[发明专利]一种用于二氧化碳与氧化环己烯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二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，所述催化剂为2，6‑二（2‑醛基苯氧甲基）吡啶缩3‑氨基噻吩锌配合物，该催化剂在催化二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯时，催化剂与氧化环己烯的质量比是1:100~1000，聚合温度为60~150℃，二氧化碳压强为1~6MPa，反应时间6~36h。本发明在上述的反应条件下，可以得到不同分子量的脂肪族聚碳酸酯，催化效率最高达到1912g聚合物/g锌，共聚物中聚碳酸酯摩尔含量超过95%。利用本发明的催化剂催化二氧化碳与氧化环己烯共聚反应，催化反应条件相对温和，操作简单，反应不加入有机溶剂，产物易分离。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂。

背景技术

二氧化碳不仅是一种温室气体，同时也是一种来源广泛、环境友好、廉价无毒的碳源，其应用领域也不断地拓展为高附加值化工产品的原料。目前，全世界有1.1亿吨二氧化碳用在化学品合成中，主要是在尿素、水杨酸、甲醇、碳酸二甲酯以及高分子材料等工业领域。以二氧化碳为原料合成高分子量的聚合物，不需经过氧化-还原过程，只需要较少的能量就可以引发反应，得到新型的二氧化碳共聚物树脂材料。近年来，引起人们的广泛关注，并被认为是潜在的利用二氧化碳的最有效途径。但较高的热力学稳定性限制了它的应用，因此开发催化二氧化碳和氧化环己烯共聚反应的高效催化剂是该领域研究的重点。

井上祥平提出了一种基于四苯基卟啉配体结构的单中心催化剂，（Sugimoto H,Ohshima H, Inoue S. Alternating copolymerization of carbon dioxide andepoxide by manganese porphyrin: The first example of polycarbonate synthesisfrom 1-atm carbon dioxide. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2003, 41(22): 3549~3555）。该催化剂尽管分子量低，反应时间很长，但该反应可以得到分子量分布很窄的单分散聚碳酸酯；Coates的研究小组发现了一种对二氧化碳/氧化环己烯共聚效率很高，具有活性聚合特征的高位阻β-二亚胺（BDI）锌催化体系，反应条件温和，低温（50℃）低压（Moore D R, Cheng M, Lobkovsky E B, et al.Electronic and steric effects on catalysts for CO₂/epoxide polymerization:Subtle modifications resulting in superior activities. Angewandte Chemie,2002, 114(14): 2711~2714；Moore D R, Cheng M, Lobkovsky E B, et al. Mechanismof the alternating copolymerization of epoxides and CO₂ using β-diiminateainc catalysts:Evidence for a bimetallic epoxide enchainment. Journal of the American Chemical Society, 2003, 125(39): 11911~11924）；张敏等人用4,4’-亚甲基二苯胺和乙酰丙酮低聚物制备BDI配体与二乙基锌配合物（AMDA-ZnOAc），利用分子链提供位阻，催化CHO/CO₂共聚活性很高（Zhang M, Chen L B, Qin G, et al.Copolymerization of CO₂ and cyclohexene oxide using a novel polymeric diimidecatalyst. Journal of Applied Polymer Science, 2003, 87(7):1123~1128）；Darensbourg和Yarbrough报道空气稳定的SalenMX配合物可作为氧化环己烯和二氧化碳交替共聚有效的催化剂（Darensbourg D J, Yarbrough J C. Mechanistic aspects of thecopolymerization reaction of carbon dioxide and epoxides, using a chiralsalen chromium chloride catalys. Journal of the American Chemical Society,2002, 124（22）：6335-6342.）