[发明专利]一种含醚氧键直链二甲基二碳酸酯的合成方法

说明书

本发明涉及一种含醚氧键直链二甲基二碳酸酯的合成方法，包括一：制备催化剂镁铝水滑石；二：配制甘醇、碳酸二甲酯、镁铝水滑石的混合反应液；三：搅拌反应液，升温至90℃，记录反应时间；四：反应结束后冷却至室温，经过滤、旋蒸提纯得到含醚氧键直链二甲基二碳酸酯。本发明方法制备的催化剂出现明显的镁铝水滑石特征峰，合成的醚氧键直链二甲基二碳酸酯的旋蒸纯度高。

技术领域

本发明涉及含醚氧键直链二甲基二碳酸酯合成的技术领域，具体的说是一种含醚氧键直链二甲基二碳酸酯的合成方法。

背景技术

有机碳酸酯无毒、无污染，是一种重要的化工中间体，广泛应用于药物、化妆品、香料、电解液、聚合物、生物医药等领域，酯交换法被认为是最具前景的非光气碳酸酯合成路线。DMC作为绿色溶剂化学性质稳定，无毒，无腐蚀，能以任意比例与醇混溶，且与醇反应条件温和，常被用作酯交换原料。其有关的酯交换研究主要集中在DMC与单羟基化合物合成单碳酸酯的酯交换反应上，特别是DMC与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯(Wang,S.,etal.Journal of Molecular Catalysis a-Chemical,2015.398:248-254)，而对于DMC与二元醇的酯交换报道较少。

近期，还发现DMC是一种优良的CO₂吸收剂，溶解度明显高于工业化的碳酸丙烯酯(艾宁,等.化学工程,2005(03):51-54.)。另外，该研究团队发现与其他溶剂相比，含有酯和醚氧键的化合物更有利于CO₂吸收，石娅琴等合成的多酯键的二甲基-α,ω-亚烷基二碳酸酯用于CO₂吸收，均好于DMC和工业化的物理吸收剂碳酸丙烯酯，所以在此基础上继续增加醚氧键以甘醇与DMC为原料酯交换合成含醚氧键直链二甲基二碳酸酯，有望进一步提高CO₂的吸收性能。

二元醇与DMC合成二碳酸酯和DMC与单羟基化合物的酯交换过程不同。合成二碳酸酯的过程是一个连串反应，第一步先生成中间产物单碳酸酯，第二步单碳酸酯进一步酯交换生成目标产物二碳酸酯。目前，对于这类酯交换反应的催化剂主要集中在金属羰基配合物类、季膦盐类等，价格昂贵。近期，石娅琴等(Chemistry Letters,2018.47(9):1135-1138)以DMC和1,3-丙二醇为原料合成了二甲基-1,3-亚丙基二碳酸酯，考察了酸、碱催化剂的催化性能。酸性催化剂反应活性较差，主要生成中间产物单边碳酸酯。碱性催化剂活性较好，碱性强度影响产物分布，中等碱性强度的氧化钙是合成二甲基-1,3-亚丙基二碳酸酯的高效、廉价催化剂。在90℃、DMC与1,3-丙二醇摩尔比20、10wt％CaO用量的条件下反应4h，1,3-丙二醇的转化率达100％，二甲基-1,3-亚丙基二碳酸酯的收率达99％。但氧化钙用量大，为10wt％，且在空气中易吸收水和二氧化碳而失活。

水滑石作为一种常用的固体碱催化剂，制备方法简单，具有可调变性的二维孔道结构、可交换性的层间阴离子、表面呈碱性等特殊性能，使其广泛应用于催化领域。其中镁铝水滑石主要用于催化甘油与DMC酯交换生成生物柴油(Nowicki,J.,et al.AppliedCatalysis a-General,2016.524:17-24)，效果优于常用固体碱催化剂，这对镁铝水滑石催化DMC与甘醇酯交换合成含醚氧键直链二甲基二碳酸酯提供了一定的指导。

发明内容

为了避免和解决上述技术问题，本发明提出了一种含醚氧键直链二甲基二碳酸酯的合成方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种含醚氧键直链二甲基二碳酸酯的合成方法，包括：

步骤一：制备催化剂镁铝水滑石；

步骤二：配制甘醇类、碳酸二甲酯、镁铝水滑石的混合反应液；

步骤三：搅拌反应液，升温至90℃，记录反应时间；

步骤四：反应结束后冷却至室温，经过滤、旋蒸提纯得到含醚氧键直链二甲基二碳酸酯。