[发明专利]一种用于催化二氧化碳与环氧环己烷共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂

说明书

本发明公开了一种用于催化二氧化碳与环氧环己烷共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，所述的催化剂为2，6‑二（2‑醛基苯氧甲基）吡啶缩2‑呋喃甲胺锌配合物；本发明在该催化剂催化二氧化碳和环氧环己烷共聚制备聚碳酸环己烯酯的反应条件下，可以得到不同分子量的聚碳酸环己烯酯，催化效率最高达到236g聚合物/g催化剂，聚碳酸环己烯酯中聚碳酸酯含量超过95%。本发明的催化剂在用于二氧化碳与环氧环己烷共聚时具有催化效率高、反应选择性好、催化反应条件温和、操作方便的优点。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种用于催化二氧化碳与环氧环己烷共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂。

背景技术

综合利用二氧化碳将有助于解决未来能源的枯竭问题，这已引起全球科学工作者的注意。例如，二氧化碳能与氢气还原反应生成甲烷、甲酸、甲醇等低碳化合物；二氧化碳还可直接加氢合成乙烯、丙烯等低碳烯烃。除上述研究方向外，二氧化碳可在铜催化剂的作用下与氢气反应制备二甲醚，在银铑催化剂下与氢气生成乙醛。如果说二氧化碳加氢还原不仅需要大量氢源还要耗费大量能源，那么二氧化碳作为氧化剂来使用具有更大优势。二氧化碳在催化剂作用下与甲烷、乙烷反应生成乙烯。除此，二氧化碳还可与甲醇催化合成碳酸二甲酯，与环氧乙烷合成碳酸乙烯酯，和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯等。

以二氧化碳为原料合成的脂肪族聚碳酸酯具有良好的生物降解性，此项研究也是解决“白色污染”的途径之一。因此，开展二氧化碳和环氧化物合成脂肪族聚碳酸酯的研究工作有着重要的意义。然而二氧化碳具有较高的热力学稳定性，难以参与化学反应，需要相应的高效催化剂来活化。近三十年以来，各国研究人员对环氧化合物与二氧化碳共聚所用的催化剂进行了大量研究开发，研制成功了许多种活性各异的催化剂，主要可分为以下三类：1.有机金属化合物，由烷基金属和至少含两个活泼氢的添加剂反应而得，其中最活泼的是由二烷基锌与至少含两个活泼氢原子的添加剂反应而得；2.配位金属络合物；3.稀土化合物。但上述催化剂普遍存在催化效率低、反应选择性差、生产成本高等问题，从而限制了其大规模工业化应用。

在已报道的用于二氧化碳与环氧化合物共聚的催化体系中，希夫碱金属配合物催化体系有很好的催化效果, 以β-二亚胺锌催化体系和SalenMX催化体系为代表，得到的共聚物中酯链含量较高，分子量分布窄。但催化剂制备工艺复杂，成本较高。如果能够进一步提高其催化活性或降低制备成本，该类催化剂将会有良好的工业应用前景。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于催化二氧化碳与环氧环己烷共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，本发明的催化剂在用于二氧化碳与环氧环己烷共聚时具有催化效率高、反应选择性好、催化反应条件温和、操作方便的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于催化二氧化碳与环氧环己烷共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，所述的催化剂为2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩2-呋喃甲胺锌配合物；结构式如下：

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所述2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩2-呋喃甲胺锌配合物采用以下方法制得：

（1）分别将2-呋喃甲胺、2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶溶于甲醇中形成溶液，于室温下将2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶的甲醇溶液滴加到2-呋喃甲胺的甲醇溶液中，滴加完毕后，加热回流，搅拌0.5~1h，乙醚洗涤，干燥，得到2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩2-呋喃甲胺配体；

（2）称取2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩2-呋喃甲胺配体放入容器中，抽真空，充氮气，在氮气保护下，加入甲苯溶解2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩2-呋喃甲胺配体，在冰盐浴冷却下加入含有二乙基锌的甲苯溶液，搅拌0.5~1h后，撤去冰盐浴，常温搅拌1h，减压抽走溶剂以及未反应的二乙基锌，得2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩2-呋喃甲胺锌配合物。