一種二元酸酯與環狀碳酸酯合成脂肪族聚酯和碳酸二烷基酯的方法
2023-09-22 07:13:50 1
專利名稱：一種二元酸酯與環狀碳酸酯合成脂肪族聚酯和碳酸二烷基酯的方法
技術領域：
本發明涉及一種以β - 二酮(酯)金屬配合物為催化劑，環狀碳酸酯和脂肪族二元酸酯反應合成生物可降解脂肪族聚酯和碳酸二烷基酯的方法。
背景技術：
塑料以其優良的物理化學性能得以廣泛的應用，但也造成了嚴重的白色汙染。月旨肪族聚酯，如聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚己二酸乙二醇酯(PEA)等脂肪族聚酯具有耐熱性能好、加工性能好、力學性能優異、熱變形溫度高、常規環境條件下性能穩定但在特定條件下可降解為CO2和水等優點，可作為傳統塑料的替代品，成為研究的熱點。其合成的方法主要是有機二元酸與二元醇的酯化縮聚法及有機二元酸酯和二元醇的酯交換聚合法，但是在合成聚酯的同時副產水或者甲醇。碳酸二烷基酯，尤其是碳酸二甲酯(DMC)是一種毒性低、對環境友好的綠色有機化學中間體，可替代劇毒的光氣、硫酸二甲酯進行羰基化、甲基化及酯交換等反應。合成DMC的主要方法是碳酸乙烯酯(EC)和甲醇酯交換法。但該方法副產乙二醇。將合成脂肪族聚酯和碳酸二甲酯工藝耦合，就得到本發明涉及的工藝路線，即以β_二酮(酯)金屬配合物為催化劑，脂肪族有機二元酸酯與環狀碳酸酯同時合成可降解脂肪族聚酯和碳酸二烷基酯的耦合反應工藝，該路線減少了副產物，提高了原子利用率。反應方程式如下:
權利要求
1.一種脂肪族二元酸酯和環狀碳酸酯耦合反應合成可生物降解的脂肪族聚酯和碳酸二烷基酯的方法，其特徵在於:該耦合反應以β-二酮(酯)金屬配合物為催化劑，脂肪族二元酸酯和環狀碳酸酯在一定的工藝條件下同時合成脂肪族聚酯和碳酸二烷基酯。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:β_二酮(酯)金屬配合物催化劑的結構單元如式I所示:
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:脂肪族二元酸酯是指乙二酸二甲酯、丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、庚二酸二甲酯、辛二酸二甲酯、壬二酸二甲酯、癸二酸二甲酯，乙二酸二乙酯、丙二酸二乙酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二乙酯、己二酸二乙酯、庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯、壬二酸二乙酯或癸二酸二乙酯；環狀碳酸酯為碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:β_二酮(酯)金屬配合物催化劑用量為反應原料總質量的0.01 I脂肪族二元酸酯與環狀碳酸酯的原料配比為I 5: 5 I，反應溫度為180 230°C，反應時間0.5 15h。
全文摘要
本發明涉及一種二元酸酯與環狀碳酸酯合成脂肪族聚酯和碳酸二烷基酯的方法。適合的工藝條件是環狀碳酸酯與脂肪族二元酸酯的摩爾比為1～5∶5～1，催化劑為反應原料總質量的0.01～1％，反應溫度為180～230℃，反應時間0.5～13小時。該反應條件下，碳酸二甲酯的收率最高為67.2％，PES預聚體的特性粘數為0.4485dL/g。其中M為Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Al、Sr、Ba等過渡金屬及Ce、La等稀土金屬，R可為直鏈或支鏈烷基或芳基以及相應的烷氧基或芳氧基。
文檔編號C07C69/96GK103183811SQ20121059716
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者劉紹英, 馬楷, 王公應 申請人:中國科學院成都有機化學有限公司