[发明专利]一种用于二氧化碳与环氧化合物偶合反应的催化剂

权利要求书

1.一种用于二氧化碳与环氧化合物偶合反应的催化剂，其特征为该催化剂为结构式如下的Salen-金属络合物(I)：

式中：

R₁为1，2位二取代的二胺；

当R₂为式或氮取代的杂环化合物时，R₃为叔丁基、氢、烷基或烷氧基；或者当R₂为叔丁基、氢、烷基、烷氧基时，R₃为式或氮取代的杂环化合物，其中M为氯或溴，Z为氮或膦，Y₁、Y₂、Y₃分别为碳原子数为1-16的烷烃基；

X为硝酸根、四氟化硼根、三氯乙酸根、三氟乙酸根、叠氮根或2，4-二硝基苯酚根。

2.如权利要求1中所述的用于二氧化碳与环氧化合物偶合反应的催化剂，其特征为所述的1，2二取代的二胺为环己二胺、邻苯二胺、乙二胺或1，2-二苯基乙二胺；

3.如权利要求1中所述的用于二氧化碳与环氧化合物偶合反应的催化剂，其特征为所述的氮取代的杂环化合物为氮取代的咪唑基、氮取代的六氢吡啶基、氮取代的吗啉基或氮取代的四氢吡咯基；

4.如权利要求1中所述的Salen-金属络合物，其特征为所述的式为氯化(氮甲基咪唑)、氯化(三正丁胺)、氯化(三异辛胺)、氯化(二甲氨基吡啶)、氯化(三苯基膦)、氯化(三甲基膦)、氯化(三乙基膦)、氯化(三叔丁基膦)或氯化(三辛基膦)。

5.如权利要求1中所述的用于二氧化碳与环氧化合物偶合反应的催化剂的制备方法，其特征为包括以下步骤：

氩气氛围下向反应器中加入配体(II)，加入二氯甲烷溶解，搅拌2分钟，滴加一氯二乙基铝/甲苯溶液，其摩尔配比为配体(II)∶一氯二乙基铝＝1∶1，室温反应12小时，停止反应，氩气保护下过滤，滤饼用二氯甲烷冲洗后真空干燥，即得到X为氯离子的Salen-金属络合物；

氩气氛围下向反应器中加入上面所述得到的X为氯离子的Salen-金属络合物，将其用甲醇溶解，再加入相应的阴离子的盐，其摩尔配比为X为氯离子的Salen-金属络合物∶阴离子的盐＝1∶1，室温搅拌12小时，过滤，滤液用无水硫酸钠干燥过夜，过滤，滤液减压浓缩成固体，并且在真空度为0.1MPa下干燥，即得到不同阴离子轴心X的Salen-金属络合物(I)；

6.如权利要求5中所述的用于二氧化碳与环氧化合物偶合反应的催化剂的制备方法，其特征为所述的阴离子的盐为硝酸银、四氟化硼银、叠氮化钠、三氯乙酸钠、三氟乙酸钠、或2，4-二硝基苯酚钠。

7.如权利要求5中所述的配体(II)，其特征为具有如下结构式的化合物：

式中：

R₁为1，2位二取代的二胺；

当R₂为式或氮取代的杂环化合物时，R₃为叔丁基、氢、烷基或烷氧基；

或者当R₂为叔丁基、氢、烷基、烷氧基时，R₃为式或氮取代的杂环化合物，

其中M为氯或溴，Z为氮或膦，Y₁、Y₂、Y₃分别为碳原子数为1-16的烷烃基；

8.如权利要求7中所述的配体(II)的制备方法，其特征为包括以下步骤：

向反应器中加入水杨醛衍生物(III)，抽排三次，乙醇溶解后，加入1，2位二取代二胺，其摩尔配比为水杨醛衍生物(III)∶1，2位二取代二胺＝2∶1，回流温度下反应12小时，停止反应，减压浓缩，用乙酸乙酯沉淀或者用石油醚/乙酸乙酯柱分离，即可得到配体(II)；

所述的水杨醛衍生物(III)结构式为：

其中当R₂为式或氮取代的杂环化合物时，R₃为叔丁基、氢、烷基或烷氧基；

或者当R₂为叔丁基、氢、烷基、烷氧基时，R₃为式或氮取代的杂环化合物，其中M为氯或溴，Z为氮或膦，Y₁、Y₂、Y₃分别为碳原子数为1-16的烷烃基。

9.如权利要求1中所述用于二氧化碳与环氧化合物偶合反应的催化剂的应用，其特征为用于二氧化碳与环氧化合物共聚合成脂肪族环状碳酸酯，步骤如下：

在二氧化碳保护下，向装有上面所述Salen-金属络合物的容器中加入环氧丙烷，Salen-金属络合物与环氧丙烷摩尔比为1∶1000-8000，再将用于Salen-金属络合物与环氧丙烷溶液转移到事先经过干燥抽真空处理过的100ml高压反应釜，然后充入二氧化碳气体至指定压力5-50atm，在反应温度在60-140℃之间，反应小时为1-10小时，得到环状碳酸酯。