專利名稱：一種化學(xué)負(fù)載型多羥基季銨類離子液體催化制備環(huán)狀碳酸酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由環(huán)氧化合物和二氧化碳環(huán)加成制備環(huán)狀碳酸酯的方法。
背景技術(shù)：
二氧化碳作為最主要的溫室氣體，同時(shí)也是一種重要的Cl資源，它的吸收與高效綜合利用如今受到了越來越多的關(guān)注與重視。環(huán)狀碳酸酯的合成反應(yīng)就是一種很好的固定二氧化碳的途徑。環(huán)狀碳酸酯是一種優(yōu)良的極性溶劑，在醫(yī)藥和精細(xì)化工中間體的合成當(dāng)中也有著廣泛的應(yīng)用。隨著最近以碳酸乙烯酯為原料制備碳酸二甲酯以及合成乙二醇的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和工業(yè)需求日益增大，有關(guān)這方面的研究受到了越來越多的重視。
離子液體作為新興的綠色介質(zhì)，具有結(jié)構(gòu)可修飾、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，在該反應(yīng)的催化方面有著良好的效果，并且離子液體可通過物理或化學(xué)方式負(fù)載在固體上形成非均相催化劑，簡(jiǎn)化了催化劑與產(chǎn)物的分離問題。負(fù)載型離子液體包含物理負(fù)載及化學(xué)負(fù)載，物理負(fù)載采用的是物理吸附方式，催化劑穩(wěn)定性差，易流失，而化學(xué)負(fù)載是通過離子液體和載體間形成的化學(xué)鍵連結(jié)，在保證一定的催化活性的同時(shí)，具備了較高的穩(wěn)定性和使用壽命。常規(guī)的負(fù)載型離子液體包含咪唑類、吡啶類、季銨類和季鱗類，功能較為單一。另一方面，帶有羥基、羧基或者醚基等基團(tuán)的功能化離子液體吸引著人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。與傳統(tǒng)咪唑類、季銨類等離子液體相比，這些功能化離子液體具有更大的極性調(diào)節(jié)范圍，以及更高的催化活性，顯示著更廣泛的應(yīng)用前景。
二乙醇胺是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的有機(jī)化合物，在二氧化碳等酸性氣體吸收方面有著廣泛的應(yīng)用，其分子中含有豐富的羥基，且易被修飾形成穩(wěn)定的離子液體結(jié)構(gòu)。近期研究發(fā)現(xiàn)，以二乙醇胺為原料合成的負(fù)載型多羥基季銨類離子液體對(duì)于二氧化碳與環(huán)氧化合物合成環(huán)狀碳酸酯的反應(yīng)具有較強(qiáng)的催化性能，其分子中含有的多個(gè)羥基可以起到強(qiáng)化誘導(dǎo)環(huán)氧化合物開環(huán)的作用，從而明顯提高催化活性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)載型催化劑催化環(huán)氧化合物和二氧化碳環(huán)加成合成環(huán)狀碳酸酯的方法。
本發(fā)明的反應(yīng)通式為
權(quán)利要求
1. 一種化學(xué)負(fù)載型多羥基季銨類離子液體催化制備環(huán)狀碳酸酯的方法，其特征在于使用化學(xué)負(fù)載型多羥基季銨類離子液體作為催化劑，在反應(yīng)壓力為0. 5-5. OMPa，反應(yīng)溫度為 50-150°C，反應(yīng)時(shí)間為1-20小時(shí)的條件下催化環(huán)氧化合物和二氧化碳環(huán)加成合成相應(yīng)的環(huán)狀碳酸酯，其中負(fù)載型多羥基季銨類離子液體的結(jié)構(gòu)式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于載體選自硅膠、介孔分子篩、金屬氧化物以及有機(jī)聚合物中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述介孔分子篩為MCM-41或SBA-15中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述金屬氧化物為三氧化二鋁或二氧化鈦中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述有機(jī)聚合物為聚苯乙烯樹脂或殼聚糖中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，原料環(huán)氧化合物的結(jié)構(gòu)為
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，催化劑用量以離子液體含量計(jì)算為環(huán)氧化合物的 0. 2-3mol%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種負(fù)載型離子液體催化制備環(huán)狀碳酸酯的方法，其特征在于使用化學(xué)負(fù)載型多羥基季銨類離子液體作為催化劑，催化劑用量為環(huán)氧化合物的0.2-3mol％(以離子液體含量計(jì)算)，在反應(yīng)壓力為0.5-5.0MPa，反應(yīng)溫度為50-150℃，反應(yīng)時(shí)間為1-20小時(shí)的條件下催化環(huán)氧化合物和二氧化碳環(huán)加成合成相應(yīng)的環(huán)狀碳酸酯。該合成方法具有催化劑活性高，成本低，使用壽命長(zhǎng)，產(chǎn)物分離和催化劑回收容易等特點(diǎn)，并且其分子中含有的多個(gè)羥基可以起到強(qiáng)化誘導(dǎo)環(huán)氧化合物開環(huán)的作用。
文檔編號(hào)C07D317/46GK102516220SQ20111043925
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者孫劍, 張鎖江, 成衛(wèi)國, 王金泉, 陳曦 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院過程工程研究所