[发明专利]金属卟啉配位化合物、其制造方法及由其构成的二氧化碳固定化催化剂、以及环状碳酸酯的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型金属卟啉配位化合物、其制造方法及由其构成的二氧化碳固定化催化剂。该二氧化碳固定化催化剂可适用于环状碳酸酯的制造。另外，本发明涉及一种使用了由金属卟啉配位化合物或金属酞菁配位化合物构成的催化剂和特定的助催化剂的环状碳酸酯的制造方法。

背景技术

迄今为止，一直利用氰化物离子(或者氢氰酸)、一氧化碳、光气等作为C1碳源。然而，这些物质具有非常强的毒性，因此，期望一种代替这些物质的安全的化学原料。二氧化碳为可再生且安全的C1碳源。可是，二氧化碳的反应性低，因此，其用途受限。

此外，环状碳酸酯被广泛用作锂离子二次电池的电解液、聚碳酸酯的原料、非质子性极性溶剂等。迄今为止，在环状碳酸酯的制造中主要采用使用1,2-二醇和光气作为原料的方法。但是，使用剧毒的光气及副产生腐蚀性的氯化氢气体为常年问题。与此相对，使二氧化碳及环氧化物进行偶联反应而得到环状碳酸酯的合成法为完全不伴随副产物的非常清洁的方法。迄今为止报告有若干促进该反应的催化剂。

在非专利文献1中记载有一种使用中心金属为Cr的卟啉配位化合物作为催化剂，使用N,N-二甲基-4-氨基吡啶(以下有时简称为DMAP)或N-甲基咪唑作为助催化剂的环状碳酸酯的制造方法。然而，在该方法中，需要在5MPa以上的高压下进行反应，难以实用化。

在非专利文献2中记载有一种使用中心金属为Co的卟啉配位化合物作为催化剂，使用DMAP、吡啶、N-甲基咪唑、三环己基氧化膦或三苯基膦作为助催化剂的环状碳酸酯的制造方法。然而，该方法有时反应收率低。另外，由于使用二氯甲烷作为溶剂，因此，在环境方面存在问题。

在非专利文献3中记载有一种使用中心金属为Cu的卟啉配位化合物或酞菁配位化合物作为催化剂，使用DMAP作为助催化剂的环状碳酸酯的制造方法。然而，该方法有时反应收率低。另外，由于使用二氯甲烷作为溶剂，因此，在环境方面存在问题。

在非专利文献4中记载有一种使用中心金属为Co、Fe、Ru或Mn的卟啉配位化合物作为催化剂，使用苯基三甲基三溴化铵(以下有时简称为PTAT)、四丁基溴化铵或DMAP作为助催化剂的环状碳酸酯的制造方法。然而，该方法有时反应收率低。

在非专利文献5中记载有一种使用中心金属为Mg的卟啉配位化合物作为催化剂，使用三乙胺作为助催化剂的环状碳酸酯的制造方法。然而，该方法有时反应收率低。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：W.J.Kruper et al.,J.Org.Chem.,60,725-727(1995).

非专利文献2：R.L.Paddock et al.,Tetrahedron Lett.,45,2023-2026(2004).

非专利文献3：R.Srivastava et al.,J.Mol.Catal.A:Chem.,226,199-205(2005).

非专利文献4：L.Jin et al.,J.Mol.Catal.A:Chem.,261,262-266(2007).

非专利文献5：W.Mei et al.,Chinese Journal of Chemical Engineering,19(3),446-451(2011).

发明内容

发明要解决的课题

本发明就是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种新型金属卟啉配位化合物，其在用作二氧化碳固定化催化剂时，显示高催化活性，环境负荷小，而且可容易地合成。另外，其目的在于，提供一种如上所述的金属卟啉配位化合物的制造方法及由其构成的二氧化碳固定化催化剂。进而，其目的在于，提供一种高效并且环境负荷小的环状碳酸酯的制造方法。

用于解决课题的方法

上述课题可通过提供下述通式(1)所示的金属卟啉配位化合物来解决。

(式中，M为金属。A¹～A⁴分别独立地为下述通式(2)所示的取代基。)

(式中，D为碳原子数1～20的2价有机基团。E⁺为碳原子数3～60的季铵基或季鏻基。X为卤素原子。)

此时，在所述通式(2)中，E⁺优选为下述通式(3)所示的基团。