CN100343244C - 环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法 - Google Patents

环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100343244C
CN100343244C CNB200410104214XA CN200410104214A CN100343244C CN 100343244 C CN100343244 C CN 100343244C CN B200410104214X A CNB200410104214X A CN B200410104214XA CN 200410104214 A CN200410104214 A CN 200410104214A CN 100343244 C CN100343244 C CN 100343244C
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyzer
cyclic carbonate
ion exchange
exchange resin
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB200410104214XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1789258A (zh
Inventor
邓友全
石峰
郭术
李冬梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Original Assignee
Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS filed Critical Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority to CNB200410104214XA priority Critical patent/CN100343244C/zh
Publication of CN1789258A publication Critical patent/CN1789258A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100343244C publication Critical patent/CN100343244C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法。使用NaOH，Na2CO3，KOH或K2CO3修饰的强碱性苯乙烯离子交换树脂或大孔强碱性苯乙烯离子交换树脂担载金为催化剂，在反应温度为40-200℃，反应压力1atm-60atm，反应时间1-48小时条件下催化环氧化合物与二氧化碳环加成制相应环状碳酸酯。该方法的主要特点是催化剂活性高，操作简便，产物分离和催化剂回收容易且可重复使用。

Description

环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法
技术领域
本发明涉及一种环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法。
背景技术
环状碳酸酯是性能优良的高沸点高极性有机溶剂，在有机合成，化妆品，气体分离，电池介电质及金属萃取等领域广泛应用。近年来，许多尿素生产厂家将碳酸丙烯酯用作脱碳剂，使其需求量大增。环状碳酸丙烯酯的合成方法主要有光气法，酯交换法及环氧合物与二氧化碳环加成等。其中以环氧化合物与二氧化碳为原料，在催化剂存在下环加成环状碳酸酯是一条低污染，环境友好的合成路线，其研究开发受到普遍重视。已报道的用于环氧化合物与二氧化碳环加成的催化剂有碱，季铵盐，金属盐，配合物以及MgO，MgO-Al2O3，KI/ZnO，KI/冠醚，KI/聚乙二醇等(A.A.G.Shaikh，Chem.Rev.，1996，96，951；W.J.Kruper et al，J.Org.Chem.，1995，60，725；T.Yano et al，Chem.Commun.，1997，1129)。尽管报道的催化剂种类很多，但仍存在催化活性不高，产物分离和催化剂回收困难等问题。因此，研究新型高活性可重复使用的催化体系显得十分重要。
贵金属如Pt、Pd、Rh等在催化材料中占有十分重要和不可替代的位置，长期以来已被深入地研究。而Au作为催化材料则相对研究的较少，但近十年来已引起广泛关注。例如金催化剂在CO的低温催化消除、选择氧化、氮氧化物选择性还原、选择加氢、甲烷低温燃烧，以及烯烃羰化、二锡烷合成、醇醛缩合等反应中展现出了良好的催化性能。但与其它贵金属相比，金催化剂在有机反应中的研究还相对较少。同时，近年来贵金属如Pt、Pd、Rh(特别是Pd)价格不断上涨，而金的价格却相对平稳且有下降趋势，开展Au作为催化材料的研究具有重要意义。并且，金本身对环境友好，开展Au作为催化材料的研究和应用在资源方面是有保证的，也符合可持续发展战略原则。
发明内容
本发明的目的提供一种环氧化合物与二氧化碳环加成制相应环状碳酸酯的方法。
一种环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法，其特征在于使用NaOH，Na2CO3，KOH或K2CO3修饰的强碱性苯乙烯离子交换树脂或大孔强碱性苯乙烯离子交换树脂担载金为催化剂，在反应温度为40-200℃，反应压力1atm-60atm，反应时间1-48小时条件下催化环氧化合物与二氧化碳环加成制相应环状碳酸酯。环氧化合物选自环氧丙烷、1，2-环氧己烯、苯氧基环氧乙烷、烯丙基环氧乙烷、苯基环氧乙烷或苯乙基环氧乙烷。
本发明强碱性苯乙烯离子交换树脂选自201×7、201×7FC、201×7SC、201×7MB、201×7DL或201×4(均为国产树脂型号)。
本发明大孔强碱性苯乙烯离子交换树脂包括D201、D201FC、D201SC、D201MB或D202(均为国产树脂型号)。
本发明所用环氧化合物的结构式为：
Figure C20041010421400041
其中m＝0、1、2、3或4，n＝1、2、3或4。
本发明催化剂中金的质量百分含量为0.02-2％。
本发明催化剂中Na或K的质量百分含量为0.01-5％。
本发明催化剂与所用环氧化合物的质量比为1∶200-1∶5。
本发明与传统催化剂和反应工艺比较具有以下优点：
1、催化剂体系相对简单，除反应物和树脂担载金催化剂不加入助催化剂；
2、不加入其它有机溶剂，产物容易提纯；
3、产物与催化剂分离容易，催化剂可以循环使用。
具体实施方式
实施例1-14：
称取商品代号为201×7的树脂60克，加入氢氧化钠30克，室温下搅拌6小时，过滤，空气中80℃干燥3小时后加入60ml质量百分含量为0.09％的氯金酸水溶液，缓慢搅拌10小时后，空气中80℃干燥3小时，得反应所需催化剂Au-Na/D201×7，催化剂的金质量百分含量为0.05％，钠的质量百分含量为0.05％(实施例1)。
分别以Na2CO3，KOH和K2CO3中的一种代替NaOH，其余同实施例1，得催化剂Au-Na/201×7-1，Au-K/201×7和Au-K/201×7-1，催化剂的金含量分别为0.04％，0.05％和0.04％，催化剂中碱的质量百分含量分别为0.02％，0.03％，0.05％(实施例2-4)。
分别以201×7FC，201×7SC，201×7MB，201×7DL，201×4，D201，D201FC，D201SC，D201MB和D202中的一种代替D201×7，其余同实施例1，得催化剂Au-Na/201×7FC，Au-Na/201×7SC，Au-Na/201×7MB，Au-Na/201×7DL，Au-Na/201×4，Au-Na/D201，Au-Na/D201FC，Au-Na/D201SC，Au-Na/D201MB和Au-Na/D202，其中金的质量百分含量分别为0.04％，0.06％，0.05％，0.04％，0.03％，0.05％，0.04％，0.04％，0.03％和0.05％，钠的质量百分含量分别为0.04％，0.03％，0.05％，0.07％，0.05％，0.04％，0.04％，0.04％，0.04％和0.05％(实施例5-14)。
实施例15-19：
在装有电磁搅拌的1立升高压反应釜中加入2克Au-Na/201×7催化剂，加入环氧丙烷40毫升，引入3MPa的二氧化碳，将反应器加热到120℃，搅拌反应20小时。反应器冷却至室温分析碳酸丙烯酯的色谱收率为81％。
催化剂直接重复使用4次，碳酸丙烯酯的收率分别为75％，78％，76％和76％。
实施例20：
在装有电磁搅拌的1立升高压反应釜中加入2克Au-Na/201×7催化剂，加入1，2-环氧己烯40毫升，引入4MPa的二氧化碳，将反应器加热到100℃，搅拌反应24小时。反应器冷却至室温，分析1，2-碳酸己烯酯的色谱收率为85％。
实施例21：
在装有电磁搅拌的1立升高压反应釜中加入2克Au-Na/201×7催化剂，加入苯氧基环氧乙烷40毫升，引入3MPa的二氧化碳，将反应器加热到90℃，搅拌反应24小时。反应器冷却至室温，分析苯氧基碳酸乙烯酯的色谱收率为91％。
实施例22：
在装有电磁搅拌的1立升高压反应釜中加入2克Au-Na/201×7催化剂，加入烯丙基环氧乙烷40毫升，引入4MPa的二氧化碳，将反应器加热到100℃，搅拌反应24小时。反应器冷却至室温，分析烯丙基碳酸乙烯酯的收率为95％。
实施例23：
在装有电磁搅拌的1立升高压反应釜中加入2克Au-Na/201×7催化剂，加入苯基环氧乙烷40毫升，引入6MPa的二氧化碳，将反应器加热到80℃，搅拌反应12小时。反应器冷却至室温，分析苯基碳酸乙烯酯的色谱收率为96％。
实施例24：
在装有电磁搅拌的1立升高压反应釜中加入2克Au-Na/201×7催化剂，加入苯乙基环氧乙烷40毫升，引入6MPa的二氧化碳，将反应器加热到150℃，搅拌反应6小时。反应器冷却至室温，分析苯乙基碳酸乙烯酯的色谱收率为89％。
实施例25：
同实施例16，但以Au-Na/201×7FC，Au-Na/201×7SC，Au-Na/201×7MB，Au-Na/201×7DL，Au-Na/201×4，Au-Na/D201，Au-Na/D201FC，Au-Na/D201SC，Au-Na/D201MB和Au-Na/D202中的一种代替Au-Na/201×7。

Claims (7)

1、一种环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法，其特征在于使用NaOH，Na2CO3，KOH或K2CO3修饰的强碱性苯乙烯离子交换树脂或大孔强碱性苯乙烯离子交换树脂担载金为催化剂，在反应温度为40-200℃，反应压力1atm-60atm，反应时间1-48小时条件下催化环氧化合物与二氧化碳环加成制相应环状碳酸酯；环氧化合物选自环氧丙烷、1，2-环氧己烯、苯氧基环氧乙烷、烯丙基环氧乙烷、苯基环氧乙烷或苯乙基环氧乙烷。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于强碱性苯乙烯离子交换树脂选自201×7、201×7FC、201×7SC、201×7MB、201×7DL或201×4。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于大孔强碱性苯乙烯离子交换树脂包括D201、D201FC、D201SC、D201MB或D202。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于环氧化合物的结构式为：
Figure C2004101042140002C1
其中m＝0、1、2、3或4，n＝1、2、3或4。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于催化剂中金的质量百分含量为0.02-2％。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于催化剂中Na或K的质量百分含量为0.01-5％。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于催化剂与所用环氧化合物的质量比为1∶200-1∶5。
CNB200410104214XA 2004-12-17 2004-12-17 环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法 Expired - Fee Related CN100343244C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200410104214XA CN100343244C (zh) 2004-12-17 2004-12-17 环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200410104214XA CN100343244C (zh) 2004-12-17 2004-12-17 环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1789258A CN1789258A (zh) 2006-06-21
CN100343244C true CN100343244C (zh) 2007-10-17

Family

ID=36787407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200410104214XA Expired - Fee Related CN100343244C (zh) 2004-12-17 2004-12-17 环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100343244C (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0708016D0 (en) 2007-04-25 2007-06-06 Univ Newcastle Synthesis of cyclic carbonates
US20110015409A1 (en) 2008-03-07 2011-01-20 University Of Newcastle Upon Tyne Synthesis of cyclic carbonates
CN101239965B (zh) * 2008-03-24 2012-06-27 中国科学院过程工程研究所 一种负载型羟基离子液体制备环状碳酸酯的方法
GB0904654D0 (en) 2009-03-18 2009-04-29 Univ Newcastle Synthesis of cyclic carbonates
CN101921257B (zh) * 2010-07-09 2014-07-09 常州大学 五元环状碳酸酯的合成方法
CN102336687B (zh) * 2010-07-22 2013-10-02 中国科学院兰州化学物理研究所 催化合成氨基甲酸羟烷基酯的方法
WO2016006003A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 Council Of Scientific & Industrial Research A process for the preparation of fatty cyclic carbonates by oxidative carboxylation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002193892A (ja) * 2000-12-28 2002-07-10 Ube Ind Ltd 高純度カーボネートの製造方法
CN1369489A (zh) * 2002-01-25 2002-09-18 中国科学院上海有机化学研究所 过渡金属络合物和有机碱协同催化co2与杂环化合物反应的新方法
CN1415416A (zh) * 2002-11-26 2003-05-07 大连理工大学 用于合成环状碳酸酯的高活性催化剂

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002193892A (ja) * 2000-12-28 2002-07-10 Ube Ind Ltd 高純度カーボネートの製造方法
CN1369489A (zh) * 2002-01-25 2002-09-18 中国科学院上海有机化学研究所 过渡金属络合物和有机碱协同催化co2与杂环化合物反应的新方法
CN1415416A (zh) * 2002-11-26 2003-05-07 大连理工大学 用于合成环状碳酸酯的高活性催化剂

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
碱性催化剂上由CO_2合成有机碳酸酯的研究进展 黄正兵，江琦，工业催化，第12卷第5期 2004 *
金纳米粒子的催化特性及其应用 周全法，尚通明，黄金，第24卷第2期 2003 *
高效Ni/Zn催化剂体系固定CO_2与环氧化合物的环加成反应 李福伟，肖林飞，夏春谷，化学学报，第62卷第21期 2004 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1789258A (zh) 2006-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103209950B (zh) 催化生产甲酸的方法
CN102001944B (zh) 草酸酯加氢催化合成乙醇酸酯的制备方法
CN101584994B (zh) 一种催化剂及二氧化碳和环氧化合物催化合成环状碳酸酯的方法
CN1569810A (zh) 以脂肪族二元醇为循环剂的尿素醇解合成碳酸二甲酯方法
CN101993344A (zh) 合成气生产乙二醇的方法
CN100343244C (zh) 环氧化合物与二氧化碳环加成制备环状碳酸酯的方法
CN105498756A (zh) 二氧化碳加氢制甲醇的催化剂
CN102863335B (zh) 一种丁二酸二酯的制备方法
CN101759530A (zh) 一种苯二酚的制备方法
CN106916108B (zh) 一种吡唑离子液体及利用其催化合成环状碳酸酯的方法
CN1325162C (zh) 一种用于制备对二氧环己酮的催化剂
CN101036880A (zh) 一种合成碳酸二甲酯的催化剂及其制备方法
CN102294251B (zh) 一种丙烷氧化脱氢制丙烯的纳米氧化物催化剂及制备方法
CN111393402B (zh) BrØnsted酸/季铵盐复合催化CO2与环氧化物环加成制备环状碳酸酯的方法
CN115057766A (zh) 一种制备异辛酸的方法
CN111499497B (zh) 一种麝香草酚的制备方法
CN103232324A (zh) 一种(r)-3,5-双(三氟甲基)苯乙醇的制备方法
CN116078373B (zh) 一种催化剂，其制备方法以及采用其催化甲醇和乙酸甲酯制备正丁酸甲酯的方法
CN104418732A (zh) 一种用尿素与甲醇反应合成碳酸二甲酯的方法
CN113509938B (zh) 一种用于制备一氧化碳的催化剂及采用其制备一氧化碳的方法
CN104610064A (zh) 一锅法以碳酸盐为催化剂制备碳酸二甲酯的工艺
CN1228239C (zh) 利用载氧型晶格氧催化剂制取合成气的方法
CN111116320A (zh) 苯酚直接羟基化制备苯二酚的方法
CN113620806B (zh) 一种碳酸二甲酯的制备方法
KR100522781B1 (ko) 칼륨 담지 촉매를 이용한 디메틸카보네이트의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071017

Termination date: 20131217