本发明涉及有机化合物的制备方法,具体地指由二氧化碳及甲醇直接合成碳酸 二甲酯的方法。
二氧化碳既是潜在的碳源又是温室效应等环境问题的主要原因。众多的研究者 都在研究探讨二氧化碳的综合利用。美国专利3,657,310题为:酯肪族碳 酸酯的合成,公开了由二氧化碳及碱金属甲醇盐反应制得碳酸单甲酯的碱金属盐。 再经一卤代甲烷的甲基化作用来制备碳酸二甲酯。这一方法因使用价格昂贵且危险 的金属钠和剧毒的一卤代甲烷为原料而未能在工业上得到发展。另一种方法是美国 专利,4,661,609题为:乙二醇与碳酸二甲酯的共合成,公开的酯交换法, 即先将二氧化碳与环氧烷烃作用得环状碳酸酯,再与甲醇经酯交换反应制得碳酸二 甲酯。这种方法需历经两步反应和两步分离过程,工艺过程复杂、制备成本高。
本发明的目的在于避免背景技术的不足之处,创造一种工艺过程简单、成本低、 不产生二次环境污染的由二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的方法,该方法既充分利用 二氧化碳潜在的碳资源又解决了环境问题,有十分广阔的工业化前景。
本发明的目的通过以下措施来达到:
一种碳酸二甲酯的直接合成法,其特征在于,首先由镁与甲醇反应生成甲醇镁, 再在甲醇镁作用下用二氧化碳与甲醇进行气液反应生成碳酸二甲酯,其反应方程式 如下: 其工艺条件如下: (1)镁含量占甲醇重量百分比的3~9%; (2)镁与甲醇反应的反应温度:200℃,反应时间:1小时; (3)二氧化碳压力为10~50Kg/cm2(4)甲醇镁作用下二氧化碳与甲醇进行气液反应的反应温度为120~200℃ (5)甲醇镁作用下二氧化碳与甲醇进行气液反应的反应时间为1~11小时 本发明与背景技术相比具有如下优点: 1、本发明制备工艺过程简单、操作方便、产物单一、成本低。
2、本发明制备过程不产生二次环境污染,原料来源丰富且充分利用二氧化碳 这一潜在的碳资源。
3、本发明工业化前景好,目前碳酸二甲酯不但用作甲基化、羰基化试剂及有 机合成中间体,而且还可作为一种新型的燃油添加剂来使用,它可以替代甲基叔丁 基醚,并在提高燃油辛烷值及含氧量方面颇见成效。
因此,本发明有良好的经济效益和社会效益。
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
实施例1:
称取金属镁10克,加入高压釜中与200毫升甲醇混合,密封后于200℃ 下反应1小时,待冷却后通入30Kg/cm2的二氧化碳气体,在180℃下反应5小 时,冷却,排除余气,经蒸镏分离得产品,碳酸二甲酯收率为二氧化碳原料气的 16.4%(摩尔比)。
实施例2:
称取金属镁5克,加入高压釜中与200毫升甲醇混合,密封后于200℃下 反应1小时,待冷却后通入30Kg/cm2的二氧化碳气体,在140℃下反应2小 时,冷却,排除余气,经蒸馏分离得产品,碳酸二甲酯收率为二氧化碳原料气的 4.46%(摩尔比)。
实施例3
称取金属镁13克,加入高压釜中与200毫升甲醇混合,密封后于200℃ 下反应1小时,待冷却后通入10Kg/cm2的二氧化碳气体,在200℃下反应8 小时,冷却,排除余气,经蒸馏分离得产品,碳酸二甲酯收率为二氧化碳原料气的 15.9%(摩尔比)。
实施例4:
称取金属镁10克,加入高压釜中与200毫升甲醇混合,密封后于200℃ 下反应1小时,待冷却后通入50Kg/cm2的二氧化碳气体在160℃下反应10 小时,冷却,排除余气,经蒸馏分离得产品,碳酸二甲酯收率为二氧化碳原料气的 10.1%(摩尔比)。