[发明专利]二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的方法，该方法以2,5‑二（2‑醛基苯氧甲基）呋喃缩2‑氨基‑6‑甲基吡啶锌配合物为催化剂，所述催化剂与氧化环己烯的质量比是1:50~1000，优选的，二氧化碳与氧化环己烯共聚反应时的反应温度为80~180℃，二氧化碳压强范围1~5MPa，反应时间6~50h；与现有技术相比，本发明的优点在于：1、催化剂成本低、制备方法简单、催化效率高、反应选择性好。2、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。3、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，涉及一种利用2,5-二（2-醛基苯氧甲基）呋喃缩2-氨基-6-甲基吡啶锌配合物催化二氧化碳和氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的方法。

背景技术

随着世界经济的飞速发展，石油、煤炭等化石能源都日益枯竭，人类的能源消费将面临着重大的变革。二氧化碳作为燃烧和代谢的最终产物，在地球上的贮量极为丰富，仅大气中的总量就达到2.75×10¹²吨，约占大气含量的0.03~0.04%。另外，人类活动每年向大气排放二氧化碳气体高达240亿吨，其中大约有150亿吨被植物、土壤和海洋光合利用或吸收，大气中每年净增90亿吨二氧化碳。环境科学家认为温室效应66%的因素是由于大气中二氧化碳浓度的持续升高而引起的。因此，如何有效利用这一丰富、廉价的碳源，将其再生为有机物或者高分子材料，以缓解能源和环境的巨大压力已成为当前研究的热点，引起了全球环境科学家和化学工作者的广泛关注。

1969年日本京都大学的井上祥平发现可将二氧化碳固定为脂肪族碳酸酯，该材料可以全降解，美国的Air Products and Chemicals. Inc.通过购买日本专利并申请改进型催化剂的美国专利后，1994年已有二氧化碳共聚物的商品出售，设计年产量为2万吨，用于新鲜牛羊肉的低温保鲜。日本也已形成年产3000~4000吨的生产能力。由于成本太高，是普通塑料的数倍，且加工性能、力学及热学性能有待进一步改善，有关的研究与开发工作一直在积极的开展之中。八十年代后期，国内广州化学研究所、浙江大学等单位，相继开展了二氧化碳固定为全降解塑料的研究。广州化学研究所在负载双金属催化剂研究方面作出了很有意义的工作，最近又在负载型有机羧酸锌类催化剂以及聚合物性能研究方面取得了很大进展。长春应化所近年开展了稀土组合催化剂固定二氧化碳的研究，也取得了较好的结果。

国际上从学术界到产业界正在大力开发二氧化碳聚合物的工业化应用，二氧化碳聚合物必将深入到许多可降解塑料的领域，我国二氧化碳聚合物的产业化也将势在必行。针对国内外研究和开发二氧化碳聚合物的现状，目前该领域主要存在知识产权、聚合方法、成型加工、聚合物的降解机理等问题，其中最关键的是催化剂的活性问题。

二氧化碳与环氧化合物共聚制备脂肪族碳酸酯的技术关键在于催化剂的设计及制备。提高催化效率是该领域永恒的课题。寻找具有实用价值的催化剂，以提高产率，并使反应在更温和的条件下进行。在已开发的催化体系中，salen金属配合物催化体系可以在温和条件下实现二氧化碳与环氧化合物共聚合，可以得到分子量较高的聚合物，保证聚合物具有较好的性能。此外，salen配合物结构易于修饰，从而可以控制聚合物的结构。但是催化效率高的salen催化剂往往制备困难。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的方法，以2,5-二（2-醛基苯氧甲基）呋喃缩2-氨基-6-甲基吡啶锌配合物为催化剂，本发明制备的催化剂借鉴了salen催化剂的优点，具有催化效率高，选择性好的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的方法，该方法以2,5-二（2-醛基苯氧甲基）呋喃缩2-氨基-6-甲基吡啶锌配合物为催化剂，其结构式如下：

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