一种制备甘油碳酸酯的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备甘油碳酸酯的方法，其包括以下步骤：将甘油与碳酸二烷基酯加入到碱性离子液体中，进行酯交换反应，分离该反应混合物获得甘油碳酸酯。上述甘油与碳酸二烷基酯的摩尔比为1:1～5。酯交换反应中甘油与碱性离子液体的摩尔比为1:0.05～1。酯交换反应的反应温度为25～100℃，反应时间为15～180分钟。本发明方法中的离子液体作为反应的催化剂和溶剂，不仅操作简便，条件温和，对环境友好，对设备腐蚀性低，可重复利用，且能抑制副产物的生成，有效提高甘油缩醛（酮）的产率、质量和选择性。
【专利说明】一种制备甘油碳酸酯的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制备甘油碳酸酯的方法，特别是涉及一种在离子液体中制备甘油碳酸酯的方法。
【背景技术】
[0002]随着“绿色能源”生物柴油生产的大力推广，作为其副产物甘油的产量也迅速增加，甘油市场供过于求，甚至导致传统甘油产业退出市场。而粗甘油如果不能及时有效地利用和处理，将可能成为新的污染源，造成二次污染，甘油的有效综合利用成为生物柴油产业中一个严峻和有待解决的问题。美国国家能源实验室提出了来自生物质的Cl~C6的多种平台化合物，甘油就是被定义为来自生物质的新型平台化合物之一。如何合理利用生物质平台化合物甘油，将其进一步转化为高附加值产品，对生物柴油规模化发展、新型平台化合物转化以及减少环境污染和降低生产成本具有重要的现实意义。
[0003]甘油碳酸酯(GC)，是一种稳定的、低毒性、低挥发性、低可燃性、低粘度、具有吸水性和可生物降解性的无色液体，主要用作化学反应中间体和溶剂，也是合成聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、表面活性剂和润滑油的原料，可与异氰酸盐、丙烯酸酯类产品反应生产甘油碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、甘油葡糖苷等，广泛用于涂料、胶黏剂、化妆品、洗涤剂、建筑用试剂、润滑剂、药物载体和锂离子电池电解质等领域。此外，GC还是一种新型的多功能合成分子，由于分子内同时含有羟基和羰基官能团，可发生多种衍生化反应。GC脱除一分子二氧化碳得到缩水甘油，可作为合成医药、农药、塑料等的中间体。
[0004]GC的合成方法主要包括:光气法、羰化法(一氧化碳氧化羰化和二氧化碳羰化)、酯交换法和氨酯法。其中酯交换法以碳酸二甲酯(DMC)和甘油为原料，发生酯交换反应生成GC的过程，条件温和，催化剂选择范围广，副产甲醇，装置简单，产率高，具有环保特性，因此倍受青睐。通过下式I的反应，甘油与DMC的酯交换反应合成五元环状甘油碳酸酯。
[0005]
【权利要求】
1.一种制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述制备甘油碳酸酯的方法包括以下步骤: 将甘油与碳酸二烷基酯加入到碱性离子液体中，进行酯交换反应，获得反应混合物，分离该反应混合物获得甘油碳酸酯。
2.根据权利要求1所述的制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述碳酸二烷基酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述碱性离子液体的阳离子选自烷基咪唑阳离子、烯丙基咪唑阳离子、烷基吡啶阳离子、4，4-二甲基氨基吡啶基阳离子、N, N-四甲基乙二胺基阳离子、胍基阳离子、氨基酸基阳离子、胆碱阳离子或甜菜碱基阳离子中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述碱性离子液体的阴离子选自碳酸氢根阴离子、乙酸阴离子、羟基阴离子、氨基酸阴离子、乳酸阴离子、安赛蜜基阴离子或咪唑阴离子中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述碱性离子液体选自氢氧根1-甲基-3- 丁基咪唑、氢氧根1-甲基-3-烯丙基咪唑、咪唑基1-甲基-3- 丁基咪唑或咪唑基1-甲基-3-烯丙基咪唑中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，甘油与碳酸二烷基酯的摩尔比为1:1-5。
7.根据权利要求1-5任一项所述的制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，酯交换反应中所述甘油与所述碱性离子液体的摩尔比为1:0.05-I。
8.根据权利要求1-5任一项所述的制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，酯交换反应的反应温度为25-100°C，反应时间为15~180分钟。
9.根据权利要求1所述的制备甘油碳酸酯的方法，其特征在于，分离反应混合物获得甘油碳酸酯的具体方法为:静置反应混合物，所述反应混合物自动分成上下两层，上层物相含有碳酸二烷基酯和甘油碳酸酯，下层物相含有离子液体和甘油；直接倾析分离出上层物相，蒸馏分离出的上层物相获得甘油碳酸酯；下层物相用CH2Cl2萃取分离甘油和离子液体，离子液体经过减压除去有机溶剂后回收重复利用。
【文档编号】C07D317/36GK103467435SQ201310412412
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】王波, 申越, 孙建奎, 许凤, 孙润仓 申请人:北京林业大学