一種制備甘油碳酸酯的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備甘油碳酸酯的方法，其包括以下步驟：將甘油與碳酸二烷基酯加入到堿性離子液體中，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，分離該反應(yīng)混合物獲得甘油碳酸酯。上述甘油與碳酸二烷基酯的摩爾比為1:1～5。酯交換反應(yīng)中甘油與堿性離子液體的摩爾比為1:0.05～1。酯交換反應(yīng)的反應(yīng)溫度為25～100℃，反應(yīng)時間為15～180分鐘。本發(fā)明方法中的離子液體作為反應(yīng)的催化劑和溶劑，不僅操作簡便，條件溫和，對環(huán)境友好，對設(shè)備腐蝕性低，可重復(fù)利用，且能抑制副產(chǎn)物的生成，有效提高甘油縮醛（酮）的產(chǎn)率、質(zhì)量和選擇性。
【專利說明】一種制備甘油碳酸酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制備甘油碳酸酯的方法，特別是涉及一種在離子液體中制備甘油碳酸酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著“綠色能源”生物柴油生產(chǎn)的大力推廣，作為其副產(chǎn)物甘油的產(chǎn)量也迅速增加，甘油市場供過于求，甚至導(dǎo)致傳統(tǒng)甘油產(chǎn)業(yè)退出市場。而粗甘油如果不能及時有效地利用和處理，將可能成為新的污染源，造成二次污染，甘油的有效綜合利用成為生物柴油產(chǎn)業(yè)中一個嚴(yán)峻和有待解決的問題。美國國家能源實驗室提出了來自生物質(zhì)的Cl~C6的多種平臺化合物，甘油就是被定義為來自生物質(zhì)的新型平臺化合物之一。如何合理利用生物質(zhì)平臺化合物甘油，將其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品，對生物柴油規(guī)?；l(fā)展、新型平臺化合物轉(zhuǎn)化以及減少環(huán)境污染和降低生產(chǎn)成本具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003]甘油碳酸酯(GC)，是一種穩(wěn)定的、低毒性、低揮發(fā)性、低可燃性、低粘度、具有吸水性和可生物降解性的無色液體，主要用作化學(xué)反應(yīng)中間體和溶劑，也是合成聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、表面活性劑和潤滑油的原料，可與異氰酸鹽、丙烯酸酯類產(chǎn)品反應(yīng)生產(chǎn)甘油碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、甘油葡糖苷等，廣泛用于涂料、膠黏劑、化妝品、洗滌劑、建筑用試劑、潤滑劑、藥物載體和鋰離子電池電解質(zhì)等領(lǐng)域。此外，GC還是一種新型的多功能合成分子，由于分子內(nèi)同時含有羥基和羰基官能團(tuán)，可發(fā)生多種衍生化反應(yīng)。GC脫除一分子二氧化碳得到縮水甘油，可作為合成醫(yī)藥、農(nóng)藥、塑料等的中間體。
[0004]GC的合成方法主要包括:光氣法、羰化法(一氧化碳氧化羰化和二氧化碳羰化)、酯交換法和氨酯法。其中酯交換法以碳酸二甲酯(DMC)和甘油為原料，發(fā)生酯交換反應(yīng)生成GC的過程，條件溫和，催化劑選擇范圍廣，副產(chǎn)甲醇，裝置簡單，產(chǎn)率高，具有環(huán)保特性，因此倍受青睞。通過下式I的反應(yīng)，甘油與DMC的酯交換反應(yīng)合成五元環(huán)狀甘油碳酸酯。
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述制備甘油碳酸酯的方法包括以下步驟: 將甘油與碳酸二烷基酯加入到堿性離子液體中，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，獲得反應(yīng)混合物，分離該反應(yīng)混合物獲得甘油碳酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述碳酸二烷基酯為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述堿性離子液體的陽離子選自烷基咪唑陽離子、烯丙基咪唑陽離子、烷基吡啶陽離子、4，4-二甲基氨基吡啶基陽離子、N, N-四甲基乙二胺基陽離子、胍基陽離子、氨基酸基陽離子、膽堿陽離子或甜菜堿基陽離子中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述堿性離子液體的陰離子選自碳酸氫根陰離子、乙酸陰離子、羥基陰離子、氨基酸陰離子、乳酸陰離子、安賽蜜基陰離子或咪唑陰離子中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，所述堿性離子液體選自氫氧根1-甲基-3- 丁基咪唑、氫氧根1-甲基-3-烯丙基咪唑、咪唑基1-甲基-3- 丁基咪唑或咪唑基1-甲基-3-烯丙基咪唑中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，甘油與碳酸二烷基酯的摩爾比為1:1-5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，酯交換反應(yīng)中所述甘油與所述堿性離子液體的摩爾比為1:0.05-I。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，酯交換反應(yīng)的反應(yīng)溫度為25-100°C，反應(yīng)時間為15~180分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備甘油碳酸酯的方法，其特征在于，分離反應(yīng)混合物獲得甘油碳酸酯的具體方法為:靜置反應(yīng)混合物，所述反應(yīng)混合物自動分成上下兩層，上層物相含有碳酸二烷基酯和甘油碳酸酯，下層物相含有離子液體和甘油；直接傾析分離出上層物相，蒸餾分離出的上層物相獲得甘油碳酸酯；下層物相用CH2Cl2萃取分離甘油和離子液體，離子液體經(jīng)過減壓除去有機(jī)溶劑后回收重復(fù)利用。
【文檔編號】C07D317/36GK103467435SQ201310412412
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】王波, 申越, 孫建奎, 許鳳, 孫潤倉 申請人:北京林業(yè)大學(xué)