[发明专利]一种质子化吡唑类离子液体及利用其催化合成环状碳酸酯的方法

说明书

本发明提供一种质子化吡唑类离子液体，其特征在于，结构式为将所述质子化吡唑类离子液体与环氧化合物按照1∶10～300的摩尔比加入高压反应釜中，通入CO₂至高压反应釜内的压力为1～4MPa，100～150℃的温度下恒温恒压反应1～4h，后处理即得环状碳酸酯。与现有方法比较，本发明方法反应条件温和，催化剂活性高，催化过程中没有使用任何有机溶剂，是一个环境友好型的催化反应过程。

技术领域

本发明属于绿色化工合成技术领域，具体涉及一种质子化吡唑类离子液体及利用其催化合成环状碳酸酯的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，CO₂的产生对地球环境产生了巨大的影响，由此造成的温室效应受到了各国的广泛关注。因此控制大气中CO₂的含量，减轻其对温室效应的影响已成新世纪人类亟待解决的重大问题之一。所以在此形势下，有效的捕捉和利用CO₂成为当前CO₂化学固定的研究热点。

CO₂作为一种廉价丰富的可再生资源，通过环加成反应与环氧化合物转化合成环状碳酸酯是最有前景的方法之一。合成的环状碳酸酯是一种重要的化工原料，在极性溶剂、电解液、医药和精细化工中间体合成方面都有着广泛的应用。由于CO₂具有一定的化学惰性，因此该环加成反应能否顺利进行的关键在于研发能够活化CO₂的高效催化剂。尽管人们已经研发了多种用于催化CO₂和环氧化合物合成环状碳酸酯的催化剂体系，如金属配合物、金属氧化物、离子液体、金属盐等，但仍存在催化剂成本昂贵、使用有毒的有机溶剂、反应条件苛刻、合成过程复杂等问题。因此，以简单易操作的方法，寻求环境友好、活性高、反应条件温和且高效廉价的催化体系对催化CO₂与环氧化合物合成环状碳酸酯显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有合成环状碳酸酯的方法中使用有毒的有机溶剂、催化剂昂贵、合成过程复杂、反应条件苛刻等技术问题，提供了一种质子化吡唑类离子液体催化合成环状碳酸酯的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种质子化吡唑类离子液体，结构式为其中R₁为CH₃或H，R₂为CH₃或H。

上述质子化吡唑类离子液体的制备方法，将氢溴酸加入吡唑类化合物中，搅拌反应15～30h，后处理即得；

所述吡唑类化合物的结构式为其中R₁为CH₃或H，R₂为CH₃或H；

吡唑类化合物与氢溴酸的摩尔比为1∶1～4。

利用上述质子化吡唑类离子液体催化合成环状碳酸酯的方法，将所述质子化吡唑类离子液体与环氧化合物按照1∶10～300的摩尔比加入高压反应釜中，通入CO₂至高压反应釜内的压力为1～4MPa，100～150℃的温度下恒温恒压反应1～4h，后处理即得环状碳酸酯。

上述的方法，所述环氧化合物的结构式为其中R为H、CH₃、CH₂Cl或

本发明的有益效果如下：

与现有方法比较，本发明方法反应条件温和，催化过程中没有使用任何有机溶剂，是一个环境友好型的催化反应过程。此外，本发明合成工艺简单，催化剂反应活性高。本发明使用质子化吡唑类离子液体催化剂催化合成环状碳酸酯，环状碳酸酯的选择性较高，通过减压蒸馏的方法可将催化剂与环状碳酸酯产物分离，经分离后的催化剂可循环使用从而降低了催化剂合成及生产的成本。因此本发明方法制备环状碳酸酯具有高效、经济、环保等优点，具有非常好的工业应用前景。

具体实施方式