[发明专利]一种二烷基碳酸酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种二烷基碳酸酯的制备方法，所述制备方法包括：以环状碳酸酯和一元醇为原料，在三唑鎓类离子液体的催化下，进行酯交换反应，得到二烷基碳酸酯。本发明创造了一种全新的制备二烷基碳酸酯的方法，利用三唑鎓类离子液体催化环状碳酸酯与一元醇发生酯交换反应，得到二烷基碳酸酯，使用上述方法制备二烷基碳酸酯具有较高的选择性和转化率，得到的二烷基碳酸酯的选择性可达99.5％。相较于现有技术中制备二烷基碳酸酯的方法，本发明中使用的三唑鎓类离子液体催化剂具有催化效率高、稳定性好、无需其它溶剂或助催化剂、反应条件温和等诸多优点，具有较高的工业化应用价值。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种二烷基碳酸酯的制备方法，尤其涉及一种简便、绿色、高效的二烷基碳酸酯的制备方法。

背景技术

二烷基碳酸酯应用广泛，其中短链的碳酸二甲酯和碳酸二乙酯尤为突出。碳酸二甲酯(DMC)是一种重要化工原料，作为21世纪有机合成的“新基石”，在医药、塑料、电池和新材料等领域具有广泛的应用价值。碳酸二甲酯低毒、无腐蚀性，具有良好的溶解性能，可以作为绿色溶剂代替甲苯和三氯乙烷等。碳酸二甲酯含有羰基，能作为羰基化试剂代替光气合成聚碳酸酯(PC)等。除此之外，碳酸二甲酯具有高氧含量、高辛烷值，可以作为汽油或者柴油添加剂。碳酸二乙酯(DEC)也是重要的绿色化工原料和有机中间体，具有很高的工业应用价值。在生产合成树脂、硝酸纤维素等常作为溶剂，作为碳酰化试剂可以合成酮及杂环化合物等，还可以用作锂电池的电解液。

以碳酸二甲酯为例，目前合成碳酸二甲酯的方法主要有酯交换法、光气法、甲醇氧化羰基化法、甲醇与二氧化碳直接反应合成法和尿素醇解法等。其中酯交换法合成碳酸二甲酯，首先采用环氧化物和二氧化碳合成环状碳酸酯，再催化环状碳酸酯与甲醇进行酯交换(醇解)反应得到碳酸二甲酯并副产二元醇。该方法产物收率高而且反应条件温和，工艺流程简单，具有较大的发展前景。

目前酯交换法合成碳酸二甲酯所用的催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂。均相催化剂多为碱金属氧化物、碱金属醇盐、卤化季铵盐和有机碱等，专利CN1569807A中使用甲醇钠等均相催化剂催化甲醇和碳酸丙烯酯合成碳酸二甲酯，该催化剂催化活性高，但产物与催化剂分离困难，催化剂易失活、不易再生。非均相催化剂则是将碱金属盐等活性组分负载到分子筛等载体上，合成负载催化剂，专利CN105879892A中开发一种固体碱催化剂催化碳酸丙烯酯合成碳酸二甲酯，该催化剂催化性能好，但制备成本高，过程较复杂。

离子液体具有不挥发、稳定性好和可循环使用等优点，且离子液体结构可设计，可以作为优良的催化剂和绿色溶剂等。离子液体的可设计性可以满足特定性能要求受到研究者的广泛关注，开发功能化离子液体催化酯交换反应制备二烷基碳酸酯具有很大的应用潜力。例如专利CN103980124B中采用了季铵盐类离子液体催化碳酸丙烯酯和甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯，离子液体可重复使用，但该催化剂使用寿命不长。

因此，若能开发一种新型的作为高效催化合成二烷基碳酸酯的离子液体催化剂，以能绿色清洁、快速高效、制备工艺相对简易地合成二烷基碳酸酯是非常有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种二烷基碳酸酯的制备方法，尤其提供一种简便、绿色、高效的二烷基碳酸酯的制备方法。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种二烷基碳酸酯的制备方法，所述制备方法包括：以环状碳酸酯和一元醇为原料，在三唑鎓类离子液体的催化下，进行酯交换反应，得到二烷基碳酸酯。

本发明创造了一种全新的制备二烷基碳酸酯的方法，利用三唑鎓类离子液体催化环状碳酸酯与一元醇发生酯交换反应，得到二烷基碳酸酯，使用上述方法制备二烷基碳酸酯具有较高的选择性和转化率，得到的二烷基碳酸酯的选择性可达99.5％。相较于现有技术中制备二烷基碳酸酯的方法，本发明中使用的三唑鎓类离子液体催化剂具有催化效率高、稳定性好、无需其它溶剂或助催化剂、反应条件温和等诸多优点，具有较高的工业化应用价值。