一种催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳反应中的应用制造技术

本发明专利技术提供了催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳反应中的应用，所述催化剂包括结构式1所示化合物中的至少一种；其中，R选自烷基、烯基、卤代烃基、芳烃基、咪唑基、杂环芳烃基；X选自卤素元素；B选自氮元素、磷元素；A选自结构a、结构b。本发明专利技术利用结构式1所示化合物作为催化剂，可在环境友好、条件温和的条件下催化二氧化碳与环氧化合物发生加成反应，有效克服现有催化剂在反应过程中催化性能低、反应时间长、毒性强等问题；并且可以使终产物的纯度更高，杂质数量更少。杂质数量更少。杂质数量更少。

【技术实现步骤摘要】
一种催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳反应中的应用


[0001]本专利技术属于化学合成
，具体涉及一种催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳反应中的应用。

技术介绍

[0002]二氧化碳是最常见、最基础的温室气体，同时也是自然界中储量最丰富的C1资源。合理化、资源化地将二氧化碳重新利用，进而获得具有高价值的化工产品，不仅是绿色化学的体现，也能够缓解二氧化碳持续增加所带来的日益严重的温室效应。环状碳酸酯作为一种性能优良的溶剂和精细化工中间体，有望成为新式的有机化工基础，常用作有机溶剂、合成纤维加工剂、医药品原料、化妆品添加剂、锂电池用电解液溶剂，是用途广泛的重要的化合物之一，其最大来源是二氧化碳的再合成。
[0003]二氧化碳加成环氧化物在工业生产上具有明显的优势，但市面上的催化剂大多是使用路易斯酸金属和路易斯碱组成的二元催化剂，这些催化剂存在自身的缺陷，如催化活性不高、稳定性不好、反应条件苛刻、毒性强、副反应类型多、产品提纯困难等问题。同时此种类型的反应大多需要高温高压的环境，对设备要求较高。故在高效温和条件下催化转化二氧化碳的方法，实现二氧化碳的有效利用，受到了很多的关注。
[0004]因此，开发能够在环境友好、温和的条件下催化二氧化碳和环氧化物发生加成反应的催化剂和方法，具有重大的经济和环境意义。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的在于提供一种结构对称的催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳反应中的应用，所述催化剂催化的反应具有终产物纯度高、杂质种类数量少、反应条件温和、绿色环保等优点。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0007]催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳发生加成反应中的应用，所述催化剂包括结构式1所示化合物中的至少一种：
[0008][0009]其中，R选自烷基、烯基、卤代烃基、芳烃基、咪唑基、杂环芳烃基；X选自卤素元素；B选自氮元素、磷元素；A选自以下结构，*号代表键合位置：
[0010][0011]在一些实施例中，当R选自烷基、烯基、卤代烃基时，R的碳原子数目为1～15；优选地，当R选自烷基、烯基、卤代烃基时，R的碳原子数目为1～10。
[0012]在一些实施例中，X选自F、Cl、Br、I；优选地，X选自Br、Cl。
[0013]在一些实施例中，所述结构式1所示化合物包括以下化合物中的至少一种：
[0014][0015][0016]在一些实施例中，所述催化剂还包括结构式2所示化合物中的至少一种：
[0017][0018]其中，R1选自烷基、烯基、卤代烃基、芳烃基、咪唑基、杂环芳烃基；Y选自卤素元素；B
’
选自氮元素、磷元素；A
’
选自以下结构，*号代表键合位置：
[0019][0020][0021]在一些实施例中，当R1选自烷基、烯基、卤代烃基时，R1的碳原子数目为1～15；优选地，当R1选自烷基、烯基、卤代烃基时，R1的碳原子数目为1～10；和/或，
[0022]Y选自F、Cl、Br、I；优选地，Y选自Br、Cl。
[0023]在一些实施例中，所述结构式2所示化合物包括以下化合物中的至少一种：
[0024][0025][0026]在一些实施例中，所述结构式1所示化合物和结构式2所示化合物的摩尔比为100：
[0027](1～12)。
[0028]在一些实施例中，所述环氧化合物选自结构式3所示化合物中的至少一种：
[0029][0030]其中，当R2＝H时，R3选自H、CH3、CH2Cl、C2H3、C4H9O、C4H9、C6H5、C8H7O；当R2≠H时，所述环氧化合物为环氧环己烷。
[0031]在一些实施例中，所述催化剂与环氧化合物的摩尔比为(0.5
×
10
‑3～1.5
×
10
‑2)：1。
[0032]在一些实施例中，所述反应的温度为100～200℃；和/或，所述反应的压力为1～5Mpa。
[0033]本专利技术还提供了一种催化剂，所述催化剂包含结构式1所示化合物中的至少一种和结构
[0034]式2所示化合物中的至少一种：
[0035][0036][0037]其中，R选自烷基、烯基、卤代烃基、芳烃基、咪唑基、杂环芳烃基；X选自卤素元素；B
选自氮元素、磷元素；A选自以下结构，*号代表键合位置：
[0038][0039]R1选自烷基、烯基、卤代烃基、芳烃基、咪唑基、杂环芳烃基；Y选自卤素元素；B
’
选自氮元素、磷元素；A
’
选自以下结构，*号代表键合位置：
[0040][0041]本专利技术提供了一种结构对称的催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳反应中的应用，所述催化剂的结构通式如结构式1所示。所述催化剂可在环境友好、温和的条件下催化二氧化碳与环氧化合物发生加成反应。专利技术人经过研究发现，结构式1所示化合物可以克服现有催化二氧化碳与环氧化合物反应的催化剂在反应过程中催化性能低、反应时间长、毒性强等问题。此外，其反应位点类型单一，所以在催化二氧化碳与环氧化合物的加成反应中能有效减少副反应的发生，进而使终产物的纯度更高，杂质种类更少。进一步地，本专利技术还发现，结构式2所示化合物其催化机制与结构式1所示化合物近似，但其对环氧化物开环后与卤素形成的氧自由基的吸附更强，当结构式1所示化合物和适量结构式2所示化合物复配使用时，可以将上述氧自由基转移，释放结构式1所示化合物，减少因亲荷吸附引起的分解，明显提高催化剂循环使用的稳定性，在多次循环使用后仍能保持好的催化活性。
附图说明
[0042]图1为本专利技术催化剂催化产物的气相色谱图。
具体实施方式
[0043]本专利技术下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂，均为市售产品。
[0044]除非另有定义，本专利技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本专利技术。
[0045]本专利技术的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
[0046]在本专利技术中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关
系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0047]本实施例提供了催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳反应中的应用，所述催化剂包括结构式1所示化合物中的至少一种：
[0048][0049]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.催化剂在催化环氧化合物和二氧化碳反应中的应用，其特征在于，所述催化剂包括结构式1所示化合物中的至少一种：其中，R选自烷基、烯基、卤代烃基、芳烃基、咪唑基、杂环芳烃基；X选自卤素元素；B选自氮元素、磷元素；A选自以下结构，*号代表键合位置：2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，当R选自烷基、烯基、卤代烃基时，R的碳原子数目为1～15；优选地，当R选自烷基、烯基、卤代烃基时，R的碳原子数目为1～10；和/或，X选自F、Cl、Br、I；优选地，X选自Br、Cl。3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述结构式1所示化合物包括以下化合物中的至少一种：
4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述催化剂还包括结构式2所示化合物中的至少一种：
其中，R1选自烷基、烯基、卤代烃基、芳烃基、咪唑基、杂环芳烃基；Y选自卤素元素；B
’
选自氮元素、磷元素；A
’
选自以下结构，*号代表键合位置：5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，当R1选自烷基、烯基、卤代烃基时，R1的碳原子数目为1～15；优选地，当R1选自烷基、烯基、卤代烃基时，R1的碳原子数目为1～10；和/或，Y选自F、Cl、Br、I；优选地，Y选自Br、Cl。6.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述结构式2所示化合物包括以下化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：康媛媛，陈孝为，唐希武，郑仲天，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：