Page 212 - 《精细化工》2021年第3期

第 38 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.38, No.3
202 1 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2021

精细化工中间体
离子液体功能化 salen Mn 催化苯乙烯与 CO
2

一锅合成碳酸苯乙烯酯

2
1
1
2
1
胡炜杰 ，陈亚举 ，梁中秀 ，任清刚 ，周贤太 ，纪红兵 1,2*
（1. 广东石油化工学院 化学学院，广东 茂名 525000；2. 中山大学 化学学院 精细化工研究院，广东 广
州 510275）
摘要：合成了咪唑离子液体功能化 salen Mn 配合物（IL-salen Mn），并作为催化剂应用于苯乙烯与 CO 2 一锅合
成碳酸苯乙烯酯反应中。以尿素过氧化氢（UHP）为氧化剂、吡啶氮氧化物（PyNO）为助剂，催化苯乙烯高效
制备环氧苯乙烷，继而催化环氧苯乙烷与 CO 2 发生环加成反应合成碳酸苯乙烯酯。考察了催化剂种类和用量、
助剂用量、氧化剂种类和用量、反应时间、反应温度及 CO 2 压力对上述反应的影响。结果表明，当催化剂 IL-salen
Mn 用量为苯乙烯物质的量的 8%、n(苯乙烯)∶n(UHP)∶n(PyNO)=1.0∶3.0∶0.2、环氧化反应温度和时间分别为
30 ℃和 5 h、环加成反应温度和时间分别为 80 ℃和 12 h、CO 2 压力为 1.0 MPa 时，苯乙烯的转化率为 90%，碳
酸苯乙烯酯收率达到 32%。结合前期研究与反应时间动力学结果，推测了该一锅反应的可能机理。
关键词：CO 2 ；催化；环氧化；环状碳酸酯；离子液体；salen Mn 配合物；精细化工中间体
中图分类号：O643.3；TQ426；TQ225.5 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 03-0632-08

Ionic liquid functionalized salen Mn catalyst for one-pot transformation

of styrene with CO 2 into styrene carbonate

2
2
1
1
1
HU Weijie , CHEN Yaju , LIANG Zhongxiu , REN Qinggang , ZHOU Xiantai , JI Hongbing 1,2*
（1. School of Chemistry, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, Guangdong, China; 2. Fine
Chemical Industry Research Institute, School of Chemistry, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510275, Guangdong, China）
Abstract: Imidazolium-based ionic liquid functionalized salen Mn complex (IL-salen Mn) was synthesized
and employed as catalyst for the one-pot transformation of styrene and CO 2 into styrene carbonate. Firstly,
styrene was converted efficiently into styrene oxide by using urea hydrogen peroxide (UHP) as oxidant in
the presence of pyridine N-oxide (PyNO). Subsequently, the as-obtained styrene oxide was transformed into
styrene carbonate via cycloaddition with CO 2. The effects of catalyst type and dosage, additive dosage,
oxidant type and dosage, reaction temperature, reaction time and pressure of CO 2 on the reaction were
studied. The results showed that under the conditions of dosage of IL-salen Mn of 8% (based on the amount
of substance of styrene), n(styrene)∶n(UHP)∶n(PyNO)=1.0∶3.0∶0.2, epoxidation temperature of 30 ℃,
epoxidation time of 5 h, cycloaddition temperature of 80 ℃, cycloaddition time of 12 h and CO 2 pressure
of 1.0 MPa, the conversion rate of styrene was 90% and the yield of cyclic carbonate was 32%. Furthermore,
according to previous studies and in combination with the kinetic results, the possible mechanism of the
one-pot reaction was speculated.
Key words: carbon dioxide; catalysis; epoxidation; cyclic carbonates; ionic liquids; salen Mn complexes;
fine chemical intermediates

收稿日期：2020-08-04; 定用日期：2020-10-12; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200701
基金项目：国家自然科学基金（21938001, 21961160741）；广东省基础与应用基础研究基金（2019A1515010612）；广东省自然科学基
金（2018A030307004）；广东石油化工学院科研基金（2019rc047, 2019rc049）；广东省普通高校特色创新类项目（2019KTSCX107,
2019KTSCX110）；广东省“珠江人才计划”本土创新科研团队（2017BT01C102）；广东省普通高校创新团队项目（2019KCXTD002）；
广东石油化工学院科研创新团队项目
作者简介：胡炜杰（1981—），男，助理研究员。联系人：纪红兵（1970—），男，教授，E-mail: jihb@mail.sysu.edu.cn。