水滑石类化合物催化尿素醇解法合成有机碳酸酯研究

摘要

碳酸丙烯酯和碳酸二苯酯是重要的两种有机中间体，特别由于在绿色化工路线合成聚碳酸酯工艺中得到应用而倍受重视。尿素醇解法合成碳酸丙烯酯是目前较为新颖和有前途的合成方法，而酯交换法合成碳酸二苯酯一值受到人们的关注。 尿素醇解反应与酯交换反应都可以被酸碱所催化。由于水滑石类化合物及其焙烧产物都是同时具有碱性和酸性活性位的固体物质，本文将水滑石类化合物及其焙烧产物用于尿素与1,2-丙二醇的醇解反应，考察了不同的水滑石类化合物及其焙烧产物对该反应的催化活性，并对反应工艺条件进行了优化。结果表明，水滑石类化合物都对尿素醇解反应有明显的催化作用，其焙烧后的产物由于发生了结构的变化而使催化活性有所改变，构成水滑石的二价和三价金属离子的种类对催化性能有着同样重要的影响，水滑石类催化剂的酸碱强度可能是影响催化性能的主要因素。尿素醇解合成碳酸丙烯酯反应的最佳条件为：醇尿摩尔比4:1, Zn-Al LDO为原料总质量的0.25％, 反应温度170℃,反应时间5h。此时PC的收率为98.7％。 此外，本文还考察了不同催化剂对碳酸二乙酯与苯酚酯交换反应的催化活性，并对酯交换试剂碳酸二甲酯与碳酸二乙酯进行了对比。以PbTiO3前体为催化剂，在n(PhOH)/n(DEC)=2，催化剂用量为反应物总质量的1.1％，T=170~190oC，t=8 h条件下，苯酚转化率为31.3％，DPC产率为12.5％，主产物选择性达97.7％。以碳酸二乙酯为酯交换试剂，苯酚的转化率和DPC的产率都有所提高，但提高的幅度不大。