生成环状碳酸酯的反应的制作方法
【专利摘要】一类环氧乙烷及其衍生物与CO2生成环状碳酸酯的反应，该反应方法以一类金属络合共轭微孔高分子聚合物（CMP-M）作为主催化剂，以四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基醋酸铵等季铵盐，三乙胺，4-二甲氨基吡啶或碘化钾为助催化剂。本发明提供的反应方法的反应特征是：环氧乙烷及其衍生物，助催化剂和催化剂的摩尔计量比为500-2000∶1-50∶1；反应温度为0-120℃，反应时间为1-24h，反应压力为0.1-3MPa。突破了此前这类反应受到高温高压（6-9MPa，160-200℃）的限制，在温和条件下环状碳酸酯的产率可达29%-99%。该反应具有反应时间短，反应条件温和，反应产率高且反应重复性好等优点，加大了实现其工业化的可能性。
【专利说明】-类环氧乙烷及其衍生物与CO2生成环状碳酸酯的反应
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工领域，具体涉及一类环氧乙烷及其衍生物与CO2生成环状碳酸酯 的反应。
【背景技术】
[0002] CO2气体是人类活动中最主要的温室气体。随着温室效应的日益严重，人们对二氧 化碳的处理及吸收给予了越来越多的关注。目前减少大气层中的〇) 2方法主要有两大类：发 展新型高效的CO2分离回收技术、CO2封存技术、固定源和流动源的减排CO 2工艺技术，提高 能效和新型能源技术等；利用CO2作为一种碳资源合成附加价值较高的化工产品或材料，因 此将其固定或者采用化学转化的方法转变成有机物对我们人类的发展进步有重大的意义。
[0003] 碳酸乙烯酯（Ethylene Carbonate,简称EC)又称1，3-二氧杂环戊酮或碳酸乙撑 酯、乙二醇碳酸酯，与其他环状碳酸酯一样，是一种性能优良的有机高沸点溶剂和有机化 学合成的中间体，是有机化学工业的一种基础原料，被广泛应用于印染、纺织、电化学及高 分子合成等领域。近年来，研究发现碳酸乙烯酯还可被用于高附加值的高能电池电解液，以 及碳酸二甲酯（DimethylCarbonate，简称DMC)和乙二醇（EthyleneGlyco,简称EG)的合成 中。这些都显示出了 EC的应用前景和市场对其旺盛的需求。环氧乙烷及其衍生物和二氧 化碳在催化剂作用下可以生成相应的环状碳酸酯，不仅益于解决CO 2气体排放带来的污染 问题，而且可以补充市场对环状碳酸酯的需求。值得注意的是，目前已经报道的反应方法大 多要求高温高压（5-9MPa，155-200°C )以及反应时间较长等比较苛刻的反应条件，使得工业 化生产难以进行，且环氧乙烷在常温下是气体，易于聚合，因此，提高反应产率及产物的选 择性，改善反应条件以便于用于大规模工业生产中是目前急需解决的关键问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一类环氧乙烷及其衍生物与CO2生成环状碳酸酯的反应， 该反应是在较温和的条件下得到较高的反应产率和选择性，为实现工业化提高一个良好可 行的参考。
[0005] 本发明提供了一类环氧乙烷及其衍生物与CO2生成环状碳酸酯的反应，在反应釜 中加入一定量的催化剂（CMP-M)、助催化剂以及一定量的环氧烷烃及其衍生物，然后冲入 一定压力的二氧化碳气体，反应得到环状碳酸酯。其中，环氧烷烃及其衍生物、助催化剂和 CMP-M的物质的量比约为500-2000 :1-50 :1。
[0006] 本发明的反应方程式如下：
[0007]
【权利要求】
1. 一类环氧乙烷及其衍生物与co2生成环状碳酸酯的反应，其特征在于：在反应釜中 加入一定量的催化剂（CMP-M)、助催化剂以及一定量的环氧烷烃及其衍生物，然后冲入一定 压力的二氧化碳气体，反应得到环状碳酸酯。
2. 按照权利要求1所述环氧乙烷及其衍生物与C02生成环状碳酸酯的反应，其特征在 于：所述环氧烷烃及其衍生物、助催化剂和催化剂的摩尔计量比为500-2000 :1-50 :1。
3. 按照权利要求1所述环氧乙烷及其衍生物与C02生成环状碳酸酯的反应，其特征在 于：所述环氧烷烃及其衍生物为环氧乙烷、环氧丙醇、1，2-环氧十二烷、1，2-环氧-6-己烯、 2-(甲氧基乙块基）环氧乙烧、2-(苯氧基）环氧丙烧、1,2, 7, 8-二环氧半烧、反式-1,2-二 甲基环氧乙烷、反式-1，2-二苯基环氧乙烷、1，2-环氧环己烷、反式-1，1-二甲基环氧乙烷、 1，1-二甲基环氧乙烷中的一种或多种。
4. 按照权利要求1所述环氧乙烷及其衍生物与C02生成环状碳酸酯的反应，其特征在 于：所述助催化剂为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基醋酸铵等季铵盐，三乙胺，4-二 甲氨基吡啶（DMAP)、碘化钾中的一种或多种。
5. 按照权利要求1所述环氧乙烷及其衍生物与C02生成环状碳酸酯的反应，其特征在 于：所述催化剂为一类金属络合共轭微孔高分子聚合物。
6. 按照权利要求5所述环氧乙烷及其衍生物与C02生成环状碳酸酯的反应，其特征在 于：所述金属络合共轭微孔高分子聚合物是指由Salen-M与炔基苯进行聚合反应得到催化 剂 CMP-M ; 其中，M是金属钴（Co)、锌（Zn)、铜（Cu)、铝（A1)、铬（Cr)中的一种或多种； Salen是（R，R)-N，N' -双（5-溴-3-叔丁基-2-羟基苯甲醛）-1，2_环己二胺及衍生 物； Salen-M为由Salen和M金属盐生成的金属络合物。
7. 按照权利要求1所述环氧乙烷及其衍生物与C02生成环状碳酸酯的反应，其特征在 于：所述反应条件为：反应温度为0_120°C，反应时间为l_24h，反应压力为0. l-3MPa。
【文档编号】C07D317/38GK104418832SQ201310407813
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】邓伟侨, 杨瑞霞 申请人:中国科学院大连化学物理研究所