本發(fā)明專利技術(shù)涉及用環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯耦合反應(yīng)合成碳酸二烷基酯和脂肪族聚酯的方法。該方法使用了鈦、鋯等過渡金屬以及鑭系金屬如鑭、鈰等的乙酰丙酮化合物。環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯的摩爾比為１～５∶５～１，催化劑與反應(yīng)混合物的質(zhì)量比為０．０１～１０％，反應(yīng)溫度為２００～２９０℃。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及的是用于環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯耦合反應(yīng)制備碳酸二烷基酯和脂肪族聚 酯的乙酰丙酮化合物催化劑。
技術(shù)介紹
按本專利技術(shù)所涉及的方法應(yīng)用于環(huán)狀碳酸酯和有機二元酸酯來制備碳酸二垸基酯和脂肪族 聚酯的反應(yīng)通式如下<formula>see original document page 3</formula>其中R1代表氫原子和甲基；R2代表c1—c10的垸基；R3代表-(CH)m-，m=0， 1…18。以碳酸乙烯酯和癸二酸二甲酯的反應(yīng)為例。近年來，許多塑料廢棄物都是直接暴露在環(huán)境中，并且長時間不能降解，造成了越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染。脂肪族聚酯具有可生物降解性，作為傳統(tǒng)塑料的替代品，它的合成方法得到了廣泛的研究。目前，化學(xué)合成聚酯的方法主要包括開環(huán)聚合，二元酸和二元醇反應(yīng)聚合，二元羧酸酯和二元醇酯交換反應(yīng)聚合。碳酸乙烯酯和癸二酸二甲酯的反應(yīng)開辟了一條同時合成碳酸二甲酯和聚癸二酸二甲酯的工藝路線，見反應(yīng)式(3)，提高了原子利用率。對這一路線進行研究是為了尋求綠色的化工生產(chǎn)過程和新型的可降解高分子材料。<formula>see original document page 3</formula>目前，有一些關(guān)于碳酸乙烯酯和芳香族二元酸酯的酯交換反應(yīng)報道，CorradoBerti等人以鈦酸四丁酯為催化劑，研究了碳酸乙烯酯和對苯二甲酸二甲酯的反應(yīng)(Corrado Berti 等.Macromolecular chemistry and physics ， 2002， 203: 845 — 853) , JP2000143585在 碳酸乙烯酯為1.5摩爾，對苯二甲酸二甲酯為0.5摩爾和鈦酸四丁酯為催化劑，氮氣保護，反應(yīng)溫度為250℃，反應(yīng)時間為2小時的條件下，碳酸二甲酯的收率為53%，還報道過AL03， Ti02, Sb203,， Ni (OAc) 2.4H20， Ti (0CH3) 4， nBu2Sn(0CH3)2， nBii2SnO催化劑(杜治平,姚潔，王公 應(yīng).催化學(xué)報， 2005， 26(8): 637-638)，其中，nBu2SnO的效果最好，碳酸二甲酯的收 率為68.4%，還報道過一系列金屬醋酸鹽為催化劑(張丹等.中國化學(xué)快報， 2006， 17(12): 1607—1610和張丹等.高等學(xué)校化學(xué)研究， 2007， 23(2): 173—175，其中醋酸鋰的效果最 好，碳酸二甲酯的收率為79. 1%。另外，JP09176093在溫度為190℃，鈦酸四丁酯為催化劑， 氮氣保護，反應(yīng)3小時，分別研究了碳酸乙烯酯與苯甲酸苯酯、乙酸苯酯的反應(yīng)，碳酸二苯酯 的收率分別為9.1%， 2.6%， JP200063331在碳酸乙烯酯與乙酸乙酯的摩爾比為1: 2，反應(yīng)溫度 140℃， Gd2O3為催化劑，氮氣保護，反應(yīng)4小時，碳酸乙烯酯的轉(zhuǎn)化率為65%，碳酸二乙酯的收率為29%。用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)脂肪族聚酯所用到的催化劑主要有垸氧基鈦，如鈦酸四丁酯，鈦酸四異 丙酯等(V. Tserki et al. Polymer Degradation and Stability, 2006， 91 367—376， JP2004307690) 但該類催化劑容易發(fā)生水解，需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，還有鋅類化合物(KR20030097237)，錫 類化合物(JP2000273165)稀土類催化劑(US2002082363)以及金屬氧化物類催化劑 (US2006293492)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及的是用環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯耦合反應(yīng)制備碳酸二垸基酯和脂肪族聚酯 的新方法，二氧化碳是重要的碳資源，本方法中所采用的原料碳酸乙烯酯可通過環(huán)氧乙烷與 二氧化碳加壓合成，有利于解決碳資源浪費的問題，又避免給全球帶來"溫室效應(yīng)"。并首次 將鈦、鋯、鉿等過渡金屬以及鑭系金屬如鑭、鈰等的乙酰丙酮化合物作為該反應(yīng)的催化劑， 這些乙酰丙酮化合物單獨使用或?qū)煞N乙酰丙酮化合物混合使用，任意兩種乙酰丙酮化合物混合使用時比例為1 10: 10 1。所用催化劑適合的工藝條件為，環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯的摩爾比為1 5: 5 1，催化劑與反應(yīng)混合物的質(zhì)量比為0.01 10%，反應(yīng)溫度為200 290°C。產(chǎn)物二烷基碳酸酯用精餾塔及時分離出反應(yīng)體系，然后用氣相色譜法進行分析。具體實施例方式以下實例進一步解釋本專利技術(shù)。在配有溫度計、氮氣導(dǎo)管和分餾柱的三口燒瓶中依次加入0.15mol碳酸乙烯酯， 0.05mol癸二酸二甲酯，0.0002mol乙酰丙酮鈦，反應(yīng)溫度為493K 523K，反應(yīng)時間為3小時， 碳酸二甲酯的收率為47. 1%，并得到低聚態(tài)的聚癸二酸乙二醇酯。 0.05mol碳酸乙烯酯，0.05mol癸二酸二甲酯，0. 0002mol乙酰丙酮鋯為催化劑， 其它的條件同實例l，碳酸二甲酯的收率為14.4%，并得到低聚態(tài)的聚癸二酸乙二醇酯。 0. 15raol碳酸乙烯酯，0.05mol己二酸二甲酯，0.0002 mol乙酰丙酮鈦，其它的 條件同實例l，，碳酸二甲酯的收率為30.5%，并得到低聚態(tài)的聚己二酸乙二醇酯。權(quán)利要求1.一種環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯耦合反應(yīng)合成碳酸二烷基酯和脂肪族聚酯的工藝，其特征是采用乙酰丙酮化合物為催化劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯耦合反應(yīng)合成碳酸 二烷基酯和脂肪族聚酯的工藝，其特征是其中乙酰丙酮化合物是指鈦、鋯、 鉿等過渡金屬以及鑭系金屬如鑭、鈰等的乙酰丙酮化合物，這些乙酰丙酮化 合物單獨使用或?qū)煞N乙酰丙酮化合物混合使用，任意兩種乙酰丙酮化合物混合使用時比例為1 10: 10 1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯耦合反應(yīng)合成碳酸二烷基酯和脂肪族聚酯的工藝，其特征是環(huán)狀碳酸酯為碳酸乙烯酯，碳酸丙 烯酯，有機二元酸酯是指乙二酸二甲酯、乙二酸二乙酯、丙二酸二甲酯、丙 二酸二乙酯、丁二酸二甲酯和丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯，戊二酸二乙酯、 己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、庚二酸二甲酯、庚二酸二乙酯、辛二酸二甲 酯、辛二酸二乙酯、壬二酸二甲酯、壬二酸二乙酯、癸二酸二甲酯、癸二酸 二乙酯中的一種以及相關(guān)的二元羧酸酯衍生物。全文摘要本專利技術(shù)涉及用環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯耦合反應(yīng)合成碳酸二烷基酯和脂肪族聚酯的方法。該方法使用了鈦、鋯等過渡金屬以及鑭系金屬如鑭、鈰等的乙酰丙酮化合物。環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯的摩爾比為1～5∶5～1，催化劑與反應(yīng)混合物的質(zhì)量比為0.01～10％，反應(yīng)溫度為200～290℃。文檔編號B01J31/02GK101343227SQ20081014452公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日專利技術(shù)者劉紹英, 潔 姚, 丹 張, 楊先貴, 越 王, 王公應(yīng), 王慶印 申請人:中國科學(xué)院成都有機化學(xué)有限公司本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種環(huán)狀碳酸酯與有機二元酸酯耦合反應(yīng)合成碳酸二烷基酯和脂肪族聚酯的工藝，其特征是采用乙酰丙酮化合物為催化劑。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王公應(yīng)，張丹，王慶印，姚潔，王越，劉紹英，楊先貴，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院成都有機化學(xué)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：90[中國|成都]
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