含水体系环状碳酸酯的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种含水体系环状碳酸酯的合成方法，其特征是在含水量为环氧化合物与水重量之和的０－６０．０％的含水体系中，以环氧化合物和二氧化碳为原料，反应过程中使用双齿离子液体以及碱金属盐（可不加）作催化剂，在反应压力０．１－１０．０ＭＰａ，温度为３１３．１５－４８３．１５Ｋ，反应时间０－６小时条件下，合成环状碳酸酯的技术。与传统方法相比，该合成方法环境友好，反应条件温和，催化剂热稳定，低成本，易合成，高选择性，能够重复使用而且保持高活性等优点，具有很强的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，其特征是在含水体系中，以环氧化合物和二氧化碳为原料，反应过程中使用双齿离子液体以及碱金属盐(可不加)作催化剂，在反应压力0.1-10.0MPa，温度为313.15-483.15K，反应时间0-6小时条件下，通过环加成反应合成环状碳酸酯。与传统方法相比，该合成方法环境友好，反应条件温和，催化剂热稳定，低成本，易合成，高选择性，能够重复使用而且保持高活性等优点，具有很强的工业应用前景。 本专利技术所使用的催化剂用量低于原料环氧化合物的物质的量的10.0mol％。其组成有以下两种形式如下 (1)双组分催化体系 (a)主催化剂双齿离子液体，其结构如下 双齿离子液体中基团A，B选自上述(1)-(4)类化合物中的一种；(1)和(3)上的取代基选自烷烃类、卤代烃、芳烃类、杂环类等有机基团(脂肪链有机取代基团的碳数在1-14之间)中的一种，优选烷烃类、芳烃类。X可为Cl、Br、I、BF4、PF6等卤素基团形式，优选Br、I、Cl。 (b)助催化剂碱金属盐可以是碱金属的卤化物、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐、碳酸氢盐、磷酸酸式盐等，优选碱金属的卤化物、磷酸盐和碳酸盐。 (2)单组分催化剂 仅使用双齿离子液体，相应内容同(1)所述。 本专利技术所用双齿离子液体合成范例如下 1，2-二甲基咪唑溴乙烷合成 将0.12mol N-甲基咪唑加入到50ml丙酮(甲苯，乙腈也可)中，然后加入0.04mol1，2-二溴乙烷，加热到丙酮回流，并持续搅拌，保持回流24h，至不再有白色固体出现。降温后减压过滤，并用3×10ml丙酮洗涤过滤得到固体，然后再真空干燥24h，得白色固体13.1g，产率93.0％。 (2)合成 即1-甲基咪唑-2-三苯基膦溴乙烷 (a)合成 将0.02mol N-甲基咪唑加入到50ml丙酮(甲苯，乙腈也可)中，然后加入0.05mol1，2-二溴乙烷，加热到丙酮回流，并持续搅拌，保持回流24h，至不再有白色固体出现。降温后减压过滤，并用3×10ml丙酮洗涤过滤得到固体，然后再真空干燥24h，得白色固体，产率90.0％ (b)合成 然后将(a)中白色固体加入到50ml丙酮(甲苯，乙腈也可)中，然后加入0.02molPPh3，加热到丙酮回流，并持续搅拌，保持回流24h，至不再有白色固体出现。降温后减压过滤，并用3×15ml丙酮洗涤过滤得到固体，然后再真空干燥24h，得白色固体，产率80.0％。 本专利技术所用环氧化合物的结构为 具体实施例方式 本专利技术用以下实施例说明，但本专利技术并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本专利技术的技术范围内。 实施例1 实施方法在100ml不锈钢高压釜中，依次加入碘化钾0.058mmol、1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，3.9g水，最后加入15ml环氧丙烷(1a)，密闭反应釜，充入适量压力的二氧化碳，由控温仪控制温度缓慢升至120℃，然后控制二氧化碳压力为2.0MPa，反应1.0小时，冷却至室温，卸釜，过量二氧化碳用饱和碳酸钠溶液吸收，将所得的液体减压蒸馏的得产品(2a)和(3a)，气相色谱分析，产品(2a)选择性98.0％，收率为85.0％。 实施例2 同实施例1，所用催化剂为1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，其他不变，得到(2a)选择性98.5％，收率为80.0％。 实施例3 同实施例2，所用催化剂为1，2-二三苯基膦溴乙烷0.7mmol，其他不变，得到(2a)选择性99.0％，收率为86.0％。 实施例4 同实施例1，所用催化剂为1-甲基咪唑-2-三苯基膦溴乙烷0.7mmol，其他不变，得到(2a)选择性98.0％，收率为83.0％。 实施例5 同实施例1，所用催化剂为硫酸钾0.058mmol，1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.8mmol，其他不变，得到(2a)选择性89.0％，收率为78.0％。 实施例6 同实施例1，所用催化剂为磷酸钾0.058mmol，1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，其他不变，得到(2a)选择性90.0％，收率为80.0％。 实施例7 同实施例1，所用催化剂为碳酸钾0.058mmol，1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，其他不变，得到(2a)选择性94.0％，收率为82.0％。 实施例8 同实施例1，所用催化剂为碘化钾0.058mmol，1，2-二甲基咪唑溴丁烷0.7mmol，反应温度150℃，其他不变，得到(2a)选择性为97.0％，收率为87.0％。 实施例9 同实施例1，所用催化剂为溴化钠0.07mmol，1，2-二甲基咪唑氯乙烷1.0mmol，反应3.0h其他不变，得到(2a)选择性97.0％，收率为80.0％。 实施例10 同实施例1，所用催化剂为硫酸钾0.058mmol，1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，反应4.0h，其他不变，得到(2a)选择性90.0％，收率为95.0％。 实施例11 同实施例1，所用催化剂1，2-二甲基咪唑溴己烷0.7mmol，反应压力3.5MPa，其他不变，得到(2a)选择性99.0％，收率为91.0％。 实施例12 同实施例1，所用催化剂1，2-二甲基咪唑碘辛烷0.7mmol，其他不变，得到(2a)选择性96.0％，收率为90.0％。 实施例13 同实施例1，所用催化剂1，2-二甲基咪唑溴乙烷1.0mmol，水加入0.52g，其他不变，得到(2a)选择性99.6％，收率为90.0％。 实施例14 同实施例1，所用催化剂1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，水加入8.3g，反应5.0h，其他不变，得到(2a)选择性80.0％，收率为50.0％。 实施例15 同实施例1，所用催化剂1，2-二吡啶溴乙烷0.7mmol，水加入3.9g，其他不变，得到(2a)选择性95.0％，收率为70.0％。 实施例16 同实施例1，所用催化剂1，2-二(三乙胺)溴乙烷0.7mmol，水加入3.9g，其他不变，得到(2a)选择性96.0％，收率为75.0％。 实施例17 同实施例1，所用环氧化合物为环氧氯丙烷(1b)，催化剂1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，水加入0.3g，其他不变，得到(2b)选择性97.0％，收率为80.0％。 实施例18 同实施例1，所用环氧化合物为环氧乙烷(1c)，催化剂1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，水加入3.9g，反应温度90.0℃，其他不变，得到(2c)选择性99.8％，收率为93.0％。 实施例19 同实施例1，所用环氧化合物为环氧苯乙烯(1d)，催化剂1，2-二甲基咪唑溴乙烷0.7mmol，水加入1.0g，其他不变，得到(2d)选择性99.0％，收率为88.0％。权利要求1.一种，其特征是在含水体系中，以环氧化合物和二氧化碳为原料，反应过程中主要使用双齿离子液体作催化剂，可添加一定量的碱金属盐作助催化剂，在反应压力0.1-10.0MPa，温度为313.15-483.15K，反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水体系环状碳酸酯的合成方法，其特征是在含水体系中，以环氧化合物和二氧化碳为原料，反应过程中主要使用双齿离子液体作催化剂，可添加一定量的碱金属盐作助催化剂，在反应压力０．１－１０．０ＭＰａ，温度为３１３．１５－４８３．１５Ｋ，反应时间０－６小时条件下，合成环状碳酸酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张锁江，孙剑，成卫国，孟震英，李增喜，王蕾，
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：11[中国|北京]