一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法技术

一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法，涉及一种氧化苯乙烯环加成反应方法，本发明专利技术催化剂为1,3

【技术实现步骤摘要】
一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法


[0001]本专利技术涉及一种氧化苯乙烯环加成反应方法，特别是涉及一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法。

技术介绍

[0002]CO2是主要的温室气体之一，其主要来源于化工和能源供应行业、发电厂和交通运输行业，同时CO2也是一种丰富、廉价、无毒且可生物再生的C1资源。如今，从环境和资源利用的角度看，将CO2转化为有价值的有机化学品已引起越来越多的关注。然而，CO2在热力学上稳定且反应活性低，因此需要更多的能量、适当的催化剂和最佳反应条件才能使其化学活化并进一步成功转化更具有商业价值的化学产品。
[0003]CO2与环氧化物的选择性环加成对于CO2的化学利用和环状碳酸酯的生产都极具意义。环状碳酸酯可作为合成聚碳酸酯和乙二醇的原料，以及燃料添加剂、锂电池的电解质溶剂，以及有机溶剂和有毒化学试剂的替代品。目前，工业上将CO2环加成到相应的环氧化物上制备环状碳酸酯，通常使用季铵盐催化剂，例如四乙基溴化铵催化合成环状碳酸酯。然而，这些反应过程需要高压CO2（70
‑
100 bar）和高温（100
‑
200 ℃），从能源消耗和安全的角度分析，不符合绿色化学的理念。若能突破CO2在温和条件下与环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯，那么在经济和技术方面都有重大意义。设计一种制备容易、分离简单且在温和条件下能够高效催化CO2与环氧化物的选择性环加成反应的催化剂是当下急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法，本专利技术制备了1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐催化剂，该催化剂催化CO2与氧化苯乙烯环加成反应时，环状碳酸酯的产率达到80~90 %，经过多次循环后产率仍在70 %以上，具有很高的工业实际应用潜力。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法，所述方法包括以下过程：1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐为催化剂，催化CO2与氧化苯乙烯环加成反应，催化剂用量为2~4 mol%时，CO2球压下，无溶剂反应，在温度80~105 ℃下搅拌反应16~24 h，得到环状碳酸酯；1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐的循环催化利用，将催化剂从反应溶液中分离出来，用四氢呋喃洗涤，然后在真空下干燥，即用于下一次循环。
[0006]所述的一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法，所述催化剂1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐，其结构式为：
。
[0007]所述的一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法，所述催化剂1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐的制备为：将三甲基硅烷苯并咪唑（10.00~30 mmol，1.90~5.70 g）、4
‑
溴甲基间苯二甲酸二甲酯（21.00 ~65mmol，18.09g）加入20.00~60 mL乙腈中，在80~100 ℃下回流16~24 h后，过滤除去溶剂，使用四氢呋喃洗涤多次得到白色化合物：1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐；合成路线如下：。
[0008]本专利技术的优点与效果是：本专利技术催化剂为1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐，在温和条件下，可高效催化CO2与氧化苯乙烯环加成反应。本专利技术催化剂具有易制备、高稳定性、节能、可循环等优点。当催化剂用量为2~4 mol%时，CO2球压下，无溶剂反应，当反应温度80~105 ℃，反应16~24 h，产率达到80~90 %。经过7次循环后产率仍在70 %以上， 为高效催化CO2和氧化苯乙烯环加成反应制备环状碳酸酯提供了一种优异方法，具有很好的应用前景。
附图说明
[0009]图1为催化剂1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐结构式；图2是CO2与氧化苯乙烯环加成反应方程式。
具体实施方式
[0010]下面结合附图所示实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0011]（1）本专利技术提供的咪唑鎓溴盐类催化剂为：1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐，其制备方法为：将三甲基硅烷苯并咪唑（10.00 mmol，1.90 g）、4
‑
溴甲基间苯二甲酸二甲酯（21.00 mmol，6.03 g）加入20.00 mL乙腈中，在80~100 ℃下回流16~24 h后，过滤除去溶剂，使用四氢呋喃洗涤多次得到白色化合物：1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐。1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐的结构式为：
1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐合成路线如下：（2）本专利技术涉及的CO2与氧化苯乙烯环加成反应，其操作步骤如下：当使用1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐催化CO2与氧化苯乙烯环加成反应时，将一定量的催化剂置于干燥的25 mL反应管，加入氧化苯乙烯(6.80 mmol，0.78 mL)，用CO2反复吹扫三次后处于球压下，无溶剂且在给定温度（80~105 ℃）下进行搅拌反应16~24 h后冷却至室温，反应后，通过色谱进行检测，从而得到产物环状碳酸酯的收率、选择性等相关数据。当催化剂用量为2~4 mol%时，CO2球压下，无溶剂反应，当反应温度80~105 ℃，产率达到80~90 %。
[0012]（3）1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐的循环催化利用当使用1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐为催化剂，催化CO2与氧化苯乙烯环加成反应，催化剂用量为2~4 mol%时，CO2球压下，无溶剂反应，当反应温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐为催化剂，催化CO2与氧化苯乙烯环加成反应，催化剂用量为2~4 mol%时，CO2球压下，无溶剂反应，在温度80~105 ℃下搅拌反应16~24 h，得到环状碳酸酯；1,3
‑
双（3,5
‑
间苯二甲酸二甲酯）
‑
1H苯并咪唑鎓溴盐的循环催化利用，将催化剂从反应溶液中分离出来，用四氢呋喃洗涤，然后在真空下干燥，即用于下一次循环。2.根据权利要求1所述的一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2与氧化苯乙烯环加成反应方法，其特征在于，所述催化剂1,3
‑
双（3,5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：由立新，郭杰，孙亚光，丁伏，王淑菊，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：