TiO(acac)_2催化碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯(英文)

碳酸二苯酯(DPC)是非光气法生产聚碳酸酯(PCs)的重要原料,具有多种酯交换法合成路线,如碳酸二甲酯(DMC)与苯酚酯交换法、DMC与苯基乙酸酯(PA)酯交换法、草酸二甲酯(DMO)与苯酚酯交换法等.本文对比测定了几种金属乙酰丙酮配合物和有机钛化合物对碳酸二甲酯(DMC)与苯基乙酸酯(PA)酯交换合成DPC反应的催化性能,结果表明,乙酰丙酮氧钛[TiO(acac)2]是一种良好的酯交换催化剂,具有优良的催化性能.在反应条件θ=180℃,n(PA)=0.8 mol,n(DMC)/n(PA)=1/2,n(TiO(acac)2)/n(PA)=0.006,t=4 h下,DMC转化率可达74.9%,甲基苯基碳酸酯(MPC)和DPC的选择性分别可达56.9%和38.9%.探索并提出了TiO(acac)2催化DMC与PA酯交换合成DPC反应的机理.     

TiO(acac)2催化碳酸二甲酯和苯基乙酸酯合成碳酸二苯酯

碳酸二苯酯(DPC)是非光气法生产聚碳酸酯(PCs)的重要原料,具有多种酯交换法合成路线,如碳酸二甲酯(DMC)与苯酚酯交换法、DMC与苯基乙酸酯(PA)酯交换法、草酸二甲酯(DMO)与苯酚酯交换法等.本文对比测定了几种金属乙酰丙酮配合物和有机钛化合物对碳酸二甲酯(DMC)与苯基乙酸酯(PA)酯交换合成DPC反应的催化性能,结果表明,乙酰丙酮氧钛[TiO(acac)2]是一种良好的酯交换催化剂,具有优良的催化性能.在反应条件θ=180℃,n(PA)=0.8 mol,n(DMC)/n(PA)=1/2,n(TiO(acac)2)/n(PA)=0.006,t=4 h下,DMC转化率可达74.9%,甲基苯基碳酸酯(MPC)和DPC的选择性分别可达56.9%和38.9%.探索并提出了TiO(acac)2催化DMC与PA酯交换合成DPC反应的机理.     

TiO2-MoO3/SiO2催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯酯交换合成碳酸二苯酯

采用分步等体积浸渍法制备了催化剂r%TiO2-q%MoO3/SiO2(1q-r)。以碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)为探针反应,考察了1的催化活性。优化反应条件为:PA 290 mmol,n(PA):n(DMC)=2:1,18-4 1.4 g,于180℃反应7 h。在优化反应条件下,DMC转化率77.5%,DPC选择性49.4%,碳酸甲苯酯和DPC的总选择性87.2%。催化剂重复使用时,活性下降很快,也很难通过高温焙烧再生。     

有机钛化合物催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

对比测定了几种有机钛化合物对碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)反应的催化性能. 结果表明,乙酰丙酮氧钛(TiO(acac)2)是一种有效的酯交换用催化剂,具有良好的催化性能. 在优化的条件(n(PA)=0.8 mol, n(DMC)/n(PA)=1/2, n(TiO(acac)2)/n(PA)=0.006, θ=180 ℃, t=4 h)下, DMC转化率可达74.9%, DPC和甲基苯基碳酸酯(MPC)的选择性分别可达38.9%和56.9%.     

乙酸氧钛对碳酸二甲酯与苯酚酯交换的催化作用

采用溶剂热法合成了乙酸氧钛,其对碳酸二甲酯(DMC)与苯酚的酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)的催化反应显示出了很好的催化效果.乙酸氧钛用量0.10 g时,苯酚转化率即达到47.8%,酯交换选择性在99.9%以上,仅检测到微量副产物苯甲醚.傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体核磁共振(13C NMR)等表征结果显示,乙酸氧钛在反应过程中首先与苯酚反应,苯氧基取代乙酸根生成苯氧基钛合物.实验结果表明,苯氧基钛合物作为实际催化剂参与DMC和苯酚的酯交换反应,并且重复使用效果良好.     

KNO3/AlSBA-15分子筛催化合成碳酸二丙酯的研究

研究了KNO3/AlSBA-15负载型分子筛催化剂用于碳酸二甲酯(DMC)与丙醇的酯交换合成碳酸二丙酯(DPC)反应.分别考察了载体的制备方法,活性组分的负载量,催化剂的活化温度及反应时间等因素对催化活性的影响,研究表明该催化剂对于这一反应具有较高的催化活性.当摩尔比DMC∶丙醇=1∶4,催化剂用量为反应物总质量的3%,反应温度为90℃,反应时间为6h时,DPC的选择性为96.0%,收率为90.2%.     

Zn-Al水滑石催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应的研究

用共沉淀法制备了Zn-Al水滑石,并用于多相催化酯交换合成碳酸二苯酯的反应.研究了不同n(Zn)/n(Al)比的水滑石及其焙烧产物等对酯交换反应的催化活性.结果表明,Zn-Al水滑石催化剂对该反应的催化活性和选择性很高,当n(Zn)/n(Al)=3时,在150～180℃,n(PhOH)/n(DMC)=2,催化剂用量为反应物总质量的1.5%,在反应时间为12h的条件下,DMC的转化率达到55.9%,DPC和MPC的收率分别为25.3%和27.0%,酯交换产物的选择性达到93.6%.利用XRD,TG-DTA和TEM等手段对催化剂进行了表征.     

甲基苯基碳酸酯标准品的制备及其定量分析

利用甲基苯基碳酸酯(MPC)歧化反应的可逆性及逆反应在热力学上有利进行的特点,提出了以碳酸二甲酯 (DMC)和碳酸二苯酯 (DPC)为原料,在TiO2/SiO2催化下合成DMC与苯酚酯交换反应的中间产物MPC的新方法。反应产物经减压精馏、碱洗、水洗、干燥等精制处理,得到了纯度较高的MPC标准品。采用气相色谱-质谱法对所制备的MPC样品进行定性分析,结果表明其中还含有少量的苯酚和DPC杂质。卡尔·费休水分测定结果表明,MPC样品中的含水量为0.26%(质量分数)。使用常规气相色谱仪,采用OV-101毛细管色谱柱,以苯甲酸乙酯为内标物,对自制的MPC标准品中的微量苯酚和DPC进行定量分析,苯酚和DPC的含量分别为2.04%和1.59%（均为质量分数）。根据杂质分析结果可知自制的MPC标准品的纯度为96.11%。以此作为标准品,解决了对DMC与苯酚酯交换反应的中间产物MPC的准确定量问题。     

钛酸酯催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应的研究

用Ti(OBu)4、Ti[OCH(CH3)2]4和T(OPh)43种钛酸酯作催化剂,对碳酸二甲酯（DMC）与苯酯的酯交换反应进行了研究。以Ti(OBu)4为催化剂,对反应的热力学、原料配比、催化剂用量、反应温度和反应时间等工艺条件进行了考察 。实验表明,当DMC：苯酚：Ti(OBu)4(摩尔比）＝1.5:1:0.05、反应温度175℃、反应时间为25h时,酯交换反应基本上达到平衡,苯酚的转化率为47.4％,MPC的选择性为90.9%,DPC的选择性为9.14%.     

碱性离子液体催化合成碳酸甲乙酯

以碱性离子液体为催化剂,对碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)酯交换反应合成碳酸甲乙酯进行了研究.筛选出高催化活性的碱性离子液体1-丁基-3甲基咪唑丁酸盐([C4mim][CH3(CH2)2COO])为催化剂,详细考察了反应时间、温度、催化剂用量、原料配比等因素对酯交换反应的影响.实验结果表明,在反应温度为90℃,催化剂用量为6%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(DEC)=1.5∶1,反应时间为5h时,DEC的转化率高达48%.[C4mim][CH3(CH2)2COO]重复利用5次后仍保持较高的催化活性.     

Molybdosphoric Acid Mixed with Titania Used as a Catalyst to Synthesize Diphenyl Carbonate via Transesterification of Dimethyl Carbonate and Phenol

The 12-molybdosphoric acid mixed with titania (MPA-TiO2) was found to be a novel and efficient catalyst for the synthesis of diphenyl carbonate (DPC) via transesterification of dimethyl carbonate (DMC) and phenol. The X-ray diffraction (XRD) and infrared (IR) techniques were employed to characterize the prepared catalysts. The effect of the weight ratio of the 12-molybdosphoric acid to titania on the transesterification was investigated. A 13.1% yield of DPC and an 11.6% yield of methyl phenyl carbonate (MPC) were obtained over MPA-TiO2 with the weight ratio of MPA to TiO2 as 5:1.     

二丁基锡磺酸酯催化酯交换合成碳酸二苯酯

研究了不同类型的酸催化剂对碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的影响. 实验结果表明, 碳酸二甲酯与苯酚的酯交换反应是软碱(酚氧)亲硬酸(羰基碳)的反应; 硬Lewis酸比软Lewis酸、交界Lewis酸和Brönsted酸有更高的酯交换选择性. 将不同的磺基引入n-Bu₂SnO分子中, 制得一系列硬Lewis酸催化剂[n-Bu₂Sn(OH)OS(O)₂R(H₂O)]₂[R=p-NH₂C₆H₄(Ⅰ), p-CH₃C₆H₄(Ⅱ), C₆H₅(Ⅲ), p-ClC₆H₄(Ⅳ), Me(Ⅴ), CF₃(Ⅵ)]. 在酯交换反应中, 由于磺基的强吸电子效应增强了[n-Bu₂Sn(OH)OS(O)₂R(H₂O)]₂中Sn的Lewis酸性, 其催化活性比n-Bu₂SnO的高, 而且磺基上取代基的吸电子效应越强, 催化剂中Sn的Lewis酸性越强, 催化活性越高, 但取代基的吸电子效应过强会降低其对酯交换反应的选择性.     

杂原子介孔分子筛Me-HMS催化酯交换合成碳酸二苯酯

以水热合成法制备了杂原子介孔分子筛Me-HMS(Me指金属杂原子),用于催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的反应.小角度的X射线衍射显示,所有样品均具有典型的HMS介孔结构.Me-HMS中,Ti-HMS显示最好的催化性能,其活性与骨架钛含量密切相关,当溶胶中Ti/Si比达1/30时,骨架钛趋于饱和,苯酚转化率达到最大值31.4%,酯交换选择性为99.9%.     

KNO3/MCM-48催化酯交换法合成碳酸二丙酯

 对KNO3/MCM-48用于丙醇和碳酸二甲酯进行酯交换合成碳酸二丙酯的催化性能进行了考察. 用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和X射线荧光法研究了催化剂的结构特征和表面性质. XRD结果表明,随着K负载量的增加,载体特征峰强度逐渐减弱,但仍保留MCM-48的晶体结构. 随着焙烧温度的升高, KNO3逐渐分解成K2O. 分别考察了活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间和催化剂的用量以及反应时间对反应的影响. 结果表明, KNO3/MCM-48催化剂对碳酸二丙酯的合成具有很高的催化活性. 在反应温度363 K, 反应时间6 h, 催化剂用量5%, 丙醇与碳酸二甲酯摩尔比为4的条件下,碳酸二甲酯的转化率可达99.9%, 产物碳酸二丙酯选择性93.4%, 产率93.3%.     

MoO3催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

采用焙烧法制备了MoO3催化剂并将其用于碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)合成碳酸二苯酯(DPC)反应,考察了焙烧温度对催化荆性能的影响,并用X射线衍射(XRD)对催化剂结构进行了表征.结果发现,在400或500℃焙烧的催化剂具有良好的催化性能,DMC转化率为73.9%,DPC和甲基苯基碳酸酯的选择性分别为39.5%和56.5%.XRD结果表明,该催化剂物相组成为正交晶系MoO3,且(021)或/和(110)晶面有利于酯交换反应.催化剂使用5次后DMC转化率从73.9%降至10.2%,多次重复使用后的催化剂在窄气气氛中于400或500℃焙烧即可再生,再生后催化剂的性能几乎和新鲜催化剂相当.     

乙酰丙酮氧钛催化苯酚和碳酸二甲酯的酯交换反应

首次将乙酰丙酮氧钛用于苯酚和碳酸二甲酯的酯交换反应合成碳酸二苯酯,显示出较好的催化活性和很高的酯交换选择性,催化剂经180℃热处理后,苯酚转化率可达45.8%,转化数(n(苯酚)/n(Ti))为96,高于有机钛类均相催化剂.结果表明,当乙酰丙酮氧钛用量为0.2g以上,开始有副产物苯甲醚生成,酯交换选择性随催化剂用量的增加而降低.该催化剂重复使用5次后,苯酚转化率仍可达40%以上,酯交换选择性为99.9%,表现出较高的重复使用性能.     

Development and optimization of a method for analysis of the products from the transesterification of dimethyl carbonate and phenol

A high-purity sample of methyl phenyl carbonate (MPC) was obtained by developing a novel reaction route followed by a series of separation and purification procedures. Identification and quantification of the MPC sample (98.32%) was performed by a gas chromatography–mass spectrometry and Karl Fisher titration. The laboratory-prepared MPC was then used as a standard to optimize quantitative analysis of the products synthesized by transesterification of dimethyl carbonate and phenol. The advantage of the improved method was that MPC can be quantified directly rather than being calculated by subtracting the yield of diphenyl carbonate (DPC) and by-product anisole from the conversion of dimethyl carbonate (DMC). The resulting method was validated for linearity, precision, accuracy, detection limit, and quantification limit. With the improved method, simultaneous accurate quantification of DMC, MPC, DPC, phenol, and anisole in the transesterification products can be achieved. This enables evaluation of the activity and selectivity of different catalysts and control of the reaction processes.      

KF/MgO 催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯

 研究了 KF/MgO 催化剂对碳酸二甲酯 (DMC) 与月桂醇酯交换反应制备碳酸二月桂酯 (DDC) 的催化性能. 考察了催化剂 KF 负载量及焙烧温度对反应的影响, 并采用 X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和 N2 吸附-脱附等对催化剂进行了表征. 结果表明, 催化剂 KF/MgO 在空气中较高温度焙烧后生成新相 K2MgF4 和 K2CO3, 它们为催化剂的主要活性组分. 催化性能测试结果表明, 该催化剂具有良好的催化活性, KF 的最佳负载量为 30%, 催化剂的最佳焙烧温度为 873 K. 还考察了反应条件对 KF/MgO 催化剂性能的影响. 当在反应物月桂醇:DMC 摩尔比 = 4, 催化剂用量为反应物总质量的 0.75%, 反应时间为 4 h 的条件下, 反应性能最佳, DMC 转化率和 DDC 收率分别为 86.7% 和 86.2%.