CO2和丙三醇直接合成碳酸甘油酯的新方法.pdf

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1、２０１６年第２４卷合成化学Ｖｏｌ．２４，２０１６第８期，７２０～７２３ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｙｎｔｈｅｔｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙＮｏ．８，７２０～７２３·研究简报·ＣＯ２和丙三醇直接合成碳酸甘油酯的新方法１，２１１１１，２倡１，２马爽，阮文定，钞继业，杜风光，徐浩，卜站伟（１．车用生物燃料技术国家重点实验室，河南南阳４７３０００；２．河南大学化学化工学院，河南开封４７５００４）摘要：报道了一种以ＣＯ２和丙三醇为原料，Ｃｓ２ＣＯ３为碱，ＤＭＦ为溶剂，ｂｍｉｍＢＦ４为增溶剂，直接合成碳酸甘油酯（GC）的新方法。在最优反应条件［丙三醇５ｍｍｏｌ，Ｃｓ２ＣＯ３１０ｍｍｏｌ

2、，ＣＨ２Ｃｌ２５ｍＬ，ｂｍｉｍＢＦ４１ｍＬ，ＤＭＦ５ｍＬ，１Ｐ（ＣＯ２）１ＭＰａ，于１００℃反应２４ｈ］下，GC收率７６％，其结构经ＨＮＭＲ和ＥＳＩ-ＭＳ确证。在最优条件下进行５０倍放大实验，GC收率７２％。关键词：丙三醇；碳酸甘油酯；直接合成；放大实验中图分类号：Ｏ６２６文献标志码：ＡDOI：１０．１５９５２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｊｓｃ．１００５-１５１１．２０１６．０８．１５３４０ANovelMethodforDirectSynthesisofGlycerolCarbonatefromCO2andGlycerol１，２２１１ＭＡＳｈｕａｎｇ，ＲＵＡＮＷｅｎ-ｄｉｎｇ，ＣＨＡ

3、ＯＪｉ-ｙｅ，１１，２倡１，２ＤＵＦｅｎｇ-ｇｕａｎｇ，ＸＵＨａｏ，ＢＵＺｈａｎ-ｗｅｉ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｏｔｏｒＶｅｈｉｃｌｅＢｉｏｆｕｅｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｙａｎｇ４７３０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋａｉｆｅｎｇ４７５００４，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ａｎｏｖｅｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｉｒｅｃｔｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｇｌｙｃｅｒｏｌｃａｒｂｏｎａｔｅ（GC）ｗａｓｒｅｐｏｒｔｅｄ．GCｗａｓｓｙｎ-ｔｈｅｓｉｚｅｄｕｓｉ

4、ｎｇＣＯ２ａｎｄｇｌｙｃｅｒｏｌａｓｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ，Ｃｓ２ＣＯ３ａｓｂａｓｅ，ＤＭＦａｓｓｏｌｖｅｎｔａｎｄｂｍｉｍＢＦ４ａｓｓｏｌｕ-ｂｉｌｉｚｅｒ．ＴｈｅｙｉｅｌｄｏｆGCｗａｓ７６％ｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［ｇｌｙｃｅｒｏｌ５ｍｍｏｌ，Ｃｓ２ＣＯ３１０ｍｍｏｌ，ＣＨ２Ｃｌ２５ｍＬ，ｂｍｉｍＢＦ４１ｍＬ，ＤＭＦ５ｍＬ，Ｐ（ＣＯ２）１ＭＰａ，ｒｅａｃｔｅｄａｔ１００℃ｆｏｒ２４ｈ］．１ＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｂｙＨＮＭＲａｎｄＥＳＩ-ＭＳ．Ｔｈｅｓｃａｌｅ-ｕｐｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｐｅｒｆｏｒｍ

5、ｅｄｕｎｄｅｒｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｉｔｈｙｉｅｌｄｏｆ７２％．Keywords：ｇｌｙｃｅｒｏｌ；ｇｌｙｃｅｒｏｌｃａｒｂｏｎａｔｅ；ｄｉｒｅｃｔｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｓｃａｌｅ-ｕｐｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ［４－５］二氧化碳作为一种无毒、廉价且可以循环利产，产品结构单一。开发简单有效、反应条件用的碳源，可用于合成多种具有较高应用价值的温和、成本低廉的转化二氧化碳的方法，具有较高［１－３］化合物，吸引了众多合成研究人员的关注。的理论和应用价值。然而，由于二氧化碳具有化学惰性，其活化较困碳酸甘油酯（GC）是一种重要的功能化合难，造成反应能耗高，难以在实际生产中广

6、泛应物，在聚酯化合物和有机小分子的合成中有较多用。目前，工业消耗的二氧化碳大都用于尿素生应用。如：聚碳酸酯、聚氨酯、碳酸甘油糖酯、环碳收稿日期：２０１５-１１-０３；修订日期：２０１６-０５-２３基金项目：车用生物燃料技术国家重点实验室开放基金资助项目（２０１３０１８）；河南省教育厅科学技术研究重点项目（１５Ａ１５００４１）；河南大学种子基金资助项目（００００Ａ４０４７７）作者简介：马爽（１９８９－），男，汉族，河南南阳人，硕士研究生，主要从事车用生物燃料的研究。通信联系人：徐浩，博士，硕士生导师，Ｅ-ｍａｉｌ：ｘｕｈａｏ＠ｈｅｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ第８期马爽等：ＣＯ２和丙三醇

7、直接合成碳酸甘油酯的新方法—７２１—酸酯、丙烯酸酯、缩水甘油和十二醇甘油醚减压蒸馏；其余所用试剂均为化学纯或分析纯。［６－９］等。此外，GC因具有低毒、低蒸发速率和吸１．２GC的合成湿保水等特性，在涂料、化妆品和医药等行业也有［１０］在内衬聚四氟乙烯的反应釜中加入丙三醇５广阔的市场空间。ｍｍｏｌ，ｂｍｉｍＢＦ４１ｍＬ和Ｃｓ２ＣＯ３１０ｍｍｏｌ，通入以二氧化碳和甘油为原料直接合成GC，具［１１－１５］ＣＯ２置换空气３次；继续通入ＣＯ２（１ＭＰａ），用注有环境友好和附加值高等优点。文献方法射器分别注入ＣＨ２Ｃｌ２５ｍＬ