[发明专利]一种有机碱作为催化剂合成碳酸二元酯的用途

说明书

本发明公开了一种有机碱作为催化剂合成碳酸二元酯的用途，属于催化剂研究领域。本发明采用有机碱作为催化剂合成碳酸二元酯联产二元醇，该催化剂不仅起活温度低，稳定性强，而且催化剂在反应中用量少，环状碳酸酯(比如碳酸乙烯酯)转化率高，聚乙二醇等副产物少、目标产物收率高，环状碳酸酯的转化率在80.7％以上，碳酸二元酯的选择性在96％以上，二元醇的选择性在96％以上。再者，本发明的催化剂循环使用寿命长，多次循环使用后其催化活性依然很高，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于催化剂研究领域，涉及一种有机碱作为催化剂合成碳酸二元酯的用途，尤其涉及一种含双支链结构烷基的吡啶化合物作为催化剂合成碳酸二甲酯联产乙二醇的用途。

背景技术

碳酸二甲酯是一种用途广泛的绿色化工原料，分子结构含有烷基、羰基和烷氧基等官能团，其化学性质活泼，物理性质优良，因此可作为溶剂、汽油添加剂和锂离子电池电解液，因其化学活性也可作为羰基化、烷基化和烷氧基化试剂，也是经碳酸二苯酯合成聚碳酸酯的主要原料。目前各国均在积极研究和推广新型碳酸二元酯的合成方法，其中酯交换方法由于工艺条件温和，且联产乙二醇成为受关注和应用最为广泛的方法。

一般来说，酯交换反应多以碱金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱金属碳酸盐，特别是以甲醇钠催化剂应用最为广泛，然而以上催化剂通常存在反应温度偏高、催化剂稳定性差、聚乙二醇等副产物多等缺点。如以甲醇钠为催化剂，遇水和二氧化碳后会生成氢氧化钠和碳酸钠造成催化剂损耗，因此催化剂稳定性极差。因此，为进一步提升碳酸二甲酯合成催化剂稳定性和技术先进性，急需研究和开发低温活性好、目标产品选择性高的新型酯交换催化剂。

中国专利CN 105439866A公开了一种酯交换制备碳酸二甲酯的方法，主要解决现有技术存在树脂易溶胀，活性下降快的问题。本发明通过采用以碳酸乙烯酯和甲醇为反应原料，在反应温度为60-160℃，甲醇和碳酸乙烯酯的摩尔比为2-10，催化剂与碳酸乙烯酯的重量比为0.005-1的条件下，原料与催化剂接触反应1-8小时得到碳酸二甲酯；其中，所述催化剂为强碱型纳米复合季铰盐树脂的技术方案较好地解决了该问题，可用于碳酸乙烯酯与甲醇酯交换反应制备碳酸二甲酷的工业生产中。但是，该专利中所采用的催化剂为固体催化剂(即反应条件下为固体)，属多相催化反应，其催化活性低、反应速度缓慢，且催化活性组分易流失，催化剂损耗高，所需反应器偏大，装置投资高，不利于工业化应用。

中国专利CN 106588656A公开了一种制备碳酸二甲酯的方法。此工艺的独特在于其所产生的副产物可重复使用于反应中作为原料以重复该工艺。例如，当工艺是直接合成碳酸二甲酯，甘油是作为起始材料。甘油亦是合成碳酸二甲酯过程中产生的副产物，因此可再作为原料以生产更多的碳酸二甲酯。但是，其采用的反应原料是碳酸乙烯酯的卤化物，生产的产物是相应的卤代化合物，不属于绿色化工技术，且不属原子经济反应。

中国专利CN 105251496 A公开了一种催化剂以及利用该催化剂制备碳酸二甲酯的方法。该反应过程包括两步，第一步为尿素与脂肪族二元醇为原料，在催化剂的作用下反应合成碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯，其反应条件为反应温度为100-200℃，反应体系引入0.5-5mL/min的氮气；第二步为碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯。反应条件：反应温度为60-170℃；催化剂为金属盐或金属氧化物，配制成一定浓度的溶液，等体积浸渍一种载体上，制备呈负载型催化剂。本发明的技术特征在于，反应条件温和，常压下进行；催化剂易于分离，容易回收再生，可重复使用，并对设备无腐蚀、无环境污染。但是，此专利涉及的催化剂也属固体催化剂，多相反应效率低，其催化活性低、反应速度缓慢，且催化活性组分易流失，催化剂损耗高，所需反应器偏大，装置投资高，不利于工业化应用。