Asian J. Org. Chem. ：新型固体催化剂Li/NaY催化碳酸乙烯酯与甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯

碳酸二甲酯具有毒性低、溶解性好的特点，可作为锂充电电池的电解液、合成反应中的绿色溶剂以及燃料添加剂等。此外，碳酸二甲酯具有多个功能基团，可用作聚碳酸酯的合成原料以及甲基化和羰基化试剂。

目前，国内碳酸二甲酯的产量已超过100万吨，且工业上对碳酸二甲酯的需求量逐年增高，从而促进了人们对碳酸二甲酯高效绿色合成工艺的研究。在诸多合成路线中，采用碳酸乙（丙）烯酯和甲醇通过酯交换合成碳酸二甲酯具有反应条件温和，副产的乙二醇或丙二醇又是高分子合成的重要原料，因而在工业上被广泛采用。目前工业生产采用甲醇钠为催化剂，每生产1吨碳酸二甲酯需消耗25-30%的甲醇钠35-52 kg，催化剂无法回收，通过鼓入压缩CO₂除去催化剂不仅会产生大量碱性废渣，且存在催化剂残留的问题，进而造成后续精馏操作中再沸器管道堵塞，因而亟需开发可重复使用的非均相催化剂。

近日，南开大学何良年、李红茹课题组，基于Li₂CO₃与NaY分子筛之间的固相反应，发展了Li/NaY催化剂，通过调节锂的负载量、煅烧温度和煅烧时间，获得了一系列具有不同组成和Lewis酸碱性的材料n-Li/NaY-T-t（其中n表示Li与NaY的摩尔比，T表示煅烧温度，t表示煅烧时间）。

通过对上述Li/NaY材料在碳酸乙烯酯和甲醇酯交换反应中的催化活性进行研究，结果表明材料的活性与其中中等以及强碱性位点的总含量正相关，这表明在该反应中，中等和强碱性位点起主要催化作用，因此选用中等和强碱性位点含量较多的1.5-Li/NaY-750做催化剂。同时，由于材料中含有较多的中等和强酸性位点，能有效活化碳酸二甲酯和反应中间体羟乙基甲基碳酸酯，因而能以高达89%的收率和99%的选择性合成碳酸二甲酯。该固体催化剂便于分离，并且重复使用六次后，仍能保持90%的催化活性。