一种合成碳酸丙烯酯的方法技术

一种合成碳酸丙烯酯的方法是以工业制备环氧丙烷的中间体邻氯丙醇和ＣＯ↓［２］为原料，在有机碱和无机碱催化剂存在下合成碳酸丙烯酯的工艺路线。有机碱与邻氯丙醇的摩尔比为０．５～５∶１，无机碱催化剂与邻氯丙醇的摩尔比为０～１∶１，反应压力０．２～１０ＭＰａ，反应温度５０～１４０℃，反应时间０．５ｈ～２０ｈ。本发明专利技术具有反应条件温和，反应时间短，收率高，产物易于分离的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于。技术背景碳酸丙烯酯是一种性能优良的有机溶剂，广泛应用于纺织、电池、化妆品、气体分离 以及天然气和合成氨原料气中的二氧化碳和硫化氢气体的吸收等领域。碳酸丙烯酯也是一 种重要的有机化学品，是酯交换法生产碳酸二甲酯的重要原料。碳酸丙烯酯的现有合成方法主要有光气法、甲醇氧化羰化法、尿素醇解法、二氧化碳 与l，2-丙二醇合成法，二氧化碳与环氧丙烷加成法。其中，光气法使用剧毒的光气作为原 料，正逐渐被淘汰。甲醇氧化羰化法对设备的腐蚀严重(CN Patent 1197792)，现有催化剂不 仅成本高，且由于寿命原因难以满足工业生产的要求。尿素醇解法以廉价易得的尿素作为 原料，是一条不依赖于石油的清洁路线，但由于技术原因，此路线尚处于中试阶段(赵艳 敏，陈彤，王公应等，精细化工，2005， 22(8)， 638 640)。 二氧化碳与1,2-丙二醇直接合 成碳酸丙烯酯是所有路线中工艺流程最短的一条路线，无副产物生成，符合绿色化学与原 子经济性概念，但此反应在常压，25'C时的平衡常数只有7.0xl0—5，即使压力升至10MPa， 平衡转化率也只有8%左右，因此受化学平衡的限制，此路线碳酸丙烯酯的收率很低(赵天 生，韩怡卓，孙予罕等，天然气化工，1998,23(5): 52 56)，难于工业化。二氧化碳与环氧 丙烷加成法在工业上的应用最为广泛，尤其是在国内，占碳酸丙烯酯总生产能力的90%以 上(冯建民，司晋明，化工文摘，2004， 4， 25 26)。邻氯丙醇是工业生产环氧丙垸的中间体，丙烯与氯水经氯醇化生成邻氯丙醇，然后用 石灰皂化制备出环氧丙烷，在工业上应用此工艺方法制备的环氧丙垸占总量的90%以上。 邻氯丙醇包括l-氯-2-丙醇和2-氯-l-丙醇，两者所占的比例为4 9:1。二氧化碳是以煤和石油为代表的化石燃料氧化燃烧后的最终产物，自从人类进入工业 化生产以来，由于大量使用燃料能源，使二氧化碳在大气中的浓度逐渐增大，成为主要的 温室气体，直接导致地球气温上升及气候异常，严重威胁着人类的生存环境。另一方面， C02是最丰富的C1资源，在大气、水中的C02含碳量是石油、天然气、煤含碳量的10倍。 因此，合理利用C02，不仅对改善人类生存环境，而且对利用廉价的Cl资源、提高经济 效益有着重要意义
技术实现思路
本专利涉及一种以工业上制备环氧丙垸的中间体邻氯丙醇与二氧化碳发生反应制备碳 酸丙烯酯的方法。该工艺是具有反应条件温和、工艺流程短、产品收率高的制备碳酸丙烯 酯的方法。本专利技术提出的制备碳酸丙烯酯的方法是以邻氯丙醇、二氧化碳为原料，通过催化反应 进行，具体步骤如下将邻氯丙醇(1-氯-2-丙醇质量分数75%， 2-氯-1-丙醇质量分数20%)与有机碱加入高压釜中，再加入催化剂，用C02气置换反应釜中空气三次后，充入C02至指定压力，搅拌升温，到一定温度后，保持一定时间，停止搅拌，冷却至室温，过滤得到产物。产物用GC-MS (HP6890/5973，美国惠普公司)进行定性分析，用GC (GC112A，上海分析仪器厂)作 定量分析。本专利技术的邻氯丙醇包括l-氯-2-丙醇和2-氯-l-丙醇。本专利技术的催化剂选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸镁中的一种，碳酸盐与邻氯丙醇的摩尔比 为0 1:1，优选为0.01 0.09:1。本专利技术的有机碱选自二乙胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺中的一种，有机碱与邻氯丙醇 的摩尔比为0.5 5:1，优选为1 1.1:1。本专利技术反应温度在50 14(TC范围内，优选80 120°C。本专利技术二氧化碳初始压力在0.2MPa 10MPa范围内，优选1.0 2.0MPa。本专利技术反应时间在0.5h 20h范围内，优选lh 4h。本专利技术的优点本专利技术以工业上制备环氧丙烷的中间体邻氯丙醇以及C02为原料，縮短了工艺流程，反应条件温和，反应时间短，收率高，产物易于分离。具体实施方式下面通过实施例进一步说明本专利技术，本专利技术的实施并不限于以下实施例。实施例1:在反应釜中依次加入21.005g邻氯丙醇(0.211 mol)，21.001g(0.208 mol)三乙胺与1.435g4(0.010 mol)碳酸钾，密封反应釜，用二氧化碳置换反应釜中空气三次，充入2.0MPa的 二氧化碳，升温至10(TC，反应3h后冷却至室温，过滤得产物25.069g，产物经分析含1-氯-2-丙醇0.503%， 2-氯-l-丙醇0.806%，碳酸丙烯酯80.366% 。邻氯丙醇转化率98.4%， 碳酸丙烯酯选择性95.1%，碳酸丙烯酯收率93.6%。实施例2在反应釜中依次加入21.379g邻氯丙醇(0.215mol)，21.370g(0.211mol)三乙胺与1.439g (0.010mol)碳酸钾，密封反应釜，用二氧化碳置换反应釜中空气三次，充入2.0MPa的二氧 化碳，升温至8(TC，反应3h后冷却至室温，过滤得到产物26.206g，产物经分析含l-氯-2-丙醇0.549%， 2-氯-l-丙醇1.664%,碳酸丙烯酯77.604%。邻氯丙醇转化率97.1%，碳酸丙 烯酯选择性95.5%，碳酸丙烯酯收率92.7%。实施例3在反应釜中依次加入21.596g邻氯丙醇(0.217mol)， 21.600g三乙胺(0.213mol)与 1.441g (O.OlOmol)碳酸钾，密封反应釜，用二氧化碳置换反应釜中空气三次，充入1.5MPa 的二氧化碳，升温至10(TC，反应3h后冷却至室温，过滤得到产物27.065g，产物经分析 含l-氯-2-丙醇0.839%, 2-氯-l-丙醇1.164%，碳酸丙烯酯75.914%。邻氯丙醇转化率97.4%， 碳酸丙烯酯选择性95.3%，碳酸丙烯酯收率92.8%。实施例4在反应釜中依次加入21.002邻氯丙醇(0.211 mol)，20.805g(0.206mol)三乙胺与L143g (O.Ollmol)碳酸钠催化剂，其余条件同实施案例l，过滤得到产物24.622g，产物经分析 含l-氯-2-丙醇2.749%， 2-氯-l-丙醇1.332%，碳酸丙烯酯78.243%。邻氯丙醇转化率95.0%, 碳酸丙烯酯选择性94.2%，碳酸丙烯酯收率89.5%。实施例5在反应釜中依次加入21.005g邻氯丙醇(0.211mol)，20.935g(0.207mol)三乙胺与1.152g (0.014md)碳酸镁催化剂，其余条件同实施案例l，过滤得到产物23.560g，产物经分析 含l-氯-2-丙醇6.553%， 2-氯-l-丙醇2.585%,碳酸丙烯酯76.744%。邻氯丙醇转化率89.1%, 碳酸丙烯酯选择性94.1%,碳酸丙烯酯收率83.8%。实施例65在反应釜中依次加入20.994 g邻氯丙醇(0.211 mol), 14.886g(0.206mol)二乙胺与1.435g(O.OlOmol)碳酸钾催化剂，其余条件同实施案例l，过滤得到产物21.272§，产物经分析含l-氯-2-丙醇1.330%， 2-氯-l-丙醇2.821%，碳酸丙烯酯63.356%。邻氯丙醇转化率95.6%，碳酸丙烯酯选择性65.5%，碳酸丙烯酯收率62.6%。实施例7在反应釜中依次加入21.009g邻氯丙醇(0.211 mol)， 22.965g C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成碳酸丙烯酯的方法，其特征在于以邻氯丙醇和ＣＯ↓［２］为原料，在有机碱和无机碱催化剂作用下，在一定的反应条件合成碳酸丙烯酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨先贵，周喜，张毅，陈学君，武生，王公应，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]