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。     

不同催化剂上碳酸乙烯酯与对苯二甲酸二甲酯的酯交换反应

 将碳酸乙烯酯与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯的反应和乙二醇与对苯二甲酸二甲酯酯交换合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的反应偶合,建立了同时合成碳酸二甲酯和PET的新方法. 探索了有机锡、钛酸酯、乙酸盐和金属氧化物等不同催化剂对合成碳酸二甲酯和PET的影响. 二丁基氧化锡的催化效果最佳,其碳酸二甲酯的收率达68.4%.     

甲醇直接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯

碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的绿色有机合成中间体.合成DMC有多种方法,甲醇直接气相氧化羰基化法对设备腐蚀小,产物易分离,原料易得,有着诱人的工业化前景.本文综述了甲醇直接气相氧化羰基化合成DMC的研究进展,包括反应条件的影响,催化剂的选择,反应机理及动力学的研究.针对反应副产物水会造成催化剂快速失活、设备腐蚀等问题,提出将二甲醚引入反应体系,通过耦合二甲醚水解反应消除水引起的负面效应,改善催化剂的稳定性.     

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…     

碳酸乙烯酯合成碳酸二苯酯的GC-MS分析

以钛酸四丁酯催化碳酸乙烯酯与乙酸苯酯酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)。GC-MS定性分析表明,反应液中含主产物DPC,中间体2-乙酰氧乙基苯基碳酸酯(1),副产物乙二醇二乙酸酯、乙二醇苯醚乙酸酯和苯酚。1的结构经1H NMR,13C NMR,FT-IR和EI-MS确证。     

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.     

氧化钙室温催化碳酸丙烯酯和甲醇的酯交换合成碳酸二甲酯

 在室温条件下用氧化钙催化碳酸丙烯酯（PC）和甲醇的酯交换反应，高收率、高选择性地合成了碳酸二甲酯（DMC）．在假设羟丙基甲基碳酸酯（HPMC）是反应中间产物的基础上，计算了甲醇、PC和HPMC的电荷分布，并推论出可能的副反应PC的聚合．通过考察反应温度对DMC选择性和收率的影响，证明了关于中间体HPMC和副反应PC聚合的假设．考察了加料顺序、反应温度对DMC生成速率的影响，并在此基础上提出了氧化钙催化PC和甲醇酯交换合成DMC的可能机理．     

KOH/4A分子筛催化剂对环氧丙烷、二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯反应的催化性能

 首次开发出对环氧丙烷、二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯反应具有较高活性和稳定性的KOH/4A分子筛固体催化剂,考察了反应温度和催化剂活性组分KOH的负载量等因素对催化剂性能的影响. 在优化的实验条件下,环氧丙烷可以完全转化,碳酸二甲酯的收率为168%. 从实验结果推测,产物碳酸二甲酯是由环氧丙烷和二氧化碳加成生成碳酸丙烯酯,然后与甲醇发生酯交换反应生成的,甲醇对环氧丙烷和二氧化碳合成碳酸丙烯酯反应具有助催化作用.     

New Strategies on Green Synthesis of Dimethyl Carbonate from Carbon Dioxide and Methanol over Oxide Composites

Dimethyl carbonate is a generally used chemical substance which is environmentally sustainable in nature and used in a range of industrial applications as intermediate. Although various methods, including methanol phosgenation, transesterification and oxidative carbonylation of methanol, have been developed for large-scale industrial production of DMC, they are expensive, unsafe and use noxious raw materials. Green production of DMC from CO₂ and methanol is the most appropriate and eco-friendly method. Numerous catalysts were studied and tested in this regard. The issues of low yield and difficulty in tests have not been resolved fundamentally, which is caused by the inherent problems of the synthetic pathway and limitations imposed by thermodynamics. Electron-assisted activation of CO₂ and membrane reactors which can separate products in real-time giving a maximum yield of DMC are also being used in the quest to find more effective production method. In this review paper, we deeply addressed green production methods of DMC using Zr/Ce/Cu-based nanocomposites as catalysts. Moreover, the relationship between the structure and activity of catalysts, catalytic mechanisms, molecular activation and active sites identification of catalysts are also discussed.     

Studies on the Simultaneous Synthesis of Dimethyl Carbonate and Poly（ethylene terephthalate）： I. Catalytic Activity of Metal Acetate in Transesterification of Ethylene Carbonate with Dimethyl Terephthalate

Dimethyl carbonate (DMC) is a new building block of organic synthesis, as an environmentally benign compound and unique intermediate, it has been attracted much attention. Among the various methods for synthesizing DMC, transesterification of ethylene car…     

碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的热力学性质及均相催化剂

在298.15K,101.325kPa条件下,液态碳酸二甲酯(DMC)的标准Gibbs自由能和熵分别估算为-472.3kJ*mol-1和245.2J*mol-1*K-1.在298K～523K计算了由DMC和苯酚生成碳酸二苯酯(DPC)和苯甲醚反应的热力学性质(ΔrH0m,ΔrS0m,ΔrG0m和平衡常数).计算出的热力学性质表明,DMC和苯酚酯交换合成DPC反应是吸热的,并且在热力学上是不利的.研究了n-Bu2SnO, Ti(OC4H9)4, AlCl3和ZnCl2四种酯交换法合成DPC反应的催化剂,其中n-Bu2SnO具有最高的催化活性.热力学计算和实验结果均表明,合成DPC反应的最佳温度为453K.当以n-Bu2SnO为催化剂,n(苯酚)∶n(DMC)＝4∶1时,DPC的产率和选择性分别为43.0%和88.7%.     

Synthesis of Dimethyl Carbonate from Methanol and Carbon Dioxide Catalyzed by Potassium Hydroxide under Mild Conditions

The synthesis of dimethyl carbonate （DMC） from methanol and carbon dioxide using potassium hydroxide as catalyst in the presence of CH3I and the effect of ionic liquid on the reaction were investigated. The results showed that KOH is an effective catalyst; the high selectivity and raised yield of DMC formation under mild conditions were achieved. However, the addition of the ionic liquid, l-ethyl-3-methylimidazolium bromide （emimBr）, can evidently accelerate the conversion of methanol and yield of the product.     

一种催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的多相催化剂

 用浸渍法以SiO2为载体制备了负载型杂多化合物催化剂CuPMo/SiO2，用于DMC和苯酚酯交合成碳酸二苯酯的反应，显示出较高的活性和高选择性. 负载量和煅烧温度煅烧温度影响催化剂活性. 在合适的反应条件下，反应8小时，苯酚转化率可达25.2%，酯交换选择性为99%.     

钒-铜复合氧化物催化碳酸二甲酯和苯酚酯交换合成碳酸二苯酯

采用共沉淀法制备了一种用于碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的新型钒-铜复合氧化物催化剂.考察了V/Cu配比对催化剂性能的影响以及催化剂的重复使用效果,并用X射线衍射对催化剂的结构进行了表征.结果发现,在焙烧温度为550℃,V∶Cu摩尔比为4∶1条件下制得催化剂的活性最高,该催化剂上苯酚的转化率为37.0%,甲基苯基碳酸酯及碳酸二苯酯的总选择性为96.8%.由X射线衍射表征结果可知,该催化剂的物相组成为V2O5和CuV2O6.催化剂使用三次后苯酚转化率从37.0%降至23.7%,多次重复使用后的催化剂在空气气氛中焙烧即可再生,再生催化剂的催化性能几乎和新鲜催化剂相当,其苯酚转化率达到36.2%.     

金属醋酸盐催化合成聚丁二酸乙二醇酯预聚体和碳酸二甲酯

研究了醋酸盐催化碳酸乙烯酯（EC）和丁二酸二甲酯（DS）同时合成聚丁二酸乙二醇酯 (PES) 预聚体和碳酸二甲酯(DMC)的耦合反应新工艺。 采用气相色谱-质谱联用定性分析馏分组成;红外光谱、核磁共振表征了预聚物的结构;采用乌式粘度计测试了预聚物的特性粘数;气相色谱定量测定馏分碳酸二甲酯的收率以考察耦合反应的进度。 以对该反应催化效果最佳的无水醋酸锂为催化剂考察了物料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量对耦合反应的影响,结果表明,最佳的工艺条件为：反应温度195～200 ℃,n(EC)∶n(DS)=2∶1,n(cat)∶n(EC+DS)=0.02∶1,反应时间为2 h,耦合反应所得的DMC收率为48.0%,聚丁二酸乙二醇酯预聚物的特性粘数为0.3787。     

碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯MoO3催化剂的失活研究

利用直接焙烧法在400℃焙烧(NH4)6MoO7O24.4H2O制备了碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)反应的正交晶系MoO3催化剂,通过比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等技术,对MoO3催化剂在失活前后的结构和形貌进行了分析,探讨了MoO3催化剂的失活行为.结果表明,正交晶系MoO3的(021)、(110)晶面有利于酯交换反应,多次使用后,催化剂表面有无定形碳的物理沉积,催化剂比表面积降低,催化剂颗粒长径比发生了改变,催化剂(021)、(110)晶面衍射峰强度减弱,进而导致了MoO3催化剂的失活.     

Kinetics of Dimethyl Carbonate Synthesis From Ethylene Carbonate and Methanol Using Alkali-Metal Compounds as Catalysts

Dimethyl carbonate (DMC) was synthesized by the ester exchange reaction of ethylene carbonate and methanol. K₂ CO₃ , KOH, LiOH and NaOH were used as catalysts for DMC synthesis and their catalytic abilities were compared in terms of kinetics. LiOH showed the best reaction rate among the catalysts. The rate constant was estimated to be 0.02538 (dm 3 /mol) 0.21 /min at 298 K.     

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%.     

碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的HPLC分析

用HPLC分析碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成的碳酸二苯酯，克服了GC法分析由于高温导致碳酸二苯酯分解造成含量偏低的问题，建立了针对性强、操作简单、精密度和准确度高的HPLC分析方法。