碳酸二甲酯(DMC)是近年来新兴的绿色化工产品，具有化学性质活泼、无毒、易生物降解等优点，它可以代替传统的剧毒光气、硫酸二甲酯、以及氯甲酸甲酯等进行羰基化、甲基化、羰基甲氧基化反应，并广泛的应用于溶剂、汽油添加剂、锂离子电池电解液。尿素醇解法合成碳酸二甲酯由于原料廉价易得、反应工艺简单，产品易于分离纯化而极具工业应用前景。前人对该路线的催化剂进行了大量筛选，结果表明锌类，铅类，有机锡类化合物催化活性较高。其中锌类化合物尤其是氧化锌活性最高，而且环保无毒，被认为是最理想的工业催化剂。但是人们对于锌类化合物催化尿素醇解的反应机理缺乏深刻认识，相关的化学反应动力学研究也尚未展开。因此，本文综合考察了许多锌类化合物对尿素醇解决速步反应即氨基甲酸甲酯和甲醇反应的催化活性，结合红外和粉末晶体衍射表征的结果，提出了锌离子和氨基甲酸甲酯配位催化的反应机理。并进一步提出了氧化锌作为均相催化剂异氰酸氨锌的前驱体，先反应溶解再配位催化尿素醇解决速步反应的机理。同时还采用氯化锌为模型催化剂，进行了机理反应动力学研究，采用本组自制的含锌工业催化剂，进行了表观动力学研究。具体工作内容包括以下几个方面：　　 1.在釜式反应器中，对氨基甲酸甲酯和甲醇反应合成碳酸二甲酯进行了研究，在一系列锌类化合物中，氯化锌显示了最佳的催化活性，同时它也能完全溶解到溶剂甲醇中，通过对比也能完全溶解的溴化锌和氯化钠的催化活性，证明氯化锌的催化活性仅仅来源于溶液中的锌离子。红外表征证明了锌离子能与氨基甲酸甲酯的氮原子配位，实验中还检测到氯化锌和两分子氨气的配位产物氯氨锌，它会在190℃时脱掉一分子的氨气。高斯量化软件计算吉布斯自由能变的结果表明稳定性的变换顺序为Zn(NH3)2Cl2>Zn(NH3)(MC)Cl2>Zn(MC)2Cl2。因此，氯化锌催化反应的机理为：首先两分子的氨基甲酸甲酯与锌离子络合使锌离子达到18个电子的稳定结构；然后甲醇中的氧进攻羰基上的碳生成Zn(NH3)(MC)Cl2和碳酸二甲酯。Zn(NH3)(MC)Cl2再进一步和甲醇反应生成Zn(NH3)2Cl2和碳酸二甲酯。最后，Zn(NH3)2Cl2在高温下一个氨再被氨基甲酸甲酯取代得到Zn(NH3)(MC)Cl2，完成催化循环。　　 2.氧化锌对于尿素醇解合成碳酸二烷基酯反应有极佳的催化活性，却对决速步反应即氨基甲酸酯和相应醇的反应没有活性。各种表征结果表明氧化锌能和尿素热解产物异氰酸反应生成异氰酸锌，该化合物在室温时能与氨气配位而从溶液中沉淀出来，在高温时能与氨基甲酸酯配位从而催化决速步反应。其作为类卤素化合物，催化机理和氯化锌的相似。　　 3.采用初速度法测定氨基甲酸甲酯和甲醇反应的机理反应动力学参数。无催化剂时反应对氨基甲酸甲酯为零级。活化能为75.305 KJ/mol。以氯化锌为催化剂时，该反应对氯化锌为一级，对氨基甲酸甲酯为零级。反应的活化能为82.815 KJ/mol。氨基甲酸甲酯和氯化锌配位的平衡常数很大，而配位产物Zn(MC)2Cl2和甲醇反应为控速步反应。以氯氨锌为催化剂时，该反应对氯氨锌为一级，对氨基甲酸甲酯也是一级。反应的活化能为46.342 KJ/mol。氨基甲酸甲酯置换氯氨锌中氨的反应平衡常数很小，配位产物Zn(NH3)(MC)Cl2和甲醇的反应是控速步反应。　　 4.采用釜式积分反应器，609-2工业含锌催化剂，在优化了反应条件后，对尿素和甲酸合成碳酸二甲酯进行了动力学实验。尿素和甲醇合成氨基甲酸甲酯的空白实验结果表明这一步反应相对于决速步反应来说可以忽略。因此，只根据决速步和氨基甲酸甲酯甲基化两个反应建立动力学模型方程。以荣格库塔法进行数值积分，根据偏最小二乘法建立目标方程，采用Matlab最优化工具箱求取动力学参数。决速步反应的活化能为103.57 KJ/mol，氨基甲酸甲酯甲基化反应的活化能是135.32 KJ/mol。