二乙基三胺五乙酸催化CO₂与环氧化物耦合反应研究

摘要

采用价廉易得的二乙基三胺五乙酸（DTPA）作为催化剂，四丁基溴化铵（TBAB）为助催化剂，在无溶剂条件下，高效率地催化CO₂与环氧丙烷的耦合反应，高选择性地生成环状碳酸酯.通过对反应条件的系统研究，得到最佳反应条件为：1%DTPA（摩尔比，相对于底物）、1%TBAB（摩尔比，相对于底物）、1 MPa CO₂、100℃下反应2 h.在最佳反应条件下，该催化体系显示出了较好的底物适用性，可催化多种带有不同基团的环氧化物与CO₂反应生成相应的环状碳酸酯（16种底物）.进一步研究表明：该催化体系在常压下也可催化CO₂与不同类型的环氧化物反应（9种底物），显示出了中等至优异的催化效果.随后，以CO₂与正丁基缩水甘油醚（BGE）作为模型反应，对环加成的反应动力学进行了研究，计算得到该反应活化能E_a为26.5 kJ·mol^-1.最后，提出了一个可能存在的反应机理.

关键词

CO₂催化转化 / 二乙基三胺五乙酸 / 环状碳酸酯