[发明专利]一种NHC/ZnBr2体系催化制备环状碳酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由环氧化物和二氧化碳环加成制备碳酸酯的方法，尤其是NHC/ZnBr₂体系催化制备环状碳酸酯的方法。

背景技术

二氧化碳(CO₂)是地球上分布最广、储量最丰富、最廉价的碳资源之一，据估计以CO₂和碳酸盐形式存在的碳储量大约有10¹⁶吨。另外，CO₂还具有性质稳定、无毒、无腐蚀性、阻燃、易于处理等诸多优点。利用作为Cl合成替代储量有限且不可再生的石化资源，通过化学转化获得有用化合物一直都是备受关注的绿色化学课题之一，具有重要的应用价值和理论研究意义。

目前，CO₂的化学利用己初具规模，每年有近1.1亿吨CO₂被化学固定。尿素是固定CO₂的最大宗产品，每年消耗CO₂超过7000万吨；其次是无机碳酸盐，每年达3000万吨；将CO₂加氢还原合成CO₂也已经达到600万吨。此外，每年还有2万多吨CO₂用于合成药物中间体水杨酸及碳酸丙烯酷等。虽然二氧化碳的化学转化方法已经在工业化生产上有所应用，但受生产规模、方法单一等限制，还不足以解决日益严峻的二氧化碳过度排放所带来的温室效应。研究新型的CO₂化学转化方法，增多CO₂化学转化的产品，以增大CO₂的转化利用规模，成为化学家们迫切需要解决的问题。

氮杂环卡宾作为一种反应中间体，反应活性非常高，具有强碱性及强亲核性，因而在催化领域应用前景非常广阔，已有文献报道1，5-二异丙基-4，5-二甲基但杂环卡宾的碱性要强于1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬烯-5(DBN)和1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一烯-7(DBU)。

发明内容

本发明的目的是提供一种NHC/ZnBr2体系催化二氧化碳和环氧化物发生环加成反应来制备相应的环状碳酸酯的方法，本发明的反应通式为：

R＝CH₃CH₂，n-Bu，ClCH₂，BrCH₂，Ph，PhCH₂，PhOCH₂，PhCH₂OCH₂，PhCOOCH₂

本发明采用如下技术方案：

一种NHC/ZnBr₂体系催化制备环状碳酸酯的方法，使用N，N’-(2，6-二异丙基苯基)-咪唑啉盐酸盐，碳酸钾和溴化锌三种化合物组成的NHC/ZnBr₂体系作为催化剂，在反应压力为0.1MPa，反应温度为80℃，反应时间为24h，反应溶剂为DMSO的条件下催化环氧化物和二氧化碳环加成合成相应的环状碳酸酯。

所述的方法，所述N，N’-(2，6-二异丙基苯基)-咪唑啉盐酸盐制备方法如下：

所述的方法，所述环氧化物的结构为：

所述的方法，所述NHC/ZnBr₂体系中的每一种化合物的用量为环氧化物的2％，且三种化合物的摩尔量相等。

附图说明

图1为化合物1的氢谱图；图2为化合物2的氢谱图；图3为化合物3的氢谱图；

图4为化合物C₅H₈O₃的氢谱图；图5为化合物C₅H₈O₃的碳谱图；

图6为化合物C₇H₁₂O₃的氢谱图；图7为化合物C₇H₁₂O₃的碳谱图；

图8为化合物C₄H₅ClO₃的氢谱图；图9为化合物C₄H₅ClO₃的碳谱图；

图10为化合物C₄H₅BrO₃的氢谱图；图11为化合物C₄H₅BrO₃的碳谱图；