离子液体催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯.pdf

石油化工
2010年第39卷第4期
PETROCHEMICAL TECHNOLOGY
387?
离子液体催化氨基甲酸甲酯和甲醇
合成碳酸二甲酯
王登峰2,张学兰12,高阳艳,肖福魁',魏伟',孙予罕
(1.中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001
2.中国科学院研究生院,北京100049
摘要]在温和的条件下,制备了一系列以溴代1ー丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)为阳离子、不同金属氯化物为阴离子的离子
液体,并考察了它们催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)的性能;同时考察了反应时间、反应温度和催化剂用量对催
化效果的影响,并探讨了可能的反应机理。实验结果表明,以[Bmim]Br~ZnC2为催化剂,在反应温度170℃、反应时间8h、氨基
甲酸甲酯7.5g、甲醇64g、催化剂用量2.0g的条件下,DMC的选择性和收率分别达到89.4%和24.4%。由于离子液体中阴阳
离子间的极性和电子作用力比单纯的ZnCl2中阴阳离子的极性和电子作用力大很多,在催化过程中形成的中间体更稳定,所以与
ZnC2催化剂相比,[Bmim]Br-ZnCl2催化剂对于该反应具有更高的选择性。
关键词」离子液体催化剂;溴代1-丁基-3-甲基咪唑;碳酸二甲酯;氨基甲酸甲酯;甲醇
文章编号]1000-8144(2010)04-0387-04[中图分类号]TQ22.52[文献标识码]A
Synthesis of Dimethyl Carbonate from Methyl Carbamate and Methanol
Catalyzed by lonic Liquids
Wang Dengfeng, Zhang Xuelan, Gao Yangyan, Xiao Fukui, Wei Wei, Sun Yuha
(1. State Key Lab of Coal Conversion, Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan
Shanxi 030001, China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract] A series of 1-butyl-3-methylimidazolium bromide([ Bmim Br) ionic liquids with
different metal chlorides as anions were prepared under mild condition. Then they were used as
catalysts in synthesis of dimethyl carbonate( DMC) from methyl catbamate and methanol. Under the
condition of reaction temperature 170 C, reaction time 8 h, methyl carbamate 7.5 g, methanol 64 g
and I Bmim] Br-zncl, catalyst dosage 2. 0 g, selectivity and yield of DMC could be 89.4% and
24.49, respectively. Furthermore, because the ionic liquid possessed higher polarity and stronger
electrostatic interaction between anions and cations than that of simple zinc chloride, high selectivity of
the catalyst were maintained according to the possible reaction mechanism
L Keywords ionic liquid catalyst; 1-butyl-3-me hylimidazolium bromide; dimethyl carbonate
methyl carbamate: methanol
碳酸二甲酯(DMC)是一种新型的绿色有机合简单、产物易于分离等优点而成为研究热点。该
成原料。因其分子中含有甲基、甲氧基和羰基,可方法分为两步:首先尿素与甲醇反应生成氨基甲酸
替代多种有毒的化合物合成高附加值精细化学甲酯(MC),然后MC继续与甲醇反应制得DMC。
品',?,还可作为低毒溶剂和汽油添加剂。因此,第二步反应是尿素醇解法制备DMC的速控步骤,
DMC的合成具有重要的工业意义。目前DMC
的合成方法主要有光气法、甲醇羰基化法、酯交换【收稿日期』200-1-10;[修改稿日期]2010-01-2lo
法和CO2直接酯化法等,但这些方法存在有毒、容
作者简介]王登峰(1983-),男,山东省菏泽市人,博士生,电话
0351-4049612,电邮bitwdfe@163.com。魏伟,电话0351-4049612
易爆炸、反应工艺复杂和转化率低等缺点。从20世
电邮welwel@sxic.ac.cn
纪90年代起,尿素醇解法由于具有原料便宜、工艺『基金项目]国家科技支撑计划重大项目(200Ac2A08)。