酸性离子液体催化合成环状碳酸酯的方法技术

酸性离子液体催化合成环状碳酸酯的方法，它涉及一种合成环状碳酸酯的方法。本发明专利技术解决了现有合成环状碳酸酯方法存在反应条件苛刻、催化剂活性低、污染环境及成本高的问题。本发明专利技术的方法采用酸性离子液体催化，由二氧化碳与环氧化合物通过环加成制备相应的环状碳酸酯。本发明专利技术具有反应条件温和、催化剂活性高、环保及成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成环状碳酸酯的方法；具体涉及由二氧化碳和环氧化合物通过环加 成反应合成环状碳酸酯的方法。
技术介绍
环状碳酸酯是一种非常好的极性溶剂，其在药物和精细化工中间体的合成当中 有着广泛的应用，特别是近年来开发的以碳酸乙烯酯为原料、通过和甲醇酯进行交换的 方法制备碳酸二甲酯，使环状碳酸酯的需求量日益增大。在合成环状碳酸酯的研究工作 中，新型催化剂的开发研究受到越来越多的关注。目前已报道的催化剂体系有季铵盐、 有机碱、过渡金属配合物以及Mg0-A1^3等(X.Yin， J.R.Moss， Coord. Chem. Rev. 1999， 181,27 ;R. L. Paddock， S. T. Nguyen, J. Am. Chem. Soc. 2001， 121， 11498 ;Parvulescu， V.I.; Hardacre， C.Chem. Rev. 2007，107， 2365 ;Toshiyasu， S. ;Kohno， K.Chem. Commun. ， 2009， 1312 ;North M. ;Pasquale R. Angew. Chem. Int. Ed. 2009,48,2946)。采用上述催化剂体系方 法不同程度地存在活性低、反应条件苛刻、使用的有机溶剂毒性较强严重污染环境、产物与 催化剂分离困难增加了成本等问题。因此研究开发一种活性高、反应条件温和、经济环保的 催化剂体系显得十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有合成环状碳酸酯方法存在反应条件苛刻、催化剂活性低、污染环境及成本高的问题，而提供了Br0nsted酸性寓子液体催化合成环状碳酸酯的 方法。本专利技术方法是在较温和的条件下，经济、高效、环保地实现二氧化碳与环氧化合物环 加成制备相应的环状碳酸酯。Bransted如下向 高压釜内加入Bransted酸性离子液体(作为催化剂)，再加入环氧化合物，Bransted酸性离子液体与环氧化合物摩尔比为i io : ioo，密闭高压釜，通入二氧化碳至高压釜内的压力为0. 1 10MPa，升温至反应温度，反应温度为50 200°C ，保温恒压反应0. 5 10小时，然后将高压釜冷却至室温，然后缓慢放出二氧化碳，减压蒸馏，得到环状碳酸酯。 所述的 酸性离子液体的化学式为^'N^^N^^O;jHBr0nstedzN珍N^Y^OOH 、+J 式中n二2 6，X为Cl、Br或L wn 或x-N、工OOH 所述的环氧化合物的化学式为式中&为H-、 CH3_、<formula>formula see original document page 4</formula> 与现有方法比较，本专利技术反应条件温和在催化过程中没有金属离子的参与，是一 个环境友好的催化过程，本专利技术是在高压釜内的压力为0. 1 lOMPa及50 20(TC温度 下进行的。本专利技术方法的工艺简单，催化剂的反应活性高，得到环状碳酸酯的收率为高达 96. 3%。本专利技术方法不使用任何有机溶剂与助催化剂，减少了对环境的污染；通过蒸馏分离 可将催化剂与产物分离，经分离后的催化剂可循环使用从而降低了生产成本。产物环状碳 酸酯通过蒸馏纯化，选择性好，其选择性达到98%以上，收率为高达96. 3%。本专利技术方法制 备环状碳酸酯具有高效、经济、环保优点，具有非常好的工业应用前景。附图说明 图1是具体实施方式十四制得的碳酸丙烯酯的质谱分析谱图；图2是具体实施方 式制得的三十4-苯- 二氧环戊-2-酮的质谱分析谱图；图3是具体实施方式三十一 制得的环己基 二氧环戊-2-酮的质谱分析谱图；图4是具体实施方式三十二制得的 4-苯氧基亚甲基 二氧环戊-2_酮的质谱分析谱图。具体实施例方式具体实施方式一 本实施方式中Br0nsted酸性寓子液体催化合成环状碳酸酯的 方法如下向高压釜内加入Br0nsted酸性离子液体(作为催化剂)，再加入环氧化合物， Br0nsted酸性离子液体与环氧化合物摩尔比为1 10 : IOO，密闭高压釜，通入二氧化碳 至高压釜内的压力为0. 1 lOMPa，升温速率升温至反应温度，反应温度为50 20(TC，保 温恒压反应0. 5 10小时，然后将高压釜冷却至室温，然后缓慢放出二氧化碳，减压蒸馏， 得到环状碳酸酯。 本实施方式中缓慢放出二氧化碳是防止带出产物。具体实施方式二 本实施方式具体实施方式一不同的是所述Br0nsted酸性离子 液体与环氧化合物摩尔比为2 8 : ioo。其它步骤和参数与具体实施方式一相同。 具体实施方式三本实施方式具体实施方式一不同的是所述Br0nsted酸性离子 液体与环氧化合物摩尔比为4 7 : ioo。其它步骤和参数与具体实施方式一相同。 具体实施方式四本实施方式具体实施方式一不同的是所述Br0nsted酸性离子 液体与环氧化合物摩尔比为5 : ioo。其它步骤和参数与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四不同的是所述反应温度为 80 120°C。其它步骤和参数与具体实施方式一至四相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至四不同的是所述反应温度为 90°C。其它步骤和参数与具体实施方式一至四相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至四不同的是所述反应温度为 ll(TC。其它步骤和参数与具体实施方式一至四相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一至七不同的是所述高压釜内的 压力为0. 5 2. OMPa。其它步骤和参数与具体实施方式一至七相同。具体实施方式九本实施方式与具体实施方式一至七不同的是所述高压釜内的 压力为l.OMPa。其它步骤和参数与具体实施方式一至七相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一至七不同的是所述高压釜内的 压力为1.5MPa。其它步骤和参数与具体实施方式一至七相同。具体实施方式十一本实施方式与具体实施方式一至十不同的是所述的 酸性离子液体的化学式为<formula>formula see original document page 5</formula>与具体实施方式一至十相同。 具体实施方式十二 本实施方式与具体实施方式一至i^一不同的是式中n = 2 6，X为Cl、Br或I。其它步骤和参数 所述的环氧化合物的化学式为式中<formula>formula see original document page 5</formula>或同'R2为H-。其它步骤和参数与具体实施方式一至i^一相具体实施方式十三本实施方式与具体实施方式一至i^一不同的是 所述的环氧化合物的化学式为其它步骤和参数与具体实施方式一至十一相同。具体实施方式十四本实施方式中Br0nsted酸性寓子液体催化合成环状碳酸酯 的方法如下向70ml高压釜内加入1. 43mmo1 Br0nsted酸性离子液体，所述Br0nsted酸性离子液体为N-甲基-N- (3-羧基)-丙基咪唑溴盐再加入5ml环氧化合物，所述的环氧化合 物为环氧丙烷，密闭高压釜，通入二氧化碳至高压釜内的压力为1. 5MPa，升温至反应温度， 反应温度为11(TC，保温恒压反应2小时，然后将高压釜冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
酸性离子液体催化合成环状碳酸酯的方法，其特征在于酸性离子液体催化合成环状碳酸酯的方法如下：向高压釜内加入酸性离子液体，再加入环氧化合物，酸性离子液体与环氧化合物摩尔比为１～１０∶１００，密闭高压釜，通入二氧化碳至高压釜内的压力为０．１～１０ＭＰａ，升温至反应温度，反应温度为５０～２００℃，保温恒压反应０．５～１０小时，然后将高压釜冷却至室温，然后缓慢放出二氧化碳，减压蒸馏，得到环状碳酸酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖林飞，吴伟，吕东伟，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]