[發明專利]一種質子化吡唑類離子液體及利用其催化合成環狀碳酸酯的方法

有效

• 申請號: 201710044382.1
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106916109B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 張敬來;王騰飛;任鐵鋼;王麗;黎桂輝;馬源
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C07D231/12
• 分類號: C07D231/12;B01J31/02;C07D317/36;C07D317/38
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

本發明提供一種質子化吡唑類離子液體，其特征在于，結構式為將所述質子化吡唑類離子液體與環氧化合物按照1∶10～300的摩爾比加入高壓反應釜中，通入CO₂至高壓反應釜內的壓力為1～4MPa，100～150℃的溫度下恒溫恒壓反應1～4h，后處理即得環狀碳酸酯。與現有方法比較，本發明方法反應條件溫和，催化劑活性高，催化過程中沒有使用任何有機溶劑，是一個環境友好型的催化反應過程。

技術領域

本發明屬于綠色化工合成技術領域，具體涉及一種質子化吡唑類離子液體及利用其催化合成環狀碳酸酯的方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展，CO₂的產生對地球環境產生了巨大的影響，由此造成的溫室效應受到了各國的廣泛關注。因此控制大氣中CO₂的含量，減輕其對溫室效應的影響已成新世紀人類亟待解決的重大問題之一。所以在此形勢下，有效的捕捉和利用CO₂成為當前CO₂化學固定的研究熱點。

CO₂作為一種廉價豐富的可再生資源，通過環加成反應與環氧化合物轉化合成環狀碳酸酯是最有前景的方法之一。合成的環狀碳酸酯是一種重要的化工原料，在極性溶劑、電解液、醫藥和精細化工中間體合成方面都有著廣泛的應用。由于CO₂具有一定的化學惰性，因此該環加成反應能否順利進行的關鍵在于研發能夠活化CO₂的高效催化劑。盡管人們已經研發了多種用于催化CO₂和環氧化合物合成環狀碳酸酯的催化劑體系，如金屬配合物、金屬氧化物、離子液體、金屬鹽等，但仍存在催化劑成本昂貴、使用有毒的有機溶劑、反應條件苛刻、合成過程復雜等問題。因此，以簡單易操作的方法，尋求環境友好、活性高、反應條件溫和且高效廉價的催化體系對催化CO₂與環氧化合物合成環狀碳酸酯顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有合成環狀碳酸酯的方法中使用有毒的有機溶劑、催化劑昂貴、合成過程復雜、反應條件苛刻等技術問題，提供了一種質子化吡唑類離子液體催化合成環狀碳酸酯的方法。

本發明采用如下技術方案：

一種質子化吡唑類離子液體，結構式為其中R₁為CH₃或H，R₂為CH₃或H。

上述質子化吡唑類離子液體的制備方法，將氫溴酸加入吡唑類化合物中，攪拌反應15～30h，后處理即得；

所述吡唑類化合物的結構式為其中R₁為CH₃或H，R₂為CH₃或H；

吡唑類化合物與氫溴酸的摩爾比為1∶1～4。

利用上述質子化吡唑類離子液體催化合成環狀碳酸酯的方法，將所述質子化吡唑類離子液體與環氧化合物按照1∶10～300的摩爾比加入高壓反應釜中，通入CO₂至高壓反應釜內的壓力為1～4MPa，100～150℃的溫度下恒溫恒壓反應1～4h，后處理即得環狀碳酸酯。

上述的方法，所述環氧化合物的結構式為其中R為H、CH₃、CH₂Cl或

本發明的有益效果如下：

與現有方法比較，本發明方法反應條件溫和，催化過程中沒有使用任何有機溶劑，是一個環境友好型的催化反應過程。此外，本發明合成工藝簡單，催化劑反應活性高。本發明使用質子化吡唑類離子液體催化劑催化合成環狀碳酸酯，環狀碳酸酯的選擇性較高，通過減壓蒸餾的方法可將催化劑與環狀碳酸酯產物分離，經分離后的催化劑可循環使用從而降低了催化劑合成及生產的成本。因此本發明方法制備環狀碳酸酯具有高效、經濟、環保等優點，具有非常好的工業應用前景。

具體實施方式