[发明专利]一种环状碳酸酯的制备方法

说明书

本发明属于绿色催化合成技术领域，具体涉及一种环状碳酸酯的制备方法。式III或IV所示的环氧化物和二氧化碳经式I或式II所示的催化剂催化得到所述环状碳酸酯，本发明合成方法简单、成本低、催化剂具有高活性和高选择性、反应条件温和、重复使用性好。

技术领域

本发明属于绿色催化合成技术领域，具体涉及一种环状碳酸酯的制备方法。

背景技术

目前，对二氧化碳(CO₂)的转化利用已成为全球普遍关注的焦点。已报道的关于CO₂的转化途径很多，但由于CO₂分子自身十分稳定，很难与其它物质发生反应，因此以CO₂为原料实现工业化生产的工艺路线很少。而由CO₂与环氧化物合成环状碳酸酯的路线正是其中之一。

以碳酸丙烯酯/碳酸乙烯酯为代表的环状碳酸酯是性能优良的高沸点极性有机溶剂，广泛应用于纺织、电池、化妆品、气体分离以及天然气和合成氨原料气中的二氧化碳(CO₂)和硫化氢气体的吸收等领域。它也是一种重要的有机化学品，用于制备聚碳酸酯及精细化工品。环状碳酸酯的合成方法主要包括光气法、酯交换法、尿素醇解法、CO₂与环氧化物环加成反应法等。其中CO₂与环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯是典型的原子经济性反应，符合绿色化学的发展方向，其研究开发受到广泛重视。

目前报道的关于CO₂与环氧化物合成环状碳酸酯的催化剂很多，主要有季铵盐、碱金属卤化物、有机磷盐、离子液体、过渡金属配合物、金属氧化物、分子筛、负载型金属卤化物、负载型金属配合物等(A.A.G.Shaikh，et al.，Chem.Rev.，96(1996)，951；T.Sakakura，et al.，Chem.Rev.，107(2007)，2365；T.Sakakura，et al.，Chem.Commun.，2009，1312；K.Yamaguchi，et al.，J.Am.Chem.Soc.，121(1999)4526；M.Shi，J.-W.Huang，J.Org.Chem.，68(2003)，6705；V.Calo，A.Nacci，et al.，Org.Lett.，4(2002)，2561；K.Mori，et al.，Chem.Comm.，2005，3331；S.Udayakumar，et al.，Cata.Commun.，10(2009)，659；B.M.Bhanage，et al.，Green Chem.，5(2003)，71.邓友全等，CN1343668；杨彩虹等，CN1424147；吕小兵等，CN1189246)。虽然现有的催化剂活性相对较高，但是仍需不断从绿色、便宜、高效等方面改进催化剂。于是开发一些高效、绿色、便宜的催化剂成为催化环状碳酸酯反应的一个方向。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可以在相对温和的条件下高速率、高收率的由二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的方法，该方法所用催化剂不含金属、催化效率更高。

为了解决上述技术问题，本发明的具体方案如下：

一种环状碳酸酯的制备方法，式III或IV所示的环氧化物和二氧化碳在式I或式II所示的催化剂催化下得到环状碳酸酯

R₁、R₂、R₃选自氢、具有1～4个碳原子的直链或支链的烷基中相同或不同的取代基；

R₄、R₅选自氢、具有1～4个碳原子的直链或支链的烷基中相同或不同的取代基；

R₆、R₇选自氢、具有1～5个碳原子的直链或支链的烷基、具有1～5个碳原子并被卤素、羟基、苯酚基、乙烯基、烯丙氧基或具有1～4碳原子的烷氧基取代的直链或支链的烷基、苯基、卤代苯基；

n选自1～2的整数；