[发明专利]一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO2

说明书

一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO₂与氧化苯乙烯环加成反应方法，涉及一种氧化苯乙烯环加成反应方法，本发明催化剂为1,3‑双（3,5‑间苯二甲酸二甲酯）‑1H苯并咪唑鎓溴盐，在温和条件下，可高效催化CO₂与氧化苯乙烯环加成反应。本发明催化剂具有易制备、高稳定性、节能、可循环等优点。当催化剂用量为2~4 mol%时，CO₂球压下，无溶剂反应，当反应温度80~105℃，反应16~24 h，产率达到80~90%。经过7次循环后产率仍在70%以上。为高效催化CO₂和氧化苯乙烯环加成反应制备环状碳酸酯提供了一种方法，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种氧化苯乙烯环加成反应方法，特别是涉及一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO₂与氧化苯乙烯环加成反应方法。

背景技术

CO₂是主要的温室气体之一，其主要来源于化工和能源供应行业、发电厂和交通运输行业，同时CO₂也是一种丰富、廉价、无毒且可生物再生的C1资源。如今，从环境和资源利用的角度看，将CO₂转化为有价值的有机化学品已引起越来越多的关注。然而，CO₂在热力学上稳定且反应活性低，因此需要更多的能量、适当的催化剂和最佳反应条件才能使其化学活化并进一步成功转化更具有商业价值的化学产品。

CO₂与环氧化物的选择性环加成对于CO₂的化学利用和环状碳酸酯的生产都极具意义。环状碳酸酯可作为合成聚碳酸酯和乙二醇的原料，以及燃料添加剂、锂电池的电解质溶剂，以及有机溶剂和有毒化学试剂的替代品。目前，工业上将CO₂环加成到相应的环氧化物上制备环状碳酸酯，通常使用季铵盐催化剂，例如四乙基溴化铵催化合成环状碳酸酯。然而，这些反应过程需要高压CO₂（70-100 bar）和高温（100-200 ℃），从能源消耗和安全的角度分析，不符合绿色化学的理念。若能突破CO₂在温和条件下与环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯，那么在经济和技术方面都有重大意义。设计一种制备容易、分离简单且在温和条件下能够高效催化CO₂与环氧化物的选择性环加成反应的催化剂是当下急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO₂与氧化苯乙烯环加成反应方法，本发明制备了1,3-双（3,5-间苯二甲酸二甲酯）-1 H苯并咪唑鎓溴盐催化剂，该催化剂催化CO₂与氧化苯乙烯环加成反应时，环状碳酸酯的产率达到80~90 %，经过多次循环后产率仍在70 %以上，具有很高的工业实际应用潜力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种咪唑鎓溴盐类催化剂在CO₂与氧化苯乙烯环加成反应方法，所述方法包括以下过程：

1,3-双（3,5-间苯二甲酸二甲酯）-1 H苯并咪唑鎓溴盐为催化剂，催化CO₂与氧化苯乙烯环加成反应，催化剂用量为2~4 mol%时，CO₂球压下，无溶剂反应，在温度80~105 ℃下搅拌反应16~24 h，得到环状碳酸酯；

1,3-双（3,5-间苯二甲酸二甲酯）-1 H苯并咪唑鎓溴盐的循环催化利用，将催化剂从反应溶液中分离出来，用四氢呋喃洗涤，然后在真空下干燥，即用于下一次循环。