[發明專利]一種介孔碳cmk-3負載離子液體催化制備環狀碳酸酯的方法

無效

• 申請號: 201410282859.6
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104056661A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 肖本能
• 申請（專利權）人: 內蒙古鄂爾多斯電力冶金股份有限公司氯堿化工分公司
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C07D317/36;C07D317/38;C07D317/46
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域：

本發明涉及一種由環氧化合物和二氧化碳環加成制備環狀碳酸 酯的方法，具體為一種介孔碳cmk-3負載離子液體催化制備環狀碳酸 酯的方法。

背景技術：

二氧化碳是溫室效應的主要來源，同時也是一種重要的C1資源， 其吸收和利用的綠色化學無論在經濟效益還是社會效益上都具有重 大意義。而合成環狀碳酸酯就是一種很好的二氧化碳固定方法。環狀 碳酸酯是一種非常好的極性溶劑和有機合成中間體，在醫藥和精細化 工產品的合成中有著廣泛的應用。并且環狀碳酸酯可以通過水解或醇 解的方式高選擇性地生成二元醇及碳酸二甲酯等大宗化學產品，相比 舊工藝可以有效降低生產成本并節能降耗，具有良好的應用前景。

目前生產環狀碳酸酯所用催化劑可分為均相催化劑和非均相催 化劑。均相催化劑(堿金屬、堿土金屬鹵化物，主族金屬和過渡金屬 配合物，離子液體等)普遍存在不易回收的缺點。目前采用負載型離 子液體催化劑成為了催化該反應有效和經濟的方式。負載型離子液體 通過非均相催化，有效解決了催化劑與產物的分離問題。負載型離子 液體包含物理負載及化學負載，物理負載采用的是物理吸附方式，催 化劑穩定性相對較差，易流失，而化學負載是通過離子液體和載體間 形成的化學鍵連結，在保證一定的催化活性的同時，具備了較高的穩 定性和使用壽命。

有序介孔碳cmk-3作為多孔無機材料，比表面積大、孔徑有序、 環境友好。在分離材料、儲氫材料、電極材料、模板材料、吸附材料、 傳感器、催化劑載體方面應用廣泛。

發明內容

本發明提供了一種介孔碳cmk-3負載離子液體催化制備環狀碳 酸酯的方法，解決了現有制備環狀碳酸酯過程中物理負載采用的是物 理吸附方式，催化劑穩定性相對較差，易流失的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種介孔碳cmk-3負載離子液體催化制備環狀碳酸酯的方法，使 用有序介孔碳分子篩作載體負載季銨或吡啶的負載型離子液體作為 催化劑，催化環氧化合物和二氧化碳環加成合成相應的環狀碳酸酯， 季銨負載型離子液體催化劑的結構式如下：

吡啶負載型離子液體催化劑的結構式如下：

其中R＝(CH₂)_n，n＝1，2或3；R₁＝H，OH，COOH，NH₂；X＝ Cl，Br，I，HCO₃，HSO₄，BF₄或PF₆。

進一步，本發明的一種優選方案為：所述有序介孔碳分子篩為有 序介孔碳cmk-3。

進一步，本發明的一種優選方案為：所述環氧化合物為:

其中m＝1、2、3或4，n＝0、1、2、3或4。

進一步，本發明的一種優選方案為：催化劑用量以離子液體含量 計算為環氧化合物的0.1-5mol％。

進一步，本發明的一種優選方案為：所述的催化反應為：反應壓 力為0.1-10.0MPa，反應溫度為50-160℃，反應時間為0.5-12小時。

本發明采用的吡啶負載型離子液體催化劑的制備方法：稱取N- 甲基甘氨酸0.2g，吡啶-4-甲醛0.04g，0.2g有序介孔碳CMK-3置于盛有 60mL甲苯的100mL單口圓底燒瓶中，110℃油浴攪拌下反應38小時， 冷卻至室溫，用甲醇抽濾洗滌5次，每次20mL，將所得固體在真空條 件下70℃干燥12小時。然后稱取上述固體0.18g，季銨化陰離子試劑 0.8g置于盛有30mI甲苯的50mI單口圓底燒瓶中，110℃油浴攪拌下反 應，24h，冷卻至室溫，用丙酮抽濾洗滌4次，每次20mI，再將所得 固體在真空條件下70℃干燥12h，既得季銨負載型離子液體催化劑。

所述的季銨負載型離子液體催化劑的制備方法：與吡啶負載型離子 液體催化劑的制備方法相同，不同之處在于：用多聚甲醛0.04g代替 吡啶-4-甲醛0.04g。

所述的季銨化陰離子試劑為2-溴乙醇，3-溴代丙酸，氯代正丙 烷等，具體的季銨化陰離子試劑可以根據催化劑的結構式推出，不在 一一列出。

本發明的有益效果：