本發明專利技術公開了一種堿性離子液催化合成碳酸二丙酯的制備方法，即在惰性氣體環境中，堿性離子液作為催化劑，將正丙醇和碳酸二甲酯進行酯交換反應后，去除甲醇及催化劑，收集85-90oC的無色液體餾分即得碳酸二丙酯。其中，所采用的催化劑為綠色環保、可重復使用的堿性離子液為1-丁基-3-甲基咪唑鹽、氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑鹽或1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽。本發明專利技術的堿性離子液催化合成碳酸二丙酯的制備方法，產物碳酸二丙酯和催化劑堿性離子液比較容易分離，且操作工藝簡單，反應條件溫和，產物碳酸二丙酯的純度達96－98%，收率達46－51%。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術是關于。
技術介紹
碳酸二丙酯是一種用途廣泛的有機化工產品，常被用作合成藥物、農藥、聚碳酸酯等的中間體。同時也是一種優良的鋰電池電解液溶解或電解液添加劑，能極大地改善鋰電池的各種性能。隨著鋰離子電池行業的蓬勃發展，對電池性能的要求越來越高，碳酸二丙酯作為一種優良的溶劑或添加劑，對其的需求也相應的增大。目前，用于制備碳酸二丙酯的方法主要有光氣法和酯交換法。工業上碳酸二丙酯的合成方法主要采用光氣法，但光氣法存在原料劇毒、副產物嚴重腐蝕設備等缺點，正逐步被淘汰。酯交換法主要是通過碳酸二甲酯與正丙醇酯交換合成碳酸二丙酯。該方法是在催化劑存在的條件下，采用了綠色環保原料碳酸二甲酯，副產物甲醇是合成碳酸二甲酯的原料，可進行循環利用，是一種清潔的生產工藝路線，具有良好的發展前景。目前文獻報道所使用的催化劑，主要有活性炭負載碳酸鉀等，這些催化劑效率較低、大多回收利用較為繁瑣，最終的所得的產物碳酸二丙酯的收率較低等缺點，收率僅為30 40%。因此，急需開發新的催化劑來降低碳酸二丙酯的生產成本和環境處理成本，同時提高其收率。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述的技術問題而提供了，所使用的催化劑為堿性離子液體即1-丁基-3-甲基咪唑咪唑鹽、氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑鹽或1- 丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽。該催化劑具有較好的催化活性，并且反應條件溫和，所述催化劑是綠色環保的、可重復利用的。本專利技術的技術方案，即在惰性氣體環境中，堿性離子液作為催化劑，將正丙醇和碳酸二甲酯進行酯交換反應后，去除甲醇及催化劑，收集85-90°C 的無色液體餾分即得碳酸二丙酯；所述的正丙醇和碳酸二甲酯的質量比即正丙醇碳酸二甲酯為8 :3 4 ； 所述的堿性離子液催化劑為1- 丁基-3-甲基咪唑咪唑鹽、氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑鹽或1- 丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽；所述的堿性離子液催化劑用量為反應物即正丙醇和碳酸二甲酯總質量的0. 5-4%，優選 2 3%。上述的，具體包括下列步驟(1)、在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，在用惰性氣體置換去反應容器內的空氣后，加入正丙醇和堿性離子液催化劑，加熱升溫至70-100°C，緩慢勻速滴加碳酸二甲酯后，進行酯交換反應1- ；(2)、將分水器接入步驟(1)裝置中，升溫至100-120°c以蒸除反應生成的甲醇，繼續進行酯交換反應2- 后冷卻至室溫、控制真空度10-30mmHg，優選20 mmHg進行減壓蒸餾 20 30min后，靜置分層；(3)、將步驟(2)靜止分層后的上層液體再進行減壓蒸餾，減壓蒸餾過程控制真空度 3-IOmmHg,優選為IOmmHg,時間為40 60min后，收集85_90°C的無色液體餾分即為目標產物碳酸二丙酯；步驟(2)靜止分層后的下層棕色粘稠狀液體為堿性離子液體，回收可循環使用。本專利技術的有益技術效果本專利技術的，由于采用的堿性離子液催化劑催化性能優良，熱穩定性好，選擇性高；且對環境基本無毒害作用，屬于綠色催化劑，產物和催化劑比較容易分離，且操作工藝簡單，催化劑可以重復利用多次而催化性能不發生明顯降低。另外，本專利技術的，通過調整正丙醇和碳酸二甲酯的配比、堿性離子液的使用量和種類、反應溫度和反應時間，可得到純度、收率較高的碳酸二丙酯，碳酸二丙酯的純度、收率高于傳統的以固體催化劑，產物碳酸二丙酯的純度達96 98%，收率達46 51%。附圖說明圖1是實施例1碳酸二丙酯的GC-MS的質譜圖； 圖2是實施例1碳酸二丙酯的紅外光譜；圖3是實施例1碳酸二丙酯的核磁共振譜。具體實施例方式下面通過實施例對本專利技術進一步闡述，但并不限制本專利技術。本專利技術判定碳酸二丙酯的生成及其純度所用的儀器如下 氣-質聯用GC-MS為Aligent 7890A_5975c，氮氣作為載氣； 傅里葉紅外儀為THERMO scientific生產的NIC0LET 6700 ； 核磁共振儀為Bruker公司生產的AYANCE III，溶劑為⑶Cl3。碳酸二丙酯的測定方法借鑒文獻FanMingming,Zhang Pingbo,Activated carbon supported K2CO3 catalysts for transesterification of dimethyl carbonate with propyl alcohol. Energy & Fuels 21(2007) 633-635。本專利技術所用的各種原料的都是分析純，生產廠家均為國藥集團化學試劑有限公司。實施例1，具體包括下列步驟(1)、在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的250mL四口燒瓶中，加入Mg正丙醇和反應物總質量2、的氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑鹽催化劑，加熱升溫至90°C，緩慢勻速滴加9g碳酸二甲酯，進行酯交換反應Ih ；(2)、將分水器接入步驟(1)裝置中，升溫至100°C以蒸除反應生成的甲醇，繼續進行酯交換反應池后經冷卻至室溫、控制真空度20mmHg進行減壓蒸餾20 min后，靜置分層；4(3)、步驟(2)靜止分層后所得的上層液體再進行減壓蒸餾，減壓蒸餾過程控制真空度 IOmmHg,時間為60min后，收集80_90°C時的無色液體餾分，得到7. 58g粗產品碳酸二丙酯， 測得純度為97. 45%，碳酸二丙酯的收率為50. 6% ；下層棕色粘稠狀液體回收，得到可循環使用的催化劑，即堿性離子液氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑鹽。上述所得的碳酸二丙酯的GC-MS的質譜圖見圖1，從圖1中可以看出碎片離子峰有27、43、63、104、147。147與預期合成化合物碳酸二丙酯的相對分子量M+1相符，其中M為相對分子量。質荷比m/Z :27、43、63、104分別為C2H3+、C3H7+、oXo +3H> C3H70C00++H ；所得的碳酸二丙酯的紅外光譜圖見圖2，從圖2中可以看出2971CHT1是飽和的C-H伸縮振動吸收；1747 CnT1是C=O的伸縮振動吸收；14730^1, 1400cm"1是C-H的彎曲振動吸收， 1262 CnT1是C-O的伸縮振動吸收；所得的碳酸二丙酯的核磁共振譜見圖3，從圖3中可以看出它NMR (500 MHz,⑶Cl3) δ = 4. 23 - 3. 88 (m, 4H)，1. 80 - 1. 50 (m, 4H)，0. 94 (t, J=7. 4, 6H)。實施例2，具體包括下列步驟(1)、在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管、恒壓滴液漏斗的250mL四口燒瓶中，加入Mg正丙醇和反應物總質量2、的氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑鹽催化劑，加熱升溫至90°C，緩慢勻速滴加9g碳酸二甲酯，進行酯交換反應Ih ；(2)、將分水器接入步驟(1)裝置中，升溫至100°C以蒸除反應生成的甲醇，繼續進行酯交換反應4h后經冷卻至室溫、控制真空度20mmHg進行減壓蒸餾20min后，靜置分層；(3)、步驟(2)靜止分層后所得的上層液體再進行減壓蒸餾，減壓蒸餾過程控制真空度 IOmmHg,時間為60min后，收集80_90°C時的無色液體餾分，得到7. 66g粗產品碳酸二丙酯， 測得純度為96. 95%，碳酸二丙酯的收率為50. 9%。下層棕色粘稠狀液體回收，得到可循環使用的催化劑即堿性離子液本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓生，駱銘，吳志橋，
申請(專利權)人：上海應用技術學院，
類型：發明
國別省市：
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