二氧化碳与环氧化合物合成环状碳酸酯的研究进展

二氧化碳作为温室气体和储量大、无毒且可循环利用的碳资源,其化学利用受到了人们的广泛关注. 二氧化碳与环氧化合物通过环加成反应制备环状碳酸酯是二氧化碳化学法利用最为有效的途径之一. 本文综述了近年来该反应的研究进展,讨论了催化剂作用下的反应机理.     

超临界二氧化碳中马来酸锌催化合成环状碳酸酯

在超临界二氧化碳中, 利用马来酸锌催化二氧化碳与环氧化物反应合成环状碳酸酯. 单独使用马来酸锌作为催化剂时, 对二氧化碳与环氧丙烷反应的催化活性较低, 而在DBU、DMAP、三乙胺、吡啶、咪唑或4-氨基吡啶等有机碱的存在下, 反应活性较高, 产物的收率得到明显提高. 有机碱作用的强弱顺序为DBU>Et3N>咪唑>4-氨基吡啶>DMAP>吡啶. 在压力为8 MPa, 温度110 ℃, 反应时间48 h条件下, 马来酸锌与DBU组成的二元催化系统可以催化二氧化碳与环氧丙烷反应, 得到83.4%产率的碳酸丙烯酯. 该二元系统也能催化其它环氧化物高产率地转化为相应的环状碳酸酯.     

丙三醇碳酸酯的电合成研究

在常温常压下,采用电化学方法,以丙三醇和CO₂为原料合成了丙三醇碳酸酯,并详细考察了各种条件对该反应的影响规律. 择优条件下,目标碳酸酯的产率可达73%,远远高于普通的催化方法. 并借助循环伏安曲线研究了反应体系的电化学行为,分析了整个反应的可能历程.     

超临界二氧化碳中组氨酸催化合成环状碳酸酯

研究了超临界二氧化碳中α-氨基酸催化二氧化碳与环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯,发现组氨酸的催化活性最高.在二氧化碳压力为8MPa、反应温度130℃、反应时间48h、组氨酸加入量为0.8mol%的条件下,二氧化物可以顺利的与各种环氧化物反应,以高的选择性和产率生成相应的环状碳酸酯.     

水合碱金属卤化物催化 CO2 与环氧化物合成环状碳酸酯

 在不添加任何助剂及溶剂的条件下, 考察了水合碱金属卤化物催化 CO2 与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的反应性能. 结果表明, 水合碱金属卤化物表现出远高于无水碱金属卤化物的催化活性, 其中, 以 NaI2H2O 的催化性能最好, 在 120 C, 1 MPa 的条件下反应 1.5 h, 碳酸丙烯酯收率达 97%. 此外, NaI2H2O 在 CO2 与其它环氧化物合成相应环状碳酸酯反应中也表现出较高的催化活性.     

甘油碳酸酯合成方法概述

甘油碳酸酯（glycerol carbonate、4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one）,又称为碳酸甘油酯、4-羟甲基-2-羰基-1,3-二氧戊环,主要用作反应中间体和溶剂,或与异氰酸盐、丙烯酸酯类产品反应生产聚合物用于涂料、胶黏剂和润滑剂等领域.尤其值得指出的是,甘油碳酸酯还是一种新型的多功能合成分子,由于分子内同时含有羟基和羰基官能团,     

乙酸盐上二氧化碳和二醇合成环状碳酸酯

在乙腈体系中,以不同的乙酸盐作催化剂,研究了CO2与二醇合成环状碳酸酯的反应.乙腈在反应过程中不仅是溶剂,而且还起到了脱水剂的作用,促进了反应的进行.以1,2-丙二醇为反应物对催化剂进行筛选,发现无水乙酸锌具有最高的催化活性.在无水乙酸锌上考察了二氧化碳和不同二醇的反应,结果表明,五元环碳酸酯的产率明显高于六元环碳酸酯,其中碳酸丙烯酯的产率最高.以1,2-丙二醇为反应基质,无水乙酸锌为催化剂,确定了最佳反应条件,1,2-丙二醇100 mmol,乙睛10 mL,催化剂2.5 mmol,反应压力10 MPa,温度170 ℃,反应12 h.在此条件下,碳酸丙烯酯的产率达到了24.2%,1,2-丙二醇的转化率为38.9%.     

以CO~2为原料的反应与合成

综述以CO~2为原料的反应与合成的研究进展,其中包括碳酸酯、CO~2高分子、甲醇、乙醇、合成气以及甲酸衍生物等的合成。     

KI催化酯交换合成碳酸二正辛酯的研究

研究了碳酸二甲酯与正辛醇酯交换合成碳酸二正辛酯（DOC）的反应，比较了卤化钾与系列碳酸钾复合催化剂的性能，考察了物料配比、反应温度、反应时间诸因素对该反应的影响，得出了该反应的最佳工艺条件．结果表明，KI具有较好的催化活性和选择性；在最佳反应条件（常压、反应温度140℃、反应时间为4h、n（DMC）：n（n-OctOH）=1：4、催化剂用量为总重1．25％。）下，DMC的转化率为83．7％，DOC的收率为70．0％，DOC的选择性为83．7％，甲基辛基碳酸酯（MOC）的收率为13．7％．     

二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯研究进展

本文综述了以二氧化碳和甲醇为起始原料合成碳酸二甲酯（DMC）的研究状况。提出以CO₂和甲醇直接合成DMC,不仅对合成化学,碳资源利用和环境保护具有重大意义,而且可使生产成本显著降低,它是发展DMC生产的一个具有很大潜力的方面。     

以二氧化碳和邻氯丙醇为原料合成碳酸丙烯酯

研究了一种以二氧化碳和邻氯丙醇为原料合成碳酸丙烯酯的新方法,并比较了几种无机碱和有机胺的催化活性. 结果表明,碳酸钾与三乙胺的催化活性较高. 与两者单独使用相比, K2CO3-N(Et)3体系的催化效果更好,在优化条件下,邻氯丙醇转化率高达98%, 碳酸丙烯酯选择性为95%.     

Carbon Dioxide Capture and Use: Organic Synthesis Using Carbon Dioxide from Exhaust Gas

A carbon capture and use (CCU) strategy was applied to organic synthesis. Carbon dioxide (CO₂) captured directly from exhaust gas was used for organic transformations as efficiently as hyper‐pure CO₂ gas from a commercial source, even for highly air‐ and moisture‐sensitive reactions. The CO₂ capturing aqueous ethanolamine solution could be recycled continuously without any diminished reaction efficiency.     

二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究进展

碳酸二甲酯是一种重要的绿色化工原料,二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯是一种绿色合成方法.本文介绍了近年来此方法的催化剂及其催化机理研究的进展,讨论了不同催化体系设计的理论基础和催化剂的作用机理,并对助催化剂和吸水剂以及反应条件对催化剂活性和选择性的影响进行了评述.     

Activation of Carbon Dioxide and Synthesis of Propylene Carbonate

Cycloaddition of carbon dioxdie and propylene oxide to propylene carbonate catalyzed by tetra-tert-butyl metal phthalocyanine in the presence of tributylamine(TBA) shows higher yield than catalyzed by unsubstituted metal phthalocyanine.Comparing different catalysts of diverse metals,(t-Bu)4PcMg is more active than (t-Bu)PcFe ,But(t-Bu)4PcCo and (t-Bu)4PcNi only have low catalytic activities towards the reaction.Moreover,the yield will increase as the temperature increases.     

铁锆复合氧化物催化甲醇与CO2直接合成 DMC反应性能

采用溶胶-凝胶法制备的铁锆复合氧化物催化甲醇与CO2直接合成碳酸二甲酯（DMC）反应,其催化活性远高于氧化铁和氧化锆,当铁锆摩尔比为5：1时,其催化活性是氧化锆的2倍。利用XRD、XPS、IR、TPD和N2物理吸附-脱附等技术对催化剂进行了表征。结果表明,氧化铁主要以六方晶相的α-Fe2O3形式存在,氧化锆主要以四方晶相存在,铁锆之间发生了相互作用,使铁锆复合氧化物表面L酸增强和少量B酸产生。L酸的增强和B酸的产生是催化剂催化活性增加的主要原因,并对催化剂的催化作用机理进行了探讨。     

Promotion of Ionic Liquid to Dimethyl Carbonate Synthesis from Methanol and Carbon Dioxide

Introduction Dimethyl carbonate (DMC) is an important carbon-ylating and methylating agent substituting dimethyl sul-fate and toxic phosgene, and an intermediate for higher carbonates and carbamates.1 In addition, it is also a promising octane enhancer.2 The widely used method of its preparation is the oxidative carbonylation of metha-nol by carbon monoxide with copper(II) or palladium(II) catalysts.3 Recently, the utilization of carbon dioxide as the raw material for DMC synthesis has bee…     

Green Catalytic Process for Cyclic Carbonate Synthesis from Carbon Dioxide under Mild Conditions

As a renewable and abundant C₁ resource possessing multiple attractive characteristics, such as low cost, nontoxicity, non‐flammability, and easy accessibility, CO₂ conversion into value‐added chemicals and fuels can contribute to green chemistry and sustainable development. Since CO₂ is a thermodynamically inert molecule, the activation of CO₂ is pivotal for its effective conversion. In this regard, the formation of a transition‐metal CO₂ complex through direct coordination is one of the most powerful ways to induce the inert CO₂ molecule to undergo chemical reactions. To date, numerous processes have been developed for efficient synthesis of cyclic carbonates from CO₂. On the basis of mechanistic understanding, we have developed efficient metal catalysts and green processes, including heterogeneous catalysis, and metal‐free systems, such as ionic liquids, for cyclic carbonate synthesis. The big challenge is to develop catalysts that promote the reaction under low pressure (preferably at 1 bar). In this context, bifunctional catalysis is capable of synergistic activation of both the substrate and CO₂ molecule, and thus, could render CO₂ conversion smoothly under mild conditions. Alternatively, converting CO₂ derivatives, that is, the captured CO₂ as an activated species, would more easily take place at low pressure in comparison with gaseous CO₂. The aim of this Personal Account is to summarize versatile catalytic processes for cyclic carbonate synthesis from CO₂, including epoxide/CO₂ coupling reaction, carboxylation of 1,2‐diol with CO₂, oxidative cyclization of olefins with CO₂, condensation of vicinal halohydrin with CO₂, carboxylative cyclization of propargyl alcohols with CO₂, and conversion of the CO₂ derivatives.

     

离子液体/超临界二氧化碳两相体系在有机合成中的应用

介绍了近年来在离子液体/超临界二氧化碳两相体系中进行有机合成的最新进展, 包括烯烃氢甲酰化反应、酶催化反应、二氧化碳和环氧化物的环加成反应、烯烃环氧化反应、烯烃不对称二羟化反应、氢化反应、Heck反应、醇氧化反应、烯烃氢乙烯化反应、烯烃二聚反应等.