[发明专利]一类负载离子液体催化剂催化CO2

说明书

本发明涉及一类Merrifield树脂负载的聚醚酰胺离子液体催化剂催化CO₂和环氧化物环加成制备环状碳酸酯的方法，为了改善CO₂环加成反应中传统的负载离子液体催化剂催化活性低、反应条件苛刻和使用寿命短的问题，本发明将一类新型的基于聚醚酰胺氢键供体的多功能集成的Merrifield树脂负载的离子液体催化剂应用于CO₂和环氧化物的环加成反应中；该负载离子液体催化剂将HBD基团、有机碱、亲核试剂和聚醚链组装在Merrifield树脂材料上，从而实现了多催化活性位点的高效集成；本发明提供的催化体系具有多功能耦合协同催化，催化活性高，反应条件温和、催化剂易分离和长寿命等优点，符合绿色合成的工艺要求。

技术领域

本发明涉及化学化工技术领域，具体地涉及一类Merrifield树脂负载的聚醚酰胺离子液体催化剂催化CO₂和环氧化物环加成制备环状碳酸酯的方法。

背景技术

二氧化碳(CO₂)是导致全球气候变暖的主要温室气体，也是地球上取之不尽、廉价、无毒、可循环再生的绿色C₁资源。实现CO₂的资源化利用对CO₂的减排、改善环境和降低人类对化石燃料的依赖具有重要的战略意义。近年来，环状碳酸酯作为高附加值化学品在精细化工、锂电池制造、聚碳酸酯和聚氨酯的合成等领域获得了广泛应用。而由CO₂与环氧化物环加成制备环状碳酸酯是一种具有100％原子经济性的绿色化学方法，其作为有毒光气合成法的替代是CO₂高效资源化利用的重要途径之一，一直备受学术界和工业界的关注。然而，CO₂是热力学稳定的分子，实现CO₂高效转化的关键是高效催化剂的研制与开发。金属基催化剂(Dalton Trans.2018,47,13281–13313.)，特别是金属配合物，通常具有较高的催化活性，然而，许多金属基催化剂对水解和/或氧化敏感，或有毒。因此，发展高效的有机催化剂替代金属基催化剂(Green Chem.2021,23,77–118；Catal.Sci.Technol.2017,7,2651–2684.)受到广泛的关注，特别是离子液体有机催化剂(J.Catal.2016,343,52–61；Fuel2017,200,316–332.)，由于其低蒸气压、热和化学稳定性好，结构可设计等优点一直是该领域持续关注的焦点。然而，离子液体催化剂的局限性是易发生流失，难以与产物分离和循环使用。固载化离子液体是近年来出现的一类新型材料，基于固载化离子液体而发展的固载离子液体催化不但保持了离子液体催化剂的高催化活性和选择性，而且能够实现催化剂的高效分离与循环利用。