[發(fā)明專利]由環(huán)狀碳酸酯水解制備二元醇化合物的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710305972.1
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101456792A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏春谷;肖林飛;許傳芝;陳靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C07C31/20
• 分類號: C07C31/20;C07C29/09;B01J31/02
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 方曉佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及綠色、清潔催化技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種由環(huán)狀碳酸酯水解制備二元醇化合物的方法。

背景技術(shù)

中國大型二元醇(如乙二醇、丙二醇等)生產(chǎn)主要采用世界SD、Shell、UCC三大公司專利技術(shù)。環(huán)氧化合物直接水合法成為中國唯一的工藝技術(shù)，生產(chǎn)工藝流程長、設(shè)備多、能耗高、直接影響二元醇的生產(chǎn)成本。目前中國生產(chǎn)企業(yè)尚未掌握先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，比如新型催化劑技術(shù)、二元醇產(chǎn)品后處理生產(chǎn)技術(shù)等，根本無法和國外采用先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品抗衡，而這些工藝技術(shù)對未來的競爭至關(guān)重要。

由于環(huán)氧化合物和二氧化碳在催化劑的作用下反應(yīng)經(jīng)環(huán)狀碳酸酯合成二元醇化合物技術(shù)具有能耗低、收率高和選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前世界上環(huán)氧化合物合成二元醇工業(yè)化的方向。日本觸媒化成[JP：822106631，1982.]先后開發(fā)了Mo、W的金屬或化合物、堿金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽、羧酸鹽、鹵化物、季銨鹽、季磷鹽以及離子交換樹脂等催化劑。在80～200℃，水比為5:1(mol)，環(huán)氧化合物最高轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到100％，但相應(yīng)二元醇的選擇性僅有85％～93％。UCC[US：4314945，1982]采用堿金屬鹵化物—季銨鹽催化劑體系，在120～200℃，5.2MPa的較高壓力下，水比在2.5(mol)的條件下，二元醇的收率最高可達(dá)99％。而Halcon-SD[US：4400559，1983；US：4508927，1985]公司在亞臨界或超臨界CO₂作用下，采用季銨鹽、季磷鹽、有機(jī)硫化物或有機(jī)銻為催化劑，壓力達(dá)到6.1～10.0MPa的反應(yīng)條件下，二元醇的收率達(dá)到98.9％。道化學(xué)公司[WO：98/14419，1999]報(bào)道了堿金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽催化環(huán)狀碳酸酯水解合成二元醇的條件，通過增加反應(yīng)時(shí)間提高環(huán)狀碳酸酯的轉(zhuǎn)化率，但難以獲得高品質(zhì)的二元醇。

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所首次報(bào)道了復(fù)合離子液體催化劑體系合成環(huán)狀碳酸酯的工作[200310121060.0]，通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)離子液催化劑體系可用于環(huán)狀碳酸酯水解制備二元醇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種溫和條件下，用接近于理論量的水與環(huán)狀碳酸酯摩爾比的情況下，高效、高選擇性的合成高品質(zhì)二元醇化合物的方法。

一種由環(huán)狀碳酸酯水解制備二元醇化合物的方法，其特征在于使用離子液為催化劑，反應(yīng)溫度為80～180℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5～5小時(shí)；其中離子液選自負(fù)載離子液或者非負(fù)載離子液。

本發(fā)明所使用的離子液結(jié)構(gòu)為：

X^-+NR₁R₂R₃R₄??X^-+PR₁R₂R₃R₄?????n＝0-12

其中R₁、R₂、R₃、R₄均為1～12個(gè)碳的烷基取代基，他們可以相同，也可以不同。

本發(fā)明所使用的離子液結(jié)構(gòu)也可以為：

其中A、B為(1)、(2)中的任一個(gè)，A、B可以相同也可以不同。

本發(fā)明所使用的負(fù)載離子液的載體選自聚苯乙烯樹脂、二氧化硅或殼聚糖。

本發(fā)明所用離子液陰離子為I^-、Br^-、Cl^-、HSO₄^-、H₂PO₄^-、HPO₄^2-、HCO₃^-、OH^-、CO₃^2-、CF₃SO₃^-或CH₃SO₃^-。

本發(fā)明催化劑的用量為環(huán)狀碳酸酯重量的1～15％之間。

本發(fā)明水與環(huán)狀碳酸酯摩爾比為1：1～4之間。

本發(fā)明所用環(huán)狀碳酸酯的結(jié)構(gòu)為：

其中R₁＝H，CH₃，ClCH₂，CH₃CH₂，C₆H₅，R₂＝H，CH₃；