COC(=O)O1
性质
化学式 C3H2O3
摩尔质量 86.05 g·mol⁻¹
外观 含BHT稳定剂的样品为无色液体[1]
密度 1.36 g·cm−3[1]
熔点 22 °C（295 K）[1]
沸点 165 °C（438 K）[1]
危险性
GHS危险性符号
《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中腐蚀性物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中有毒物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中有害物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中对人体有害物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中对环境有害物质的标签图案
GHS提示词 危险
H-术语 H302, H311, H315, H317, H318, H373, H411
P-术语 P260, P261, P264, P270, P272, P273, P280, P301+312, P302+352, P305+351+338, P310, P312, P314, P321
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

合成

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碳酸亚乙烯酯最初于1953年被报道，它以碳酸乙烯酯为原料来制备。[2]在合成反应的第一步，碳酸乙烯酯与氯气或磺酰氯在60~70 °C下的光氯化反应（英语：Photochlorination）会生成碳酸氯乙烯酯；第二步在碱（如三乙胺）的存在下脱氯化氢，得到产物。[3][4][5]

 

性质及结构

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碳酸亚乙烯酯的工业品通常为黄色至棕色的液体，在合适的工艺调控和纯化操作后，可以得到熔点在20~22 °C、氯含量低于10 ppm的固体产物。碳酸亚乙烯酯在无光照的情况下会迅速变黄，需要通过添加自由基清除剂来稳定。其固体可在10 °C以下稳定地储存。[6]

它可以以P21/a空间群结晶，晶胞参数a=7.26(1)，b=10.55(2)，c=4.96(1) Å，β=107.5(5)°。[7]

应用

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碳酸亚乙烯酯可以和双烯发生狄尔斯-阿尔德反应，如和二甲基丁二烯（英语：Dimethylbutadiene）环加成，得到双环碳酸酯，并可水解为顺式-1,2-二甲基环己烯-4,5-二醇：[2]

 

它和环戊二烯反应，水解可以得到邻位的降冰片烯二醇，它再经过斯文氧化反应得到双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二酮：[8]

 

它在紫外线照射下可以和酮反应，生成双环氧杂环丁烷：

 

它和五硫化二磷反应，可以得到硫代碳酸亚乙烯酯，[9]它在紫外线照射下可以定量地生成乙烯酮，该反应可用于替代α-重氮酮的热分解反应。[10]

 

碳酸亚乙烯酯被广泛用作锂离子电池的电解质添加剂，它能促进电解质和负极之间形成不溶性的薄膜。[11]这种聚合物膜可让离子传导，并能防止负极电解质的还原，有利于锂离子电池保持长期稳定。[12][13]

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Ateeq, Humayun S. Vinylene Carbonate. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. 2001. doi:10.1002/047084289x.rv014. 
  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」,发行于2002-05-28,指定于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」,发行于2013-08-28,指定于Saltigo GmbH 
  5. ^ US 8022231,M. Lerm et al.,「Process for preparing monochloroethylene carbonate and subsequent conversion to vinylene carbonate」,发行于2011-09-20,指定于Evonik Degussa GmbH 
  6. ^ WO 2006119908,R. Langer,「METHOD OF STORING AND TRANSPORTING VINYLENE CARBONATE」,发行于2006-11-16,指定于Lanxess Deutschland GmbH 
  7. ^ F. Cser. Crystal and molecular structure of vinylene carbonate at −3°C. Acta Chimica Academiae Scientarium Hungaricae. 1974,. 80 (49). 
  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   （德语） 
  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 （德语） 
  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 （德语）. 
  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」,发行于2005-11-17,指定于assign1 Degussa AG 
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