CN111004202A - 一种二烷基咪唑-2-碳酸盐在催化合成碳酸甘油酯中的应用 - Google Patents

一种二烷基咪唑-2-碳酸盐在催化合成碳酸甘油酯中的应用 Download PDF

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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D317/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D317/08—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
    • C07D317/10—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
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Abstract

本发明公开了一种二烷基咪唑‑2‑碳酸盐在催化合成碳酸甘油酯中的应用。本发明是将二烷基咪唑‑2‑碳酸盐作为催化剂，加入到甘油与碳酸二甲酯的反应体系中，催化甘油与碳酸二甲酯反应生成碳酸甘油酯。本发明反应条件温和，在60～70℃即可反应；甘油转化率高，能够达到100％；产物分离简单、纯度高，产物纯度均可达到99％以上。

Description

一种二烷基咪唑-2-碳酸盐在催化合成碳酸甘油酯中的应用
技术领域
本发明涉及一种二烷基咪唑-2-碳酸盐在催化合成碳酸甘油酯中的应用，属于化学合成技术领域。
背景技术
碳酸甘油酯主要用作反应中间体和溶剂，或与异氰酸盐、丙烯酸酯类产品反应生产聚合物用于涂料、胶黏剂和润滑剂等领域。尤其值得指出的是，碳酸甘油酯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，可以发生多种衍生化反应，如能与氧、氮和硫等亲核试剂进行亲核取代；此外，碳酸甘油酯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。
甘油可以与多种物质反应合成碳酸甘油酯，如光气法、羰化法(一氧化碳氧化羰化和二氧化碳羰化)、酯交换法(碳酸二甲酯法、碳酸二乙酯和环状碳酸酯法)、氨酯法等。从原料毒性、价格以及反应条件、合成产率综合分析，碳酸二甲酯和甘油反应合成碳酸甘油酯具有较大的优势，如反应条件温和、副产甲醇容易除去、不需高压高温、设备要求不苛刻等，是一种绿色环保且经济的方法。但是现有的用于催化碳酸二甲酯与甘油反应的催化剂催化效率低，反应温度较高，甘油转化率低。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种二烷基咪唑-2-碳酸盐在催化合成碳酸甘油酯中的应用。
本发明的第一个目的是提供一种二烷基咪唑-2-碳酸盐在催化合成碳酸甘油酯中的应用，具体是将二烷基咪唑-2-碳酸盐作为催化剂，加入到甘油与碳酸二甲酯的反应体系中，催化甘油与碳酸二甲酯反应生成碳酸甘油酯。
进一步地，所述的反应体系的温度为60～80℃，反应为1～2小时。
进一步地，所述的反应体系是在氮气保护下进行反应。
进一步地，所述的碳酸二甲酯与甘油的摩尔比为2～3:1。
进一步地，所述的催化剂的添加量按照摩尔百分比，为甘油的1～5％。
进一步地，所述的二烷基咪唑-2-碳酸盐为1,3-二甲基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-乙基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-丙基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-丁基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-戊基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-己基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-十二烷基咪唑-2-碳酸盐中的一种或多种。
进一步地，反应结束后，向反应体系中加入乙醚萃取催化剂，上层减压蒸馏去除多余碳酸二甲酯，得到所述的碳酸甘油酯。
进一步地，所述的乙醚的添加量按体积计，为反应体系的0.5～5倍。
本发明的有益效果是：
本发明反应条件温和，在60～70℃即可反应；甘油转化率高，能够达到100％；产物分离简单、纯度高，产物纯度均可达到99％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1：
将1摩尔甘油和3摩尔碳酸二甲酯到反应釜中，再加入0.05摩尔的1-甲基-3-丁基咪唑-2-碳酸盐，通入氮气并将反应体系升温至65℃，搅拌反应1.5h。反应结束后将反应液冷却至室温，加入1L乙醚进行处理，分成上下两相，下层减压蒸馏去除乙醚得到催化剂1-甲基-3-丁基咪唑-2-碳酸盐，回收的催化剂和乙醚均可重复利用，上层减压蒸馏，去除过量的碳酸二甲酯得到碳酸甘油酯产品。经气相色谱分析其纯度约为99.6％，甘油转化率达到100％。
实施例2：
将1摩尔甘油和3摩尔碳酸二甲酯到反应釜中，再加入0.05摩尔的1-甲基-3-乙基咪唑-2-碳酸盐，通入氮气并将反应体系升温至60℃，搅拌反应2h。反应结束后将反应液冷却至室温，加入1L乙醚进行处理，分成上下两相，下层减压蒸馏去除乙醚得到催化剂1-甲基-3-乙基咪唑-2-碳酸盐，回收的催化剂和乙醚均可重复利用，上层减压蒸馏，去除过量的碳酸二甲酯得到碳酸甘油酯产品。经气相色谱分析其纯度约为99.0％，甘油转化率达到98.5％。
实施例3：
将1摩尔甘油和2摩尔碳酸二甲酯到反应釜中，再加入0.03摩尔的1,3-二甲基咪唑-2-碳酸盐，通入氮气并将反应体系升温至65℃，搅拌反应1.5h。反应结束后将反应液冷却至室温，加入1L乙醚进行处理，分成上下两相，下层减压蒸馏去除乙醚得到催化剂1,3-二甲基咪唑-2-碳酸盐，回收的催化剂和乙醚均可重复利用，上层减压蒸馏，去除过量的碳酸二甲酯得到碳酸甘油酯产品。经气相色谱分析其纯度约为99.2％，甘油转化率达到100％。
对比例1：
将1摩尔甘油和3摩尔碳酸二甲酯到水热反应釜中，再加入0.05摩尔的1-甲基咪唑-2-碳酸盐，通入氮气并将反应体系升温至65℃，反应1.5h。反应结束后将反应液冷却至室温，加入1L乙醚进行处理，分成上下两相，下层减压蒸馏去除乙醚得到催化剂1-甲基咪唑-2-碳酸盐，回收的催化剂和乙醚均可重复利用，上层减压蒸馏，去除过量的碳酸二甲酯得到碳酸甘油酯产品。经气相色谱分析其纯度约为97.3％，甘油转化率达到85.4％。在1-甲基咪唑-2-碳酸盐作为催化剂时，体系需要较高的反应温度，在较低的反应温度下，转化率较低。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种二烷基咪唑-2-碳酸盐在催化合成碳酸甘油酯中的应用，其特征在于，具体是将二烷基咪唑-2-碳酸盐作为催化剂，加入到甘油与碳酸二甲酯的反应体系中，催化甘油与碳酸二甲酯反应生成碳酸甘油酯。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的反应体系的温度为60～80℃，反应为1～2小时。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的反应体系是在氮气保护下进行反应。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的碳酸二甲酯与甘油的摩尔比为2～3:1。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的催化剂的添加量按照摩尔百分比，为甘油的1～5％。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的二烷基咪唑-2-碳酸盐为1,3-二甲基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-乙基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-丙基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-丁基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-戊基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-己基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑-2-碳酸盐、1-甲基-3-十二烷基咪唑-2-碳酸盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，反应结束后，向反应体系中加入乙醚萃取催化剂，上层减压蒸馏去除多余碳酸二甲酯，得到所述的碳酸甘油酯。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的乙醚的添加量按体积计，为反应体系的0.5～5倍。
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