碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯的研究

碳酸甲乙酯电导率1.引言1.1 概述概述碳酸甲乙酯是一种有机溶剂，具有许多独特的性质和应用领域。

它的化学式为C3H6O3，由甲醇和乙醇的碳酸化反应制得。

碳酸甲乙酯是一种无色、透明且具有较低挥发性的液体，有着较低的毒性，被广泛应用于化工、医药和油漆等行业。

首先，碳酸甲乙酯具有良好的溶解性能。

它能够迅速溶解许多有机物和无机物，如酸类、碱类、酯类等。

这使得碳酸甲乙酯成为一种重要的溶剂，在合成化学和生物化学领域中得到了广泛的应用。

此外，由于碳酸甲乙酯溶解度较高，还可以用作药物和颜料的溶解剂，促进其吸收和增强其效果。

其次，碳酸甲乙酯具有较低的毒性和挥发性。

相比于许多其他有机溶剂，如甲醇和乙醇，碳酸甲乙酯毒性较低，对人体和环境的危害较小。

此外，由于其挥发性较低，碳酸甲乙酯可以减少挥发物的排放和环境污染。

另外，碳酸甲乙酯还具有一定的导电性。

虽然它不是一种良好的导电体，但在适当条件下，碳酸甲乙酯可以导电。

这使得碳酸甲乙酯在电化学、电池和超级电容器等领域中具有潜在的应用前景。

通过研究和改进碳酸甲乙酯的电导率特性，我们可以进一步拓宽其在能源领域的应用，促进绿色和可持续发展。

综上所述，碳酸甲乙酯具有良好的溶解性、低毒性和挥发性，以及一定的导电性。

这些独特的性质使得碳酸甲乙酯在各个领域中得到了广泛的应用，并且具有较大的发展潜力。

本文将深入探讨碳酸甲乙酯的性质、制备方法以及电导率特性，以期对碳酸甲乙酯的应用和研究提供有益的启示。

文章结构为本文的框架，有助于读者理解全文的组织和关键内容。

本文的结构如下：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 碳酸甲乙酯的性质2.2 碳酸甲乙酯的制备方法3. 结论3.1 碳酸甲乙酯的电导率特性总结3.2 对碳酸甲乙酯电导率的启示在本文中，我们将首先在引言部分给出对碳酸甲乙酯及其电导率的概述，然后介绍文章的结构，即各个章节的内容安排。

接下来，我们将详细探讨碳酸甲乙酯的性质，包括其化学和物理性质等方面的研究进展。

碳酸二甲酯在有机合成中的应用摘要： 介绍新的绿色化工基本原料---碳酸二甲酯（DMC ）在有机合成中的应用. 主要介绍碳酸二甲酯参与的甲基化反应, 羰基化反应, 酯交换反应和氨解反应.关键词：碳酸二甲酯(DMC); 光气; 甲基化; 羰基化; 酯交换; 氨解1. 前言碳酸二甲酯(DMC) 是一种新的低污染、环境友好型的绿色基础化工原料，对于环境保护具有重大意义。

分子式为CO(OCH 3)2，其分子结构中含有一CO 、一COOCH 3、一CH 3等多种官能团，化学性质非常活泼，作为有机合成中间体能与酚、醇、胺、肼、酯类化合物发生反应合成许多具有特殊性质的化合物[1]。

1992年它在欧洲通过了非毒性化学品的注册登记，因而在许多领域有望全面替代剧毒的光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等[2]。

2. 羰基化反应2.1 碳酸二甲酯和3一戊酮合成丙酸甲酯.+CH 3CH 2CCH 2CH 3CH 3OCOCH 2CH 3CH 2CCHCOCH 3O O OCH3+CH 3OH 2 CH 3CH 2COCH 3O O以碳酸二甲酯(DMC)和3-戊酮为原料, 以具有中强碱位的Mg 为催化剂合成丙酸甲酯[3]. 丙酸甲酯是一种重要的化工原料,可以用作香料、溶剂、萃取剂及增塑剂等，在食品、香料等行业有着广泛的应用.2.2 碳酸二甲酯和苯乙酮反应合成苯甲酸甲酯. CCH 3+CH 3OCOCH 3O COCH 3+CH 3COCH 3OO碳酸二甲酯和苯乙酮在固体碱催化下合成苯甲酸甲酯. Bronsted —Lewis 酸碱离子对和固体碱表面配位不饱和的02-所造成的强碱位由有利于碳酸二甲酯的甲氧基羰基化产物(主产物为苯甲酸甲酯和乙酸甲酯)的生成[4].2.34,4-二苯甲烷二胺(MDA)和碳酸二甲酯(DMC)生成4,4-双(二甲氨基)二苯甲烷(MDC)H2N NH2+H3COCOCH3OCH3OHH3COOCHN NHCOOCH3+二苯甲烷二胺(MDA)和碳酸二甲酯(DMC)在乙酸锌催化下主要发生甲氧羰基化反应, 以高达98％的收率生成二苯甲烷二氨基甲酸酯(MDC).甲氧羰基化反应过程中生成的主要副产物为3种, 它们都是一端甲氧羰基化了的甲基化物, 这表明MDA和DMC反应过程中存在着甲氧羰基化和甲基化两个反应方向，而且甲氧羰基化反应在竞争中处于绝对的优势[5].3. 甲基化反应常用的甲基化剂硫酸二甲酯(DMS)和CH3Cl不仅具有毒性和腐蚀性，且碱用量大，又存在产物分离问题. 用DMC作甲基化试剂可避免生产过程中的危险、设备腐蚀及环境污染[6].3.1 4，4 -二苯甲烷二胺(MDA)与碳酸二甲酯(DMC)合成4，4 -双(二甲氨基)二苯甲烷(MBDMA).H2N2+H3COCOCH3OCH3OH(H3C)2N N(CH3)2++CO24，4 -二苯甲烷二胺(MDA)与碳酸二甲酯(DMC)为原料甲基化反应合成4，4 -双(二甲氨基)二苯甲烷(MBDMA). NaY分子筛催化剂促进甲基化反应的发生，适宜的反应条件为：催化剂用量m(NaY): m(DMC)=0．07：1，反应物配比n(DMC)：n(MDA)=30：1，反应温度190 ℃，反应时问6 h，此时MDA完全转化，MBDMA选择性达97％[5]. 为用途广泛的精细化工品4，4 一双(二甲氨基)二苯甲烷(MBDMA)提供了一条绿色清浩且操作简便的合成路线.3.2 碳酸二甲酯(DMC)为甲基化试剂与淀粉(St)进行了常压甲基反应制甲基淀粉.DMC与淀粉的甲基化反应方法具有突出的安全、清洁、环保的技术优势，突破了传统淀粉甲基化方法在实施时的技术障碍, 有望解决长期以来甲基淀粉无法商品化、无法量产的技术难题, 潜在的经济和社会效益将十分明显[7].3.3 用碳酸二甲酯(DMC)代替传统的有毒有害试剂DMS 作甲基化试剂，以2，6-二氯苯酚(DCP)为原料, 在固体碱与相转移催化剂(PTC)作用下, 合成了2，6-二氯苯甲醚(DCA) [8]. 2, 6-二氯苯甲醚(DCA)是重要的医药、农药中间体. 3.4 两可的亲核苯肼和碳酸二甲酯(DMC)在酸性和碱性环境生成不同的产物. 苯肼和碳酸二甲酯(DMC)在碱性环境中羧甲基化在N-1上，而在催化剂和加热条件下羧甲基化在N-2上. 这些化合物的生成解释采用硬软酸碱理论. 一些金属催化苯肼盐改变了，这影响在N -对苯二羧甲基化反应，而不是选择性的[9].[10]3.5 金属有机骨架与铝，铜和作为1,4 -苯二甲酸（铝）和1,3,5-苯三酸为配体（铜和铁）中心金属原子的铁（MOFs ）的选择性和催化剂的活性促进与碳酸二甲酯（DMC ）的芳香胺甲基化, 有便利的反应条件, 良性、可重复使用, 符合成本效益的催化剂的优势, 避免了额外的溶剂使用, 并使用一个安全、绿色的甲基化剂, 只产生作为副产品的二氧化碳和甲醇[11].4．酯交换反应4.1 碳酸二甲酯与月桂醇酯交换制备碳酸二月桂酯碳酸二甲酯(DMC)与月桂醇在KF ／MgO 催化下酯交换反应制备碳酸二月桂酯(DDC) [12]. 该反应分两步进行, 首先DMC 与月桂醇反应生成甲基月桂基碳酸酯(MDC)，然后MDC 进一步与月桂醇反应或MDC 自身发生歧化生成DDC.+H 3COCOCH 3O C 12H 25OH C 12H 25OCOCH 3+CH 3OHO C 12H 25OCOCH 3O +C 12H 25OH C 12H 25OCOC 12H 25O +CH 3OHC 12H 25OCOCH 3O 2C 12H 25OCOC 12H 25+CH 3OCOCH 3O长链碳酸酯可广泛应用于润滑油、化妆品、增塑剂和燃油添加剂等领域．它们具有较低的倾点和较高的热氧化稳定性，同时还具有良好的润滑性、耐磨性、自清洁性、耐腐蚀性以及与烃类油很好的可溶性, 这使其与作为润滑油的普通矿物油相比显示了独特的优越性[13].4.2 碳酸二甲酯与乙酸苯酯酯交换制备碳酸二苯酯碳酸二甲酯与乙酸苯酯MoO3催化酯交换反应合成碳酸二苯酯. 通过引入乙酰基, 以DMC 和PA 为原料合成DPC 反应, 因其可以消除DMC 和苯酚酯交换所受的热力学限制, 实现“100％ 原子利用率”, 符合“原子经济”的要求而具备实现DPC 清洁生产的良好应用前景[14].4.3 苯酚与碳酸二甲酯合成碳酸二苯酯苯酚与DMC 酯交换合成DPC 是一个两步可逆反应, 总的反应方程式见式(1), 具体过程见式(2)～式(4). 苯酚先与DMC 酯交换生成甲基苯基碳酸酯(MPC), MPC 进一步与苯酚酯交换生成DPC,两步反应中都生成副产物甲醇. DPC 也司由MPC 自身歧化反应生成, 同时副产与DPC 等物质的量的DMC. 该反应进行时, 体系中还存在一个主要的副反应(5)[15].CH 3OCOCH 3OOCOO +2CH 3OH H 3C OCOO +2CH 3OH +2CH 3OCOCH 3O+H 3C OCOO +OCOO +2CH 3OH H 3C C+OCO O 2OCOO +CH 3OCOCH 3CH 3OCOCH 3O +OCH 3+CO 2+CH 3OH (2)(1)(3)(4)(5)4.4 以叔丁醇为有机溶剂, 采用固定化脂肪酶Novozym435催化棉籽油与碳酸二甲酯进行酯交换反应制备了生物柴油. 以碳酸二甲酯为酰基受体、叔丁醇为有机溶剂, Novozym435催化棉籽油与碳酸二甲酯进行酯交换反应制备生物柴油的优化反应条件为: 碳酸二甲酯与棉籽油摩尔比为4、叔丁醇与碳酸二甲酯体积比为1．5、Novozym435用量为12．5％ 、反应温度50℃ 、反应时问24 h 、搅拌转速160 r ／min 、不加水, 在此条件下, 脂肪酸甲酯收率可达到96％以上[16].4.5 碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)酯交换合成碳酸甲乙酯(EMC) [17]. CH 3OCOCH 3+C 2H 5OCOC 2H 5 2 CH 3OCOC 2H 5O O O碳酸甲乙酯是一种用途广泛的最简单的不对称碳酸酯，它粘度小、介电常数大、对锂盐的溶解性强、安全稳定, 故可被用作高能量锂离子电池的有机电解液, EMC 与对称碳酸酯，如碳酸二甲酯和碳酸二乙酯相比, 具有不可比拟的优点, 例如能提高电池的能量密度和放电容量, 还能延长电池的使用寿命, 同时具有良好的低温使用性能.5 氨解反应5.1 碳酸二甲酯与胺类化合物反应生成氨基甲酸酯, 由氨基甲酸酯分解制备异氰酸酯[18]. R NH 2+CH 3OCOCH 3NH 3O+CH 3OHR NH COCH 3OR NCO +CH 3OH用碳酸二甲酯替代光气与胺类化合物反应生成氨基甲酸酯, 再由氨基甲酸酯分解制备异氰酸酯[18]. 该过程中唯一的副产物甲醇又是制备DMC 的原料, 可以重复利用, 完全符合现代绿色合成的要求. 异氰酸酯是一种重要的有机合成中间体， 主要应用在合成农药，医药和聚氨酯等，所合成的目标物 4-甲基环己基异氰酸酯是合成降糖药物格列美脲的重要中间体。

(10)申请公布号 (43)申请公布日 2013.06.26C N 103172519 A (21)申请号 201110439999.6(22)申请日 2011.12.23C07C 69/96(2006.01)C07C 68/06(2006.01)(71)申请人中国科学院兰州化学物理研究所地址730000 甘肃省兰州市城关区天水中路18号(72)发明人邓友全 王利国 费玉清 刘世民卢六斤 马祥元(74)专利代理机构兰州中科华西专利代理有限公司 62002代理人方晓佳(54)发明名称一种碳酸甲乙酯的合成方法(57)摘要本发明公开了一种碳酸甲乙酯的合成方法。

采用碳酸二甲酯与碳酸二乙酯为原料，在金属氧化物催化剂的存在下，常压条件下反应制备碳酸甲乙酯。

在优化的反应条件下，碳酸二甲酯的转化率50％，碳酸甲乙酯选择性100％，单程收率50％。

本发明具有催化活性较高，催化剂易于分离，稳定性好的优点，具有很好的实际应用价值。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页(10)申请公布号CN 103172519 A*CN103172519A*1/1页1.一种碳酸甲乙酯的合成方法，其特征在于采用碳酸二甲酯与碳酸二乙酯为原料，在金属氧化物催化剂的存在下，常压条件下反应制备碳酸甲乙酯；所述催化剂的活性组分为锌、镁、铝、镧、铈、钇、锆中的1种或2种金属氧化物的复合，其中2种金属元素的摩尔比0.1～5。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于反应温度为20～120℃。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于反应时间为1～20h 。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于碳酸二甲酯与碳酸二乙酯的摩尔比为0.5～2∶1。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于催化剂用量为碳酸二甲酯和碳酸二乙酯用量的1～3wt ％。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于金属氧化物催化剂为用Zn a Y 表示，其中a 的取值范围为0.1～5。

酯交换法合成碳酸甲乙酯研究进展石磊; 于悦; 王吉宇; 张志刚; 许光文【期刊名称】《《燃料化学学报》》【年(卷),期】2019(047)012【总页数】18页(P1504-1521)【关键词】酯交换反应; 碳酸甲乙酯; 热力学; 动力学; 反应机理; 失活机理; 反应工艺【作者】石磊; 于悦; 王吉宇; 张志刚; 许光文【作者单位】沈阳化工大学资源化工与材料教育部重点实验室辽宁沈阳 110142; 沈阳化工大学能源与化工产业技术研究院辽宁沈阳 110142; 沈阳化工大学应用化学学院辽宁沈阳 110142【正文语种】中文【中图分类】O643.32碳酸甲乙酯(EMC)是一种具有不对称结构的线型碳酸酯类化合物,它同时兼有碳酸二甲酯(DMC)与碳酸二乙酯(DEC)的特性,可作为羰基化或烷基化试剂用于有机合成[1]反应。

EMC是一种有前途的汽油添加剂[2],可提升汽油辛烷值[3],降低汽车尾气中固体颗粒物以及氮氧化合物的排放。

EMC更为重要和广泛的应用是作为一种优良的锂离子电池电解液溶剂[4],在结构上具有空间位阻小和不对称性,能够辅助增加锂离子的溶解度,提高电池的电容量密度和电量[5]；EMC作为溶剂有利于拓宽电解液工作温度范围[6],同时具有优良的导热性、低电阻性和电化学环境结构稳定性[7],有效提升锂电池的安全性[5]并延长电池使用寿命[7,8]。

EMC的合成方法主要有光气法、氧化羰基化法以及酯交换法等[9]。

光气法生产效率高,但原料光气剧毒[10,11],产生强酸性HCl严重腐蚀设备,该方法已经逐步被淘汰。

氧化羰化法[12]以MeOH、EtOH、CO和O2为主要原料,但是EMC收率太低,且反应有O2参与,存在安全隐患。

改进的氧化羰化法中,CO2可以代替CO和O2一步合成碳酸酯[13,14],但碳酸酯收率一般低于20%。

酯交换法制备EMC包括DMC与EtOH[15-24]的酯醇交换和DMC与DEC[25-32]的酯酯交换。

碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯的研究柳娜;薛冰【期刊名称】《化学世界》【年(卷),期】2011(52)3【摘要】以Al2O3/Si O2为催化剂考察了碳酸二甲酯和碳酸二乙酯在液相条件下酯交换合成碳酸甲乙酯的过程。

研究了活性组分负载量、催化剂用量、反应温度、反应时间等条件对酯交换反应的影响,并通过NH3-TPD和N2吸附脱附等手段对催化剂进行了表征。

结果表明:以Si O2为载体,Al2O3负载量为12%的催化剂对碳酸二甲酯与碳酸二乙酯液相酯交换合成碳酸甲乙酯反应具有较好的催化性能,催化剂的用量为反应物质量的7%,常压下反应温度120℃,反应时间8 h,碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的摩尔比为1∶1时,碳酸甲乙酯的收率可以达到63.64%。

此外还考察了催化剂的重复使用性能,结果显示该催化剂对于碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯的反应有很好的稳定性。

【总页数】4页(P172-174)【关键词】碳酸二甲酯;碳酸二乙酯;碳酸甲乙酯;酯交换;Al2O3/SiO2【作者】柳娜;薛冰【作者单位】常州大学石油化工学院【正文语种】中文【中图分类】TQ413.23【相关文献】1.碳酸二甲酯和乙二醇乙醚酯交换合成碳酸甲基-2-乙氧乙基酯 [J], 章亚东;何书玉;郝红英;赵岩岩2.碳酸二甲酯和乙醇酯交换合成碳酸二乙酯的催化剂研究 [J], 姚洁;王公应3.离子液体催化碳酸二甲酯和乙醇酯交换合成碳酸甲乙酯 [J], 亓虎;薛冰;许杰;孙海南;周校蕾;李永昕4.碳酸二甲酯和碳酸二乙酯合成碳酸甲乙酯的热力学分析 [J], 郭登峰;柳娜;罗士平;薛冰5.碳酸二甲酯和乙醇酯交换合成碳酸二乙酯工艺研究 [J], 孙强;崔孟涛;王忠;周明东;李学兵因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

酯交换法合成碳酸二甲酯的反应动力学研究，主要是通过假设碳酸二甲酯的反应机理，建立动力学模型，得到相应的动力学方程。

通过实验数据处理，线性回归计算得到动力学方程的未知参数，最终得到反应速率
r=4.2889e-15763/RT cEC cMEOH-49811e-31308/RT cDMC cEC/cMEOH，其中正反应活化能E+a=15763
J·mol-1，正反应指前因子k+0=4.3889，正反应速率常数k+=4.3889e-15763/RT；逆反应活化能E-a=31308
J·mol-1，逆反应指前因子k-0=49811，逆反应速率常数k-=49811e-31308/RT。

酯交换法合成碳酸二甲酯的反应动力学研究结果为模拟计算及工业化放大提供了一定的理论依据。