[发明专利]一种环状碳酸酯的无溶剂催化合成方法

权利要求书

1.一种用二氧化碳和环氧化物通过环加成反应合成环状碳酸酯的无溶剂催化合成方法，其特征在于采用有机金属化合物和季铵盐(R₄NX)作为催化剂，无需溶剂，实现了合成环状碳酸酯的新的绿色催化合成途径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机金属化合物是具有结构式I的有机铋配合物和有机锑配合物：

其中，该类配合物是一类新型的含桥式氮原子配体的有机金属配合物，其配体的结构式为[(R¹)(R²)(R³)(R⁴)PhCH₂]N[R’][CH₂Ph(R⁵)(R⁶)(R⁷)(R⁸)]，其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸为苯环上相同或不相同的取代基；R’为氮原子上的取代基；金属中心(M³⁺)为铋(Bi³⁺)和锑(Sb³⁺)；M³⁺与M³⁺是通过氧族元素相连；且在该类配合物中，M³⁺除与配体中的两个碳原子形成共价键外，还与配体中的氮原子形成配位键，与M³⁺与氧族原子形成共价键。

3.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述配体的取代基R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R’为相同或不相同的烷基(C0-C20)或芳基(C6-C20)以及带有不同杂原子的各种取代基团，其中优选H、甲基、乙基、叔丁基、环己基、苯基或萘基；所述氧族元素为氧、硫、硒和碲(O，S，Se，Te)，其中优选氧和硫。

4.根据权利要求1所述的方法，所述有机金属铋、锑配合物催化剂，其具体化合物及其制备方法，请参照本专利申请人在其于2011年6月15日公开的公开号为CN102091503A、其题为“一种捕集、固定和净化二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物的化学方法”的专利申请。

5.根据权利要求1和4所述的方法，所述制备的有机金属配合物为二氧化碳和环氧化物环加成反应制备环状碳酸酯的主催化剂，季铵盐为助催化剂的组成催化剂体系。

6.根据权利要求1和5所述的方法，所述季铵盐(R₄NX)为任意季胺盐，其中R为C1到C20的脂肪取代基和C5-C20的芳香取代基，优选甲基、乙基、丁基、苯基；X优选氟、氯、溴、碘、BF₄、PF₆、C_nH_2n+1SO₃(n＝1-20)、C_nF_2n+1SO₃(n＝1-20)、C₆H₅SO₃、C₆F₅SO₃，其中优选溴和碘。

7.根据权利要求1和5所述的催化合成方法，所述环氧化物的结构式为II，其中R¹，R²为相同或不相同的烷基(C0-C20)或芳基(C5-C20)，或其它任意杂原子取代基。

8.根据权利要求1所述的方法，所述催化反应条件为：反应温度20-180℃，反应时间0.5-24h，二氧化碳的初始压力为0.5-10MPa，主催化剂的用量0.1-10mol％，助催化剂的用量为0.1-10mol％；其中优选反应温度为110-140℃，反应时间优选6-24h，二氧化碳的初始压力为2.0-4.0MPa，主催化剂的用量0.2-2mol％，助催化剂的用量为0.1-2mol％。