[發明專利]一種環狀碳酸酯的無溶劑催化合成方法

有效

• 申請號: 201110431224.4
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102775378A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 尹雙鳳;邱仁華;孟振功;宋星星;邱一苗;喻琨;羅勝聯;許新華;周永波
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C07D317/36
• 分類號: C07D317/36;C07F9/92;C07F9/94;B01J31/12
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【技術領域】

本發明屬于有機化工、綠色催化合成技術領域，具體地說涉及一種用二氧化碳和環氧化物通過環加成反應合成環狀碳酸酯的無溶劑催化合成方法。

【背景技術】

環狀碳酸酯是具有良好的生物降解性的化學產品，可作為清潔型極性溶劑，也可用于酚醛樹脂生產、熱硬化性樹脂合成、熱記錄材料合成，以及作為高能密度電池(如鋰離子電池)和電容的電解液、金屬萃取劑、化妝品添加劑和化工中間體等。最主要用途就是聚碳酸酯(PC)合成。環狀碳酸酯的合成方法主要有光氣法和非光氣法。非光氣法，即采用二氧化碳作為羰基化試劑的方法，因為其“綠色化學工藝過程”而得到人們的廣泛關注。環氧化物和二氧化碳在催化劑的催化下直接發生環加成反應得到100％原子經濟性的產物環狀碳酸酯是目前的研究熱點。

目前，采用有機金屬配合物用于環狀碳酸酯催化合成已有報道，主要集中在Sa1en鋁、錳等配合物，而有機金屬鉍和有機金屬銻等配合物受到的關注較小；主要是合成的含鉍和銻的配合物不穩定，對水和空氣敏感，更不可能暴露在酸性氣體里面。本專利申請人在其于2011年6月15日公開的公開號為CN102091503A、其題為“一種捕集、固定和凈化二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物的化學方法”的專利申請中，記載了一種新型的氮橋配體的有機鉍和有機銻的硫化物，發現這類配合物在溶劑的共同作用下可以很好的用于捕集、固定和凈化二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物。但是該申請只對溫室氣體的捕集、固定和凈化進行了探討，而對捕集下來的二氧化碳氣體的資源化利用沒有進行研究。這里，我們將這一新合成的系列對空氣穩定的含5，6，7，12-[c，f][1，5]-氮鉍(銻)辛烯骨架的有機鉍(銻)配合物用于二氧化碳和環氧化物合成環狀碳酸酯的環加成反應中，得到了良好的催化效果。基于現有的文獻報道和我們的研究發現，我們設想將這類含有上述骨架的化合物應用于CO₂資源化利用，實現二氧化碳捕集、固定、凈化和資源化利用整個工藝流程。

本專利申請人在其于2009年8月19日公開的公開號為CN101508704A的題為“含橋式氮原子配體的有機鉍離子化合物及其制備與應用”的專利和在其于2009年9月30日公開的公開號為CN101544672A的題為“含橋式氮原子配體的有機銻離子化合物及其制備與應用”的專利申請中，記載了兩種有機金屬配合物的氯化物的合成，以這兩種配合物的氯化物與相應的無機堿反應可以得到本申請中的雙核有機鉍銻配合物作為CO₂與環氧化物催化轉化成環狀碳酸酯的高效催化劑的主催化劑，開發一種全新的環狀碳酸酯的催化合成方法，在理論和實踐上都是可行的。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種全新的二氧化碳催化轉化成環狀碳酸酯的無溶劑催化合成方法，以提高環氧化物的轉化率，提高環狀碳酸酯的選擇性，降低二氧化碳轉化過程中的能耗，提高催化劑的選擇性。

為達到上述發明目的，本發明提出以下的技術方案：

一種全新的二氧化碳和環氧化物催化轉化成環狀碳酸酯的無溶劑催化合成方法，是以雙核含橋式硫原子配體的有機鉍和有機銻配合物為主催化劑，季銨鹽為助催化劑。

上述合成方法中，所述雙核有機金屬配合物是具有結構式I的有機鉍配合物和有機銻配合物：