[发明专利]用于环氧烷烃和二氧化碳制备碳酸亚烷基酯的方法

说明书

本发明涉及一种用于环氧烷烃和二氧化碳制备碳酸亚烷基酯的方法。其技术方案是：以环氧烷烃和二氧化碳为原料，反应原料与催化剂接触生成碳酸亚烷基酯；所述的催化剂为含咪唑基团、水杨酸基团与锌的多基络合化合物催化体系，所述的锌、含咪唑基团、水杨酸基团的摩尔比为5:1‑50:1‑50。有益效果是：本方法采用了含咪唑基团、水杨酸基团与锌的多基络合化合物催化体系，环氧乙烷的转化率高，碳酸乙烯酯的选择性高，取得了较好的技术效果，该催化剂体系制备过程简单，成本低，活性良好，可推广用于碳酸亚烷基酯的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种碳酸亚烷基酯的制备方法，特别涉及一种用于环氧烷烃和二氧化碳制备碳酸亚烷基酯的方法。

背景技术

碳酸亚烷基酯是一种性能优良的溶剂和精细化工中间体，是有机化工潜在的基础原料。同时CO₂是一种温室气体，如何有效的固定已经成为本世纪最具挑战性的课题之一，而通过环氧烷烃和CO₂反应合成碳酸亚烷基酯就是其中一种很好的固定方法。随着最近以碳酸亚烷基酯为原料联产碳酸二甲酯和二醇反应日益受到关注，通过环状碳酸酯固定CO₂的途径也受到了越来越多的重视。

已经报道的用于CO₂和EO酯化反应的催化剂体系较为多样，包括铵、磷的鎓盐卤化物 、三丁基甲基碘化磷）、金属卤化物（如KBr、ZnCl₂等）、基于咪唑和吡啶的离子液体、金属配合物、胺以及聚合物负载型催化剂等。这些催化体系中存在反应活性低或产品颜色发黄造成产品质量下降等确定。US2907771中美国Olin Mathieson公司发现碱土金属盐CaCl₂的EC溶液对EO的环加成反应亦有较好的催化活性，在800 Psi，190 oC的时候连续反应，得到EC收率为68.4%。US7488835中壳牌公司研究了碱金属和配合物的种类对于催化剂催化EO合成EC反应的影响，结果发现当催化剂体系为KI/18-冠-6时，效果最佳，在2 MPa，80 ℃时反应1 h，EO的转化率为84%，而EC的选择性为98%。CN1995032中所使用离子液体1-甲基-3-丁基咪唑溴作为催化剂，在EO/Cat = 208、100 oC和2.0 MPa时反应0.7 h得到EC的收率为92.2%。

我们制备了含咪唑基团、水杨酸基团与锌的多基络合化合物催化体系，得到了活性良好的催化剂。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于环氧烷烃和二氧化碳制备碳酸亚烷基酯的方法，该方法具有催化剂活性高的特点。

本发明提到的一种用于环氧烷烃和二氧化碳制备碳酸亚烷基酯的方法，其技术方案是：以环氧烷烃和二氧化碳为原料，在反应温度为60~200 ℃，反应压力为0.1~10.0兆帕，催化剂与环氧烷烃的质量比为0.001~1: 1的条件下，反应原料与催化剂接触生成碳酸亚烷基酯；所述的催化剂为含咪唑基团、水杨酸基团与锌的多基络合化合物催化体系，所述的锌、含咪唑基团、水杨酸基团的摩尔比为5:1-50:1-50。

优选的，上述催化体系中含至少一个锌原子。

优选的，上述催化体系中至少含一个咪唑基团。

优选的，上述催化体系中至少含一个水杨醛基团。

优选的，上述环氧烷烃为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧丁烷中的一种或几种。

优选的，反应温度优选为80 ~ 160 ℃，反应压力优选为0.5 ~ 8.0兆帕，催化剂与环氧烷烃的质量比优选为0.005~0.5：1。

优选的，上述催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1）室温下，将锌前驱体与一定量水杨酸前驱体混合后加入溶剂，搅拌，加热，得到中间产物。

2）将中间产物与咪唑基前驱体混合后加入溶剂，搅拌，加热，抽除溶剂，得到催化剂产物；