酯交换法合成碳酸二甲酯的催化剂研究进展

综述了酯交换法合成碳酸二甲酯(DMC)的催化剂研究进展,重点介绍了离子液体和助剂催化酯交换合成碳酸二甲酯的生产工艺,提高DMC的生产效率,降低生产成本,克服了传统催化体系存在的选择性或活性不高、产率低、反应条件苛刻等缺点,实现了绿色、无污染的合成工艺路线,并揭示了碱性离子液体催化剂酯交换合成DMC的反应机理。     

过渡金属离子液体催化合成碳酸二甲酯

碳酸二甲酯(DMC)是一种环保型化工原料。以聚乙二醇型过渡金属双子离子液体PEG_(1000)-DAIL[Zn Cl3]为催化剂,催化尿素醇解合成碳酸二甲酯。该催化剂具有良好的催化性能,在反应温度为160℃,反应时间为4 h,离子液体与尿素摩尔比为2︰10,尿素与甲醇摩尔比为1︰20时,DMC的收率达到48%。离子液体PEG1000-DAIL[Zn Cl3]经过真空干燥除水后,重复使用五次,其催化性能没有明显的变化,可以保持稳定的DMC的收率。     

碱性离子液体催化碳酸二甲酯与异辛醇酯交换反应合成碳酸二异辛酯

以不同碱性离子液体为催化剂,由碳酸二甲酯(DMC)与异辛醇(EHOH)酯交换反应合成碳酸二异辛酯(DEHC)。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑苯甲酸盐[C4mim][(C6H5)COO]显示出高的催化活性。[C4mim][(C6H5)COO]催化合成DEHC的适宜反应条件为:反应温度130℃,催化剂用量2%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(EHOH)=1∶4,反应时间6 h。在此条件下,DMC转化率为99.97%,DEHC选择性为86.35%。同时对反应机理进行了探讨。     

碱性离子液体催化碳酸二甲酯与异辛醇酯交换反应合成碳酸二异辛酯

以不同碱性离子液体为催化剂,由碳酸二甲酯(DMC)与异辛醇(EHOH)酯交换反应合成碳酸二异辛酯(DEHC)。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑苯甲酸盐[C4mim][(C6H5)COO]显示出高的催化活性。[C4mim][(C6H5)COO]催化合成DEHC的适宜反应条件为:反应温度130℃,催化剂用量2%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(EHOH)=1∶4,反应时间6 h。在此条件下,DMC转化率为99.97%,DEHC选择性为86.35%。同时对反应机理进行了探讨。     

碳酸二甲酯合成研究新进展

碳酸二甲酯的合成研究受到了国内外研究者的广泛关注,合成路线正朝着简单化、无毒化和无污染化的方向发展。综述了国内外CO2和甲醇直接合成法、酯交换法和尿素醇解法合成碳酸二甲酯的研究进展,在均相催化体系、非均相催化体系、离子液体催化体系、超临界反应体系以及光催化反应体系下概述了上述方法的研究概况。由于上述方法合成碳酸二甲酯存在催化剂活性或选择性不高,产率低等缺点,今后寻找更加合适的催化剂及载体、提高催化剂的活性和选择性将成为研究重点。     

离子液体催化碳酸二甲酯和乙醇酯交换合成碳酸甲乙酯

考察了碱性离子液体催化碳酸二甲酯和乙醇酯交换反应合成碳酸甲乙酯的过程, 筛选出催化性能较好的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐（［Bmim］Br）作为催化剂, 并对酯交换反应条件进行优化。结果表明,［Bmim］Br对反应表现出优异的催化性能,在常压、反应温度90 ℃、反应时间12 h、n(碳酸二甲酯)∶n(乙醇)=1∶1和［Bmim］Br用量为碳酸二甲酯质量的2%条件下,碳酸二甲酯转化率为71.1%,碳酸甲乙酯选择性为81.8%。经回收和循环利用 3次,催化剂仍保持较好的催化活性。     

尿素醇解法绿色合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展

尿素醇解法合成碳酸二甲酯(DMC)是一条绿色、廉价、可循环的生产工艺,引起了人们的广泛关注。本文综述了近年来可用于催化合成DMC的有机锡、金属盐、离子液体、锌基固体催化剂和固体碱等五种催化体系的研究现状。同时,对上述催化体系的催化行为进行了总结,并对它们的工业化应用前景进行了讨论。在此基础上,展望了尿素醇解法高效稳定合成DMC催化剂的发展方向。     

高热稳定强碱性离子液体用于碳酸二甲酯合成

以咪唑、氢氧化钾和1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([Emim]Br)为原料,制得1-乙基-3-甲基咪唑咪唑盐([Emim]IM)。并考察了一系列咪唑类离子液体对催化碳酸乙烯酯(EC)与甲醇(MeOH)酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)的影响。根据GC-MS分析,推测了反应机理及路径。结果表明:提高碱强度、增加阴离子半径或缩短咪唑阳离子烷基取代基碳链长度均有利于促进酯交换反应的进行。离子液体[Emim]IM具有阴、阳离子作用相对较弱、阴离子电负性较强的特性,将其用于催化EC与MeOH酯交换合成DMC。结果显示,[Emim]IM活性与甲醇钠相当。在反应温度为68℃,n(EC)∶n(MeOH)=1∶10,催化剂用量为反应原料总质量的0.3%时,1 min即达到反应平衡,DMC选择性为100%,收率为88.70%。随着温度升高、MeOH含量增加,DMC收率逐渐升高。即使在0℃下反应,[Emim]IM仍具有较好的催化活性,与商业化的最优1,3-二甲基咪唑碘盐([Mmim]I)离子液体催化效率相当。催化剂重复使用20次,DMC收率一直维持在88%～90%,展现出极佳的稳定性。     

碳酸二甲酯实验室开发的合成方法

综述了碳酸二甲酯(DMC)实验室开发的合成方法：甲醇气相氧化羰基化直接合成法、甲酵和二氧化碳直接合成法、尿素和甲醇合成法和甲醇电羰基化合成法。对甲醇和二氧化碳合成法的催化剂的研究进行了详细的总结，指出甲醇和二氧化碳直接合成法是具有理论和现实意义，对其开发新的催化体系，使其工业化，是目前研究的热点。并结合目前离子液体研究现状指出将离子液体引入到DMC的合成路线中，是今后研究发展的趋势。     

碱性离子液体催化合成碳酸甲乙酯反应动力学

以不同碱性离子液体催化碳酸二甲酯(DMC)与碳酸二乙酯(DEC)酯交换反应合成碳酸甲乙酯(EMC),研究了反应温度、催化剂的用量、反应物摩尔配比等因素对反应速率的影响。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑丁酸盐[C4mim][CH_3(CH_2)2COO]显示出高的催化活性,在反应温度363.15 K,催化剂用量6%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(DEC)=1.5∶1,反应时间6 h的条件下,DEC转化率达50%。建立了拟均相动力学模型,得出正逆反应活化能分别为56.10,46.70 kJ/mol,指前因子分别为1.17×105,1.57×103L2/(mol·min·g)。