[發明專利]一種合成(2,3-環碳酸甘油酯)(甲基)丙烯酸酯的方法

無效

• 申請號: 201010111191.0
• 申請日: 2010-02-08
• 公開（公告）號: CN102146071A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 任旭
• 申請（專利權）人: 任旭
• 主分類號: C07D317/38
• 分類號: C07D317/38;B01J31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及(2，3-環碳酸甘油酯)(甲基)丙烯酸酯合成技術，尤其是一種采用二氧化碳和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯合成(2，3-環碳酸甘油酯)(甲基)丙烯酸酯的方法及用于該方法的催化劑。

【背景技術】

二氧化碳是地球上最大的碳源，自然界中二氧化碳的含碳量為1億億噸，遠高于煤、石油、天然氣的含碳量。我國現在二氧化碳排放量達50多億噸，位居世界第二，很快就會超過美國成為世界第一。但是我國二氧化碳回收利用總量和應用領域均與西方國家有較大差距，因此二氧化碳的綠色化利用意義更加重大。

二氧化碳綠色化利用不僅是履行《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》的最佳途徑，也是兌現我國政府承諾減少二氧化碳排放的必要措施，同時也是緩解石油資源逐漸匱乏和發展低碳經濟的策略。

目前二氧化碳綠色化利用研究已經取得了一定的進展，如可以將二氧化碳作為超臨界溶劑和介質使用，應用于制備聚合物微孔發泡材料、聚合物/金屬納米復合材料、聚合物納米共混材料以及聚合物化學改性等。二氧化碳與氫反應可以合成甲醇，日本正在開發利用二氧化碳和氫氣生產二甲醚的方法。二氧化碳還可以通過催化、反應精餾、納米技術、離子液體等高新技術衍生為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯。采用稀土高效催化體系可使二氧化碳與環氧化物進行本體共聚合，可以生產具有良好阻隔性、透明性并能全生物降解的塑料，用于醫藥和食品包裝、一次性餐具等，能解決白色污染問題，前景喜人。

(2，3-環碳酸甘油酯)(甲基)丙烯酸酯既含有雙鍵，又含有環狀碳酸酯官能團，可廣泛應用于涂料、粘合劑、防水材料、UV光固化等領域。在其合成中每生產一噸產品可消耗二氧化碳260公斤，有效地將二氧化碳轉化為綠色化工產品，實現了節能減排，對于發展循環經濟具有十分重要的意義。

【發明內容】

本發明提供一種制備(2，3-環碳酸甘油酯)(甲基)丙烯酸酯的方法，具體是利用二氧化碳和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯通過環加成反應合成(甲基)丙烯酸縮水甘油酯。

為解決上述技術問題，本發明提供一種催化劑，用作二氧化碳和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯合成(2，3-環碳酸甘油酯)(甲基)丙烯酸酯的催化劑；催化劑包括咪唑類離子液體、吡啶類離子液體、季銨鹽和無機鹽或二者的混合物。

本發明催化劑咪唑類離子液體中的陰離子結構為：四氟硼酸、六氟磷酸、氯、溴、碘、硫酸根、硝酸根、三氟乙酸根、二氰胺根、雙三氟甲基磺酸亞胺、十二烷基磺酸、三氰基甲烷中的一種或其組合。

本發明催化劑吡啶類離子液體的陰離子結構為：四氟硼酸、溴、十二烷基磺酸、高氯酸、磷酸二氫根、硫酸氫根、二氰胺根、硝酸根、雙三氟甲烷磺酰亞胺、六氟磷酸、對甲苯磺酸中的一種或其組合。

本發明催化劑季銨鹽為四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基碘化銨、四甲基溴化銨、四乙基溴化銨、四乙基碘化銨、芐基三甲基氯化銨、芐基三甲基溴化銨、三丁基胺四氟硼酸鹽、三丁基胺高氯酸鹽、三丁基胺二氰胺鹽、三丁基胺三氟磺酰亞胺、三丁基胺六氟磷酸鹽、三丁基胺對甲基苯磺酸鹽、四乙基胺高氯酸鹽、四丁基胺六氟磷酸鹽中的一種或幾種的組合。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種能夠在較溫和的條件下高效、環保、經濟、工藝簡單地實現采用二氧化碳和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯合成(2，3-環碳酸甘油酯)(甲基)丙烯酸酯的方法。

二氧化碳和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯合成(2，3-環碳酸甘油酯)(甲基)丙烯酸酯的反應條件：反應壓力為0.1-10MPa，反應溫度為50-200℃，反應時間0.5-20小時。

所用反應物可以是丙烯酸縮水甘油酯、也可以是甲基丙烯酸縮水甘油酯。

反應所用的阻聚劑為：對苯二酚、對苯醌、甲基氫醌、對羥基苯甲醚、2-叔丁基對苯二酚、2，5-二叔丁基對苯二酚，也可以不用任何阻聚劑。

反應所用的有機溶劑為：甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、苯甲醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸甲酯、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇苯醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚。也可以不用任何有機溶劑。

本發明的有益效果是：

1.催化劑體系簡單、成本低，反應活性高、選擇性好；

2.反應條件溫和、工藝過程簡單，便于操作。

【具體實施方式】

實施例1：