碳酸亞乙烯酯
化合物
碳酸亞乙烯酯是一種有機化合物，化學式為C3H2O3。
| 碳酸亞乙烯酯 | |
|---|---|
| |
| 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 
|
| PubChem | 13385 |
| ChemSpider | 12812 |
| SMILES |
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| 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    
| |
| 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。 | |
合成
編輯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，碳酸乙烯酯與氯氣或磺酰氯在60~70 °C下的光氯化反應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]
性質及結構
編輯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
編輯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]
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]
它在紫外線照射下可以和酮反應，生成雙環氧雜環丁烷：
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]
碳酸亞乙烯酯被廣泛用作鋰離子電池的電解質添加劑，它能促進電解質和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
編輯- ^ 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.
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- ^ 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
- ^ 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
- ^ 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
- ^ WO 2006119908,R. Langer,「METHOD OF STORING AND TRANSPORTING VINYLENE CARBONATE」,發行於2006-11-16,指定於Lanxess Deutschland GmbH
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- ^ 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
（德語）
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- ^ Handbook of Reagents for Organic Syntheses, Sulfur-Containing Reagents, ed. L.A. Paquette, Wiley-VCH, 2010, ISBN 978-0-470-74872-5, p. 535.
- ^ 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）.
- ^ 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.
- ^ 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
