【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环状碳酸酯的生产领域，具体涉及到一种金属盐/大环配体催化二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的方法。
技术介绍
1、自工业革命以来，科技迅速发展，人类不断地消耗着地球上的化石能源，并向大气中源源不断的排放着co2，这使得地球上出现了气候异常、海平面上升、冰川融化等一系列问题，对人类的生存环境造成了恶劣的影响。关于二氧化碳的化学转化的研究逐渐开始成为热门课题，相关研究涉及到现代化学合成的各个领域，包括精细化学品、药物开发等。co2作为碳循环中不可缺少的一环，含量极其丰富，通过化学转化的方法既可以捕捉并利用二氧化碳，又可以得到有价值的化学品，这是一条理想的co2转化利用的途径，值得研究者们深入研究。
2、由co2和环氧化物发生环加成得到环状碳酸酯是co2的化学转化中的热门的研究课题，该反应可以一步合成环状碳酸酯产品，原子利用率达到100％。金属类催化剂作为最常见的催化剂类型之一，在该领域有着巨大的应用价值。袁等人合成了7种新型的胺桥三酚-铝配合物，以1,2-环氧己烷作为底物研究了7种铝配合物的催化活性，此外还筛选了多种单取代和双取代的环氧化物，均有着良好或优异的收率。并且发现了在该类配合物中，吸电子取代基会使其具有更高的催化活性(organometallics,2023,42,2102-2110)。杜等人在salen配体的基础上开发了4种新型的光敏型salen-co(iii)配合物，并研究了这几种配合物对环氧化物和co2的共聚和环加成反应的效果，此外光可以大大改善二氧化碳和环氧化物的催化作用，催化作用随着光功率
3、由于环状碳酸酯的介电常数高、离子电导率高的特性，其能够在负极表面形成稳定的sei膜，因此被广泛应用于作为锂离子电池的电解液成分。其中碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯是最普遍的电解液成分(journal of applied electrochemistry,2009,39:2597-2603；journal of the electrochemical society,2015,162:a1725-a1729)。
4、环状碳酸酯可以转化为二醇、噁唑烷酮、含氮杂环等药物中间体(chemistry-anasian journal,2017,12:2809-2812；research on chemical intermediates,2016,42:109-121；journal of the american chemical society,2017,139:15304-15307；journalof sol-gel science and technology,2008,47:290-299)。环状碳酸酯还可以作为合成聚碳酸酯、聚氨酯的原料。
5、环状碳酸酯作为一类重要的有机化合物，在许多方面都展现出独特的优点，环状碳酸酯具有良好的生物相容性，这意味着它们可以与生物体内的组织或细胞相容，并且不会引起显著的免疫反应或组织排斥反应，此外环状碳酸酯具有可降解性，这种可降解性使得环状碳酸酯可以在完成其功能后自然地降解和清除，从而减少了对环境的污染和对生物体的损害，有助于促进生物医学领域的发展。环状碳酸酯结构易调控，可以通过化学合成的方法来获得多样化的结构，从而拓展其在不同领域的应用，通过改变环状碳酸酯的链长、支链结构或取代基，可以调节其溶解性、稳定性、生物活性等性质，以满足不同应用场景的需求。因此，需要提供更多高效率的合成环装碳酸酯的方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种金属盐/大环配体催化二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的方法，包括以下步骤：
2、(1)大环配体(l)与金属盐反应得到络合物；
3、(2)络合物催化二氧化碳和环氧化物(a)反应合成环状碳酸酯(b)，反应通式如下：
4、
5、其中，r1、r2、r3分别选自h、c8以下烃基、c8以下烃氧甲基；r1与r2还可以组成c8以下环烷烃；
6、优选地，环氧化物(a)为
7、
8、中的任意一种。
9、所述大环配体(l)的结构式如下：
10、
11、所述金属盐为氯化铜、氯化钴、氯化镍、氯化铁、氯化亚铁中的任意一种，优选为氯化铁。
12、所述的助催化剂为四丁基溴化铵、四乙基溴化铵、溴化钾、碘化钾中的任意一种，优选为四丁基溴化铵。
13、优选地，所述反应式中，金属盐和大环配体(l)首先在乙醇中回流反应6h得到络合物。
14、优选地，助催化剂用量为环氧化物摩尔量的0.5％-3.5％。例如可以是0.5％、1.5％、2.5％、3.5％，优选为2.5％。
15、优选地，所述二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯中的温度为60-120℃。例如可以是60℃、80℃、100℃、120℃，优选为100℃。
16、优选地，所述二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯中的压力为1-10bar。例如可以是1bar、5bar、10bar，优选为10bar。
17、优选地，金属盐的用量为环氧化物摩尔量的0.05％-0.25％。例如可以是0.05％、0.15％、0.25％，优选为0.25％。
18、优选地，大环配体(l)用量为环氧化物摩尔量的0.025％-0.125％。例如可以是0.025％、0.075％、0.125％，优选为0.125％。
19、优选地，金属与大环配体(l)的比例为1:1-2:1，优选为2:1。
20、本专利技术的优点如下：
21、金属盐/大环配体催化体系的催化能力强，对于多种类型环氧化物，其均能优异的产率得到对应的环状碳酸酯。该催化体系具有催化剂用量少、催化效率高，条件较温和的特点，可以以高收率合成多种环状碳酸酯。由金属盐/大环配体催化二氧化碳和环氧化物反应合成环状碳酸酯，反应无需使用额外溶剂。
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1.一种催化二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，环氧化物(A)选自
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，助催化剂用量为环氧化物摩尔量的0.5％-3.5％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的反应温度为60-120℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的反应压力为1-10 bar。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，金属盐的用量为环氧化物摩尔量的0.05％-0.25％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，大环配体(L)用量为环氧化物摩尔量的0.025％-0.125％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，金属盐与大环配体(L)的比例为1:1-2:1。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，金属盐和大环配体(L)在乙醇中回流反应得到络合物。
【技术特征摘要】
1.一种催化二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，环氧化物(a)选自
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，助催化剂用量为环氧化物摩尔量的0.5％-3.5％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的反应温度为60-120℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，二氧化碳和环氧化物合成环状碳酸酯的反...
【专利技术属性】
技术研发人员：周宇涵，刘伯腾，沈善俊，曲景平，吕慧，张宁，张成海，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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