生成環狀碳酸酯的反應的製作方法
2023-06-11 23:50:11
生成環狀碳酸酯的反應的製作方法
【專利摘要】一類環氧乙烷及其衍生物與CO2生成環狀碳酸酯的反應，該反應方法以一類金屬絡合共軛微孔高分子聚合物（CMP-M）作為主催化劑，以四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基醋酸銨等季銨鹽，三乙胺，4-二甲氨基吡啶或碘化鉀為助催化劑。本發明提供的反應方法的反應特徵是：環氧乙烷及其衍生物，助催化劑和催化劑的摩爾計量比為500-2000∶1-50∶1；反應溫度為0-120℃，反應時間為1-24h，反應壓力為0.1-3MPa。突破了此前這類反應受到高溫高壓（6-9MPa，160-200℃）的限制，在溫和條件下環狀碳酸酯的產率可達29%-99%。該反應具有反應時間短，反應條件溫和，反應產率高且反應重複性好等優點，加大了實現其工業化的可能性。
【專利說明】-類環氧乙烷及其衍生物與CO2生成環狀碳酸酯的反應
【技術領域】
[0001] 本發明屬於化工領域，具體涉及一類環氧乙烷及其衍生物與CO2生成環狀碳酸酯 的反應。
【背景技術】
[0002] CO2氣體是人類活動中最主要的溫室氣體。隨著溫室效應的日益嚴重，人們對二氧 化碳的處理及吸收給予了越來越多的關注。目前減少大氣層中的〇) 2方法主要有兩大類：發 展新型高效的CO2分離回收技術、CO2封存技術、固定源和流動源的減排CO 2工藝技術，提高 能效和新型能源技術等；利用CO2作為一種碳資源合成附加價值較高的化工產品或材料，因 此將其固定或者採用化學轉化的方法轉變成有機物對我們人類的發展進步有重大的意義。
[0003] 碳酸乙烯酯（Ethylene Carbonate,簡稱EC)又稱1，3-二氧雜環戊酮或碳酸乙撐 酯、乙二醇碳酸酯，與其他環狀碳酸酯一樣，是一種性能優良的有機高沸點溶劑和有機化 學合成的中間體，是有機化學工業的一種基礎原料，被廣泛應用於印染、紡織、電化學及高 分子合成等領域。近年來，研究發現碳酸乙烯酯還可被用於高附加值的高能電池電解液，以 及碳酸二甲酯（DimethylCarbonate，簡稱DMC)和乙二醇（EthyleneGlyco,簡稱EG)的合成 中。這些都顯示出了 EC的應用前景和市場對其旺盛的需求。環氧乙烷及其衍生物和二氧 化碳在催化劑作用下可以生成相應的環狀碳酸酯，不僅益於解決CO 2氣體排放帶來的汙染 問題，而且可以補充市場對環狀碳酸酯的需求。值得注意的是，目前已經報導的反應方法大 多要求高溫高壓（5-9MPa，155-200°C )以及反應時間較長等比較苛刻的反應條件，使得工業 化生產難以進行，且環氧乙烷在常溫下是氣體，易於聚合，因此，提高反應產率及產物的選 擇性，改善反應條件以便於用於大規模工業生產中是目前急需解決的關鍵問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於提供一類環氧乙烷及其衍生物與CO2生成環狀碳酸酯的反應， 該反應是在較溫和的條件下得到較高的反應產率和選擇性，為實現工業化提高一個良好可 行的參考。
[0005] 本發明提供了一類環氧乙烷及其衍生物與CO2生成環狀碳酸酯的反應，在反應釜 中加入一定量的催化劑（CMP-M)、助催化劑以及一定量的環氧烷烴及其衍生物，然後衝入 一定壓力的二氧化碳氣體，反應得到環狀碳酸酯。其中，環氧烷烴及其衍生物、助催化劑和 CMP-M的物質的量比約為500-2000 :1-50 :1。
[0006] 本發明的反應方程式如下：
[0007]
【權利要求】
1. 一類環氧乙烷及其衍生物與co2生成環狀碳酸酯的反應，其特徵在於：在反應釜中 加入一定量的催化劑（CMP-M)、助催化劑以及一定量的環氧烷烴及其衍生物，然後衝入一定 壓力的二氧化碳氣體，反應得到環狀碳酸酯。
2. 按照權利要求1所述環氧乙烷及其衍生物與C02生成環狀碳酸酯的反應，其特徵在 於：所述環氧烷烴及其衍生物、助催化劑和催化劑的摩爾計量比為500-2000 :1-50 :1。
3. 按照權利要求1所述環氧乙烷及其衍生物與C02生成環狀碳酸酯的反應，其特徵在 於：所述環氧烷烴及其衍生物為環氧乙烷、環氧丙醇、1，2-環氧十二烷、1，2-環氧-6-己烯、 2-(甲氧基乙塊基）環氧乙燒、2-(苯氧基）環氧丙燒、1,2, 7, 8-二環氧半燒、反式-1,2-二 甲基環氧乙烷、反式-1，2-二苯基環氧乙烷、1，2-環氧環己烷、反式-1，1-二甲基環氧乙烷、 1，1-二甲基環氧乙烷中的一種或多種。
4. 按照權利要求1所述環氧乙烷及其衍生物與C02生成環狀碳酸酯的反應，其特徵在 於：所述助催化劑為四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基醋酸銨等季銨鹽，三乙胺，4-二 甲氨基吡啶（DMAP)、碘化鉀中的一種或多種。
5. 按照權利要求1所述環氧乙烷及其衍生物與C02生成環狀碳酸酯的反應，其特徵在 於：所述催化劑為一類金屬絡合共軛微孔高分子聚合物。
6. 按照權利要求5所述環氧乙烷及其衍生物與C02生成環狀碳酸酯的反應，其特徵在 於：所述金屬絡合共軛微孔高分子聚合物是指由Salen-M與炔基苯進行聚合反應得到催化 劑 CMP-M ; 其中，M是金屬鈷（Co)、鋅（Zn)、銅（Cu)、鋁（A1)、鉻（Cr)中的一種或多種； Salen是（R，R)-N，N' -雙（5-溴-3-叔丁基-2-羥基苯甲醛）-1，2_環己二胺及衍生 物； Salen-M為由Salen和M金屬鹽生成的金屬絡合物。
7. 按照權利要求1所述環氧乙烷及其衍生物與C02生成環狀碳酸酯的反應，其特徵在 於：所述反應條件為：反應溫度為0_120°C，反應時間為l_24h，反應壓力為0. l-3MPa。
【文檔編號】C07D317/38GK104418832SQ201310407813
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】鄧偉僑, 楊瑞霞 申請人:中國科學院大連化學物理研究所