一种金属配合物在催化制造技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，具体涉及一种金属配合物在催化

【技术实现步骤摘要】
一种金属配合物在催化CO2环化制备环状碳酸酯中的应用


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种金属配合物在催化
CO2环化制备环状碳酸酯中的应用
。

技术介绍

[0002]近年来，化石燃料的过度消耗直接导致了大气中的
CO2浓度急剧而持续地增加，为了抑制
CO2浓度的持续升高，同时也为了缓解能源短缺问题，对
CO2资源进行利用，将
CO2化转化成
CO、
甲酸
、
甲醇
、
环状碳酸酯等高附加值的化工产品成为近年来的研究热点
。
[0003]其中，环状碳酸酯类物质可作为优良的清洁溶剂，广泛应用于混合物的萃取分离，酚醛树脂的加工，聚碳酸酯
、
热固性树脂
、
热敏记录材料等材料的合成，以及高能量密度电池
(
如锂电池
)
和电容器电解质等领域
。
并且，环状碳酸酯类物质可直接由
CO2和环氧化物获得，此反应具有
100
％的原子经济性，符合绿色化学的特点
。
[0004]然而，由于
CO2的热力学稳定性和动力学惰性，环加成反应常需要较高的温度和压力，且部分体系存在催化体系复杂
、
催化剂回收使用困难
、
催化效率不高等问题，使得其规模化生产受到了一定的限制
。
[0005]此外，现有的催化
CO2环化生成环状碳酸酯的催化剂大多为金属卟啉
、
金属
Salen
等，但是上述的催化剂在制备过程中存在产率低，配体分离困难或不易获得较纯配合物等问题，因而，提供一种制备工艺简单
、
催化活性高的催化剂，对于提高
CO2环化合成环状碳酸酯类物质的转化效率，提高
CO2的利用率意义重大
。
[0006]双吡啶二胺类催化剂具有和卟啉相似的
N4
结构，同样具有较高的催化性能，且相对于金属卟啉类催化剂具有合成路线简单，产率高，容易分离的优势，但是，目前并无该类金属配合物作为催化剂在
CO2环化制备环状碳酸酯中应用的先例，是否该类催化剂也能够催化
CO2的环化反应并不可知
。

技术实现思路

[0007]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种金属配合物在催化
CO2环化制备环状碳酸酯中的应用，即以该金属配合物为催化剂，催化
CO2环化制备环状碳酸酯，所述的金属配合物由双吡啶二胺类配体与金属盐反应获得；
[0008]所述的双吡啶二胺类配体，其结构式如下：
[0009][0010]其中，
R1独立地选自芘基
、
菲基
、
萘基
、
苯基
、
烷基或氢；
[0011]R2独立地选自氟
、
氯
、
溴
、
烷基
、
烷氧基
、
氨基
、
氢；
[0012]所述的金属盐，其结构式为
MX
n
；
[0013]其中，
M
选自锰
、
铁
、
钴
、
镍
、
铜
、
锌中的任一种；
[0014]X
选自氟
、
氯
、
溴
、
磺酸根离子
、
醋酸根离子中的任一种，
n
为
2、3
或
4。
[0015]上述的应用中，所述的双吡啶二胺类配体与金属盐的摩尔比为1～2：
1。
[0016]优选的，双吡啶二胺类配体与金属盐的摩尔比为1：
1。
[0017]上述的应用中，所述的环状碳酸酯结构式如下：
[0018][0019]其中
R1独立地选自炔丙基氧甲基
、
烯丙基氧甲基
、
烷基
、
烷氧甲基
、
氯甲基
、
苯基
、
苯氧甲基或氢；
[0020]R2独立地选自炔丙基氧甲基
、
烯丙基氧甲基
、
烷基
、
烷氧甲基
、
氯甲基
、
苯基
、
苯氧甲基或氢
。
[0021]本专利技术所提供的上述应用中，金属配合物在催化
CO2与环氧化合物反应制备环状碳酸酯的过程中，
CO2的压力为1～
5MPa
，金属配合物占环氧化合物摩尔百分比的1～
10
％；所述的环氧化合物的结构式为：
[0022][0023]其中
R1独立地选自炔丙基氧甲基
、
烯丙基氧甲基
、
烷基
、
烷氧甲基
、
氯甲基
、
苯基
、
苯氧甲基或氢；
[0024]R2独立地选自炔丙基氧甲基
、
烯丙基氧甲基
、
烷基
、
烷氧甲基
、
氯甲基
、
苯基
、
苯氧甲基或氢
。
[0025]上述的应用中，所述的反应溶剂为乙腈，或者无反应溶剂，反应温度为
60
～
120℃
，反应时间为2～
24h。
[0026]优选的，所述的反应温度为
80
～
100℃
，反应时间为2～
12h。
[0027]优选的，所述的反应温度为
85
～
95℃
，反应时间为5～
10h。
[0028]进一步的，本专利技术所提供的上述应用，反应过程的方程式如下：
[0029][0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031](1)
本专利技术以双吡啶二胺类配体与金属盐反应获得的金属配合物作为
CO2环化制备环状碳酸酯的催化剂，该催化剂体系为单组分催化体系，具有经济性好
、
催化性能高的优势，采用本专利技术的催化剂体系催化
CO2的环化，环状碳酸酯的产率高达
93
％；
[0032](2)
本专利技术所采用的原料中，环氧化物的种类多，而双吡啶二胺类金属催化剂对于底物官能团的耐受性好，在优化的反应条件下，带有各种取代基的底物均能顺利反应得到
相应的目标产物；
[0033](3)
此外，本专利技术所采用的双吡啶二胺类金属催化剂具有合成路线简单，产率高，容易分离等优势，这主要是基于本专利技术催化剂的制备工艺以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种金属配合物在催化
CO2环化制备环状碳酸酯中的应用，其特征在于，以该金属配合物为催化剂，催化
CO2环化制备环状碳酸酯，所述的金属配合物由双吡啶二胺类配体与金属盐反应获得；所述的双吡啶二胺类配体，其结构式如下：其中，
R1独立地选自芘基
、
菲基
、
萘基
、
苯基
、
烷基或氢；
R2独立地选自氟
、
氯
、
溴
、
烷基
、
烷氧基
、
氨基或氢；所述的金属盐，其结构式为
MX
n
；其中，
M
选自锰
、
铁
、
钴
、
镍
、
铜
、
锌中的任一种；
X
选自氟
、
氯
、
溴
、
磺酸根离子
、
醋酸根离子中的任一种，
n
为
2、3
或
4。2.
如权利要求1所述的一种金属配合物在催化
CO2环化制备环状碳酸酯中的应用，其特征在于，所述的双吡啶二胺类配体与金属盐的摩尔比为1～2：
1。3.
如权利要求1所述的一种金属配合物在催化
CO2环化制备环状碳酸酯中的应用，其特征在于，所述的环状碳酸酯结构式如下：其中
R1独立地选自炔丙基氧甲基
、
烯丙基氧甲基
、
烷基
、
烷氧甲基
、
氯甲基
、
苯基

【专利技术属性】
技术研发人员：苗成霞，于宁，张丛丛，韩峰，梁淑彦，万朋，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：