專利名稱：一種碳酸甲乙酯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳酸甲乙酯的合成方法。
背景技術(shù)：
碳酸甲乙酯電解液能夠使電池的壽命延長(zhǎng)、安全性能提高，因而在鋰離子電池電 解液中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。隨著鋰離子電池的迅猛發(fā)展，碳酸甲乙酯的需求量也在不斷 加大。由于目前國(guó)內(nèi)合成的電解質(zhì)溶劑在質(zhì)量上達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)，所以電解質(zhì)溶劑一般從 國(guó)外進(jìn)口?，F(xiàn)有的碳酸甲乙酯的主要生產(chǎn)方法有氯甲酸甲酯和乙醇酯交換，碳酸二甲酯和 乙醇酯交換，碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交換法等幾種方法。其中在碳酸二甲酯和碳酸二 乙酯酯交換法的反應(yīng)路線中，原料以及產(chǎn)物都可以用做鋰離子電池電解液溶劑，因此可以 不需分離，只需控制水分含量就可以直接使用，可以減少很大一部分分離提純的成本。其反 應(yīng)采用非均相催化劑，不存在產(chǎn)物后續(xù)分離過(guò)程，有機(jī)堿類催化劑具有一定活性，但活性比 無(wú)機(jī)堿活性要低的多，因此無(wú)機(jī)堿以其高活性和低成本仍為首選催化劑，缺點(diǎn)是反應(yīng)較難 進(jìn)行，報(bào)道過(guò)的催化劑催化活性普遍較低。本發(fā)明采用的催化劑選擇性能達(dá)到100%，且具有反應(yīng)時(shí)間短，轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種碳酸甲乙酯的合成方法。該方法具有高選擇性，活性高， 易分離，且反應(yīng)時(shí)間短，成本低的優(yōu)點(diǎn)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是所使用的催化劑為類水滑石固體 催化劑。該催化劑可以用以下方法制備1、將金屬銅、鋅、鎂、鋁的硝酸鹽溶于蒸餾水中，配制成混合鹽溶液A，分別制備二 元、三元類水滑石，其中[M2+] [M3+]為1 5 ；2、配制NaOH和碳酸鹽或NaOH和碳酸氫鹽的混合溶液B，其中碳酸鹽或碳酸氫 鹽的克分子數(shù)為溶液A中陽(yáng)離子克分子數(shù)的30%至200%，NaOH的克分子數(shù)為溶液A中 陽(yáng)離子克分子數(shù)的 50% 至 150%，[C0321 = 0.3 2.0([M2+] + [M3+])，
= 0. 5 1.5([M2+] + [M3+])；3、將上述二溶液滴加到一起，控制PH值在7. 5 10. 5，在20 80°C下攪拌24 48小時(shí)，晶化，過(guò)濾，蒸餾，水洗至無(wú)鈉離子；將濾餅在120°C條件下烘干5 24小時(shí)，脫除 吸附的水；在300 900°C下焙燒4 9小時(shí)，冷卻至室溫，形成的固體粒狀物即為類水滑 石固體催化劑。將制得的固體類水滑石粉碎后篩分，選取10 30目為催化劑。利用上述催化劑合成碳酸甲乙酯的方法以碳酸二甲酯和碳酸二乙酯為原料，以間歇釜為反應(yīng)器，所用催化劑量為反應(yīng)物 中用量最少的物質(zhì)質(zhì)量的0. 5% 3. 0%，在反應(yīng)溫度為100 130°C，反應(yīng)物料摩爾配比為 0. 5 2. 5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，碳酸甲乙酯的收率可達(dá)59%，反應(yīng)時(shí)間為2 12小時(shí)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明催化劑活性高，易分離，催化劑可循環(huán)使用，壽命長(zhǎng)，無(wú)污染，且反應(yīng)時(shí)間短，成本低。將催化劑在間歇反應(yīng)釜中用于催化碳酸二甲酯和碳酸二乙 酯合成碳酸甲乙酯時(shí)，反應(yīng)的原料及產(chǎn)物都可以用做鋰離子電池電解液溶劑，不需分離，只 需控制水分含量就可直接使用，減少很大一部分分離提純的成本。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1在三口燒瓶中加入Na0H(5. 15g)，Na2C03(4. 7g)，H20 100ml，將 Mg(N03)2 -6H20(5. 5g)，Al(N03)2 9H20(8. 3g)配制成混合溶液，在常溫下2小時(shí)內(nèi)滴入三口 瓶，在50°C下攪拌24小時(shí)，測(cè)定pH值為9，然后將生成的膠狀沉淀晶化，過(guò)濾，水洗至無(wú)鈉 離子，將濾餅在120°C條件下烘干12小時(shí)，脫除吸附的水；在900°C下焙燒4小時(shí)，冷卻至室 溫，形成的固體粒狀物即為類水滑石固體催化劑。將制得的固體類水滑石粉碎后篩分，選取10目為催化劑，以間歇釜為反應(yīng)器，所 用催化劑量為反應(yīng)物中用量最少的物質(zhì)質(zhì)量的0.5%，在反應(yīng)溫度為130°C，反應(yīng)物料摩爾 配比為1的條件下進(jìn)行反應(yīng)，碳酸甲乙酯的收率可達(dá)50%，反應(yīng)時(shí)間為12小時(shí)。實(shí)施例2在三口燒瓶中加入Na0H(5. 15g)，Na2C03(4. 7g)，H20 100ml，將 Mg(N03)2 -6H20(5. 5g)，Al(N03)2 9H20(8. 3g)配制成混合溶液，在常溫下2小時(shí)內(nèi)滴入三口 瓶，在50°C下攪拌24小時(shí)，測(cè)定pH值為9，然后將生成的膠狀沉淀晶化，過(guò)濾，水洗至無(wú)鈉 離子，將濾餅在120°C條件下烘干12小時(shí)，脫除吸附的水；在900°C下焙燒4小時(shí)，冷卻至室 溫，形成的固體粒狀物即為類水滑石固體催化劑。將制得的固體類水滑石粉碎后篩分，選取20目為催化劑，以間歇釜為反應(yīng)器，所 用催化劑量為反應(yīng)物中用量最少的物質(zhì)質(zhì)量的3%，在反應(yīng)溫度為130°C，反應(yīng)物料摩爾配 比為1的條件下進(jìn)行反應(yīng)，碳酸甲乙酯的收率可達(dá)53%，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。實(shí)施例3在三口燒瓶中加入Na0H(5. 15g)，Na2C03(4. 7g)，H20 100ml，將 Mg (N03) 2 6H20 (5. 5g)，Zn (N03) 2 6H20 (6. 4g)，A1 (N03) 2 9H20 (8. lg)配制成混合溶液，在常 溫下2小時(shí)內(nèi)滴入三口瓶，在50°C下攪拌24小時(shí)，測(cè)定pH值為9，然后將生成的膠狀沉淀 晶化，過(guò)濾，水洗至無(wú)鈉離子，將濾餅在120°C條件下烘干12小時(shí)，脫除吸附的水；在900°C 下焙燒4小時(shí)，冷卻至室溫，形成的固體粒狀物即為類水滑石固體催化劑。將制得的固體類水滑石粉碎后篩分，選取10目為催化劑，以間歇釜為反應(yīng)器，所 用催化劑量為反應(yīng)物中用量最少的物質(zhì)質(zhì)量的3%，在反應(yīng)溫度為130°C，反應(yīng)物料摩爾配 比為1的條件下進(jìn)行反應(yīng)，碳酸甲乙酯的收率可達(dá)55%，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。
權(quán)利要求
一種碳酸甲乙酯的合成方法，該方法所使用的催化劑為類水滑石固體催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸甲乙酯的合成方法，其中的類水滑石固體催化劑是用以 下方法制備的(1)將金屬銅、鋅、鎂、鋁的硝酸鹽溶于蒸餾水中，配制成混合鹽溶液A，分別制備二元、 三元類水滑石，其中[M2+] [M3+]為1 5 ；(2)配制NaOH和碳酸鹽或NaOH和碳酸氫鹽的混合溶液B，其中碳酸鹽或碳酸氫鹽 的克分子數(shù)為溶液A中陽(yáng)離子克分子數(shù)的60%至200%，NaOH的克分子數(shù)為溶液A中 陽(yáng)離子克分子數(shù)的 50% 至 150%，[C0321 = 0.3 2.0([M2+] + [M3+])，
= 0. 5 1.5([M2+] + [M3+])；(3)將上述二溶液滴加到一起，控制PH值在7.5 10. 5，在20 80°C下攪拌24 48 小時(shí)，晶化，過(guò)濾，蒸餾，水洗至無(wú)鈉離子；將濾餅在120°C條件下烘干5 24小時(shí)，脫除吸 附的水；在300 900°C下焙燒4 9小時(shí)，冷卻至室溫，形成的固體粒狀物即為類水滑石 固體催化劑。將制得的固體類水滑石粉碎后篩分，選取10 30目為催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸甲乙酯的合成方法，該方法以碳酸二甲酯和碳酸二乙 酯為原料，以間歇釜為反應(yīng)器，所用催化劑量為反應(yīng)物中用量最少的物質(zhì)質(zhì)量的0. 5% 3. 0%，在反應(yīng)溫度為100 130°C，反應(yīng)物料配比為0. 5 2. 5的條件下進(jìn)行反應(yīng)，碳酸甲 乙酯的收率可達(dá)59%，反應(yīng)時(shí)間為2 12小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種碳酸甲乙酯的合成方法，該法以碳酸二甲酯和碳酸二乙酯為原料，以間歇釜為反應(yīng)器，所使用的催化劑為類水滑石固體催化劑。該催化劑的制備方法是分別配制銅、鋅、鎂、鋁的硝酸鹽混合溶液，以及NaOH和碳酸鹽或NaOH和碳酸氫鹽的混合溶液，將二種溶液滴加到一起，經(jīng)攪拌，晶化，過(guò)濾，蒸餾，水洗，濾餅烘干，焙燒，冷卻制備而成。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明催化劑活性高，易分離，催化劑可循環(huán)使用，壽命長(zhǎng)，無(wú)污染，且反應(yīng)時(shí)間短，成本低。將催化劑在間歇反應(yīng)釜中用于催化碳酸二甲酯和碳酸二乙酯合成碳酸甲乙酯時(shí)，反應(yīng)的原料及產(chǎn)物都可以用做鋰離子電池電解液溶劑，不需分離，只需控制水分含量就可直接使用，減少很大一部分分離提純的成本。
文檔編號(hào)C07C69/96GK101863771SQ200910073188
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者任沼琦, 田景芝, 荊濤, 鄧啟剛, 鄭永杰 申請(qǐng)人:齊齊哈爾大學(xué)