The invention belongs to a method for synthesizing esters in organic chemistry, in particular to a method for synthesizing dialkyl carbonate from biomass-based furfural. First, furfural was purified from agricultural and forestry wastes by acid hydrolysis and dehydration cyclization reaction; then, maleic anhydride was synthesized by oxidation reaction of biomass-based furfural with hydrogen peroxide and catalyst; maleic anhydride was epoxidized with catalyst and hydrogen peroxide to synthesize Epoxysuccinic acid; then Epoxysuccinic acid and CO2 were cycloaddition reactions. A kind of cyclic carbonate was prepared, and the final cyclic carbonate was transesterified with monohydric alcohol or polyhydric alcohol to produce dialkyl carbonate. The method not only saves production cost and reduces environmental pollution, but also provides a new way for industrialized production of diethyl carbonate, tartaric acid and efficient comprehensive utilization of agricultural and forestry wastes, with remarkable economic and social benefits.
【技术实现步骤摘要】
一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的方法
本专利技术涉及一种碳酸二烷酯的制备方法,特别是涉及一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的新方法及其应用。
技术介绍
碳酸二烷酯是一种无毒的化工原料,由于其分子中含有-CO,-COOCH3和-CH3,具有良好的反应活性,能与多种醇、酚、胺和酯反应,是一种用途广泛的有机化合物和性能良好的溶剂,碳酸二烷酯种类很多,例如碳酸二乙酯化工生产中用作硝酸纤维素、纤维素醚、合成树脂和天然树脂的溶剂;碳酸甲乙酯一种优良的锂离子电池电解液的溶剂;季戊四醇碳酸酯和三羟甲基丙烷碳酸酯可以做润滑油。因此碳酸二烷酯具有较高的工业应用价值和良好的市场前景。其中以碳酸二甲酯为最具代表性的有机化合物,它可以代替光气作羰基化剂,代替硫酸二甲酯作甲基化剂也,可以做低毒溶剂,其合成方法主要包括光气合成法、氧化羰化法、酯交换法等。传统工业化制造碳酸二甲酯一般采用光气合成法,然而合成只能维持小规模工业化生产,而且这些制备的方法需要光气,操作安全要求高,环境污染严重,从而逐渐被甲醇氧化羰基化法所取代。然而甲醇氧化羰基化法分为液相法和气相法:液相法的反应过程中,甲醇既为原料又为溶剂,反应过程中氧浓度始终保持在爆炸极限以下,不足之处是氯化物的催化剂对设备腐蚀性大,系统中甲醇循环量大,催化剂易失活,气相法需要固定床反应器,缺点是催化剂活性低。酯交换法即从一种易得的酯合成较难制取的酯,是有机合成常用的方法之一。该法在碳酸二甲酯的合成中也得到应用。ImreWeisz曾提出用硫酸二甲酯与碳酸钠在釜式反应器内反应合成碳酸二甲酯,以氯苯为催化剂,于150~210℃下回流6h,可获得收率 ...
【技术保护点】
1.一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的方法,其特征在于,包括如下顺序进行的步骤:A)以生物质基的农林废弃物为初始原料通过酸水解和脱水环化反应,提纯得到生物质基糠醛;B)生物质基糠醛在过氧化氢和催化剂的作用下进行氧化反应,合成顺酐;C)顺酐在催化剂和过氧化氢作用下进行环氧化反应,合成环氧琥珀酸;D)环氧琥珀酸与CO2进行环加成反应,制得一种环状碳酸酯;E)环状碳酸酯与一元醇或多元醇进行酯交换反应,制得碳酸二烷酯。
【技术特征摘要】
1.一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的方法,其特征在于,包括如下顺序进行的步骤:A)以生物质基的农林废弃物为初始原料通过酸水解和脱水环化反应,提纯得到生物质基糠醛;B)生物质基糠醛在过氧化氢和催化剂的作用下进行氧化反应,合成顺酐;C)顺酐在催化剂和过氧化氢作用下进行环氧化反应,合成环氧琥珀酸;D)环氧琥珀酸与CO2进行环加成反应,制得一种环状碳酸酯;E)环状碳酸酯与一元醇或多元醇进行酯交换反应,制得碳酸二烷酯。2.根据权利要求1所述的一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的方法,其特征在于:步骤(A)中,所述的酸水解所用的酸是硫酸;水解条件为反应温度110-130℃,保温时间为2-3h,硫酸质量分数为3-5%,稀硫酸与农林废弃物的液固比(V/W)为8-15:1。3.根据权利要求1所述的一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的方法,其特征在于:步骤(A)中,所述的脱水环化反应所用的催化剂为硫酸,条件为反应温度180-210℃,保温时间为5-6h,硫酸质量分数为20-30%。4.根据权利要求1所述的一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的方法,其特征在于:步骤(B)中,所述的顺酐合成反应是在杂多酸MoWP/SiO2催化剂的作用下进行,所述的催化剂中P、Mo和W的物质的量比为1:0.8-0.9:0.03-0.04,杂多酸负载在SiO2的质量分数为40-50%。5.根据权利要求1所述的一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的方法,其特征在于:步骤(B)中,所述顺酐合成反应条件为:催化剂与糠醛的质量比为0.09-0.1,溶剂二氯乙烷与糠醛物质的量之比为2.5-3.5,氧化剂H2O2与糠醛物质的量之比为2-3,反应温度为50-70℃。6.根据权利要求1所述的一种生物质基糠醛合成碳酸二烷酯的方法,其特征在于:步骤(C)中,所述的合成环氧琥珀酸的反应是在W/MC...
【专利技术属性】
技术研发人员:李学兵,王忠,李青洋,林冠楠,
申请(专利权)人:中国科学院青岛生物能源与过程研究所,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。