[發(fā)明專利]電解制備碳酸酯的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110003859.4
• 申請日: 2011-01-04
• 公開（公告）號: CN102586799A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 王歡;吳臘霞;趙淑鳳;陸嘉星;梶浦尚志;李勇明
• 申請（專利權）人: 索尼公司;華東師范大學
• 主分類號: C25B3/04
• 分類號: C25B3/04;C07D317/38;C07D317/36;C07C69/96;C07C68/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳劍華;杜誠

發(fā)明領域

本發(fā)明涉及一種通過電解由二氧化碳和醇制備有機碳酸酯的方法。所述由二氧化碳和醇制備有機碳酸酯的方法包括通過電合成由二氧化碳和二醇制備環(huán)狀碳酸酯的方法及通過電合成由二氧化碳和醇制備線性碳酸酯。

背景技術

有機碳酸酯是非常重要的一類化合物，具有廣泛的用途，應用于化學和制藥工業(yè)的許多領域。

其中，環(huán)狀碳酸酯是重要的化工產品，環(huán)狀碳酸酯中的碳酸乙烯酯(EC)被廣泛地用于化肥、纖維、制藥及有機合成等行業(yè)，而碳酸丙烯酯(PC)即是一種用途廣泛的有機原料，也是一種性能優(yōu)良的有機溶劑，在有機合成、氣體分離、電化學及金屬萃取等領域得到廣泛應用，尤其是碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯二者可用作鋰離子電池等非水電解液二次電池的有機溶劑。

另外，作為一種重要的有機碳酸酯，碳酸二甲酯(DMC)是一種環(huán)境友好的有機化工原料，其可用作燃料添加劑、羰基化試劑、烷基化試劑和極性溶劑。此外，DMC被廣泛應用在聚碳酸酯和聚氨酯的合成中。

由于有機碳酸酯具有廣泛的應用，其合成方法得到深入研究，例如有光氣化技術、碳酸酯交換反應、醇的氧化性羰基化和尿素與醇的反應等。

WO2008031864描述了一種通過在水和催化性化合物的存在下使相應的環(huán)氧烷烴與二氧化碳接觸來制備碳酸亞烷基酯的方法，所述催化性化合物包含用鹵化氫中和了的有機堿，在該方法中，有機堿包含碳基化合物，該碳基化合物含一或多個帶至少一對游離電子對的氮原子和/或一個或多個帶至少一對游離電子對的磷原子，有機堿的pKa大于8。

WO2009141377描述了一種通過二氧化碳與1，2-環(huán)氧烷烴和碳酸化催化劑接觸來制備碳酸1，2-亞烷基酯的方法。

碳酸亞烷基酯也可以由二氧化碳和二醇制備。

JP?2008001659描述了一種由二醇或丙三醇和CO₂在活化金屬催化劑和被在環(huán)化過程中生成的水進行了水和或水解的物質的存在下制備環(huán)狀碳酸酯的方法。

CN101029039描述了一種通過鄰二醇與CO₂在乙腈中于Zn催化劑的存在下制備五元環(huán)碳酸酯的方法。

另外，作為合成碳酸二甲酯的商業(yè)化方法，已開發(fā)出包括光氣的甲醇解聚法、甲醇的氧化性羰基化法和酯交換反應等多種方法。然而，所有這些方法都使用有毒的、腐蝕性的、易燃的和爆炸性氣體，如光氣、氯化氫和一氧化碳。

日本專利文獻JP2009242306A公開了一種在包含金屬化合物、并可任意包含酸性化合物的催化劑的存在下由甲醇和二氧化碳制備碳酸二甲酯的方法。

日本專利文獻JP2009132673A公開了一種在ZrO₂或CeO₂催化劑的存在下于乙腈中由甲醇和二氧化碳制備碳酸二甲酯的方法。

美國專利文獻US2008300419A描述了一種制備有機碳酸酯的方法，它包括在一氧化碳和液相催化系統(tǒng)的存在下使醇化合物進行氧化性羰基化反應，形成有機碳酸酯，在該方法中，液相催化系統(tǒng)包括至少一種催化劑、至少一種添加劑和至少一種由具有含氮雜環(huán)結構的陽離子和陰離子構成的離子性液體。

中國專利文獻CN1733696A提供了一種聯(lián)產碳酸二甲酯和二元醇的方法，它包括將環(huán)氧烷烴與二氧化碳反應形成環(huán)狀碳酸酯，然后與甲醇進行酯交換，生成目標化合物。例如，在四乙基溴化銨的存在下使環(huán)氧乙烷與二氧化碳在反應器中反應，生成碳酸乙烯酯。在甲醇鈉的存在下將所得到的碳酸乙烯酯在精餾塔中用甲醇進行處理，生成碳酸二甲酯和1，2-乙二醇。

日本專利文獻JP2006289157A描述了一種用具有路易斯酸位或質子酸位的固體催化劑由二氧化碳和甲醇制備有機碳酸酯的方法。

中國專利文獻CN1485313A涉及一種制備碳酸二甲酯的方法，它包括在催化劑的存在下在5～30MPa的壓力下使二氧化碳與環(huán)氧乙烷進行0.5～4個小時的環(huán)加成反應，然后與甲醇進行酯交換，通過分離，得到碳酸二甲酯、乙二醇和碳酸乙烯酯。

在上述方法中，鑒于二氧化碳的溫室效應，利用二氧化碳的化學研究近年來受到廣泛關注。二氧化碳與環(huán)氧化物反應生成環(huán)狀碳酸酯作為一種化學固定二氧化碳的有效途徑已引起人們很大的興趣。

此外，由甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯也受到高度期待，因為這樣的方法本質上是環(huán)保的。

但是，上述所有制備碳酸酯的方法中，存在的一個缺點是，需要使用昂貴和復雜的催化劑化合物，并且需要在高壓或高溫下進行。

本技術領域需要一種能夠在溫和條件下簡便經濟地制備有機碳酸酯而無需使用昂貴的金屬催化劑鹽的方法。