专利名称：一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法
技术领域：
本发明属于有机化工领域，特别是涉及到一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法。 背景知识
高分子量的支链醇具有低凝固点，低挥发性，低剌激性和优良的润湿性，渗透性等特点， 由它参与合成的碳酸酯具有良好的热稳定性、低挥发性、水溶性以及可降解性，符合作为高 端润滑油基础油的技术要求，是一类具有开发潜力的润滑油基础油(Go;gfewfcz, F. ^ am/
Ctem/cfl/及e^arcA. 42, 5朋7-50/0J在国外，已经有用碳酸酯作为润滑油润滑油的报道，
如德国Bozzetto公司推出的Estesol BA7760高端纺丝油剂，目前国内尚未有以碳酸酯作润滑油 的资料报道。碳酸酯的合成方法通常是光气法、氧化羰化法等。
US2758975公开了一种碳酸酯的合成方法，在常温常压下，以光气作为原料合成了一系列 的碳酸酯。该过程采用了有毒物质光气作为原料，但存在原料剧毒、反应时间长、副产物严 重腐蚀设备等缺点。文献报道氧化羰化法在合成碳酸二甲酯等低碳醇碳酸酯时收率较高，但 在合成高碳醇碳酸酯时收率较低，而且存在着催化剂价格昂贵、转化率不高以及产物收率低 等缺点，且国内尚没有用离子液体作为该类反应催化剂的研究报道。
发明内容
本发明涉及一系列格尔伯特(Guerbet)醇与碳酸二甲酯(dimethyl carbonate,简称DMC) 反应制备碳酸酯的反应。本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高效、过程绿色、 环境友好的合成Guerbet醇碳酸酯的方法。DMC是无毒的绿色化学品，1992年在欧洲被登记为 非毒性化学品，更由于其自身的优越性，可以作为羰基化试剂、甲基化试剂，从而代替光气， 硫酸二甲酯等有毒试剂。现受到了国内外的高度关注，在有机合成中已经以DMC为原料形成 一个新的合成基块。采用DMC作羰基化试剂与Guerbet醇在催化剂作用下合成Guerbet醇碳酸 酯，过程绿色，反应条件温和，目的产物选择性较好，并且副产物甲醇还是氧化羰化合成DMC 的原料，符合化学工业绿色化的发展方向，从而可以形成一条洁净的工艺路线。
本发明的技术方案
本发明是由DMC和Guerbet醇反应制备Guerbet醇碳酸酯，该类醇的化学通式为 R2C恥)HCH20H,其中R席R2为大于或等于1个碳原子的烃基)，合成的碳酸酯化学通式如下 R3OCOOR4式中R3和R4为l-10个碳原子的烃基；R3和R4可相同，也可不相同碳酸酯的通式如
3前所述。其特征在于DMC和Guerbet醇在催化剂作用下发生反应。具体的反应方程式如下所示
<formula>formula see original document page 4</formula>
首先DMC和醇在催化剂作用下反应生成碳酸单酯，然后单酯和醇继续发生反应生成双酯。
具体实施实例
实例l
原料DMC/甲基异丁基甲醇(摩尔比)2:1，以CH30Na(甲醇钠)为催化剂，反应温度为94 °C， 反应时间为4小时，催化剂用量为原料总质量的1%，甲基异丁基甲醇选择性为1.6%，甲基异 丁基碳酸酯收率11.8% 实例2
原料DMC/甲基异丁基甲醇(摩尔比)1:1，以KI(碘化钾)为催化剂，反应温度为10(TC，反 应时间为5小时，催化剂用量为原料总质量的1%,甲基异丁基甲醇选择性为45.26%，甲基异 丁基碳酸酯收率11.65% 实例3
原料DMC/甲基异丁基甲醇(摩尔比)2:1，以KI(碘化钾)为催化剂，反应温度为10(TC,反 应时间为5小时，催化剂用量为原料总质量的1%，甲基异丁基甲醇选择性为89.48%，甲基异 丁基碳酸酯收率73.68% 实例4
原料DMC/甲基异丁基甲醇(摩尔比)2:1，以KI(碘化钾)为催化剂，反应温度为94。C，反应 时间为5小时，催化剂用量为原料总质量的1%，甲基异丁基甲醇选择性为58.85%，甲基异丁 基碳酸酯收率35.8% 实例5
原料DMC/甲基异丁基甲醇(摩尔比)2:1，以KI(碘化钾)为催化剂，反应温度为110。C，反 应时间为5小时，催化剂用量为原料总质量的1%，甲基异丁基甲醇选择性63.04%,甲基异丁 基碳酸酯收率36.5% 实例6原料DMC/甲基异丁基甲醇(摩尔比)2:1，以离子液体[BMIm]OH为催化剂，反应温度为110 °C,反应时间为5小时，催化剂用量为原料总质量的0.5%，甲基异丁基甲醇选择性85.36%， 甲基异丁基碳酸酯收率69.73% 实例7
原料DMC/甲基异丁基甲醇(摩尔比)2:1，以K2C03(碳酸钾)为催化剂，反应温度为94'C， 反应时间为4小时，催化剂用量为原料总质量的1%，甲基异丁基甲醇选择性66.2%，甲基异丁 基碳酸酯收率34.7% 实例8
原料DMC/异辛醇(摩尔比)1:3，以CaO(氧化钙)为催化剂，反应温度为12(TC，反应时间 为5小时，催化剂用量为原料总质量的1%,异辛醇选择性97.51%，碳酸二异辛酯收率25.53% 实例9
原料DMC/异辛醇(摩尔比)1:2，以K2C03(碳酸钾)为催化剂，反应温度为12(TC，反应时 间为4小时，催化剂用量为原料总质量的1%，异辛醇选择性76.47%，碳酸二异辛酯收率66.25% 实例IO
原料DMC/异辛醇(摩尔比)1:2，以K2C03(碳酸钾)为催化剂，反应温度为140'C,反应时 间为5小时，催化剂用量为原料总质量的1%，异辛醇选择性95.3%,碳酸二异辛酯收率56.34% 实例ll
原料DMC/异辛醇(摩尔比)1:4，以K2C03(碳酸钾)为催化剂，反应温度为120。C，反应时 间为4小时，催化剂用量为原料总质量的1%，异辛醇选择性72.53%，碳酸二异辛酯收率45.32%
实例12
原料DMC/异辛醇(摩尔比)1:4，以离子液体[BMIm]CI为催化剂，反应温度为130。C,反应 时间为4小时，催化剂用量为原料总质量的1%,异辛醇选择性78.19%，碳酸二异辛酯收率 57.42% 实例13
原料DMC/3,5,5-三甲基己醇(摩尔比)l:2，以CH30Na(甲醇钠)为催化剂，反应温度为120 'C，反应时间为5小时，催化剂用量为原料总质量的1%， 3,5，5-三甲基己醇选择性37.54%， 3，5，5-三甲基己基碳酸酯收率28.75% 实例14
原料DMC/3,5,5-三甲基己醇(摩尔比)l:2，以CH30Na(甲醇钠)为催化剂，反应温度为140
5°C，反应时间为5小时，催化剂用量为原料总质量的1%， 3，5，5-三甲基己醇选择性73.3%， 3，5，5-
三甲基己基碳酸酯收率58.3%
实例15
原料DMC/3，5,5-三甲基己醇(摩尔比)l:2，以&20)3(碳酸钾)为催化剂，反应温度为10(TC， 反应时间为4小时，催化剂用量为原料总质量的1%， 3,5,5-三甲基己醇选择性36.7%， 3，5,5-三 甲基己基碳酸酯收率15.63% 实例16
原料DMC/3,5，5-三甲基己醇(摩尔比)l:2，以CH30Na(甲醇钠)为催化剂，反应温度为140 °C，反应时间为2小时，催化剂用量为原料总质量的1%， 3,5,5-三甲基己醇选择性36.68%， 3,5,5-三甲基己基碳酸酯收率28.03% 实例17
原料DMC/3,5,5-三甲基己醇(摩尔比)l:2，以离子液体[BMIm]OH为催化剂，反应温度为140 'C，反应时间为2小时，催化剂用量为原料总质量的1%， 3，5,5-三甲基己醇选择性50.97%， 3，5，5-三甲基己基碳酸酯收率42.27% 实例18
原料DMC/3,5,5-三甲基己醇(摩尔比)l:2，以CH30Na(甲醇钠)为催化剂，反应温度为140 'C，反应时间为7小时，催化剂用量为原料总质量的1%, 3,5,5-三甲基己醇选择性70.85%， 3,5,5-三甲基己基碳酸酯收率57.96%
权利要求
1. 一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法，其特征在于碳酸二甲酯和Guerbet醇在催化剂作用下发生反应生成Guerbet醇碳酸酯，反应式如下其中R1和R2为大于或等于1个碳原子的烃基。
2. 根据权利要求1所述的一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法，其特征在于所述催化剂为碱性催 化剂和离子液体催化剂，其中所述的碱性催化剂为碳酸盐、甲醇盐、金属氧化物中一种或几 种，其中碳酸盐中优选碳酸钾，甲醇盐中优选甲醇钠；其中所述的离子液体的结构通式是 [M]+Y'，其中阳离子M为[NRxH4-x;T 、 [PRxH4-x]+的一种或几种，其中R为大于或者等于一个 碳原子的烃基；阴离子Y为A1CV、 BF4-、 CI" 、 OH-—种或几种，优选[BMIm]Cl或[BMIm]OH。
3. 根据权利要求1所述的一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法，其特征在于其反应温度为353 473 K，最佳反应温度为373 423 K。
4. 根据权利要求1所述的一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法，其特征在于其最佳反应时间为 4 5h。
5. 根据权利要求l所述的一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法，其特征在于催化剂用量为原料 总质量的1%。
6. 根据权利要求1 一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法，其特征在于碳酸二甲酯和Guerbet醇 摩尔配比的最佳范围是0.25 2.0。
全文摘要
本发明涉及一种Guerbet醇碳酸酯的合成方法，属于有机化工领域。该方法采用碳酸二甲酯和Guerbet醇在碱性催化剂或者离子液体催化剂的作用下进行酯交换反应，合成相应的Guerbet碳酸酯。在选定的催化条件下，产物的选择性一般可以达到85％以上。本发明的方法过程绿色，反应条件温和，产物易于分离纯化，适合工业化生产，合成得到的Guerbet醇碳酸酯具有良好的热稳定性、低挥发性、水溶性以及可降解性，广泛应用于润滑油基础油领域。
文档编号C10M105/48GK101531595SQ20091003101
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者琦 程, 董燕敏, 陈兴权 申请人:江苏工业学院