本发明专利技术属于工业催化技术领域，提供了一种负载型离子液体催化酯交换反应合成碳酸二甲酯联产乙二醇的方法。所述负载型离子液体，是以含氯树脂颗粒为载体，以羟基阴离子结构单元与咪唑阳离子结构单元配对的离子液体为催化活性中心，通过化学键负载，制得功能化负载型离子液体催化剂，用于催化碳酸乙烯酯与甲醇的酯交换反应，同时合成碳酸二甲酯和乙二醇两种化工产品。催化剂制备过程简单、容易操作，经简单过滤即可实现催化剂的回收，这对于解决产物与催化剂分离困难的问题十分有利，且在固定床催化反应精馏合成碳酸二甲酯联产乙二醇中将具有较大的应用潜力和市场前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业催化
，涉及一种负载型离子液体催化合成碳酸二甲醋联 产己二醇的方法，具体是指一种由碳酸己帰醋和甲醇为原料，经负载型离子液体催化醋交 换反应合成碳酸二甲醋联产己二醇的方法。
技术介绍
碳酸二甲醋是一种毒性较小、活性较高的绿色化工基础原料。利用碳酸二 甲醋的多功能有机合成研究平台， 通 过酯交换化反应皮imWB,LeeJS.Anewprocessforthesynthesisofdiphenyl carbonatefromdimethylcarbonateandphenoloverheterogeneouscatalyst. Catal.Lett.，1999,59(1) :83-88.]、甲基化反应 W及甲氧艱基化反应的agaraju化KuriakoseG.Anewcatalystforsyndesis ofN，N-biphenylureafromanilineanddimethylcarbonate.Green 化em.，2002, 269-271.]等，可合成聚碳酸醋、异氯酸醋、聚碳酸二醇醋和氨基甲酸醋等多种 重要的化工材料，其市场价值及应用潜力巨大。此外，乙二醇既是合成聚醋材料的主要原料 么一，也是制备防冻液的重要添加剂，该产品的生产及市场直接影响着聚醋和汽车行业的 发展和壮大。通过醋交换反应，W碳酸乙帰醋为反应底物，发展碳酸二甲醋联产乙二醇的新 技术，有利于构建低成本、高附加值的产业链，并可增强产品的市场竞争力。 目前，已报道的关于醋交换反应用催化剂有两种：一是，碱金属或碱金属盐 巧Uysch町，Krimm H，Rudolph吐US Pat4181676(1980).]和传统离子液体巧harman MM, Ju HY, Shim HL, Lee MK, Kim町Park DW. Significant influence of microwave dielectric heating on ionic liquid catalyzed transesterification of ethylene carbonate with me化anol.J. Mol. Catal. A:Qiem., 2009, 303:96-101.]等，表现出的 催化活性普遍不高，产品与催化剂分离困难，后续产品提纯过程复杂；二是，非均相催 化剂包括金属氧化物如CaO、MgO、ZnO、Fe A或它们的纔合物 W及由无定型无机材料、SBA-15、MCM-41 等负载的季胺类或季麟类负载化离子液体催化剂[化O町，Kwon丽，Tharun J，Park DW. Synthesis of glycerol carbonate from ethylene carbonate and glycerol using immobilized ionic liquid catalysts. J. Ind. Eng. Chem. , 2010, 16:679-683 ;Kim DW, Kim Cf, Koh JC, Park DW. Synthesis of dimethyl carbonate from ethylene carbonate and methanol using immobilized ionic liquid on amporphous silica.J. Ind. Eng. 化em.，2010, 16:474-47引，送虽能解决催化剂的分离问题，但由于底物与催化剂缺乏良好 地相容性，表现出的催化活性普遍不高，而且普遍需惰性气体(?加压化51~I. 34MPa)条 件下，才能顺利进行。 高分子聚合物是一类与反应底物具有良好相容性的载体材料，反应底物可W较好 地分散到活性中必周围，送有利于减小传质阻力，促进反应正向进行。由于醋交换反应历程 的关键是RCT亲核进攻撰基碳原子，形成的缩醒中间体进入催化循环机理过程，随着催化剂 活性中必夺质子能力的增强，催化反应越容易顺利进行。鉴于此，本专利技术W有机高分子材料 为载体、含居基阴离子结构单元的咪哇型离子液体为催化活性中必，催化醋交换反应合成 碳酸二甲醋联产己二醇，解决产物与催化剂分离困难的问题，建立高附加值、环境友好型高 效醋交换反应用负载型离子液体催化体系。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种W负载型离子液体为催化剂，催化碳酸己帰醋和甲醇 的醋交换反应，高效合成碳酸二甲醋联产己二醇的方法。所涉及到负载型离子液体催化剂， W有机高分子材料为载体，利用咪哇及其化合物，通过取代反应，对含因素树脂颗粒进行化 学修饰，再利用碱金属氨氧化物进行阴离子结构单元离子交换，实现功能化离子液体的化 学负载，制得的催化剂用于W碳酸己帰醋和甲醇为反应底物的醋交换反应，高活性、高选择 性地催化合成碳酸二甲醋联产己二醇两种化工产品，催化剂经简单过滤，可实现回收和再 利用。 本专利技术的技术方案如下： 1.负载型离子液体催化剂的合成 W含因素树脂颗粒为载体，通过取代反应，利用化学键，将咪哇化合物及其衍生物 负载；然后，利用碱金属氨氧化物，通过离子交换反应，获得居基阴离子结构单元修饰的负 载型离子液体催化剂，见式（1)。 其中X=Cl,Br,I;R=-即2。4,n= 0,1，2,3,4…等自然数；高分子聚合物为聚 苯己帰及其衍生物、树脂微颗粒等，所指树脂颗粒粒径范围为0. 1~2000Um;溶剂1为甲 苯、己腊、苯、二氯甲焼、DMS0、二嗯焼、N，N-二甲基甲醜胺和氯仿中的任意一种；反应时间 为0~4她；溶剂2为去离子水、四氨巧喃和己離中的任意一种；碱为氨氧化钢、氨氧化钟和 氨氧化裡中的任意一种，碱金属氨氧化物的质量浓度为0.Ol~1. 2g/mU阴离子配对温度 为25~90°C，其反应时间为0. 5~4她。 2.醋交换反应 将装有磁子揽拌、冷凝管的IOOmL圆底烧瓶置入提前加热到反应温度的油浴锅 中；然后，依次加入碳酸己帰醋、催化剂和甲醇，待反应结束后，冷却至室温（见式（2))，通 过简单过滤或离必分离的方式，实现催化剂的回收及再利用，滤液利用气相色谱仪进行定 量分析，并计算反应底物的转化率和产物的选择性，具体的计算方法见附录I。 其中甲醇与碳酸己帰醋的质量比为2:1~20:1，催化剂用量占碳酸己帰醋用量的 0. 5~20wt%，反应温度为30~85°C，反应时间为0. 5~32h。 本专利技术提供的负载型离子液体催化剂用于醋交换反应合成碳酸二甲醋联产己二 醇两种化工产品，具有如下效果和益处： 1.W因代聚合物高分子材料为载体，通过取代反应，将咪哇及其衍生物化学负载， 经碱金属氨氧化物处理，发生阴离子结构单元离子交换反应后，可获得功能化的负载型离 子液体催化剂，该催化剂制备过程简单、容易操作、附加值高，利于工业化放大生产。 2.底物与催化剂具有良好地相容性，能够较好地分散到催化活性中必周围，送样 有利于降低底物的扩散传质阻力，提高催化反应速率，促进反应顺利进行。 3.通过碱金属氨氧化物经离子交换对咪哇型离子液体进行阴离子结构单元配对， 制备的居基阴当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种负载型离子液体催化酯交换反应合成碳酸二甲酯联产乙二醇的方法，其特征在于：通过取代反应，在有机溶剂环境中，利用咪唑化合物及其衍生物，经加热回流，对含卤素树脂颗粒进行化学修饰，再利用一定浓度的氢氧化物对其进行阴离子结构单元离子交换，制得羟基阴离子结构单元与咪唑阳离子结构单元配对的功能化负载型离子液体催化剂，用于碳酸乙烯酯和甲醇参与的酯交换反应，在常压、适宜温度以及无溶剂条件下，催化合成碳酸二甲酯联产乙二醇产品，反应结束后，催化剂经简单分离手段，实现催化剂的回收及循环再利用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张锁江，刘莹，冯国旺，宋彦，成卫国，孙剑，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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