一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑的製作方法
2023-11-30 23:08:21
專利名稱：一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑。
背景技術：
脂肪族長鏈碳酸二烷基酯是一種透明的液體或油狀物，具有較低的傾點、潤滑性、耐磨性、自清潔性、耐腐蝕性與烴類油具有很好的可溶性，較高的熱氧化穩定性，可生物降解，具有特殊的用途，如可以用來合成碳酸二苯酯，進而合成聚碳酸酯，還可以用作合成潤滑油的基質材料，金屬除油、氣溶膠、皮革處理等行業。
目前，脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的合成方法主要有光氣法、氧化羰化法、酯交換法等。光氣法存在著原料劇毒、操作周期長、副產物嚴重腐蝕設備等缺點，正在逐步被淘汰。氧化羰化法一般使用鈀等貴金屬及其化合物做催化劑，催化劑不宜回收利用，但其原料廉價易得，具有較好的發展前景。酯交換法主要採用了碳酸二甲酯(DMC)與脂肪族長鏈烷基醇酯交換合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯。這種方法採用了綠色環保原料碳酸二甲酯，反應過程中不會產生汙染，且反應條件較溫和、工藝流程簡單。
Gryglewicz(Ind.Eng.Chem.Res.2003，42，5007.)等人採用兩步合成法，用碳酸二甲酯(DMC)與2-乙基己醇酯交換反應生成碳酸二(2-乙基)己酯，用(CH3O)2Ca做催化劑，收率為65％。催化劑不易回收利用。
Hacking(J.Mole.Catal BEnzy 9(2000)201-208.)等人用碳酸二甲酯(DMC)與正丁醇反應合成碳酸二正丁酯，催化劑為金屬鈉。他們將少量的金屬鈉溶在正丁醇中，然後加入碳酸二甲酯，升溫回流。反應結束後，收集餾分得到碳酸二正丁酯，收率為88％。該方法比較適用於實驗室製備少量產品，不適合於大規模工業生產。
發明內容
為解決現有技術中存在的工藝複雜，反應條件苛刻，汙染嚴重，本發明提供了一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑。該催化劑具有選擇性好、收率高且可回收利用的優點。
本發明是通過以下技術方案實現的
鉀鹽化合物可單獨作為催化劑使用；也可將鉀鹽化合物浸漬在氧化矽、三氧化鋁、活性碳、分子篩上，製得複合催化劑；也可將鉀鹽化合物溶解在醇胺類溶劑中，製得複合催化劑。鉀鹽化合物複合催化劑的摩爾比組成為鉀鹽化合物∶載體(溶劑)＝1∶1～100。
如上所述的鉀鹽化合物是氫氧化鉀、甲醇鉀或碳酸鉀。
如上所述載體為二氧化矽、三氧化鋁、碳酸鉛、分子篩、活性碳。
如上所述的醇胺類溶劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇胺等。
如上所述載體的粒度為60～300目。
本發明催化劑的製備方法如下將鉀鹽化合物在200～1000℃焙燒1～12小時，然後降至室溫，製得催化劑。
將載體在200～1000℃焙燒1～12小時，然後冷卻至室溫，用研缽研碎，過篩，取60～300目的粉體為載體，然後按鉀鹽化合物與載體1∶1～100的摩爾比組成將載體等體積浸漬在鉀鹽化合物的水溶液中，室溫靜置6～30小時後，經80～200℃乾燥，在200～1000℃焙燒1～12小時，然後降至室溫，製得催化劑。
將鉀鹽化合物在200～1000℃焙燒1～12小時，然後降至室溫，按上述鉀鹽化合物與醇胺類溶劑1∶1～100的摩爾比組成將鉀鹽化合物溶解在醇胺類溶劑中，製得催化劑。
本發明與現有技術相比有如下優點1.製備方法簡單，易操作。
2.催化劑原料便宜易得，催化活性好3.反應條件溫和，有很高的收率和選擇性。
因此，本發明具有良好的經濟效益和社會效益。
具體實施例方式
以下通過實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1將碳酸鉀在300℃下焙燒8小時，乾燥冷至室溫，製得催化劑。常壓下，在反應器中加入異丁醇和催化劑，催化劑用量為總重的4％，將碳酸二甲酯放入恆壓滴液漏鬥中，油浴加熱磁力攪拌。升溫至100℃，反應液開始回流時計時，並開始加入DMC，反應1h，然後升溫至190℃，反應6h。催化劑與反應液分離，反應液色譜分析，碳酸二異丁酯的產率為83.5％，選擇性為95.0％。
實施例2將氧化鋁在1000℃焙燒2小時，然後冷卻至室溫，用研缽研碎，過篩，取300目的粉體為載體，然後按碳酸鉀∶氧化鋁的摩爾比為1∶30將氧化鋁等體積浸漬在碳酸鉀的水溶液中，室溫靜置6小時後，經100℃乾燥，在800℃焙燒8小時，然後降至室溫，製得催化劑。常壓下，在反應器中加入正辛醇和催化劑，催化劑用量為總重的8％，將碳酸二甲酯放入恆壓滴液漏鬥中，油浴加熱磁力攪拌。升溫至140℃，反應液開始回流時計時，並開始加入DMC，反應3h，然後升溫至200℃，反應4h。催化劑與反應液分離，反應液色譜分析，碳酸二正辛酯的產率為76.0％，選擇性為91.3％。
實施例3將碳酸鉀在300℃下焙燒8小時，乾燥冷至室溫，然後將5克碳酸鉀溶解在40克二乙醇胺中，室溫磁力攪拌1～48小時，製得催化劑。常壓下，在反應器中加入正丁醇和催化劑，催化劑用量為總重的5％，將碳酸二甲酯放入恆壓滴液漏鬥中，油浴加熱磁力攪拌。升溫至110℃，反應液開始回流時計時，並開始加入DMC，反應5h，然後升溫至180℃，反應6h。催化劑與反應液分離，反應液色譜分析，碳酸二正丁酯的產率為81％，選擇性為100％。
權利要求
1.一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑，其特徵在於催化劑為鉀鹽化合物或擔載鉀鹽的複合催化劑。
2.如權利要求1所述的一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑，其特徵在於鉀鹽化合物是氫氧化鉀、甲醇鉀或碳酸鉀。
3.如權利要求1所述的一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑，其特徵在於鉀鹽的複合催化劑的摩爾比組成為鉀鹽化合物∶載體(溶劑)＝1∶1～100。
4.如權利要求3所述的一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑，其特徵在於載體為二氧化矽、三氧化鋁、碳酸鉛、分子篩、活性碳。
5.如權利要求3所述的一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑，其特徵在於溶劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇胺等。
6.如權利要求4所述的一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑，其特徵在於載體的粒度為60～300目。
全文摘要
本發明公開了一種合成脂肪族長鏈碳酸二烷基酯的催化劑。催化劑為鉀鹽化合物或擔載鉀鹽的複合催化劑，複合催化劑的摩爾比組成為鉀鹽化合物∶載體(溶劑)＝1∶1～100。本發明的催化劑製備方法簡單，易操作，具有選擇性好、收率高且可回收利用的優點。
文檔編號B01J31/02GK1759932SQ200410040840
公開日2006年4月19日 申請日期2004年10月15日 優先權日2004年10月15日
發明者王公應, 王慶印, 姚潔, 王越, 曾毅 申請人:中國科學院成都有機化學有限公司