CN115322098B - 一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：将复合离子液体催化剂、碳酸乙烯酯和甲醇加入反应釜中，升温至60‑70℃，保温反应5‑8h，反应结束后过滤，回收复合离子液体催化剂，制得碳酸二甲酯，控制碳酸乙烯酯和甲醇的摩尔比为1∶20‑30，复合离子液体催化剂的用量为碳酸乙烯酯重量的1‑2.5％；通过复合离子液体催化剂来催化碳酸乙烯酯和甲醇反应，先合成一种离子液体，其为一种高分子量的离子液体，通过提高离子液体的分子量，解决离子液体分子量较小，状态粘稠的问题。

Description

一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法
技术领域
本发明涉及离子液体催化技术领域，具体涉及一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法。
背景技术
在链状碳酸酯中，碳酸二甲酯(DMC)的用途尤为广泛。它是一种常用的溶剂，还可用作燃料的增稠剂，另外，作为一种绿色的羰基化试剂和甲基化试剂，可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等制备碳酸二苯酯、异氰酸酯、四甲氧基硅烷，还可以合成芳香聚碳酸酯，因而是一种极具发展前景的绿色化工产品。
目前往往采用离子液体催化剂来催化合成碳酸二甲酯，但是小分子的离子液体催化剂是液态粘稠状，所以在反应结束后难以分离，使得现有的通过离子液体进行催化的反应存在产物与催化剂的分离以及催化剂的回收利用等难以解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：
将复合离子液体催化剂、碳酸乙烯酯和甲醇加入反应釜中，升温至60-70℃，保温反应5-8h，反应结束后过滤，回收复合离子液体催化剂，制得碳酸二甲酯，控制碳酸乙烯酯和甲醇的摩尔比为1∶20-30，复合离子液体催化剂的用量为碳酸乙烯酯重量的1-2.5%。
所述复合离子液体催化剂包括如下步骤制成：
步骤S1、将沸石粉和3-氯丙基三乙氧基硅烷加入装有甲苯的三口烧瓶中，加入体积分数10%乙醇水溶液，回流反应24h，之后冷却至室温，旋蒸除去甲苯，真空干燥12h，制得预处理后的沸石粉，控制沸石粉、3-氯丙基三乙氧基硅烷和乙醇水溶液的重量比为3-5∶0.1-0.2∶100；
通过硅烷偶联剂3-氯丙基三乙氧基硅烷对沸石粉表面进行处理，将3-氯丙基三乙氧基硅烷接枝在沸石粉表面；
步骤S2、将离子液体和预处理后的沸石粉加入乙腈中，升温至90℃，回流反应24h，制得混合液，旋蒸除去乙腈后烘干，制得复合粒子液体催化剂，控制离子液体、预处理后的沸石粉和乙腈的重量比为1∶1∶50。
步骤S2中将制得的离子液体和预处理后的沸石粉共混，通过沸石粉接枝的硅烷偶联剂上的氯与离子液体上的甲基反应，进而将离子液体接在沸石粉表面，制备出复合离子液体催化剂，通过将离子液体通过化学键合和物理吸附的方式附着在沸石粉表面，能够解决离子液体粘度高、重复利用率低而且难于分离的问题。
进一步地：所述离子液体包括如下步骤制成：
步骤S11、将1,4-二（2-羟基乙氧基）苯和三苯基膦加入乙腈中，冰水浴冷却，匀速搅拌并加入四溴甲烷，室温下匀速搅拌并反应12h，之后加入冰水析出沉淀，减压抽滤，收集滤饼、烘干，制得中间体a，控制1,4-二（2-羟基乙氧基）苯、三苯基膦、四溴甲烷和乙腈的用量比为30mmol∶70-72mmol∶22-24g∶200mL；
步骤S12、将中间体a和多聚甲醛加入装有二氯甲烷的三口烧瓶中，置于冰水浴中，通入氮气并加入三氟化硼乙醚配合物，匀速搅拌3h，制得混合料，抽滤，将滤液分别用质量分数25%氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次后干燥除去溶剂，纯化，制得中间体b，控制中间体a、多聚甲醛、三氟化硼乙醚配合物和二氯甲烷的用量比为2.8-3g∶0.81-0.83g∶3mL∶200mL；
步骤S13、将氢氧化钾和咪唑加入N，N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌30min后加入中间体b，室温下继续搅拌并反应24h，加入去离子水，冷藏24h，过滤、烘干，制得中间体c，控制氢氧化钾、咪唑、中间体b和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为15mmol∶4mmol∶0.32-0.34mmol∶8-10mL；
步骤S14、将中间体c和碳酸二甲酯加入装有乙腈的三口烧瓶中，氮气气氛下升温至90℃，保温反应8h，反应结束后旋蒸除去溶剂，分离沉淀，干燥，制得离子液体，控制中间体c、碳酸二甲酯和乙腈的用量比为1.5mmol∶15mmol∶100mL；
本发明1,4-二（2-羟基乙氧基）苯与四溴甲烷发生取代反应，生成中间体a，之后在三氟化硼乙醚配合物作为Lewis酸的作用下与多聚甲醛生成中间体b，之后碱性条件下将咪唑引入中间体b的结构中，制得中间体c，加入碳酸二甲酯，在中间体c中引入-CO2，形成离子液体，其为一种离子液体催化剂，反应过程如下所示：
本发明的有益效果：
本发明一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，通过复合离子液体催化剂来催化碳酸乙烯酯和甲醇反应，先合成一种离子液体，其为一种高分子量的离子液体，通过提高离子液体的分子量，解决离子液体分子量较小，状态粘稠的问题，之后将制得的离子液体和预处理后的沸石粉共混，通过沸石粉接枝的硅烷偶联剂上的氯与离子液体上的甲基反应，进而将离子液体接在沸石粉表面，制备出复合离子液体催化剂，通过将离子液体通过化学键合和物理吸附的方式附着在沸石粉表面，解决单纯的离子液体催化剂重复利用率低而且难于分离的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
所述复合离子液体催化剂包括如下步骤制成：
将1,4-二（2-羟基乙氧基）苯和三苯基膦加入乙腈中，冰水浴冷却，匀速搅拌并加入四溴甲烷，室温下匀速搅拌并反应12h，之后加入冰水析出沉淀，减压抽滤，收集滤饼、烘干，制得中间体a，控制1,4-二（2-羟基乙氧基）苯、三苯基膦、四溴甲烷和乙腈的用量比为30mmol∶70mmol∶22g∶200mL；
将中间体a和多聚甲醛加入装有二氯甲烷的三口烧瓶中，置于冰水浴中，通入氮气并加入三氟化硼乙醚配合物，匀速搅拌3h，制得混合料，抽滤，将滤液分别用质量分数25%氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次后干燥除去溶剂，纯化，制得中间体b，控制中间体a、多聚甲醛、三氟化硼乙醚配合物和二氯甲烷的用量比为2.8g∶0.81g∶3mL∶200mL；
将氢氧化钾和咪唑加入N，N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌30min后加入中间体b，室温下继续搅拌并反应24h，加入去离子水，冷藏24h，过滤、烘干，制得中间体c，控制氢氧化钾、咪唑、中间体b和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为15mmol∶4mmol∶0.32mmol∶8mL；
将中间体c和碳酸二甲酯加入装有乙腈的三口烧瓶中，氮气气氛下升温至90℃，保温反应8h，反应结束后旋蒸除去溶剂，分离沉淀，干燥，制得离子液体，控制中间体c、碳酸二甲酯和乙腈的用量比为1.5mmol∶15mmol∶100mL；
将沸石粉和3-氯丙基三乙氧基硅烷加入装有甲苯的三口烧瓶中，加入体积分数10%乙醇水溶液，回流反应24h，之后冷却至室温，旋蒸除去甲苯，真空干燥12h，制得预处理后的沸石粉，控制沸石粉、3-氯丙基三乙氧基硅烷和乙醇水溶液的重量比为3∶0.1∶100；
通过硅烷偶联剂3-氯丙基三乙氧基硅烷对沸石粉表面进行处理，将3-氯丙基三乙氧基硅烷接枝在沸石粉表面；
将离子液体和预处理后的沸石粉加入乙腈中，升温至90℃，回流反应24h，制得混合液，旋蒸除去乙腈后烘干，制得复合粒子液体催化剂，控制离子液体、预处理后的沸石粉和乙腈的重量比为1∶1∶50。
实施例2
所述复合离子液体催化剂包括如下步骤制成：
将1,4-二（2-羟基乙氧基）苯和三苯基膦加入乙腈中，冰水浴冷却，匀速搅拌并加入四溴甲烷，室温下匀速搅拌并反应12h，之后加入冰水析出沉淀，减压抽滤，收集滤饼、烘干，制得中间体a，控制1,4-二（2-羟基乙氧基）苯、三苯基膦、四溴甲烷和乙腈的用量比为30mmol∶71mmol∶23g∶200mL；
将中间体a和多聚甲醛加入装有二氯甲烷的三口烧瓶中，置于冰水浴中，通入氮气并加入三氟化硼乙醚配合物，匀速搅拌3h，制得混合料，抽滤，将滤液分别用质量分数25%氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次后干燥除去溶剂，纯化，制得中间体b，控制中间体a、多聚甲醛、三氟化硼乙醚配合物和二氯甲烷的用量比为2.9g∶0.82g∶3mL∶200mL；
将氢氧化钾和咪唑加入N，N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌30min后加入中间体b，室温下继续搅拌并反应24h，加入去离子水，冷藏24h，过滤、烘干，制得中间体c，控制氢氧化钾、咪唑、中间体b和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为15mmol∶4mmol∶0.33mmol∶8-10mL；
将中间体c和碳酸二甲酯加入装有乙腈的三口烧瓶中，氮气气氛下升温至90℃，保温反应8h，反应结束后旋蒸除去溶剂，分离沉淀，干燥，制得离子液体，控制中间体c、碳酸二甲酯和乙腈的用量比为1.5mmol∶15mmol∶100mL；
将沸石粉和3-氯丙基三乙氧基硅烷加入装有甲苯的三口烧瓶中，加入体积分数10%乙醇水溶液，回流反应24h，之后冷却至室温，旋蒸除去甲苯，真空干燥12h，制得预处理后的沸石粉，控制沸石粉、3-氯丙基三乙氧基硅烷和乙醇水溶液的重量比为4∶0.2∶100；
通过硅烷偶联剂3-氯丙基三乙氧基硅烷对沸石粉表面进行处理，将3-氯丙基三乙氧基硅烷接枝在沸石粉表面；
将离子液体和预处理后的沸石粉加入乙腈中，升温至90℃，回流反应24h，制得混合液，旋蒸除去乙腈后烘干，制得复合粒子液体催化剂，控制离子液体、预处理后的沸石粉和乙腈的重量比为1∶1∶50。
实施例3
所述复合离子液体催化剂包括如下步骤制成：
将1,4-二（2-羟基乙氧基）苯和三苯基膦加入乙腈中，冰水浴冷却，匀速搅拌并加入四溴甲烷，室温下匀速搅拌并反应12h，之后加入冰水析出沉淀，减压抽滤，收集滤饼、烘干，制得中间体a，控制1,4-二（2-羟基乙氧基）苯、三苯基膦、四溴甲烷和乙腈的用量比为30mmol∶72mmol∶24g∶200mL；
将中间体a和多聚甲醛加入装有二氯甲烷的三口烧瓶中，置于冰水浴中，通入氮气并加入三氟化硼乙醚配合物，匀速搅拌3h，制得混合料，抽滤，将滤液分别用质量分数25%氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次后干燥除去溶剂，纯化，制得中间体b，控制中间体a、多聚甲醛、三氟化硼乙醚配合物和二氯甲烷的用量比为3g∶0.83g∶3mL∶200mL；
将氢氧化钾和咪唑加入N，N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌30min后加入中间体b，室温下继续搅拌并反应24h，加入去离子水，冷藏24h，过滤、烘干，制得中间体c，控制氢氧化钾、咪唑、中间体b和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为15mmol∶4mmol∶0.34mmol∶8-10mL；
将中间体c和碳酸二甲酯加入装有乙腈的三口烧瓶中，氮气气氛下升温至90℃，保温反应8h，反应结束后旋蒸除去溶剂，分离沉淀，干燥，制得离子液体，控制中间体c、碳酸二甲酯和乙腈的用量比为1.5mmol∶15mmol∶100mL；
将沸石粉和3-氯丙基三乙氧基硅烷加入装有甲苯的三口烧瓶中，加入体积分数10%乙醇水溶液，回流反应24h，之后冷却至室温，旋蒸除去甲苯，真空干燥12h，制得预处理后的沸石粉，控制沸石粉、3-氯丙基三乙氧基硅烷和乙醇水溶液的重量比为5∶0.2∶100；
通过硅烷偶联剂3-氯丙基三乙氧基硅烷对沸石粉表面进行处理，将3-氯丙基三乙氧基硅烷接枝在沸石粉表面；
将离子液体和预处理后的沸石粉加入乙腈中，升温至90℃，回流反应24h，制得混合液，旋蒸除去乙腈后烘干，制得复合粒子液体催化剂，控制离子液体、预处理后的沸石粉和乙腈的重量比为1∶1∶50。
实施例4
一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：
将实施例1制备出的复合离子液体催化剂、碳酸乙烯酯和甲醇加入反应釜中，升温至60℃，保温反应5h，反应结束后过滤，回收复合离子液体催化剂，制得碳酸二甲酯，控制碳酸乙烯酯和甲醇的摩尔比为10mmol∶200mmol，复合离子液体催化剂的用量为碳酸乙烯酯重量的1%，反应结束后通过气相色谱分析可得碳酸乙烯酯的转化率为95%，碳酸二甲酯收率为93%。
实施例5
一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：
将实施例2制备出的复合离子液体催化剂、碳酸乙烯酯和甲醇加入反应釜中，升温至65℃，保温反应6h，反应结束后过滤，回收复合离子液体催化剂，制得碳酸二甲酯，控制碳酸乙烯酯和甲醇的摩尔比为10mmol∶250mmol，复合离子液体催化剂的用量为碳酸乙烯酯重量的1.5%，反应结束后通过气相色谱分析可得碳酸乙烯酯的转化率为96%，碳酸二甲酯收率为94%。
实施例6
一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，包括如下步骤：
将实施例3制备出的复合离子液体催化剂、碳酸乙烯酯和甲醇加入反应釜中，升温至70℃，保温反应8h，反应结束后过滤，回收复合离子液体催化剂，制得碳酸二甲酯，控制碳酸乙烯酯和甲醇的摩尔比为10mmol∶300mmol，复合离子液体催化剂的用量为碳酸乙烯酯重量的2.5%，反应结束后通过气相色谱分析可得碳酸乙烯酯的转化率为91%，碳酸二甲酯收率为92%；回收的催化剂，在相同条件下进行三次重复实验，通过气相色谱分析得到碳酸乙烯酯的转化率为89%，碳酸二甲酯收率为87%，所以制备出的复合离子液体催化剂具有可回收和重复使用性能。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，其特征在于：包括如下步骤：
将复合离子液体催化剂、碳酸乙烯酯和甲醇加入反应釜中，升温至60-70℃，保温反应5-8h，反应结束后过滤，制得碳酸二甲酯，控制碳酸乙烯酯和甲醇的摩尔比为1∶20-30，复合离子液体催化剂的用量为碳酸乙烯酯重量的1-2.5%；
所述复合离子液体催化剂包括如下步骤制成：
步骤S1、将沸石粉和3-氯丙基三乙氧基硅烷加入装有甲苯的三口烧瓶中，加入体积分数10%乙醇水溶液，回流反应24h，之后冷却至室温，旋蒸除去甲苯，真空干燥12h，制得预处理后的沸石粉，控制沸石粉、3-氯丙基三乙氧基硅烷和乙醇水溶液的重量比为3-5∶0.1-0.2∶100；
步骤S2、将离子液体和预处理后的沸石粉加入乙腈中，升温至90℃，回流反应24h，制得混合液，旋蒸除去乙腈后烘干，制得复合粒子液体催化剂，控制离子液体、预处理后的沸石粉和乙腈的重量比为1∶1∶50；
所述离子液体包括如下步骤制成：
步骤S11、将1,4-二（2-羟基乙氧基）苯和三苯基膦加入乙腈中，冰水浴冷却，匀速搅拌并加入四溴甲烷，室温下匀速搅拌并反应12h，之后加入冰水，减压抽滤，收集滤饼、烘干，制得中间体a；
步骤S12、将中间体a和多聚甲醛加入装有二氯甲烷的三口烧瓶中，置于冰水浴中，通入氮气并加入三氟化硼乙醚配合物，匀速搅拌3h，制得混合料，抽滤，将滤液分别用质量分数25%氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次后干燥，纯化，制得中间体b；
步骤S13、将氢氧化钾和咪唑加入N，N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌30min后加入中间体b，室温下继续搅拌并反应24h，加入去离子水，冷藏24h，过滤、烘干，制得中间体c；
步骤S14、将中间体c和碳酸二甲酯加入装有乙腈的三口烧瓶中，氮气气氛下升温至90℃，保温反应8h，反应结束后旋蒸除去溶剂，分离沉淀，干燥，制得离子液体。
2.根据权利要求1所述的一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，其特征在于：步骤S11中控制1,4-二（2-羟基乙氧基）苯、三苯基膦、四溴甲烷和乙腈的用量比为30mmol∶70-72mmol∶22-24g∶200mL。
3.根据权利要求1所述的一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，其特征在于：步骤S12中控制中间体a、多聚甲醛、三氟化硼乙醚配合物和二氯甲烷的用量比为2.8-3g∶0.81-0.83g∶3mL∶200mL。
4.根据权利要求1所述的一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，其特征在于：步骤S13中控制氢氧化钾、咪唑、中间体b和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为15mmol∶4mmol∶0.32-0.34mmol∶8-10mL。
5.根据权利要求1所述的一种离子液体催化合成碳酸二甲酯的方法，其特征在于：步骤S14中控制中间体c、碳酸二甲酯和乙腈的用量比为1.5mmol∶15mmol∶100mL。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101318949A (zh) * 2008-07-23 2008-12-10 中国科学院过程工程研究所 一种固载离子液体催化剂催化合成环状碳酸酯的方法
CN103055937A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 常州大学 一种用于酯交换反应的固载化离子液体的制备方法
CN103506157A (zh) * 2013-09-26 2014-01-15 常州大学 一种用于合成碳酸甲乙酯的固体催化剂及其制备方法
CN105237336A (zh) * 2014-07-10 2016-01-13 中国科学院过程工程研究所 一种负载型离子液体催化酯交换反应合成碳酸二甲酯联产乙二醇的方法
CN111495423A (zh) * 2020-04-22 2020-08-07 河南科技学院 固载功能化离子液体催化剂及其在合成碳酸二苯酯中的应用
CN113385225A (zh) * 2021-06-18 2021-09-14 辽宁东科药业有限公司 一种超分子离子液体催化剂及其制备方法与应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101318949A (zh) * 2008-07-23 2008-12-10 中国科学院过程工程研究所 一种固载离子液体催化剂催化合成环状碳酸酯的方法
CN103055937A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 常州大学 一种用于酯交换反应的固载化离子液体的制备方法
CN103506157A (zh) * 2013-09-26 2014-01-15 常州大学 一种用于合成碳酸甲乙酯的固体催化剂及其制备方法
CN105237336A (zh) * 2014-07-10 2016-01-13 中国科学院过程工程研究所 一种负载型离子液体催化酯交换反应合成碳酸二甲酯联产乙二醇的方法
CN111495423A (zh) * 2020-04-22 2020-08-07 河南科技学院 固载功能化离子液体催化剂及其在合成碳酸二苯酯中的应用
CN113385225A (zh) * 2021-06-18 2021-09-14 辽宁东科药业有限公司 一种超分子离子液体催化剂及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A heteropolyacid-based ionic liquid immobilized onto fibrous nano-silica as an efficient catalyst for the synthesis of cyclic carbonate from carbon dioxide and epoxides;Seyed Mohsen Sadeghzadeh;Green Chem.;第17卷;3059-3066 *
碳酸酯合成过程催化剂离子液体固载方式研究进展;刘铭钰等;工业催化;第29卷(第4期);16-27 *

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