无机盐催化CO2辅助环氧化合物水合反应制备二醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种无机盐催化CO2辅助环氧化合物水合反应制备二醇的方法，所述环氧化合物为环氧乙烷或环氧丙烷，二醇为乙二醇或1,2

【技术实现步骤摘要】
无机盐催化CO2辅助环氧化合物水合反应制备二醇的方法


[0001]本专利技术涉及二醇的制备方法，具体地说涉及一种无机盐催化CO2辅助环氧化合物（环氧乙烷或环氧丙烷）水合反应制备二醇(乙二醇或1,2
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丙二醇)的方法。

技术介绍

[0002]二醇是一种重要的有机化工原料，乙二醇和1,2
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丙二醇是使用最广泛的二醇，主要用于生产聚酯纤维和防冻剂，此外还可用于生产不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、润湿剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等。目前，环氧化合物直接水合法是工业生产二醇的主要方法，在高水合比（水和环氧化合物摩尔比为20
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25:1），高温（150
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200℃），高压（氮气压力1.5
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2.5MPa）下反应制备二醇。此方法中，原料中大量的水虽然可以有效的抑制副产物的产生，但是增加了产物二醇后处理过程（蒸发和浓缩）的费用及能量消耗。近年来，CO2辅助环氧化合物水合反应制备二醇的方法具有低水合比（1
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1.5:1），产率高、选择性高等优点，其作为一种绿色可持续的生产二醇的路线受到人们的关注。
[0003]迄今，已经有一些催化剂体系被报道，包括离子液体/有机碱协同催化剂（Green Chem., 2021, 23, 3386
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3391，中国专利，ZL202110087049.5），离子液体催化剂（Ind. Eng. Chem. Res., 2022, 61, 16402
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>16407），聚离子液体催化剂（Fuel, 2023, 345, 128210），聚离子液体
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水滑石杂化催化剂（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2023, 15, 16017
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16025）。但是目前的催化剂体系存在制备复杂，价格昂贵，反应条件相对苛刻等问题。因此，亟需廉价易得、高效绿色的催化剂，用于CO2辅助环氧化合物水合反应。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种无机盐催化CO2辅助环氧化合物水合反应制备二醇的方法，环氧化合物具体为环氧乙烷和环氧丙烷，二醇具体为乙二醇和1,2
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丙二醇，该方法利用了无机盐催化剂便宜易得、绿色环保的优点，可实现在温和条件下高效无机盐催化CO2辅助环氧化合物水合制备二醇。
[0005]实现本专利技术目的的具体技术方案是：
[0006]一种无机盐催化CO2辅助环氧化合物水合反应制备二醇的方法，环氧化合物具体为环氧乙烷或环氧丙烷，二醇具体为乙二醇或1,2
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丙二醇，特点是：该方法包括以下步骤：在高压反应釜中，依次加入无机盐催化剂、环氧化合物和水，水和环氧化合物的摩尔比为1~3:1，无机盐催化剂的摩尔用量占所述环氧化合物摩尔用量的1%~5%，充入CO2，压力控制在0.1~2.5MPa，搅拌1~5小时，反应温度控制在60~130℃，反应结束后得到二醇，其具体反应式为：
[0007][0008]所述无机盐催化剂，阴离子为碘离子、溴离子、氯离子或氟离子；阳离子为碱金属；所述无机盐催化剂包括碘化物、溴化物、氯化物和氟化物；所述碘化物为碘化钾、碘化钠、碘化锂、碘化铷、碘化铯、碘化镁、碘化钙、碘化锶或碘化钡；所述溴化物为溴化钾、溴化钠、溴化锂、溴化铷、溴化铯、溴化镁、溴化钙、溴化锶或溴化钡；所述氯化物为氯化钾、氯化钠、氯化锂、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶或氯化钡；所述氟化物为氟化钾、氟化钠、氟化锂、氟化铷、氟化铯、氟化镁、氟化钙、氟化锶或氟化钡。
[0009]本专利技术具有以下优点：本专利技术首次利用各种便宜易得、环保无污染的无机盐催化剂，可以在温和的条件下高效催化CO2辅助环氧化合物水合反应，且水合比和CO2的压强明显低于已知文献报道的有机和无机催化剂。
具体实施方式
[0010]结合以下具体实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的保护内容不局限于以下实施例。在不背离专利技术构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本专利技术中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本专利技术的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本专利技术没有特别限制内容。
[0011]实施例1：KI催化CO2辅助环氧乙烷水合反应制备乙二醇
[0012][0013]向装有磁子的25毫升高压反应釜内依次加入KI（0.166 g，1 mmol）、环氧乙烷（2.2 g，50 mmol）和水（1.35 g，75 mmol），充入CO2（0.5MPa），加热至110℃后，搅拌反应3小时。反应结束后，冷却至室温，向反应液中加入内标物联苯，利用岛津气相色谱仪GC
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2014对其进行定量分析，确定目标产物乙二醇的收率为98.85%，选择性大于99.05%。
[0014]实施例2：KI催化CO2辅助环氧乙烷水合反应制备乙二醇
[0015]向装有磁子的25毫升高压反应釜内依次加入KI（0.166 g，1 mmol）、环氧乙烷（2.2 g，50 mmol）和水（1.35 g，75 mmol），充入CO2（0.5MPa），加热至60℃后，搅拌反应3小时。反应结束后，冷却至室温，向反应液中加入内标物联苯，利用岛津气相色谱仪GC
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2014对其进行定量分析，确定目标产物乙二醇的收率为70.13%，选择性大于80.15%。
[0016]实施例3：KI催化CO2辅助环氧乙烷水合反应制备乙二醇
[0017]向装有磁子的25毫升高压反应釜内依次加入KI（0.166 g，1 mmol）、环氧乙烷（2.2 g，50 mmol）和水（1.35 g，75 mmol），充入CO2（0.5MPa），加热至130℃后，搅拌反应3小时。反应结束后，冷却至室温，向反应液中加入内标物联苯，利用岛津气相色谱仪GC
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2014对其进行定量分析，确定目标产物乙二醇的收率为98.90%，选择性大于99.07%。
[0018]实施例4：KI催化CO2辅助环氧乙烷水合反应制备乙二醇
[0019]向装有磁子的25毫升高压反应釜内依次加入KI（0.166 g，1 mmol）、环氧乙烷（2.2 g，50 mmol）和水（1.35 g，75 mmol），充入CO2（0.5MPa），加热至110℃后，搅拌反应1小时。反应结束后，冷却至室温，向反应液中加入内标物联苯，利用岛津气相色谱仪GC
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2014对其进行定量分析，确定目标产物乙二醇的收率为92.40%，选择性大于94.30%。
[0020]实施例5：KI催化CO2辅助环氧乙烷水合反应制备乙二醇
[0021]向装有磁子的25毫升高压反应釜内依次加入KI（0.166 g，1 mmol）、环氧乙烷（2.2 g，50 mmol）和水（1.35 g，75 mmol），充入CO2（0.5MPa），加热至11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无机盐催化CO2辅助环氧化合物水合反应制备二醇的方法，环氧化合物具体为环氧乙烷或环氧丙烷，二醇具体为乙二醇或1,2
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丙二醇，其特征在于，该方法包括以下步骤：在高压反应釜中，依次加入无机盐催化剂、环氧化合物和水，充入CO2，压力控制在0.1~2.5MPa，反应温度控制在60~130℃，搅拌1~5小时，反应结束后得到目标产物二醇，其具体反应式为：；其中，水和环氧化合物的摩尔比为1~3:1，无机盐催化剂的摩尔用量占所述环氧化合物摩尔用量的1%~5...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国华，张景顺，胡皓，章子旺，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：