一种金属配位离子液体催化合成环状碳酸酯的方法

摘要

本发明涉及一种金属配位型离子液体催化CO2和环氧化物制备环状碳酸酯的方法，其特征在于使用金属配位型离子液体作为催化剂，催化剂用量为环氧化物的1.0～10.0mol％,在反应压力为0.1～20.0bar,反应温度为20～150℃，反应时间为0.25～12h的条件下催化环氧化物和二氧化碳环加成制备相应的环状碳酸酯。该法可在室温和常压的反应条件下表现出高效的催化活性，无需额外助催化剂和其他溶剂添加，且可实现催化剂多次循环使用。

说明书

技术领域

本发明涉及CO

背景技术

二氧化碳(CO

催化CO

发明内容

本发明研究使用金属配位离子液体催化剂，在温和反应氛围、无任何溶剂和助催化剂添加的条件下，实现高效催化二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的方法。

本反应的通式为：

当R

中的一种，其中n＝0-6,X＝Cl,Br。当R

本发明涉及一种金属配位型离子液体催化CO

本发明通过以下实施例说明，但并不限于实施例涉及范围，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化或更改实施例中反应技术参数，均包括在本发明的技术范围内。

具体实施方式

实施例1金属配位型离子液体催化剂的合成

本发明涉及的金属配位型离子液体的结构为

中的一种，其中X为Cl,Br,I中的任意一种。M为Al,Zn,Cu,Mg中的任意一种。

所用金属配位离子液体的合成范例如下：

首先，将0.02mol的氢氧化铝与0.03mol的3-溴丙酸加入到去离子水溶液中，加热至回流，搅拌保持回流24h，反应结束后冷却至室温，过滤除去过量未反应氢氧化铝，混合液经减压蒸馏，除去多余水分，得到黄色液体，得到的溶液中加入乙酸乙酯，滴加足量1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)，并不断搅拌，有固体产物析出，反应结束后，得到的固体物质用乙酸乙酯洗涤三次以上，50℃干燥24h即可得到金属铝配位离子液体。

实施例2催化二氧化碳和环氧化合物合成环状碳酸酯

在20mL Schlenk管中，依次加入0.5mL环氧氯丙烷(1a)和4％mol合成范例中所示金属配位离子液体，磁力搅拌至金属配位离子液体全部溶解，由控温仪控制温度稳定至50℃,将充满二氧化碳的球胆连接至 Schlenk管，通入CO

实施例3

同实施案例2，所用反应温度30℃反应时间6h，其他反应条件不变，得到产物2b的产率为91％。

实施例4

同实施案例2，所用反应温度25℃反应时间6h，其他反应条件不变，得到产物2b的产率为83％。

实施例5

同实施案例2，所用催化剂用量为环氧氯丙烷量的5mol％，反应温度30℃，反应时间2h，其他反应条件不变，得到产物2b的产率为68％。

实施例6

同实施案例2，所用催化剂用量为环氧氯丙烷量的5mol％，反应温度50℃，反应时间2h，其他反应条件不变，得到产物2b的产率为90％。

实施例7

同实施案例2，所用催化剂用量为环氧氯丙烷量的5mol％，反应温度25℃，反应时间2h，其他反应条件不变，得到产物2b的产率为58％。

实施例8

同实施案例2，所用环氧化物为环氧溴丙烷(1b)，所用金属配位离子液体催化剂用量为环氧溴丙烷的 5mol％，反应时间5h，其他反应条件不变，得到产物2b的产率为99％。

实施例9

同实施案例8，所用环氧化物为环氧丙烷丁基醚(1c)，其他反应条件不变，得到产物2c的产率为95％。

实施例10

同实施案例8，所用环氧化物为1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷(1d)，其他反应条件不变，得到产物2d的产率为99％。

实施例11

同实施案例8，所用环氧化物为氧化苯乙烯(1e)，其他反应条件不变，得到产物2e的产率为95％。

实施例12

同实施案例8，所用环氧化物为苯基缩水甘油醚(1f)，其他反应条件不变，得到产物2f的产率为96％。

实施例13

同实施案例8，所用环氧化物为苯基缩水甘油醚(1g)，其他反应条件不变，得到产物2g的产率为97％。

实施例14

同实施案例8，所用环氧化物为环氧环己烷(1h)，其他反应条件不变，得到产物2h的产率为72％。

实施例15催化剂循环稳定性

对金属配位离子液体循环利用效果进行考察。反应条件同实施案例12，反应后通过添加去离子水分相，回收金属配位离子液体，其他反应条件不变，循环四次得到产物2f的产率为96％，95％，95％，94％，结果显示反应4次后没有显著降低。

尽管上述内容已经用-般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明的基础上，所属领域的技术人员可以对之作的一些修改或改进，均是本领域显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或改进，均属于本发明要求保护范围。