專利名稱:絡(luò)合催化合成碳酸乙烯酯工藝的制作方法
本發(fā)明屬于精細(xì)有機(jī)合成生產(chǎn)工藝。
碳酸乙烯酯是一種具有廣泛用途的有機(jī)合成原料。文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的合成方法很多，其中環(huán)氧乙烷與二氧化碳直接反應(yīng)是較經(jīng)濟(jì)的方法，采用的催化劑有堿金屬的鹵化物(特許.昭38-23175)，堿土金屬的鹵化物(U·S·2667497、2924608)，金屬的鹵化物和氧化物(U·S·4325874;特許，昭46-37591)，鐵、鈷、鎳的鹵化物(特許，昭45-35311)季銨鹽(Ger.offen.2855232;Brit.2011402)，叔膦(特許.昭48-22702昭47-27223、昭47-36738)，吡啶、哌嗪或其與金屬鹵化物的結(jié)合(U·S·2760966;特許.昭48-27314;特許.昭51-13720)等等。這些方法，由于反應(yīng)溫度和壓力高而給制造帶來困難。1980年以后，日本高橋和友等研究用冠醚(特許.昭56-128778)或大量的碳酸乙烯酯(特許.昭57-31682)與碘化鉀形成絡(luò)合物作催化劑，可使反應(yīng)在較低的壓力和溫度下進(jìn)行且收率較高。然而冠醚制備困難，價(jià)格昂貴和具有毒性，而大量使用碳酸乙烯酯作反應(yīng)基質(zhì)則會(huì)使產(chǎn)品的產(chǎn)量在單位時(shí)間內(nèi)降低。
本發(fā)明針對已有工藝的不足，提供一種廉價(jià)無毒的催化劑，在較低的壓力和溫度下制備碳酸乙烯酯的工藝。
本發(fā)明的構(gòu)思是，利用來源方便，價(jià)格低廉，無毒的鏈狀聚醚(酯肪醇的環(huán)氧乙烷聚合物或聚乙二醇)和碘化鉀形成的絡(luò)合物作催化劑。它具有與冠醚類似的絡(luò)合堿金屬離子的作用，從而提高了負(fù)離子的催化能力。如下式所示
本工藝使用聚乙二醇400和碘化鉀形成的絡(luò)合物作催化劑，使環(huán)氧乙烷與CO2直接反應(yīng)制造碳酸乙烯酯。如下式所示
利用本工藝制造碳酸乙烯酯，催化劑的用量少并可以循環(huán)使用，反應(yīng)溫度低(90～100℃)，反應(yīng)壓力低(最高壓力為25Kg/cm2)，產(chǎn)品的收率高(碳酸乙烯酯對環(huán)氧乙烷的收率≥99.9%)。
本工藝的實(shí)施方法所用原料環(huán)氧乙烷;工業(yè)級，用10%的粉狀氫氧化鈉回流處理24小時(shí)后蒸餾。色譜分析含水≤400ppm。含乙醛≤100ppm。二氧化碳酒精廠提供，色譜分析含少量乙醇。聚乙二醇400實(shí)驗(yàn)試劑，經(jīng)測定，OH值＝285.Mn＝394。
工藝過程在500ml帶有電磁攪拌的高壓釜內(nèi)，加入聚乙二醇400和碘化鉀，再加入環(huán)氧乙烷，壓入二氧化碳至6Kg/cm2，把高壓釜放入140℃的油浴中，幾分鐘后壓力上升而后降低，此時(shí)再通入二氧化碳，使壓力達(dá)到25Kg/cm2，當(dāng)釜內(nèi)壓力降低到20Kg/cm2時(shí)，再繼續(xù)通入CO2至25Kg/cm2，這樣釜內(nèi)保持壓力在20-25Kg/cm2范圍內(nèi)連續(xù)通入CO2使之與環(huán)氧乙烷進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)確認(rèn)釜內(nèi)壓力不再降低時(shí)，反應(yīng)即告完成。使高壓釜離開油浴，通冷卻水冷卻到室溫后，取出釜內(nèi)白色固體產(chǎn)品，取樣進(jìn)行色譜分析未反應(yīng)的環(huán)氧乙烷，從而得到99.9%的收率(對環(huán)氧乙烷)的碳酸乙烯酯。將所得的產(chǎn)物進(jìn)行真空蒸餾，取97-99℃/2mmHg餾分。產(chǎn)率≥96%.元素分析c＝40.99%.H＝4.62%.計(jì)算c＝40.92%.H＝4.58%.紅外光譜
與SADTLER標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖譜375K類同。本工藝實(shí)施方法也適用于用環(huán)氧丙烷和二氧化碳制造碳酸丙烯酯。
權(quán)利要求
1.一種合成碳酸乙烯酯的生產(chǎn)工藝，它的過程是由環(huán)氧乙烷與二氧化碳在催化劑的作用下直接反應(yīng)而成。本發(fā)明的特征是，所說的催化劑是鏈狀聚醚和堿金屬鹵化物形成的絡(luò)合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的合成碳酸乙烯酯的生產(chǎn)工藝，其特征是所說的鏈狀聚醚是指脂肪醇的環(huán)氧乙烷聚合物或聚乙二醇。
專利摘要
一種絡(luò)合催化合成碳酸乙烯酯的工藝，屬于精細(xì)有機(jī)合成生產(chǎn)工藝。該工藝的特點(diǎn)是在環(huán)氧乙烷與二氧化碳直接反應(yīng)生成碳酸乙烯酯過程中，所用的催化劑是價(jià)格低廉的鏈狀聚醚和堿金屬鹵化物的絡(luò)合物，它具有與價(jià)格昂貴的冠醚類似的絡(luò)合堿金屬離子的作用。使用該工藝制造碳酸乙烯酯，催化劑用量小且可循環(huán)使用。反應(yīng)溫度和壓力低，產(chǎn)品收率高。該工藝也適用于用環(huán)氧丙烷和二氧化碳制造碳酸丙烯酯。
文檔編號C07C68/04GK85100162SQ85100162
公開日1986年7月30日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者石明理, 杜新曜, 魯紹芬 申請人:山東師范大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan