專利名稱：一種碳酸二乙酯和甲醇酯交換合成碳酸甲乙酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳酸甲乙酯的合成方法，特別涉及一種采用離子液體作為催化劑合成碳酸甲乙酯的方法。
背景技術(shù)：
隨著鋰離子電池的迅猛發(fā)展，有關(guān)電池安全性、使用壽命等要求越來越嚴(yán)格，給電池電解質(zhì)的技術(shù)革新帶來了挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)合成的電解質(zhì)溶劑在質(zhì)量上達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)，所以電解質(zhì)溶劑一般要從國外進(jìn)口，近年來發(fā)現(xiàn)碳酸甲乙酯可以作為一種很好的鋰離子電池的電解質(zhì)，碳酸甲乙酯是一種用途廣泛的不對稱碳酸酯化合物，主要用作溶劑和有機(jī)合成的中間體，作為鋰離子電池電解質(zhì)溶劑時(shí)，由于其粘度小，介電常數(shù) 大，對鋰鹽的溶解性強(qiáng)，能很好地提高電池的能量密度和充放電容量，更能提高電池的安全性能和使用壽命，在一定程度上可以緩解國內(nèi)對電解質(zhì)的需求。目前碳酸甲乙酯的合成方法主要有三種光氣法、氧化羰基法和酯交換法。光氣法主要是用光氣和無水乙醇反應(yīng)，由于光氣具有劇毒，中間產(chǎn)物具有強(qiáng)腐蝕性，副產(chǎn)品對環(huán)境污染嚴(yán)重，因此該方法已經(jīng)被淘汰。氧化羰基法尚不完善，存在選擇性低、催化劑價(jià)格昂貴、難以操作控制等缺點(diǎn)。酯交換法合成碳酸甲乙酯到目前為止已經(jīng)有很多研究者做過很多研究，但是大多工作主要是氯甲酸甲酯和甲醇間、碳酸二甲酯和甲醇間以及碳酸二甲酯和碳酸二乙酯間的酯交換反應(yīng)，用于此三種酯交換反應(yīng)的催化劑多以堿性催化劑為主，也各自有優(yōu)缺點(diǎn)。而有關(guān)碳酸二乙酯和甲醇之間酯交換合成碳酸甲乙酯的應(yīng)用報(bào)道很少，因此我們選擇這種酯交換的方法合成碳酸甲乙酯。近些年來離子液體成為眾多研究領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)，由于它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)
(I)蒸汽壓低、不揮發(fā)、不易燃；(2)較寬的液態(tài)溫度范圍、良好的導(dǎo)電性和較寬的電位窗口 ；(3)溶解能力強(qiáng)；(4)毒性低，可回收利用；(5)酸堿性可調(diào)等。因此在有機(jī)合成、催化應(yīng)用及有機(jī)溶劑等領(lǐng)域中得到廣泛的研究應(yīng)用，但是，目前還沒有將離子液體用于合成碳酸甲乙酯的反應(yīng)中的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對目前碳酸甲乙酯的合成中出現(xiàn)的產(chǎn)物產(chǎn)率不高、選擇性不好，催化劑不易回收利用，成本高等缺陷，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種催化活性高、選擇性較高，而且在反應(yīng)后經(jīng)過簡單處理就可以回收繼續(xù)循環(huán)利用，降低成本的合成碳酸甲乙酯的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是以碳酸二乙酯和甲醇為原料，以兩口圓底燒瓶為反應(yīng)器，在常壓下，所用催化劑為碳酸二乙酯的質(zhì)量的1°/Γ5%，反應(yīng)溫度為8(T12(TC，反應(yīng)物料碳酸二乙酯和甲醇的摩爾比為3: f 1: 3，反應(yīng)時(shí)間為l(T20h的條件下進(jìn)行反應(yīng)，碳酸甲乙酯收率最高可達(dá)68. 15%，選擇性可達(dá)85. 39%ο
作為對本發(fā)明的限定，本發(fā)明所述的催化劑為離子液體I-R1H2H3咪唑鹽，其
結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種碳酸二乙酯和甲醇酯交換合成碳酸甲乙酯的方法，其特征在于該方法是在常壓下，以碳酸二乙酯和甲醇為原料，以離子液體為催化劑，在一定的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間下進(jìn)行碳酸甲乙酯的合成反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成碳酸甲乙酯的方法，其特征在于所述的離子液體為 咪唑鹽，其結(jié)構(gòu)式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成碳酸甲乙酯的方法，其特征在于所述的催化劑離子液體的用量為原料碳酸二乙酯質(zhì)量的1°/Γ5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成碳酸甲乙酯的方法，其特征在于所述的反應(yīng)原料碳酸二乙酯和甲醇的摩爾比是3:1 1: 3，反應(yīng)溫度為8(Tl2(TC，反應(yīng)時(shí)間為l(T20h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳酸二乙酯和甲醇酯交換合成碳酸甲乙酯的方法，該方法是在常壓下，以碳酸二乙酯和甲醇為原料，以咪唑類離子液體為催化劑，在一定的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間下進(jìn)行碳酸甲乙酯的合成反應(yīng)。本發(fā)明的催化劑用量僅僅是碳酸二乙酯質(zhì)量的1%~5%，在反應(yīng)過程中離子液體催化劑不僅催化活性高、碳酸甲乙酯收率最高可達(dá)68.15%，選擇性可達(dá)85.39%，而且在反應(yīng)后經(jīng)過簡單處理即可回收繼續(xù)循環(huán)利用，壽命長，無任何污染，大大降低了制備碳酸甲乙酯的成本。
文檔編號B01J31/02GK102850224SQ20121034661
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者李永昕, 郭靜, 薛冰, 亓虎, 許杰 申請人:常州大學(xué)