高温高圧二酸化炭素-イオン性液体による新規複合反応場の構築およびCO2固定化

利用高温高压二氧化碳-离子液体和CO2固定构建新型复合反应场

基本信息

批准号：
16760619
负责人：
川波肇
金额：
$ 1.98万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

まず初めに、昨年度製作した高温高圧(最高圧力70MPa、最高温度300℃)に耐えられる超臨界二酸化炭素-イオン性液体反応容器(流通式に対応可能)の試運転をいった。試運転時に,排圧弁での減圧過程で超臨界流体→ガスへの気化熱を考慮しておらず,凍結し機能しない点を改良した。一方、反応検討は計画に則り、超臨界二酸化炭素-イオン液体ハイブリッド反応場におけるアルコールと二酸化炭素からジアルキルカーボネートの合成方法を検討した。しかしアルコールのみでは,イオン液体の分解がすることが確認され,現条件ではアルコールの脱水酸基は難しく,脱水縮合反応によるエーテル生成が選択的に起こることが分かった。一方,ハロゲン化アルキル存在下,このハイブリッド反応場にアルカリを加えたところ,容易に脱ハロゲン化が起こることを見出した。そこで,ハロゲン化アルキルとアルコールを,アルカリ存在下,ハイブリッド反応場で検討を行った結果,プロピルアルコールとクロロプロパンを用い,圧力20NPa,温度180℃,時間5時間で,収率99%,選択率99%でジプロピルカーボネートを合成することに成功した。また20MPaにおける温度依存性を検討したところ,臨界密度(0.4676g/mL)近傍となる140℃以上(0.34758g/mL)で収率が90%以上となり,180℃(0.28113g/mL)でほぼ100%の収率を得た。反応温度180℃における圧力依存性は,20MPaで収率が最高値となった。また,ハロゲン種による反応性の検討を行ったところ,I>Br>Clの順であることも分かった。本研究での目標の一つである,アルコールと二酸化炭素を用いたジアルキルカーボネート合成方法の開発では,当初収率10%以上を目標としていたが,アルコールとハロゲン化アルキルを用いることで収率ほぼ100%,選択率ほぼ100%でのカーボネート合成に成功した。

首先，我们测试了去年制造的超临界二氧化碳 - 离子液体反应容器（与分布兼容），该容器可以承受高温和高压（最大压力为70MPa，最高温度为300°C）。在测试运行期间，在排气门的降压过程中，没有考虑到蒸发加热到超临界流体，并且对超临界流体的蒸发热冻结并且不正常。另一方面，根据计划，进行了反应研究，以研究在超临界二氧化碳二氧化碳液体液体杂交反应场中醇和二氧化碳的核子碳酸盐的合成。然而，已经证实，单独使用酒精可以实现离子液体的分解，在当前条件下，酒精的脱水组很困难，并且通过脱水冷凝反应形成乙醚。另一方面，发现在烷基卤化物存在下将碱添加到该杂化反应场中时，脱核化很容易发生。因此，在杂化反应场中研究了烷基卤化物和醇，因此，我们在20 NPA的压力下，使用丙醇和氯丙烷成功合成了碳酸盐酸二哌取和醇。此外，当检查了20MPA的温度依赖性时，在140°C或更多（0.34758G/ml）时的产量为90％或以上，接近临界密度（0.4676g/ml），在180°C（0.28113g/ml）获得了几乎100％的收率。在180°C的反应温度上的压力依赖性是20MPa时的最高产量。此外，当我们研究卤素物种的反应性时，发现i> br> cl处于秩序中。这项研究的目标之一是，使用酒精和二氧化碳的二二烷基碳酸盐合成方法的开发最初靶向10％或更高的产量，但通过使用酒精和卤化卤化物，碳酸盐合成成功，收益率几乎为100％，选择性几乎为100％。