专利名称：一种用于环状碳酸酯水解的催化方法
技术领域：
本发明属于酯类水解技术领域，具体指一种环状碳酸酯催化水解 的新方法。
背景技术：
酯类的水解是一种重要的化学反应，广泛应用于石化生产的各个领域，其中 环状碳酸酯，如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)等的水解更是具有非常 重要的基础地位。碳酸乙烯酯(EC)的水解是由环氧乙垸(EO)催化水合两步法生产乙二醇 (EG)的重要步骤。乙二醇(EG)是一种重要的有机化工原料，主要用来生产聚酯纤 维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等。乙二醇 生产的技术，主要分为石化路线和非石化路线。在石化路线中有EO直接催化水 合法和碳酸乙烯酯法(EC)路线。EO催化水合制EG该技术的关键是催化剂，大致 分为均相催化水合法和非均相催化水合法。碳酸乙烯酯法(EC)路线，是利用乙烯 氧化制EO时排放的C02为原料与EO在催化剂的作用下反应生成EC，然后以EC为 中间产物催化水解生产EG，是今后EO制EG的工业化方向。碳酸丙烯酯(PC)的水解是以碳酸丙烯酯(PC)和甲醇为原料酯交换法生产 DMC同时联产1， 2—丙二醇过程保证1， 2—丙二醇产品纯度的有效方法，具有 很高的工业应用价值。目前已用于这类环状碳酸酯水解反应催化剂主要有碱金属碳酸盐、碱金属 碳酸氢盐，碱土金属碳酸盐、碱性沸石、季铵型强碱性阴离子交换树脂、IIIA族 金属氧化物、锌、锰、铅等化合物、含膦基团的聚合物等，但这些催化体系或多 或少存在催化活性低、稳定性不高、反应条件苛刻、耐水性差，催化成本较高等 问题。
发明内容
本发明是一种环状碳酸酯催化水解生成相应醇的方法，此方法所应用的催化 剂可使环状碳酸酯的水解在低水比、常压和较低温度下进行，并获得很高的环状 碳酸酯转化率和相应醇的选择性。
本发明的反应通式为:<formula>formula see original document page 4</formula>催化剂温度Rl:H,CnH2nd,C6H5,CnH2n化CnH2n-!; R2=H,CmH2mCl,C6H5，CmH2m+1,CmH2m—t(n，m-l 6)本发明所提供的环状碳酸酯的催化水解方法包括在磷酸盐类催化剂存在的 条件下，环状碳酸酯发生催化水解反应，生成相应的醇。所说的磷酸盐类包括碱金属及碱土金属磷酸盐、碱金属及碱土金属磷酸氢 盐以、碱金属及碱土金属磷酸二氢盐以及碱金属及碱土金属的焦磷酸盐，最佳为 碱金属的磷酸盐；水解反应中，水和环状碳酸酯的比例(摩尔比)为1: 1~1: 20，最佳为1: 1~1: 4;催化剂用量为环状碳酸酯物质的量的0.1~2.0mol%,最 佳为1.0 mol%;反应条件，常压 1.0MPa,反应温度333.15-393.15K，最佳为 378.15K;反应时间0 6小时，最佳为0.1 2小时。环状碳酸酯结构为<formula>formula see original document page 4</formula>Ri =H,CnH2nCl，C6H5，CnH2n+1 ,CnH2n. i; RfH,CmH2mCl，C6H5 ,CmH2m+1 ，CmH2m-1 (n，m= 1 ~6)
具体实施例方式本发明用以下实施例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所 述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。按照摩尔比1: 1称取EC (碳酸乙烯酯)和H20放入烧瓶中，并按EC摩尔数的1.0。/。称取催化剂K3P04加入上述混合液中；将烧瓶放入105'C油浴中加热， 冷凝回流。反应压力为常压，反应时间1小时，碳酸乙烯酯转化率为97.55%，实施例1
乙二醇选择性为98.63%。 实施例2按照摩尔比l: 1称取EC和H20放入烧瓶中，并f按EC摩尔数的1.0%称取 催化剂K2HP04加入上述混合液中；将烧瓶放入105r油浴中加热，冷凝回流。 反应压力为常压，反应时间1小时，碳酸乙烯酯转化率为92.32%，乙二醇选择 性为98.27%。实施例3按照摩尔比1: 1称取EC和H20放入烧瓶中，并按EC摩尔数的1.0%称取 催化剂KH2P04加入上述混合液中；将烧瓶放入95。C油浴中加热，冷凝回流。反 应压力为常压，反应时间1小时，碳酸乙烯酯转化率为62.45%，乙二醇选择性 为56.34%。实施例4按照摩尔比l: 1.5称取EC和H20放入烧瓶中，并按与EC摩尔比为0.01 的量称取催化剂K3P04加入上述混合液中；将烧瓶放入105'C油浴中加热，冷凝 回流。反应压力为常压，反应时间1小时，碳酸乙烯酯转化率为99.68%，乙二 醇选择性为97.32%。实施例5按照摩尔比h 2.1称取EC和H20放入烧瓶中，并按与EC摩尔比为0.01 的量称取催化剂K3P04加入上述混合液中;将烧瓶放入105"C油浴中加热，冷凝 回流。反应压力为常压，反应时间1小时，碳酸乙烯k转化率为96.84%,乙二 醇选择性为99.33%。实施例6按照摩尔比l: 1称取PC (碳酸內烯酯)和H20放入烧瓶中，并按PC摩尔 数的1.0。/。称取催化剂K3P04加入上述混合液中；将烧瓶放入105'C油浴中加热，冷凝回流。反应压力为常压，反应时间l小时，碳酸丙烯酯转化率为90.45%, 1， 2—丙二醇选择性为75.22%。
权利要求
1、 一种环状碳酸酯的催化水解方法，其特征是以碱金属及碱土金属磷酸盐为催 化剂，在温和条件下实现环状碳酸酯的水解。
2、 根据权利要求l所述，碱金属磷酸盐为K、 Na等的磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸 二氢盐和焦磷酸盐，碱土金属磷酸盐为，Ca、 Mg等的磷酸盐、磷酸氢盐、 磷酸二氢盐和焦磷酸盐。
3、 根据权利要求l所述，优先选择的是碱金属的磷酸盐。
4、 根据权利要求l所述，催化剂用量为环状碳酸酯物质的量的0.1 2.0mo1。/。。
5、 根据权利要求1所述，反应物水比(水/碳酸乙烯酯，摩尔比)为h 1~1: 20。
6、 根据权利要求l所述，环状碳酸酯结构为RfH,CnH2nCl,C6H5,CnH2n仆CnH"RfHCl,C6H5，CmH2m+,，CmD,m:1 6)
7、根据权利要求1所述，反应条件为常压 1.0MPa，反应温度333.15 393.15K，反应时间0 6小时。
全文摘要
本发明涉及一种催化水解环状碳酸酯的方法。其特征是以磷酸盐为催化剂，进行环状碳酸酯类的水解反应，在低水比、常压、低温的温和条件下达到理想的水解效果。
文档编号C07D317/36GK101121642SQ20061008923
公开日2008年2月13日 申请日期2006年8月10日 优先权日2006年8月10日
发明者剑 孙, 孟震英, 张锁江, 成卫国, 蕾 王 申请人:中国科学院过程工程研究所