[發(fā)明專利]一種環(huán)狀碳酸酯的合成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110052677.X
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN112812091B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭凱;童昊穎;李振江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D317/36
• 分類號(hào): C07D317/36
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 萬婧

本發(fā)明公開了一種環(huán)狀碳酸酯的制備方法，屬于綠色催化合成技術(shù)領(lǐng)域。環(huán)氧化物和二氧化碳經(jīng)本發(fā)明的催化劑催化得到所述環(huán)狀碳酸酯，本發(fā)明合成方法簡(jiǎn)單、成本低、催化劑具有無金屬、無鹵素的特點(diǎn)、反應(yīng)條件溫和。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧化物固定二氧化碳合成環(huán)狀碳酸酯的方法。

背景技術(shù)

二氧化碳作為一種溫室氣體之一，在大氣中的濃度日益增加，到目前已經(jīng)成為了難以忽視的問題。二氧化碳作為一種豐富并且無毒的C原料，可以在有機(jī)領(lǐng)域中發(fā)揮巨大的作用。近年來，二氧化碳與環(huán)氧化物固定合成環(huán)氧碳酸酯的研究備受關(guān)注。環(huán)狀碳酸酯作為一種具有較高商業(yè)價(jià)值的產(chǎn)品，可以用于合成聚碳酸酯，可以作為一種綠色電池電解質(zhì)，或者精細(xì)化學(xué)品和藥品的中間體等。

到目前為止，已經(jīng)有許多催化劑被證明可以用于二氧化碳和環(huán)氧化物的反應(yīng)。有機(jī)金屬催化劑體系作為一種非常活躍并且選擇性很好的催化劑，可以高效催化CO2和環(huán)氧化合物合成環(huán)狀碳酸酯。近年來，有機(jī)化合物作為二氧化碳和環(huán)氧化物反應(yīng)的催化劑報(bào)道較多，其中，大多通過鹵素離子進(jìn)攻開環(huán)環(huán)氧化物，與二氧化碳加成后，鹵素離子離去形成碳酸酯。但是，有機(jī)金屬催化劑在催化反應(yīng)中有金屬殘留，產(chǎn)品中容易殘留毒素，而鹵素離子參與的催化反應(yīng)，對(duì)一般的金屬材質(zhì)有腐蝕性，對(duì)環(huán)境有不利影響。而無金屬，無鹵素體系的催化劑報(bào)道較少，本專利旨在開發(fā)一種廉價(jià)易得的無金屬，無鹵素催化劑催化二氧化碳和環(huán)氧化物的反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種可以在相對(duì)溫和的條件下，將二氧化碳和環(huán)氧化物合成環(huán)狀碳酸酯的方法，該方法所用催化劑不含金屬，不含鹵素，不需要溶劑，合成催化劑的原料可以從天然糖精中獲得。

本發(fā)明提出一種環(huán)狀碳酸酯的合成方法，在吡啶類糖精鹽有機(jī)催化體系下，將環(huán)氧化物和二氧化碳合成得到環(huán)狀碳酸酯，所述的吡啶類糖精鹽如式I或II所示：

R₁選自H、二甲氨基，R₂選自吡咯。

所述的環(huán)氧化物選自式III的結(jié)構(gòu)：

其中，R₃、R₄選自H、具有1-4個(gè)碳原子的支鏈或直鏈烷基、烯丁基、苯基、鹵素或烷基取代的苯基、氯或溴取代的烷基、R₅-O-CH₂-，所述的R₅選自苯基、被1～3個(gè)碳原子的烷基取代的苯基、烯丙基或1～4個(gè)碳原子的支鏈或直鏈的烷基。

所述的環(huán)氧化物，R₃、R₄選自H、正丁基、苯基、鹵代苯基、R₅-O-CH₂-，所述R₅選自苯基、甲苯基、烯丙基，叔丁基或甲基。

所述的催化劑選自如下結(jié)構(gòu)：

所述的環(huán)氧化物選自如下結(jié)構(gòu)：

得到的環(huán)狀碳酸酯的結(jié)構(gòu)如下：

所述合成方法的反應(yīng)溫度為40-120℃，初始?jí)毫?.1-2MPa，催化劑與環(huán)氧化物的比例為1mol％-10mol％。

所述合成方法的反應(yīng)溫度為120℃，初始?jí)毫?.1MPa，催化劑與環(huán)氧化物的比例為10mol％。

所述的環(huán)狀碳酸酯合成方法為向反應(yīng)容器中加入環(huán)氧化物和催化劑，二氧化碳置換反應(yīng)容器中的空氣，充入二氧化碳至0.1-2MPa，在無溶劑條件下升溫至40-120℃，反應(yīng)6～24h，冷卻，反應(yīng)液通過柱層析得到產(chǎn)物環(huán)狀碳酸酯。