[發明專利]一種環狀碳酸酯的多相催化合成方法

無效

• 申請號: 200810031202.7
• 申請日: 2008-05-05
• 公開（公告）號: CN101265253A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 尹雙鳳;代威力;羅勝聯;伍水生;張曉文;李文生
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C07D317/36
• 分類號: C07D317/36;B01J23/06;B01J23/02
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技術領域

本發明涉及一種二氧化碳與環氧化物通過環加成反應生成環狀碳酸酯的多 相催化合成方法。

背景技術

二氧化碳是主要的溫室氣體，但同時也是地球上儲量最為豐富、廉價和無毒 的C1資源。它可以取代劇毒的光氣和一氧化碳作為羰基化試劑，可作為有機化 學品的基本“碳構件”之一。因此化學固定二氧化碳為高附加值的有機化學品具有 巨大的環境價值和經濟價值，這已成為國際上競相研發的熱點課題和世界性難題 項目之一。[參考文獻：Coord?Chem?Rev?153(1996)155；181(1999)27；J?Polym?Sci Part?A：Polym?Chem，42(2004)5561；Chem?Rev?103(2003)3857；Energy&Fuels 18(2004)1126]

二氧化碳與環氧化物通過環加成反應生成環狀碳酸酯(如：碳酸乙烯酯和碳酸 丙烯酯)是目前CO₂資源化的主要途徑之一。環狀碳酸酯是性能優良的高沸點高極 性有機溶劑，已廣泛應用于有機合成(反應原料與溶劑)、氣體分離與凈化、化 妝品、電池電解質及金屬萃取等領域。環狀碳酸酯的合成主要包括光氣法、酯交 換法、CO₂與環氧化物環加成反應法等。其中CO₂與環氧化物環加成生成環狀碳 酸酯是典型的“原子經濟”反應，是一條合成環狀碳酸酯的環境友好技術路線，符 合現代化學與化工的發展方向。目前報道的關于CO₂與環氧化物反應的催化劑主 要包括均相催化劑和多相催化劑兩大類。其中均相催化劑主要包括：季銨鹽、離 子液體、金屬配合物、有機膦化合物等[參考文獻：J?Organomet?Chem?690(2005) 3490；Tetrahedron?Lett?47(2006)1271；Organic?Lett?4(2002)2561；J?Mol?Catal?A 210(2004)31；Green?Chem?5(2003)92；Chem?Commun(2003)896；J?Org?Chem 60(1995)725；Inorg?Chim?Acta?278(1998)223；J?Am?Chem?Soc?125(2003)7586；J Catal?220(2003)44；J?Catal?232(2005)80；Chem?Commun(2003)2042；EP1658279； EP1687290；WO05003113；US20050014956]；多相催化劑主要包括：負載型堿金 屬鹵化物、單一金屬氧化物、分子篩、負載型金屬配合物等[參考文獻： CN1305870；CN1424141；CN1424147；Appl?Catal?A?219(2001)259；Chem?Commun (2000)2089；J?Mol?Catal?A?204～205(2003)245；J?Phys?Chem?B?103(1999)6277；Catal Today?62(2000)241；J?Catal?199(2001)85；Microporous?Mesoporous?Mater 76(2004)177；J?Phys?Chem?B?109(2005)2315；US20050070724；J?Mol?Chem?Catal?A 186(2002)33；Appl?Catal?A?275(2004)73；J?Catal?228(2004)254]。均相催化劑體系的 主要缺點是催化劑的制備成本昂貴、毒性較高、組成復雜、含有鹵素、難以回收 循環使用等；而目前的多相催化劑體系的主要問題為：催化活性低(導致環加成 反應所需壓力、溫度和催化劑的濃度較高)、選擇性差、失活較快等。

針對現有合成環狀碳酸酯技術路線的不足，申請人著力于設計開發低/無污 染并具有較強開發應用前景的高效催化劑和新工藝技術。這種催化劑必須具備如 下特點和優點：選擇性高，不含鹵素元素，可以反復使用不失活，而且環狀碳酸 酯合成反應條件相對溫和。

發明內容

本發明的目的是提供一種可高選擇性催化二氧化碳與環氧化物環加成合成 環狀碳酸酯的方法。

本發明的技術解決方案是，一種可高選擇性催化二氧化碳與環氧化物環加成 生成環狀碳酸酯的方法，其特征在于：