一种固定二氧化碳的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111303112A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010128992.1(22)申请日2020.02.28(71)申请人南京工业大学地址211800江苏省南京市浦口区浦珠南路30号(72)发明人郭凯颜蕊李振江陈恺郭天佛高罗玉李勇强童昊颖(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人万婧(51)Int.Cl.C07D317/36(2006.01)B01J31/02(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/62(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图11页(54)发明名称一种固定二氧化碳的方法(57)摘要本发明属于有机催化技术领域，具体公开了一种固定二氧化碳的方法，在60-120℃条件下，采用式II所示的环氧化物和二氧化碳在式I所示的催化剂的催化下生成环状碳酸酯类化合物。采用该方法二氧化碳的转化率高，反应无金属残留，反应条件温和，催化剂更加容易制备，可广泛应用于工业生产。CN111303112ACN111303112A权利要求书1/2页1.一种固定二氧化碳的方法，其特征在于，60-120℃条件下，采用式II所示的环氧化物和二氧化碳在式I所示的催化剂的催化下生成环状碳酸酯类化合物：其中，R1、R3选自氢或甲基，R1和R3相同或不同；R2选自氢，1～3个碳原子的支链或直链的烷基，含有1～3个碳原子的烷氧基，二甲氨基，吡咯烷基，氰基，硝基，三氟甲基，卤素基；X选自卤素；所述的R4和R5选自氢，1～4个碳原子的支链或直链的烷基，卤代的1～4个碳原子的支链或直链的烷基，苯基，取代苯基，所述的“取代苯基”中所述取代选自卤素或含有1～5个碳原子支链或直链的烷基，或R6-O-CH2-，所述的R6选自苯基、被1～3个碳原子的烷基取代的苯基、烯丙基或1～4个碳原子的支链或直链的烷基，所述R4和R5为相同或不同的结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的R2选自氢，甲基，甲氧基，二甲氨基，吡咯烷基，氰基，硝基，三氟甲基，卤素基；和/或所述的R4和R5选自氢，正丁基，卤代甲基，苯基，卤代苯基，甲苯基，R6-O-CH2-、所述的R6选自苯基、甲苯基、烯丙基，叔丁基或甲基。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，式I所示的催化剂选自如下结构：2CN111303112A权利要求书2/2页4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，式II所示的环氧化物选自环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、4-氯苯乙烯环氧化物、甲基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、叔丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、2-甲苯缩水甘油醚、氧化苯乙烯或丁基环氧乙烷。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，式II所示的环氧化合物与式I所示的催化剂的摩尔比为1～100：1。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定二氧化碳的具体方法为：在惰性气体或氮气保护下将式I所示的催化剂和式II所示的环氧化合物加入反应器，后在反应器中充入二氧化碳，在二氧化碳的氛围下加热至60～120℃，反应1～24h后得到含产物的溶液。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将反应后的溶液经过冷却、柱层析后，旋干得到产物。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其所用的式I所示的催化剂的合成方法为：将卤化碘的有机溶液在搅拌情况下缓慢加入吡啶类化合物的有机溶液中，加入完毕后，0～50℃条件下反应得到沉淀产物。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的卤化碘的有机溶液中的溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯或苯，所述吡啶类化合物的有机溶液中的溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯或苯。3CN111303112A说明书1/11页一种固定二氧化碳的方法技术领域[0001]本发明属于有机催化技术领域，特别涉及一种固定二氧化碳的方法。背景技术[0002]随着工业革命的进行，大气中二氧化碳的浓度急剧增加，引起了许多环境问题，如全球变暖，海平面上升和频繁的极端天气等。引起这些问题的主要原因是化石燃料的燃烧和人类生产活动。因此，发展高效固定和利用二氧化碳的化学过程成为当下的研究热点。其中，将二氧化碳化学固定成具有较高附加值的化学品最为热门，因为二氧化碳可以作为化学工业上的一种可再生且廉价的碳来源。而在许多固定二氧化碳的方法中，二氧化碳与环氧化物结合生成环状碳酸酯的方法是利用二氧化碳最有前景的路线之一，因为环状碳酸酯有着广泛的应用，如作为非质子极性溶剂、锂离子电池的电解质、聚合的单体以及许多化学物质和药物的中间体。[0003]然而，由于二氧化碳固有的稳定性，该反应需要能够同时激活二氧化碳和环氧化物的催化剂。常用的催化剂有金属复合物、碱金属盐、金属氧化物、离子液体和有机催化剂。但是这些反应的条件通常需要高