碳基固體酸的制備及其催化合成碳酸甲丙酯

倪邦慶，賈國亮，范明明，王 輝

（江南大學化學與材料工程學院，江蘇 無錫 214122）

不對稱烷基碳酸酯被廣泛應用在有機合成、化學溶劑、醫藥和農藥等方面[1]，碳酸甲丙酯（methyl propyl carbonate，MPC）是其中重要的一種不對稱碳酸酯[2]。與同系列對稱碳酸酯相比，MPC具有更高的閃點和極性，應用于鋰離子電池的電解質溶劑時，其性能顯著優于其它烷基碳酸酯[3]。研究者目前主要通過酯交換法合成不對稱碳酸酯[4-9]，其中碳酸二甲酯（dimethyl carbonate，DMC）與正丙醇酯交換法合成 MPC，生產路線綠色、清潔。原料DMC是一種無毒無腐蝕性的綠色環保原料，副產物甲醇可以循環利用合成 DMC，反應過程無三廢產生。醇-酯酯交換法合成不對稱碳酸酯的反應多為堿性物質催化的液相反應，堿催化通常可得到較高的原料轉化率，卻往往很難獲得較好的選擇性。文獻報道高溫氣相的反應條件利于合成不對稱碳酸酯，卻存在反應設備復雜、原料汽化環節能耗較大等弊端，一定程度上使其應用受到限制[10-11]。

碳基固體酸催化劑是一種新興的固體酸材料，主要應用在酯化、重排、水解和烷基化等反應[12-17]。與傳統的固體酸催化劑比較，其原料價廉，制備過程簡單，且具有酸密度高、耐熱性好、結構穩定等優點，因此在綠色合成中具有很好的應用前景。目前，碳基固體酸催化劑在酯交換反應領域的研究鮮見報道。本文作者研究了碳基固體酸對DMC與正丙醇酯交換反應的催化活性，考察了 MPC合成工藝條件對催化劑活性的影響，用FT-IR、TGA等方法對催化劑進行了表征。……