[发明专利]一种制备环碳酸酯的方法

说明书

本发明公开一种制备环碳酸酯的方法，属于有机化合物的制备技术领域。本发明的方法能够在温和的条件下实现二氧化碳和环氧化合物合成环碳酸酯化合物。该方法反应条件温和，在常温常压下即可实现，催化剂效率高，底物普适性广。本发明技术方案如下：在季铵盐存在下，将二氧化碳及环氧化合物通过二甘醇胺桥联双芳氧基稀土‑锌杂双金属配合物催化剂作用合成环碳酸酯化合物。

技术领域

本发明属于有机化合物的制备技术领域，具体涉及一种制备碳酸酯的方法。

背景技术

随着工业的快速发展，大量二氧化碳排放引起的温室效应对地球环境造成日益严重的影响，如何有效的减少二氧化碳的排放和充分利用二氧化碳资源，已成为全球化战略性的研究热点。二氧化碳作为一种清洁、廉价的C1资源被人们所熟知，也可作为一种非常有价值的有机起始原料。二氧化碳和环氧化合物合成环碳酸酯具有100％的原子经济性，符合绿色化学原则，因而具有很重要的研究意义。

主族金属和过渡金属是应用最广泛的，具有高催化活性和选择性的均相金属催化剂，然而大多数催化剂都需要在高温高压下完成这就限制了其工业化应用与发展，所以研究更温和的催化体系，更多样化底物的底物拓展依旧是众多研究者的研究热点。

2015年，Arjan W.Kleij课题组报道的dimer-(Salen)Al配合物以四丁基溴化铵为助催化剂能够在常温常压下催化二氧化碳与单取代环氧烷的反应，反应24小时可达98％的收率，但反应催化剂用量很大(参见C.Martín,G.Fioraniand A.W.Kleij,ACS Catal.,2015,1353)；2016年，Michael North课题组报道的Cr(Ⅲ)Salophen催化体系在常温常压下对单取代环氧烷有57-92％的产率，但对于双取代环氧烷则需要10个大气压，80℃的反应条件才能达到中等以上收率(参见J.A.Castro-Osma,K.J.Lamb and M.North,ACS Catal.,2016,6,5012)。2018年，兰州大学刘伟生报道的Zn-Tb杂双配合物能够高效的催化二氧化碳转化，TOF值高达26800h^-1，然而该催化体系反应条件比较苛刻，为120℃和10个大气压，该催化体系在常温常压下也能进行，但是反应时间长达48h，单取代环氧烷才能达到中等以上收率，对于双取代环氧烷的反应活性却不尽人意(参见L.Wang,C.Xu,Q.Han,X.Tang,P.Zhou,R.Zhang,G.Gao,B.Xu,W.Qin and W.Liu,Chem.Commun.,2018,54,2212)。我们课题组对此反应体系也做了一系列研究，秦杰利用稀土金属配合物作为催化剂能以较少的催化剂用量实现一个大气压下的CO₂转化，但是仍然需要85℃的温度(参见发明专利CN201310708187_CN103641811A_CN；J.Qin,P Wang,Q.Li,Y.Zhang,D.Yuan and Y.Yao,Chem.Commun.,2014,50,10952)，屈礼叶在此基础上改进提高，合成的稀土锌杂双配合物能实现大部分环氧烷和CO₂在常温常压下的转化，但是对于反应活性较差的双取代环氧烷还是需要在较高的压力和温度下才能达到中等以上收率(参见发明专利CN201711238580_CN107827855A_CN)。本发明专利的催化体系较上述体系更加温和，对部分双取代环氧烷也能实现常压转化。

发明内容

本发明旨在提供一种制备环碳酸酯的方法，该方法反应条件温和，在常温常压下即可实现，催化剂效率高，底物普适性广，不仅适用于单取代环氧烷，也适用于双取代环氧烷。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种二甘醇胺桥联双芳氧基稀土-锌杂双金属配合物，结构式如下：

(I)；

其中：Ln为稀土金属离子。

在本发明的一种实施方式中，所述稀土金属选自钇、镱、钕或镧。