[发明专利]二氧化碳和环氧化合物合成环状碳酸苯乙烯酯的方法及其催化剂

说明书

一种用于催化二氧化碳和环氧苯乙烷反应生成环状碳酸苯乙烯酯的催化体系包括第一催化活性成分和第二催化活性成分。所述第一催化活性成分是卤化铵，其中所述第二催化活性成分选自三氧化二铝和羟基化合物。

技术领域

本发明涉及催化二氧化碳和环氧化合物，尤其是苯环氧乙烷，合成环状碳酸苯乙烯酯的催化剂。本发明还进一步涉及催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯的方法。

背景技术

二氧化碳是碳和含碳化合物氧化的最终产物，也是导致温室效应的最重要的气体。然而，同时，二氧化碳也是地球上最丰富的碳源，其具有储量大、成本低、容易获得和获得方式安全无害等优点。几十年以来，人们一直为能有效和经济利用二氧化碳而持续努力。在诸多利用二氧化碳方法中，利用二氧化碳与苯环氧乙烷反应合成环状碳酸苯乙烯酯，是目前已知最有发展前景的二氧化碳利用方法之一。环状碳酸苯乙烯酯被广泛用于纺织、印染、作为中间体用于诸多有机物，如聚碳酸酯、热硬化树脂的合成、电化学和金属萃取等诸多领域。在自然条件下，二氧化碳和苯环氧乙烷将难以发生反应，或者两者反应生成环状碳酸苯乙烯酯的效率极低。与其他化学反应类似，合适的催化剂能有效提高二氧化碳和苯环氧乙烷反应生成环状碳酸苯乙烯酯的效率。

现有用于催化二氧化碳和苯环氧乙烷反应生成环状碳酸苯乙烯酯的催化剂主要有金属配合物催化剂，如4-甲基卟啉铬、离子液体催化剂，如季铵盐、金属氧化物催化剂，如氧化镁和氧化铝混合物催化剂和负载离子液体催化剂。然而，现有这些在催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯时，大多需要苛刻的反应条件，如高压、高温等。在现有二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯反应中，较高反应条件大大降低了利用二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯的工艺的经济性。尤其是，现有用于催化二氧化碳和苯环氧乙烷反应生成环状碳酸苯乙烯酯的催化剂大多需要开发新的复杂制备工艺制备，成本高昂和不利于大规模工业化生产。

发明内容

本发明的主要优势在于其提供一种新的能高效催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯的催化剂。

本发明的另一优势在于其提供一种催化剂，其中该催化剂含有具有催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯活性的羟基化合物，其中该催化剂含有的具有催化活性的羟基化合物在温和反应条件下仍具有较高催化活性。

本发明的另一优势在于其提供一种用于催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯的催化剂，其中该催化剂为现有商品试剂，无需研制或开发新的合成工艺去生产，其易于获得和价格低廉。换句话说，本发明用于催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯的催化剂可视作现有化合物(或组合物)的一种新应用。相应地，本发明催化剂的生产将无需开发新的设备或工艺。

本发明的另一优势在于其提供一种用于催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯的催化剂，其中该催化剂在催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯结束后，可很方便地与反应物二氧化碳、苯环氧乙烷和最终产物环状碳酸苯乙烯酯相分离，从而能够显著降低合成反应的成本。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

依本发明，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明催化剂包括具有催化二氧化碳和苯环氧乙烷合成环状碳酸苯乙烯酯活性的羟基化合物，其具有下述结构式：

依本发明较佳实施例，本发明催化剂进一步包括四乙基溴化铵。

根据本发明的一些实施例，所述羟基化合物的结构式为：

其中R是一推电子基团，其中X是卤素。

根据本发明的一些实施例，X＝Cl。