專利名稱：一種聚合物負載的咪唑類離子催化劑及其制備方法與應用的制作方法
一種聚合物負載的咪唑類離子催化劑及其制備方法與應用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機合成領(lǐng)域，尤其涉及一種聚合物負載的咪唑類離子催化劑及其制備方法以及在環(huán)氧化物的環(huán)加成反應中的應用。
背景技術(shù)：
化石燃料(煤、石油、天然氣)燃燒產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)是目前地球上最主要的溫室氣體。隨著人類工業(yè)化的進程，溫室效應對人類的生存與發(fā)展提出了嚴重的挑戰(zhàn)。同時，CO2是以家族中最為廉價和豐富的資源，其含碳量是煤、石油、天然氣三大能源的10倍。 出于環(huán)保與能源的雙重考慮，目前以(X)2為原料制備有機化工產(chǎn)品，已成為全球普遍關(guān)注的隹占。環(huán)狀碳酸酯是一種很好的極性非質(zhì)子型溶劑，在醫(yī)藥和精細化工方面具有廣泛的應用。由CO2與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應制備環(huán)狀碳酸酯，過程簡單，產(chǎn)率高，受到廣泛關(guān)注。該反應為放熱、體積縮小的反應，因此高壓、低溫條件有利于反應的進行。選擇合適的催化劑是反應順利進行的關(guān)鍵，目前國內(nèi)外對此進行了大量的研究，主要有均相催化體系和多相催化體系。其中均相催化劑主要包括堿金屬及有機膦，有機堿，金屬配合物，離子液體等(J Org Chem58 (1993) 6198 ;J Org Chem 68(2003)6705 ； J Catal 232(2005)80 ； J Mol Catal A256 (2006)295 ；Chem Commun 36(2000)2089 ； Tetrahedron Lett 44 (2003) 2931 ； J Mol Catal A 312 (2009) 87 ； J Am Chem Soc 126(2004)3732 ；Tetrahedron Lett48(2007)297 ;J Am Chem Soc 123(2001) 11498 ；Green Chem 11(2009) 1754 ；Chem Commun 39(2003)896 ；Green Chem 5(2003)92 ；Green Chem 6(2004)613 ；Tetrahedron Lett 49(2008)3588 ；Appl Catal A 341 (2008) 106 ；Catal Today 131 (2008) 130 ；Tetrahedron Lett 50(2009)423 ；US20050014956 ；W005003113)；多相催化體系主要包括金屬氧化物催化劑，分子篩及粘土類催化劑，負載型催化劑等(Appl Catal A 219(2001)259 J Am Chem Soc 121 (1999) 4526 ;J Mol Catal A258 (2006) 165 ； Appl Catal A 298(2006) 177 ；Microporous Mesoporous Mater76(2004) 177 ；J Phys Chem B 109(2005)2315 J Catal 233(2005) 1 ；Microporous Mesoporous Mater 90(2006)314 ;J Mol Catal A 266(2007)69 J Mol Catal A242(2005) 32 ；Chem Commun 11(2009)43 ；Appl Catal A 368(2009)97 ；Green Chem 10(2008)337 ；Angew Chem Int Ed 46 (2007)7255 ； Appl Catal A347(2008) 192 ；Catal Commun 10(2009)659 ；Appl Catal A 365(2009)88 ； ClESCJournal 60(2009) 1471 ；CN101318949A ；CN101280042A ；US20050070724) 均相催化體系的主要缺點就是催化劑制備成本高，難以回收，且需要添加溶劑或/和共催化劑；多相催化劑則存在催化活性低，選擇性差，穩(wěn)定性不好，反應條件苛刻等問題。所以，開發(fā)組分簡單、易于分離、可工業(yè)化的高效催化劑是當前研究的重點。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種聚合物負載的咪唑類離子催化劑，其可以在溫和的反應條件以及不添加任何有機溶劑的條件下，實現(xiàn)高效、高選擇性地由(X)2與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應制備環(huán)狀碳酸酯的方法。本發(fā)明提供的聚合物負載的咪唑類離子催化劑的結(jié)構(gòu)為
權(quán)利要求
1. 一種聚合物負載的咪唑類離子催化劑，具有的結(jié)構(gòu)式為θ.COOH其中，所述聚合物為咪唑化的聚二乙烯基苯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物負載的咪唑類離子催化劑，其特征在于，咪唑化的聚二乙烯基苯的負載量為0. 5-2. 5mmol/g。
3.權(quán)利要求1所述的聚合物負載的咪唑類離子催化劑的制備方法，包括以下步驟51將咪唑化的聚二乙烯基苯與3-溴丙酸以1 [1-3]的摩爾比混合，抽真空，惰性氣體保護下以咪唑化聚二乙烯基苯摩爾量的5-10倍加入1，1，1，_三氯乙烷作為溶劑，反應體系加熱回流反應20-30h。52停止反應后，冷卻至室溫，過濾，洗滌去除溶劑，真空干燥得到淺黃色固體，即得。
4.權(quán)利要求1所述的聚合物負載的咪唑類離子催化劑在制備環(huán)狀碳酸酯中的應用，其特征在于，以(X)2和環(huán)氧化物為原料，在所述聚合物負載的咪唑類離子催化劑的作用下，環(huán)加成反應制備環(huán)狀碳酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合物負載的咪唑類離子催化劑在制備環(huán)狀碳酸酯中的應用，其特征在于，所述環(huán)氧化物是選自環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷、1，2-環(huán)氧丁烷或環(huán)氧環(huán)己烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合物負載的咪唑類離子催化劑在制備環(huán)狀碳酸酯中的應用，其特征在于，所述(X)2的初始壓力為1 3. 5MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合物負載的咪唑類離子催化劑在制備環(huán)狀碳酸酯中的應用，其特征在于，所述環(huán)加成反應的溫度為110 170°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合物負載的咪唑類離子催化劑在制備環(huán)狀碳酸酯中的應用，其特征在于，所述環(huán)加成反應的時間為1 他。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚合物負載的咪唑類離子催化劑及其制備方法與應用。其特征在于利用化學法制備出聚合物負載的咪唑類離子液體催化劑，在CO2初始壓力為1～3.5MPa，反應溫度為110～170℃，反應時間為1～8h的條件下，通過CO2與環(huán)氧化物的環(huán)加成反應高選擇性地制備環(huán)狀碳酸酯。該催化劑制備簡單，水熱穩(wěn)定性好，環(huán)加成反應條件溫和，不需要添加任何有機溶劑和共催化劑，所得環(huán)狀碳酸酯的選擇性高，催化劑可多次重復利用。該方法有望在工業(yè)催化領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。
文檔編號C07D317/46GK102416348SQ201110275209
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者周永波, 尹雙鳳, 張媛媛, 羅勝聯(lián), 邱仁華 申請人:湖南大學