碳酸二甲酯（DMC）是一种重要的有机合成中间体，绿色无毒，用途广泛。目前，酯交换法是工业上合成DMC主要方法之一，通常使用环状碳酸酯与甲醇酯交换反应合成DMC，其中，环状碳酸酯由CO2与环氧化物通过环加成反应制得。与两步酯交换法相比， CO2、环氧化物和甲醇直接一步法合成DMC的工艺流程短、设备简单、能耗低、产物分离费用少，是一条绿色经济的合成路线。近年来，各类功能化离子液体在催化领域得到蓬勃发展。本文利用聚乙二醇（PEG）与BMim系离子液体，直接高温共熔制备出一类新型的有机离子液体型催化剂；通过该类催化剂的催化，实现了以CO2、CH3OH以及环氧丙烷（PO）为原料，一步法合成DMC，DMC的单程产率（以PO计）最高达到41.1%，DMC的选择性为89.16%。本文还利用Gaussian软件，在B3PW91/6-31+g(d,p)水平上对一步法合成DMC的催化反应过程进行了机理研究。具体研究发现：①实验在加水和不加水条件下，通过共熔法制备得到两种不同的催化剂Catalyst A和Catalyst B，Catalyst A能有效催化合成DMC，而Catalyst B对合成DMC没有催化效果。Catalyst A分子结构中， PEG通过C-O键连接在咪唑环上C=N的C原子上，C=N变为C-N，PEG保持原有的C-C-O骨架结构，且咪唑环上原有的丁基和甲基结构不变；而在Catalyst B的结构中，PEG以C-O键连接在咪唑环上C=N的C原子上的同时N原子上连接的丁基脱落，形成仲胺基-NH-，咪唑环上原有的甲基结构不变。②研究系统优化了催化剂的结构，并考察了不同反应条件对催化一步法合成DMC的影响，结果发现，由较低聚合度的PEG（分子量为400-1000）与[Bmim]Cl按摩尔比为2:1混合后，共熔反应得到的催化剂活性最高。随着初始CO2压力的增大，合成DMC的产率和选择性均先升高后降低；随着反应时间的增加，合成DMC的产率先迅速升高，后逐渐趋于平衡，而选择性先升高后降低并逐渐趋于平衡；随着反应温度的升高，合成DMC的产率和选择性均先升高后降低。合成DMC的最佳反应条件为：CO2初始压力2-3MPa，反应温度140℃，反应时间3h。③研究通过Gaussian软件，模拟分析了催化反应的机制。结果发现，CatalystA和Catalyst B均能和反应底物形成氢键而降低反应过程的相对能量。但初步模拟结果中，两种催化体系中反应过渡态的相对能量相差不大，与实验结果相差较大，其具体的催化反应机理还需进一步研究。