[发明专利]一种以离子液体催化制备单硫代碳酸丙烯酯的方法

说明书

本发明公开了一种以离子液体催化制备单硫代碳酸丙烯酯的方法，该方法以氧硫化碳与环氧丙烷为原料，以离子液体为催化剂，在高压反应釜中反应得到单硫代碳酸丙烯酯。本发明开发的离子液体催化剂具有高活性、高选择性的优点，提高了氧硫化碳的选择性与转化率，通过减压蒸馏纯化后的催化剂可重复使用于氧硫化碳与环氧丙烷合成单硫代碳酸丙烯酯的反应中；本发明制备单硫代碳酸丙烯酯过程简单，操作简便，反应条件温和，反应速率快，反应过程环保。

技术领域

本发明属于多相催化领域技术领域，具体涉及一种以离子液体催化制备单硫代碳酸丙烯酯的方法。

背景技术

环单硫代碳酸酯是潜在的极性非质子溶剂，药物合成中间体，以及制备高折光指数树脂聚单硫代碳酸酯的单体等。因此研究环单硫代碳酸酯的合成具有重要价值。

氧硫化碳是大气污染物，且是工业废气，但同时也是一种重要的化学合成原料，利用氧硫化碳和环氧化物反应制备环单硫代碳酸酯，一方面可以有效利用氧硫化碳合成有价值的有机化工产品；另一方面这一反应具有很高的原子经济性，符合绿色化学原则。

发明人在实验研究中发现五元环单硫代碳酸酯可以通过氧硫化碳与环氧烷烃通过环加成反应实现，如CN 107619405 A，该专利中采用手性(R)-环氧丙烷与氧硫化碳在金鸡纳碱和有机胺的催化下形成(R)-单硫代碳酸丙烯酯；CN 107721973 A中公开了采用环氧丙烷氧硫化碳在去除模板剂的钛硅分子筛和含有模板剂的钛硅分子筛的催化下制备得到单硫代碳酸丙烯酯。制备单硫代碳酸酯要使用催化剂，而在催化此反应的诸多催化剂中，离子液体催化剂尚未得到开发和应用。离子液体催化剂因为其本身独特的性能，越来越受到人们的重视。离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子构成的、在室温或室温附近温度下呈液体状态的盐类。文献报道的离子液体当中，离子液体主要是季铵盐类，季磷盐，咪唑和吡啶的阳离子与无机的阴离子形成的离子液等等。与传统的催化剂相比，离子液体作为均相催化剂，使目标产物的收率和选择性都有很大的提高。均相催化剂相对于多相催化剂来说具有高活性、高选择性和反应条件温和等优点，发明人考虑到离子液体作为催化剂的诸多优势，将其应用于氧硫化碳与环氧丙烷耦合反应制备单硫代碳酸酯的反应中，发明其有效催化该反应的技术路线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以离子液体催化制备单硫代碳酸丙烯酯的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种以离子液体催化制备单硫代碳酸丙烯酯的方法，以氧硫化碳与环氧丙烷为原料，以离子液体为催化剂，在高压反应釜中反应得到单硫代碳酸丙烯酯，化学方程式如（1）式所示：

（1）式

所述单硫代碳酸丙烯酯为化学方程式中结构式1和结构式2的混合物。

优选的，本发明所述以离子液体催化制备单硫代碳酸丙烯酯的方法的具体操作步骤如下：

在高压反应釜中加入一定质量的环氧丙烷，按环氧丙烷加入重量的0.1~5％比例加入离子液体催化剂，均匀搅拌下，通入0.5~5.0 MPa氧硫化碳，在50~150℃下反应1~24小时，得粗产物，经减压蒸馏即得产物单硫代碳酸丙烯酯。

优选的，步骤中所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑溴硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑氟硼酸盐、正丁基吡啶氟硼酸盐的一种或两种混合物。

优选的，所述步骤中氧硫化碳压力为1.0~3.0 MPa、温度为60~100℃、反应时间为1~6小时。

本发明与现有的技术相比，具有以下的优点：

1.本发明开发的离子液体催化剂具有高活性、高选择性的优点，提高了氧硫化碳的选择性与转化率，通过减压蒸馏纯化后的催化剂可重复使用于氧硫化碳与环氧丙烷合成单硫代碳酸丙烯酯的反应中。