甲醇鈉催化合成碳酸甲乙酯研究

摘" " " 要：介紹了國(guó)內(nèi)外合成碳酸甲乙酯（EMC）的工藝現(xiàn)狀。并在實(shí)驗(yàn)條件下以碳酸二甲酯（DMC）和碳酸二乙酯（DEC）為原料，用甲醇鈉（CH3ONa）催化合成了EMC。其中重點(diǎn)研究了投料比、實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)溫度及催化劑加入量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，CH3ONa的催化活性表現(xiàn)良好，在CH3ONa的催化反應(yīng)下最適合的合成條件是：25 ℃下，催化劑CH3ONa加入量占投料總質(zhì)量的0.1%，DMC與DEC投料物質(zhì)的量比2∶1，實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)0.5 h。

關(guān)" 鍵" 詞：甲醇鈉； 碳酸二甲酯； 碳酸甲乙酯； 碳酸二乙酯； 酯交換

中圖分類號(hào)：TQ225.52" " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " "文章編號(hào)： 1004-0935（2023）05-0642-04

碳酸甲乙酯（英文名：Ethyl Methyl Carbonate，簡(jiǎn)寫：EMC），分子為C4H8O3，是一種非對(duì)稱碳酸酯類化合物，與對(duì)稱碳酸酯相比，它含有甲基和乙基，具備明顯的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，被普遍應(yīng)用于溶劑和有機(jī)合成中間體領(lǐng)域，尤其在用作鋰電池非水溶性電解質(zhì)的溶劑時(shí)，EMC以黏度小，介電常數(shù)大，對(duì)鋰鹽的溶解性強(qiáng)，在提升鋰電池的能量密度和放電容量方面作用顯著[1-4]。

1" EMC的合成工藝

1.1" 主要合成工藝

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外合成EMC的主要工藝有光氣（COCl2）合成法、氧化羰基化合成法和酯交換合成法[5-7]。

1.1.1" COCl2法合成工藝[8]

1）COCl2先與甲醇（CH3OH）反應(yīng)生成氯甲酸甲酯（CH3OCOCl），然后CH3OCOCl與乙醇（C2H5OH）反應(yīng)生成EMC。具體反應(yīng)方程式如式（1）和（2）所示：

COCl2+CH3OH→CH3OCOCl+HCl" " " "（1）

CH3OCOCl+C2H5OH→CH3OCOOC2H5+HCl" "（2）

2）COCl2先與C2H5OH反應(yīng)生成氯甲酸乙酯（C2H5OCOCl），然后C2H5OCOCl與CH3OH反應(yīng)生成EMC。具體反應(yīng)方程式如式（3）和（4）所示：

COCl2+CH2CH5OH→C2H5OCOCl+HCl" " （3）

CH3OCOCl+CH3OH→CH3OCOOC2H5+HCl" （4）

COCl2法合成EMC的過程中，原料COCl2和中間體CH3OCOCl和C2H5OCOCl都有劇毒，容易污染環(huán)境并傷害生產(chǎn)者的健康，同時(shí)反應(yīng)副產(chǎn)多，生成物鹽酸對(duì)生產(chǎn)設(shè)備有很強(qiáng)的腐蝕性，設(shè)備維護(hù)成本高，此工藝現(xiàn)已淘汰。

1.1.2" 氧化羰基化法合成工藝[9-10]

1）以CH3OH、CH2CH5OH、一氧化碳（CO）、氧氣（O2）為原料，使用催化劑一步催化合成EMC。……