[发明专利]由环状碳酸酯水解制备二元醇化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及绿色、清洁催化技术领域，具体指一种由环状碳酸酯水解制备二元醇化合物的方法。

背景技术

中国大型二元醇(如乙二醇、丙二醇等)生产主要采用世界SD、Shell、UCC三大公司专利技术。环氧化合物直接水合法成为中国唯一的工艺技术，生产工艺流程长、设备多、能耗高、直接影响二元醇的生产成本。目前中国生产企业尚未掌握先进的生产工艺和技术，比如新型催化剂技术、二元醇产品后处理生产技术等，根本无法和国外采用先进技术生产的产品抗衡，而这些工艺技术对未来的竞争至关重要。

由于环氧化合物和二氧化碳在催化剂的作用下反应经环状碳酸酯合成二元醇化合物技术具有能耗低、收率高和选择性好等优点，已成为目前世界上环氧化合物合成二元醇工业化的方向。日本触媒化成[JP：822106631，1982.]先后开发了Mo、W的金属或化合物、碱金属碳酸盐、碳酸氢盐、羧酸盐、卤化物、季铵盐、季磷盐以及离子交换树脂等催化剂。在80～200℃，水比为5:1(mol)，环氧化合物最高转化率可以达到100％，但相应二元醇的选择性仅有85％～93％。UCC[US：4314945，1982]采用碱金属卤化物—季铵盐催化剂体系，在120～200℃，5.2MPa的较高压力下，水比在2.5(mol)的条件下，二元醇的收率最高可达99％。而Halcon-SD[US：4400559，1983；US：4508927，1985]公司在亚临界或超临界CO₂作用下，采用季铵盐、季磷盐、有机硫化物或有机锑为催化剂，压力达到6.1～10.0MPa的反应条件下，二元醇的收率达到98.9％。道化学公司[WO：98/14419，1999]报道了碱金属碳酸盐或碳酸氢盐催化环状碳酸酯水解合成二元醇的条件，通过增加反应时间提高环状碳酸酯的转化率，但难以获得高品质的二元醇。

中国科学院兰州化学物理研究所首次报道了复合离子液体催化剂体系合成环状碳酸酯的工作[200310121060.0]，通过进一步的研究发现离子液催化剂体系可用于环状碳酸酯水解制备二元醇。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温和条件下，用接近于理论量的水与环状碳酸酯摩尔比的情况下，高效、高选择性的合成高品质二元醇化合物的方法。

一种由环状碳酸酯水解制备二元醇化合物的方法，其特征在于使用离子液为催化剂，反应温度为80～180℃，反应时间为0.5～5小时；其中离子液选自负载离子液或者非负载离子液。

本发明所使用的离子液结构为：

X^-+NR₁R₂R₃R₄  X^-+PR₁R₂R₃R₄     n＝0-12

其中R₁、R₂、R₃、R₄均为1～12个碳的烷基取代基，他们可以相同，也可以不同。

本发明所使用的离子液结构也可以为：

其中A、B为(1)、(2)中的任一个，A、B可以相同也可以不同。

本发明所使用的负载离子液的载体选自聚苯乙烯树脂、二氧化硅或壳聚糖。

本发明所用离子液阴离子为I^-、Br^-、Cl^-、HSO₄^-、H₂PO₄^-、HPO₄^2-、HCO₃^-、OH^-、CO₃^2-、CF₃SO₃^-或CH₃SO₃^-。

本发明催化剂的用量为环状碳酸酯重量的1～15％之间。

本发明水与环状碳酸酯摩尔比为1：1～4之间。

本发明所用环状碳酸酯的结构为：

其中R₁＝H，CH₃，ClCH₂，CH₃CH₂，C₆H₅，R₂＝H，CH₃；