草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法技术

本发明专利技术提供草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，涉及碳酸二甲酯制备的技术领域，具体方法为：将草酸二甲酯加入反应器中，加热使其融化，向体系中加入催化剂，催化脱羰基得到碳酸二甲酯；所述催化剂为碱金属醇盐。本发明专利技术的制备方法选择的催化剂价格低廉、容易制备，在该催化剂的催化条件下，原料的转化率高、产品即碳酸二甲酯的选择性高、副产物极少。本发明专利技术的制备方法工艺流程简单、工艺条件温和，可从多方面降低工业成本、提高工业生产效率，适合工业化生产。适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法


[0001]本专利技术涉及碳酸二甲酯制备的
，具体涉及一种草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法。

技术介绍

[0002]碳酸二甲酯是一种低毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料，同时也是一种重要的有机合成中间体，分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，因而可广泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应，具有非常广泛的用途，主要用作羰基化和甲基化试剂、汽油添加剂、合成聚碳酸酯的原料等，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。
[0003]碳酸二甲酯按照纯度分类可分为工业级、医疗级和电池级。其中生产的工业级碳酸二甲酯占据一半以上的市场份额。现阶段，合成碳酸二甲酯的方法主要有光气法、尿素法、酯交换法、甲醇直接氧化羰基化法、亚硝酸甲酯间接氧化羰基化法以及草酸二甲酯脱羰基法等。光气法是工业上最早生产碳酸二甲酯的方法，但因为光气有毒且副产物腐蚀设备、危害环境，因此已经被淘汰。尿素法工艺路线产物选择性差，产率偏低。酯交换法依赖石油资源，易受石化原料市场波动的影响。氧化羰基化法包括液相甲醇直接氧化羰基化法以及亚硝酸甲酯间接氧化羰基化法，液相甲醇直接氧化羰基化法存在一价铜催化剂不稳定的问题，而间接亚硝酸甲酯氧化羰基化法克服了直接氧化羰基化法存在的爆炸本质安全性问题，又避免了受石化原料影响的因素，具有较大的研究意义和应用前景。同时，间接氧化羰基化法可以生产草酸二甲酯，而草酸二甲酯是煤化工的下游产品，便宜易得，因此，开展草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的研究，对于碳酸二甲酯产业的发展以及根据市场需求进行草酸二甲酯和碳酸二甲酯的调配有着重要的意义。
[0004]以草酸二甲酯为原料脱羰基制备碳酸二甲酯路线，催化剂是关键因素，专利CN105478150B公开了一种具有多层结构的碱催化剂及其制备方法和用途，将活性组分钾、铷、铯负载于载体二氧化钛上，制得碱催化剂，用于草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯。专利CN113385207B公开了一种碳酸二甲酯的合成催化剂及其制备方法与应用，以活性炭为载体，Na2SiO3为助剂，负载K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3活性组分，制得催化剂，用于草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯。上述现有技术的草酸二甲酯脱羰基催化剂的制备方式复杂、价格昂贵、副产物多，并且反应温度都较高、制备工艺条件苛刻。
[0005]因此，目前的研发需求是选择一种更为合适的催化剂，使得工艺反应条件更温和、降低工艺复杂度以及降低生产成本，并同时确保反应具有高转化率及高选择性。

技术实现思路

[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，解决了现有技术工艺条件苛刻、工艺复杂程度高、催化剂难以制备、原料转化率低、产品
选择率低的技术问题。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0010]一种草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，具体方法为：
[0011]将草酸二甲酯加入反应器中，加热使其融化，向体系中加入催化剂，催化脱羰基得到碳酸二甲酯；所述催化剂为碱金属醇盐。
[0012]优选地，所述催化剂为含钠或钾的碱金属醇盐。
[0013]优选地，所述催化剂为甲醇钾、甲醇钠、乙醇钾、乙醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠中的任意一种或几种。
[0014]优选地，所述催化剂与所述草酸二甲酯的质量比为(2.5～5)：100。
[0015]优选地，所述反应温度为80℃～150℃。
[0016]优选地，所述反应压力为(0
‑
0.05MPa)。
[0017]优选地，所述反应时间为3～6h。
[0018](三)有益效果
[0019]本专利技术提供了一种草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：
[0020]1、本专利技术的制备方法选择的催化剂价格低廉、容易制备，在该催化剂的催化条件下，原料的转化率高、产品即碳酸二甲酯的选择性高、副产物极少。
[0021]2、本专利技术的制备方法工艺流程简单、工艺条件温和，可从多方面降低工业成本、提高工业生产效率，适合工业化生产。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本申请实施例通过提供一种草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，解决了现有技术工艺条件苛刻、工艺复杂程度高、催化剂难以制备、原料转化率低、产品选择率低的技术问题，制备工艺流程简单、反应条件温和、催化剂价低易得，且原料转化率高、产品选择率高。
[0024]本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0025]现有的用于制备碳酸二甲酯的催化剂制备过程繁琐，且制备原料造价较高，增加了企业的生产成本，因此，专利技术人检索了许多现有技术，在现有碱金属/碱土金属催化剂的基础上使用碱金属醇盐进行小试，结果发现使用这种催化剂时的工艺条件更温和、工艺流程更简单，最重要的是，原料草酸二甲酯的转化率与产品碳酸二甲酯的选择率都得到提升。专利技术人旨在将这个智力成果保护起来。
[0026]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0027]草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，具体方法为：
[0028]将草酸二甲酯加入反应器中，将体系加热至80℃～150℃，使草酸二甲酯融化，向体系中加入催化剂进行催化反应，催化剂与草酸二甲酯的质量比为(2.5～5)：100，在(0
‑
0.05MPa)微正压条件下，催化脱羰基反应3～6h，制得碳酸二甲酯；所述催化剂为碱金属醇盐。
[0029]其中，催化剂为甲醇钾、甲醇钠、乙醇钾、乙醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠中的任意一种或几种。
[0030]实施例1：
[0031]草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，具体方法为：
[0032]称取120g草酸二甲酯加入反应器中，将体系加热至114℃，使草酸二甲酯融化，向体系中加入5.4g甲醇钠进行反应，在微正压条件下，催化脱羰基反应4h，制得碳酸二甲酯。
[0033]使用以下公式计算草酸二甲酯的转化率与碳酸二甲酯的选择率：
[0034][0035][0036]经实验计算可得，本实施例草酸二甲酯的转化率为99.41％，碳酸二甲酯的选择率为98.87％。
[0037]实施例2：
[0038]草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，具体方法为：
[0039]称取120g草酸二甲酯加入反应器中，将体系加热至115℃，使草酸二甲酯融本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，具体方法为：将草酸二甲酯加入反应器中，加热使其融化，向体系中加入催化剂，催化脱羰基得到碳酸二甲酯；所述催化剂为碱金属醇盐。2.如权利要求1所述的草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，所述催化剂为含钠或钾的碱金属醇盐。3.如权利要求2所述的草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯的方法，其特征在于，所述催化剂为甲醇钾、甲醇钠、乙醇钾、乙醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠中的任意一种或几种。4.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤德昌，董亮，代忠景，刘定华，陈鹏飞，眭志鹏，江兵，舒增荣，任永霞，王运好，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：