碳酸二甲酯的绿色化学
通过对主要设备操作参数的优化分析，反应精馏塔的最佳操作条件为:甲醇与碳酸丙烯酯的摩尔比为4:1，回流比为3 ~ 5，压力为1.6 ~ 1.8 kPa，温度为65 ~ 67℃。在此条件下，DMC和丙二醇的收率最高，甲醇和DMC在精馏段形成* * *沸腾物。甲醇和碳酸二甲酯在加压精馏塔中由常压沸腾改为高压沸腾，提高了两者的分离程度，增加了碳酸二甲酯的收率。用“绿色化工”碳酸二甲酯代替光气合成2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯，再分解生成甲苯二异氰酸酯，具有反应条件温和、催化剂廉价、副产物只有甲醇等优点。如果与甲醇氧化羰基化碳酸二甲酯相结合，可以形成“零排放”的绿色合成工艺，是清洁化工的重要发展方向。
首先，采用重结晶的方法制备了主产物2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯的纯度，并用CHN元素分析仪对其纯度进行了检测，并用质谱、红外光谱、核磁共振光谱等先进的检测手段对其进行了定性分析。采用制备液相色谱法制备了副产物2-甲基-5-氨基苯甲酸甲酯，并用质谱和红外光谱对其进行了定性分析。采用液相色谱-质谱(LC-MS)对副产物聚脲进行了定性分析。由此，确定了由碳酸二甲酯和2，4-二氨基甲苯合成2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯的反应的所有主要和副产物。
其次，建立了一套适用、高效的同时检测反应物、主产物和副产物的高效液相色谱分析系统。色谱条件为:色谱柱RP C-18，流动相V(甲醇):V(水)=5:5，流速0.6ml/min，紫外检测，波长254nm。采用外标法对主要产物2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯进行定量分析，并对实验结果的准确度和回收率进行了检验，效果良好。
再次，对催化剂进行了筛选，确定了其活性顺序:醋酸锌>；氧化铅>:甲醇钠>:碱式碳酸锌>:氧化锌=碱式碳酸铜。其中，醋酸锌、氧化铅和甲醇钠对碳酸二甲酯和2，4-二氨基甲苯合成2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯具有良好的催化性能。
第四，以甲醇钠为催化剂，由碳酸二甲酯和2，4-二氨基甲苯合成2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯。发现加入甲酸甲酯可以显著提高2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯的产率。用气相色谱-质谱和红外光谱对中间产物2，4-甲苯二酰胺和N-(2-甲基-5-氨基)苯基甲酰胺进行了表征，并初步推测了反应机理。研究了影响反应的因素，得到了适宜的反应条件。2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯的收率可达59.75%。
第五，研究了乙酸锌催化碳酸二甲酯和2，4-二氨基甲苯合成2。4.甲苯二氨基甲酸甲酯的反应。用Xap对催化剂进行了表征，用气相色谱-质谱对反应液进行了定性分析。已确定乙酸锌催化剂的失活是由于其与反应副产物甲醇的进一步反应，该反应产生乙酸甲酯、水和对合成2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯没有催化活性的氧化锌。通过气相色谱分析，确定高压釜内的残余压力是二氧化碳造成的，碳酸二甲酯水解生成甲醇和二氧化碳。研究了影响反应的因素，得到了适宜的反应条件。甲苯二氨基甲酸甲酯的收率可达89.32%。
第六，研究了氧化铅催化碳酸二甲酯和2，2-二氢甲苯合成l _ 4甲苯二氨基甲酸甲酯。反应存在一个诱导期，这与氧化铅催化剂的表面状态密切相关。经碳酸二甲酯预处理的氧化铅催化剂转化为新相P Bi oO，并进入闪蒸m，诱导期消失。化学反应在新的阶段。从0mz表面来看，oH官能团在反应中起了重要作用。在此基础上，推测了反应机理。研究了反应温度和时间对反应的影响，得到了适宜的反应条件。2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯的收率可达865438±0.8%。离子液体因其独特的物理和化学性质而成为研究者关注的焦点，并成功应用于多种催化反应中。本文将碳酸二甲酯和离子液体的优点有效地结合起来，研究了离子液体催化碳酸二甲酯参与的一些有机反应。主要包括两部分:第一部分是离子液体催化的碳酸二甲酯甲氧基羰基化反应；第二部分是离子液体催化碳酸二甲酯的甲基化反应。在离子液体催化碳酸二甲酯和氮杂环化合物甲氧基羰基化合成氮杂环酯中，用离子液体代替强碱作为催化剂催化碳酸二甲酯和氮杂环化合物甲氧基羰基化高效绿色合成氮杂环酯。在优化的反应条件下，吲哚-1-甲酸甲酯的选择性和收率分别可达100%和96%。
通过研究不同氮杂环化合物与碳酸二甲酯的反应，发现吲哚2位的空间位阻效应是影响吲哚化合物反应活性的重要因素。考察了不同离子液体对反应活性的影响。结果表明，以咪唑阳离子为2位氢原子的离子液体的催化活性明显优于以咪唑阳离子为2位甲基原子的离子液体。咪唑阳离子2位的氢原子与碳酸二甲酯的羰基氧原子形成氢键，活化了碳酸二甲酯分子，降低了反应能垒，促进了反应。离子液体可循环使用4次，反应活性没有下降。在离子液体催化碳酸二甲酯和取代苯乙腈化合物甲基化合成2-苯丙腈化合物的过程中，采用离子液体代替催化活性较低的无机盐或分子筛作为催化剂。以苯乙腈为反应底物，考察了反应温度、反应时间、水含量和催化剂用量对反应的影响。