[发明专利]溴化醇胺类离子液体催化CO2转化合成环状碳酸酯类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种溴化醇胺类离子液体催化CO₂转化合成环状碳酸酯类化合物的方法，属于离子液体催化环状碳酸酯类化合物的合成技术领域。本发明的技术方案要点为：以溴化醇胺类离子液体作为催化剂，在常压下于90℃催化环氧乙烷类化合物与CO₂发生环加成反应制得目标产物环状碳酸酯类化合物，溴化醇胺类离子液体回收后重复循环使用。本发明所用的溴化醇胺类离子液体制备简便，具有良好的生物相容性；催化剂的催化活性高且选择性好；该反应体系对反应容器无特殊要求，而且催化体系的操作及后处理过程较为简单。

技术领域

本发明属于离子液体催化环状碳酸酯类化合物的合成技术领域，具体涉及一种溴化醇胺类离子液体催化CO₂转化合成环状碳酸酯类化合物的方法。

背景技术

环状碳酸酯是一种常见的化学化工原料，同时也是一种应用广泛的极性非质子溶剂，此外，它还可以作为锂电池的高效电解液。以CO₂和环氧烷烃类化合物为原料合成环状碳酸酯类化合物是利用CO₂的一个重要途径。近年来，人们对离子液体催化CO₂与环氧烷合成环状碳酸酯进行了大量的研究。Peng等人最早合成了咪唑四氟化硼离子液体应用于该反应(Peng J J,Deng Y Q.Cycloaddition of carbon dioxide to propylene oxidecatalyzed by ionic liquids[J].New J.Chem.,2001,25(4):639-641)。Sun等人考察了季铵盐离子液体、季磷盐类离子液体、哌啶类离子液体和咪唑类离子液体在催化该反应中的应用(Sun J M,Fujita S I. Development in the green synthesis of cycliccarbonate from carbon dioxide using ionic liquids Masahiko Arai[J].Journal ofOrganometallic Chemistry,2005,690(15):3490-3497)。此外，人们还考察了大量的负载离子液体催化的环氧烷和CO₂合成环状碳酸酯的反应，例如：壳聚糖负载的离子液体(SunJ,Wang J Q,Cheng W G,et al.Chitosan functionalized ionic liquid as arecyclable biopolymer-supported catalyst for cycloaddition of CO₂[J].GreenChem.,2012,14, 654)、硅胶负载的离子液体(Abdol R H,Yasaman H,GholamrezaK.Silica grafted ammonium salts based on DABCO as heterogeneous catalysts forcyclic carbonate synthesis from carbon dioxide and epoxides[J].RSC Adv.,2015,5,22373)、氧化石墨烯负载的离子液体 (Luo R C,Zhou X T,Fang Y X,Ji H B.Metal-andsolvent-free synthesis of cyclic carbonates from epoxides and CO2in thepresence of graphite oxide and ionic liquid under mild conditions: A kineticstudy[J].Carbon，82(2015)1-11)等，并提出了该反应可能的催化机理(Kim J,Kim S N,Jang H G,Seo G,Ahn W S.CO2cycloaddition of styrene oxide over MOF catalysts[J]. Appl.Catal.A:Gen,2013,453:175-180.)。但由于CO₂的反应惰性，这些反应大多需要在较高的温度和压力下进行。在CO₂的转化过程中又消耗了大量的能量，另外，高压设备的使用也增加了转化的成本和危险性。鉴于此，开发一种在常压下催化环氧乙烷类化合物与CO₂环加成反应制备环状碳酸酯类化合物的方法是亟待解决的问题。