[發明專利]連續制備環狀碳酸酯的方法

有效

• 申請號: 201880082059.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN111615510B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 弗蘭克·弗根斯特;桑德·勞倫蒂斯
• 申請（專利權）人: 新綠色世界有限公司
• 主分類號: C07D317/26
• 分類號: C07D317/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 李珊珊

在由鹵化物活化的負載型二聚鋁salen配合物存在下，通過使環氧化合物與二氧化碳反應來連續制備環狀碳酸酯產物的方法，包括以下步驟：(a)使二氧化碳與環氧化合物在液態環狀碳酸酯和由鹵化物活化的負載型二聚鋁salen配合物的懸浮液中接觸；(b)從負載型二聚鋁salen配合物中分離出部分環狀碳酸酯產物；(c)從環狀碳酸酯產物中分離出鹵化物，以獲得純化的環狀碳酸酯產物；(d)使用在步驟(c)中所獲得的全部或部分鹵化物來活化已失活的負載型二聚salen配合物。

技術領域

本發明涉及一種在由鹵化物活化的負載型二聚鋁salen配合物存在下，通過使環氧化合物與二氧化碳反應來連續制備環狀碳酸酯的方法。

背景技術

在EP2257559B1中描述了這樣的方法。在該出版物中，描述了一種由氧化乙烯和二氧化碳制備碳酸乙烯酯的連續方法。該反應在二聚鋁salen配合物和氮氣存在下可以發生，該二聚鋁salen配合物被負載在改性的SiO₂載體上作為催化劑。負載型催化劑存在于管式反應器中，并且反應物以氧化乙烯、二氧化碳和氮氣的氣態混合物的形式供應至管式反應器。借助于水浴將反應器中的溫度保持在60℃，并且壓力為大氣壓力。碳酸乙烯酯的產率為80％。

EP2257559B1的方法的優點在于，反應條件在溫度方面可以接近于環境溫度，且在壓力方面可以接近于大氣壓力。作為結果，該方法的能量消耗低并且形成較少的副產物。然而，在EP2257559B1中描述的連續方法的缺點在于，管式反應器需要外部冷卻，以避免由于放熱反應生成碳酸乙烯酯而導致的過熱。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以通過使環氧化合物與二氧化碳反應來大規模制備環狀碳酸酯產物的方法。

該目的通過以下方法來實現。在由鹵化物活化的負載型二聚鋁salen配合物存在下，通過使環氧化合物與二氧化碳反應來連續制備環狀碳酸酯產物的方法，包括以下步驟：

(a)使二氧化碳與環氧化合物在液態環狀碳酸酯和由鹵化物活化的負載型二聚鋁salen配合物的懸浮液中接觸，其中環氧化合物與二氧化碳反應生成環狀碳酸酯產物并且部分負載型二聚salen配合物失活；

(b)從負載型二聚鋁salen配合物中分離出部分環狀碳酸酯產物，以獲得包含環狀碳酸酯產物、二氧化碳、環氧化合物和鹵化物的混合物；

(c)從環狀碳酸酯產物中分離出鹵化物，以獲得純化的環狀碳酸酯產物；以及

(d)使用在步驟(c)中所獲得的全部或部分鹵化物來活化已失活的負載型二聚salen配合物。

申請人發現，通過在液態環狀碳酸酯產物和負載型催化劑配合物的懸浮液中進行反應，獲得了一種有效的方法，該方法不具有在EP2257559B1中所描述的連續方法的缺點。液態環狀碳酸酯產物是有效的傳熱介質，其避免了局部過熱點和催化劑配合物可能的熱失活。不需要額外的氮氣。通過使未反應的環氧化物再循環至步驟(a)中的反應器，可以實現所需環狀碳酸酯產物的高產率。反應的選擇性可以很高，使得環狀碳酸酯的產率甚至可以高達95％。此外，通過重新使用鹵化物來再活化負載型二聚鋁salen配合物，可以實現低的化學消耗。當在下文描述本發明優選的實施例時，將描述該方法其他的優點。

在步驟(a)中，二氧化碳與環氧化合物在液態環狀碳酸酯的懸浮液中接觸。選擇溫度和壓力條件，使得環狀碳酸酯處于液態。進一步選擇溫度和壓力條件，使得二氧化碳和環氧化物易于溶解在液態環狀碳酸酯反應介質中。溫度可以在0和200℃之間，壓力在0和5.0MPa(絕對壓力)之間，并且其中溫度低于在選定壓力下環狀碳酸酯產物的沸騰溫度。在這些溫度和壓力范圍的高端，將需要復雜的反應器容器。因為就選擇性和所需碳酸酯產物的產率而言，在較低的溫度和壓力下可獲得令人滿意的結果，所以優選在20和150℃之間、更優選地在40和120℃之間的溫度下進行步驟(a)。絕對壓力優選地在0.1和1.0MPa之間，更優選在0.1和0.5MPa之間，甚至更優選在0.1和0.2MPa之間。