[发明专利]由环氧丙烷一步合成碳酸对称酯并联产1;2-丙二醇的方法

说明书

由环氧丙烷一步合成碳酸对称酯并联产1,2‑丙二醇的方法，涉及合成碳酸对称酯的方法，本发明用于环氧丙烷、二氧化碳和各种醇类（ROH可为直链醇、异构醇、芳香醇、酚类、二醇如1,2‑丙二醇、二甘醇及多醇等各种醇类）一步合成碳酸对称酯。反应得到的粗产品中仅含有碳酸对称酯和1,2‑丙二醇，其中，碳酸对称酯选择性最高可达到95%。副产物1,2‑丙二醇作为大宗化原料经过简单的蒸馏即可分离。整个反应过程清洁、高效、无污染，无任何废弃物产生。当环氧丙烷：二氧化碳：各种醇类摩尔比1:1:3，反应压力5 MPa，反应温度100℃，空速5 h^‑1，催化剂使用5000h不失活，稳定性较好。

技术领域

本发明涉及一种合成碳酸对称酯的方法，特别是涉及一种由环氧丙烷一步合成碳酸对称酯并联产1,2-丙二醇的方法。

背景技术

碳酸甲乙酯（Methyl Ethyl Carbonate，简称MPC），分子式：C₄H₈O₃，无色透明液体，密度1.01 g/mL，熔点-55℃，沸点107℃，可燃，能以任意比例与有机溶剂如醇、酮、酯混合，是一种优良的溶剂，碳酸甲乙酯由于其分子结构中同时具有甲基和乙基，所以其兼有碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的特性，可以作为某些特殊的有机合成试剂，同时它也是特种香料的溶剂。

由于碳酸甲乙酯的粘度小，介电常数大，对锂盐的溶解性强，因此其是一种优良的锂离子电池电解质溶剂，能够提高电池的能量密度和放电容量，更能够提高电池的安全性能以及使用寿命。

查阅文献可知，目前碳酸甲乙酯主要有以下几种合成方法：

（一）光气法

光气法是以光气与甲醇/乙醇为原料合成碳酸甲乙酯的过程，反应方程式如下：

COCl₂ + CH₃OH→CH₃OCOCl................................................(1)

CH₃OCOCl + C₂H₅OH→CH₃OCOOC₂H₅......................................(2)

COCl₂ +C₂H₅OH→C₂H₅OCOCl...........................................(3)

C₂H₅OCOCl + CH₃OH→CH₃OCOOC₂H₅..........................................(4)

该法合成碳酸甲乙酯反应副产物较多（主要副产物是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、氯甲酸甲酯、氯甲酸乙酯），操作困难，同时反应过程中产生强腐蚀性的氯化氢，要求设备具有耐腐蚀性，增加了设备投资。光气具有剧毒性，对操作人员的身体健康造成巨大危险，并且该法碳酸甲乙酯产率较低，因此已被逐渐淘汰。

（二）氧化羰化法

氧化羰化法是以一氧化碳、氧气、甲醇和乙醇为原料，在一定温度和压力并且在催化剂存在条件下，合成碳酸甲乙酯，反应方程式如下：