[发明专利]环状碳酸酯的制备方法

说明书

本发明提供一种环状碳酸酯的制备方法，包括：以环氧烷烃和二氧化碳为原料，使原料与配合物催化剂接触反应，得到环状碳酸酯；其中配合物催化剂的化学通式如下：(ZnX)·[Fe(CN)₄·mL]·(ZnX₂)_n其中，m为1或1/2，n的数值选自1～40，X表示F、Cl、Br或I。该方法具有生产效率高，反应平稳可控和产品各项质量参数稳定的优点，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种环状碳酸酯的制备方法。

背景技术

环状碳酸酯作为性能优良的高沸点、高极性有机溶剂，在有机合成、化妆品工业、气体分离、电池电解液及金属萃取等领域有着广泛应用。

目前，国内外已有关于二氧化碳和环氧烷烃偶合反应合成环状碳酸乙(丙)烯酯的报道。如，US 4314945A采用四烃基季铵盐催化环氧烷烃与二氧化碳反应合成环状碳酸乙(丙)烯酯；CN1343668A采用离子液体和碱金属卤化物或四丁基溴化铵组成二元催化体系，将环氧化合物转变为相应的环状碳酸乙(丙)烯酯；CN101003531A采用季铵盐或季膦盐功能化的聚乙二醇作为催化剂，实现了二氧化碳和环氧烷烃的偶合反应合成了相应的环状碳酸乙(丙)烯酯；CN101824022A采用连续循环反应，利用碳酸盐和烷基咪唑盐或烷基吡啶盐离子液组成的复合催化剂偶合反应制备环状碳酸乙(丙)烯酯。CN104974128A分别使用季膦盐和双季膦盐催化剂催化环氧化物和二氧化碳环加成合成环状碳酸乙(丙)烯酯。CN110684005A以“亲电-亲核”双功能体系为催化剂，采用循环喷射反应器，以二氧化碳和环氧烷烃为原料进行偶合反应连续制备环状碳酸乙(丙)烯酯。CN110003163A通过循环喷射气液接触工艺，以“亲电-亲核”双功能体系为催化剂，二氧化碳和环氧烷烃为原料进行偶合反应高效制备环状碳酸乙(丙)烯酯。

然而，在上述制备环状碳酸乙(丙)烯酯的方法中，都存在当环氧烷烃的转化率达到一定程度后，因反应物浓度减小使反应速率急剧下降，导致需要较长的时间才能实现环氧烷烃较完全转化的问题，造成反应工艺效率低、能耗高，不利于工业化生产。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种环状碳酸酯的制备方法，以解决现有环状碳酸酯的制备工艺效率低、能耗高，不利于工业化生产的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种环状碳酸酯的制备方法，包括：以环氧烷烃和二氧化碳为原料，使原料与配合物催化剂接触反应，得到环状碳酸酯；其中，配合物催化剂的化学通式如下：

(ZnX)·[Fe(CN)₄·mL]·(ZnX₂)_n

其中，m为1或1/2，n的数值选自1～40，优选为1～10；X表示F、Cl、Br或I。

配体L选自

根据本发明的一个实施方式，配合物催化剂含有双胺桥连基团固定的双金属氰基活性基团，配体L为与铁配位的双胺配体，活性基团的连接方式如下：

根据本发明的一个实施方式，原料与配合物催化剂在25℃～180℃的温度，0.2MPa～5.0MPa的压力下接触反应0.5h～8h。

根据本发明的一个实施方式，环氧烷烃与催化剂的质量比为50～50000:1。

根据本发明的一个实施方式，环氧烷烃选自环氧乙烷或环氧丙烷，环状碳酸酯选自环状碳酸乙烯酯或环状碳酸丙烯酯。