| 由表可知,反应时间由1.0h延长至1.5h时,二氯乙烷的转化率有明显的增加;由1.5h延长至2.0h时,二氯乙烷转化率的增速减缓,转化率并无明显变化,择性影响很小。因此,这是由于大部分的二氯乙烷已经完爱。继续延长反应时间,二氯乙烷的态。反应时间的变化对PC选综上所述,最优的反应条件为:二氯乙烷催化剂用量1.5、温度100℃、压力1.5MPa,时间2h。相较于传统咪哩类离子液体的催化条件(140℃,4.0MPa),反应条件更加温和,与单核季铰盐相比,在更低温度和压力条件下,二氯乙烷转化率更高。由以上研究结果,提出Cz(Nzz水Brz/ZnBrz复合离子液体催化CO:与环氧丙烷反应生成碳酸丙烯醋可能的反应机理,如图1所示。首先,Znz+与环氧丙烷的氧原子配位,导致C-O键极化,同时卤素阴离子作为亲核试剂对环氧丙烷中空间位阻较小的p一碳原子进行亲核攻击(步骤1),导致环氧化物的环被打开,生成氧阴离子中间体(步骤2)。随后,氧阴离子中间体对被活化的CO:进行亲核攻击,生成新的中间体(步骤3)。最后,通过中间体的分子内环闭合,形成碳酸丙烯醋,再生出二氯乙烷催化剂Cz(Nzz水Brz/ZnBrz(步骤4)如此循环往复。动力学由于二氯乙烷与CO:合成PC是可逆反应,且正反应是放热反应,提高反应温度时,反应向逆方向进行,但同时反应速率也会增大。当控制反应温度为120℃,压力为1.5MPa、二氯乙烷催化剂用量为1.5、时间为2h时,二氯乙烷的转化率大于99%o因此当温度低于120℃时,正反应速率远大于逆反应速率,逆反应的影响可以忽略,则式(7)可被简化为:方程推导根据亲核加成反应机理,本反应主要分为3个步骤,如式(1)一(3)所示。式(1)表示在二氯乙烷催化剂IL的作用下,二氯乙烷开环生成氧负离子中间体M1,式(2)表示中间体M1与被活化的CO:结合生成中间体Mz,式(3)表示中间体M:闭环生成PC以及二氯乙烷催化剂IL再生,其中IL,M1和M:分别表示二氯乙烷催化剂、氧负离子中间体与COz插入中间体,k1,k_1,kz,k_z,k3,k_3分别为第1步、第2步和第3步的正、逆反应速率常数。二氯乙烷催化剂以游离态和结合态的形式存在,由于2种中间体的浓度极低,因此可以忽略处于游离态二氯乙烷催化剂的影响,且在恒温恒压下,整个反应过程中液相体积变化不大,可视为等容过程,因此当固定二氯乙烷催化剂用量时,二氯乙烷催化剂浓度可认为稳定不变。此外,二氯乙烷和CO:的反应在液相中进行,在一定温度和压力下,CO:在二氯乙烷和PC中的溶解度非常大,在CO:过量的情况下,可认为溶解在液相中的COz稳定不变。因此可将体系中的二氯乙烷催化剂浓度与CO:浓度视为常数。http://www.anhuanchem.com |