本發明專利技術提供了一種離子液體催化尿素醇解合成碳酸二乙酯的工藝，催化劑為咪唑金屬鹽類離子液體。方法是將無水乙醇、尿素以及催化劑加入高壓反應釜中，攪拌速率為700～1000r/min，無水乙醇與尿素的摩爾比為5∶1～15∶1，反應溫度為160～230℃，反應時間為4～10h，離子液體催化劑用量為原料質量的1～10％，冷卻降至室溫，分離即得產物。1-甲基咪唑與氯代正丁烷(摩爾比1∶1)反應合成中間體氯化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIMCl)。BMIMCl進一步與金屬氯化物反應得到產物。加入的金屬氯化物為氯化鋅、氯化鎂、氯化鋁、氯化鉛、氯化鈣等Lewis酸，由其中的一種或幾種按照一定的比例加入反應制得。該方法具有綠色環保，重復利用率高，工藝簡單，無腐蝕性，選擇性近于100％，產率高(最高接近30％)等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種，屬于有機碳酸酯合成的
技術介紹
碳酸二乙酯(DEC)是碳酸酯中的重要物質，有機合成的重要中間體，具有很高的工業應用價值。DEC可以用作溶劑、表面活性劑和鋰電池電解液添加劑等。DEC最大的潛在用途是作為燃料含氧添加劑，替代傳統的甲基叔丁基醚(MTBE)。DEC的含氧值(40. 6% )遠高于MTBE(18. 2% )，作為汽油和柴油機燃料的含氧添加劑時，可提高燃料的燃燒性能，同時減少污染物的排放。DEC傳統生產方法采用劇毒的光氣為原料，造成嚴重的設備腐蝕，安全危害以及環境問題。目前非光氣合成DEC的主要方法有酯交換法、乙醇氧化羰基合成法、 一氧化碳低壓氣相合成法、草酸二乙酯氣相脫羰基合成法等。其中，尿素醇解合成DEC的方法原料價格低廉、工藝簡單、操作條件溫和，被認為是很有競爭力的合成方法，該合成工藝具有低毒、低污染等優點，符合綠色化工的發展趨勢，具有廣闊的應用前景。其工藝路線為 尿素與乙醇反應生成氨基乙基碳酸酯(EC)，如式(I)所示；接著EC進一步與乙醇反應生成目的產物DEC，如式⑵所示NH2CONH2 +C2H5OH^ NH2COOC2H5+NH3⑴NH2COOC2H5+C2H5OH # C2H5OCOOC2H5 +NH3⑵Wang 等(Fuel Processing Technology, 2007,88 :807 812)對 ZnO 催化尿素醇解合成DEC進行了研究，結果發現DEC的最高收率為14. 2%。趙新強等(CN101659616A)對以2 3種復合金屬氧化物為催化劑，采用尿素醇解法合成DEC，其中鈦鎂金屬氧化物催化劑活性最好，DEC收率達到20.6%。張廣清等(精細石油化，2010，27 :46 49)對尿素醇解法合成DEC進行了熱力學研究，指出要克服該反應熱力學平衡的限制需開發高效催化劑。綜上所述，研究開發催化活性高、無環境污染、可重復利用的催化劑是尿素醇解法合成DEC的關鍵任務。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供了一種用于。以該方法所制得的催化劑具有活性高，對設備與環境危害小，可重復利用等特點。本專利技術的技術方案為將無水乙醇、尿素以及催化劑加入高壓反應釜中，攪拌速率為700 1000r/min， 無水乙醇與尿素的摩爾比為5 I 15 I,反應溫度為160 230°C,反應時間為4 310h，離子液體催化劑用量為原料質量的I 10%，冷卻降至室溫，分離即得產物。在裝有攪拌器、回流冷凝管與溫度計的三口瓶中加入I-甲基咪唑與氯代正丁烷 (摩爾比I : I)，氮氣保護與攪拌條件下于75°C反應36h，所得產物在0°C冷卻IOh結晶。 抽濾晶體并用過量的乙酸乙酯反復洗滌，于70°C下真空干燥脫除多余的乙酸乙酯得到白色固體產品氯化I- 丁基-3-甲基咪唑(BMMCl)。制得的BMMCl進一步與金屬氯化物反應得到產物。加入的金屬氯化物為氯化鋅、氯化鎂、氯化鋁、氯化鉛、氯化鈣等Lewis酸，由其中的一種或幾種按照一定的比例加入反應制得，其中配比不受限制。反應方法具體為在氮氣保護下，按照一定的摩爾比例加入 BMIMCl與上述金屬氯化物中的一種或幾種，充分混合，在100 120°C下攪拌反應48h，得到相應的離子液體，放置于干燥器中備用。本專利技術方法與現有技術相比具有以下優點(I)原料易得，價格低廉。(2)催化劑活性高，制備方法簡單。(3)催化劑穩定性好，易再生，可重復使用。具體實施方式以下實施例是對本專利技術的進一步說明，但不以任何形式限制本專利技術。實施例I催化劑的制備在氮氣保護下，稱取13. 9736g BMIMCl于三口燒瓶中，分別加入10. 9040g氯化鋅， 7. 6168g氯化鎂，在105°C下反應48h，放于干燥器中備用。應用實驗一稱取尿素20. 86g，無水乙醇200ml以及7. 23g催化劑加入到高壓反應釜中，在 190°C下，攪拌速率為900r/min，反應6h，冷卻后取出反應產品，用氣相內標法分析計算DEC的產率。以尿素為基準，DEC產率為22. 08%。應用實驗二稱取尿素20. 86g，無水乙醇200ml以及9. 04g催化劑加入到高壓反應釜中，在 190°C下，攪拌速率為800r/min，反應6h，冷卻后取出反應產品，用氣相內標法分析計算DEC的產率。以尿素為基準，DEC產率為22. 71 %。應用實驗三稱取尿素20. 86g，無水乙醇200ml以及5. 43g催化劑加入到高壓反應釜中，在 200°C下，攪拌速率為900r/min，反應7h，冷卻后取出反應產品，用氣相內標法分析計算DEC的產率。以尿素為基準，DEC產率為19.85%。實施例2催化劑的制備在氮氣保護下，稱取8. 7335g氯化I-甲基_3_ 丁基咪唑于三口燒瓶中，加入13. 6295g氯化鋅，在110°C下反應48h，放于干燥器中備用。應用實驗一稱取尿素20. 86g，無水乙醇200ml以及9. 04g催化劑加入到高壓反應釜中，在 210°C下，攪拌速率為900r/min，反應5h，冷卻后取出反應產品，用氣相內標法分析計算DEC的產率。以尿素為基準，DEC產率為20. 32%。應用實驗二稱取尿素20. 86g，無水乙醇200ml以及9. 04g催化劑加入到高壓反應釜中，溫度升至230°C，攪拌速率為900r/min，反應lh。然后將溫度降至200°C，攪拌速率為800r/min，反應4h。冷卻后取出反應產品，用氣相內標法分析計算DEC的產率。以尿素為基準，DEC產率為28.87%。實施例3-6選用的前驅體以及反應條件如表I所示，除了加入的金屬氯化物以及它們的用量不同外，其余的反應條件與實施例I相同。用上述制備的催化劑分別催化尿素醇解合成 DEC，用氣相內標法分析計算DEC的產率見表I。表I不同的催化劑配比以及反應條件對合成DEC的影響本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種尿素醇解合成碳酸二乙酯的離子液體催化劑及其制備方法，所述的尿素醇解合成碳酸二乙酯的工藝，其特征在于：無水乙醇、尿素以及催化劑加入高壓反應釜中，攪拌速率為700～1000r/min，無水乙醇與尿素的摩爾比為5∶1～15∶1，反應溫度為160～230℃，反應時間為4～10h，離子液體催化劑用量為原料質量的1～10％，冷卻降至室溫，分離即得產物。
【技術特征摘要】
1.一種尿素醇解合成碳酸二乙酯的離子液體催化劑及 其制備方法，所述的尿素醇解合成碳酸二乙酯的工藝，其特征在于無水乙醇、尿素以及催化劑加入高壓反應釜中，攪拌速率為700 1000r/min,無水乙醇與尿素的摩爾比為5 I 15 I,反應溫度為160 230°C，反應時間為4 10h，離子液體催化劑用量為原料質量的I 10%，冷卻降至室溫， 分離即得產物。2.權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：范明明，王輝，張萍波，倪邦慶，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：
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