[发明专利]一种碳酸二甲酯的合成方法

说明书

本发明公开了一种碳酸二甲酯的合成方法，涉及化工领域。本发明包括使用亚硝酸钠、去离子水、无水乙醇、浓硫酸进行制备亚硝酸甲酯，采用经过预处理的活性炭与PdCl₂、CuCl₂.2H₂O溶于甲醇后的混合液进行浸渍并蒸发、干燥、焙烧后形成活性炭负载的Wacker型催化剂，于管式固定床反应器中进行反应，最终于冷阱内装有无水乙醇中冷却收集获得碳酸二甲酯。本发明相对于现有技术，进行制备碳酸二甲酯的效果更优，并且使用活性炭负载的Wacker型催化剂具有较优的稳定性。

技术领域

本发明属于化工领域，特别是涉及一种碳酸二甲酯的合成方法。

背景技术

碳酸二甲酯是一种无色易燃的有机化合物，在化工合成中被广泛用作甲基化、羰基化和甲氧基化试剂，作为重要的有机化工中间体，近年来受到国内外广泛关注。对于碳酸二甲酯的合成方法较多，目前比较成熟且进行了工业应用的方法主要包括甲醇氧化羰基化法，该方法主要是基于甲醇、一氧化碳和氧气作为原料，在催化剂的作用下转化为碳酸二甲酯；该方法由于原料易得且不用光气、毒性小、工艺简单、产品质量高、成本低的优点，被认为是最有发展前途的方法。另一种便是采用CO和亚硝酸抵低压气相合成碳酸二甲酯，这一路线是由日本UBE公司首先提出的，但是目前所提出的该种方法主要面临的问题便是催化剂失活的问题，因此针对以上问题，提供一种催化性优的催化剂进行反应实现碳酸二甲酯的合成方法具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种碳酸二甲酯的合成方法，解决了以上问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种碳酸二甲酯的合成方法，包括如下步骤：

S1、制备亚硝酸甲酯：将200g亚硝酸钠、50ml去离子水和200ml无水乙醇加入至三口圆底烧瓶内，并启动位于三口圆底烧瓶内的电动搅拌器将物料搅拌均匀，将装于三口圆底烧瓶上恒压滴液漏斗中的75％浓硫酸缓慢持续滴入混合物料中，反应生成硝酸甲酯，并经过三口圆底烧瓶上的回流冷凝管后进入缓冲瓶内，并在缓冲瓶上安装的干燥管内干燥，由干燥管一端伸入至低温恒温槽的冷阱内冷凝进行收集，最终将收集到的液态亚硝酸甲酯灌装至钢瓶内备用；

S2、催化剂制备：包括对活性炭进行预处理、活性炭负载的Wacker型催化剂制备；

所述活性炭进行预处理包括将1M浓度的硝酸溶液去离子水与30目活性炭混合于500ml单口圆底烧瓶中，于80℃下水浴回流4h，将处理后的活性炭使用去离子水洗涤至中性，并于110℃下干燥过夜，并存储备用；

活性炭负载的Wacker型催化剂制备包括将0.05gPdCl₂和0.0096gCuCl₂.2H₂O于50℃溶解于50ml无水甲醇中；称取3g20-40目活性炭加入至上述溶解后的溶液中，并于50℃水浴中搅拌，过量浸渍4h；将浸渍完毕的上述混合液于50℃条件下旋转蒸发出掉溶剂甲醇；将旋转蒸发完毕的催化剂于110℃下干燥过夜，然后200℃下焙烧4h；将干燥焙烧后的活性炭负载的Wacker型催化剂进行存储备用；

S3、采用管式固定床反应器使用活性炭负载的Wacker型催化剂并利用CO与亚硝酸甲酯低压气相合成碳酸二甲酯：在管式固定床反应器中放置2ml活性炭负载的Wacker型催化剂，并向管式固定床反应器中通入CO、N₂以及所制备加压成气相后的亚硝酸甲酯，反应后的混合气进入冷阱内冷却并收集，冷阱内装有无水乙醇，最终所获得产物为碳酸二甲酯。

进一步地，所述回流冷凝管内设置有陶瓷填料，用于在冷凝在反应过程中挥发或被亚硝酸甲酯气流带出的水剂甲醇，冷凝温度为-10℃。

进一步地，所述干燥管内装有5A分子筛，且低温恒温槽内温度为-26℃。

进一步地，所述管式固定床反应器内的反应管长380mm，内径为10ml。