[发明专利]制备甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的方法

说明书

本发明涉及一种制备甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的方法，其中在催化剂和溶剂的存在下使甲基丙烯酸缩水甘油酯与二氧化碳反应，其特征在于所述催化剂为碘化钾，所述溶剂为乙腈、一种或多种一元醇，或乙腈与一种或多种一元醇的任何所需混合物，并且甲基丙烯酸缩水甘油酯与二氧化碳的反应在0.5‑5巴的压力下进行。

本发明涉及一种制备甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯(GCMA)的方法。在本发明的方法中，使甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与二氧化碳在作为催化剂的碘化钾存在下反应。

甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯例如用于制备共聚物。除甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯以外，这些共聚物优选还包含共聚形式的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和/或乙烯基单体。

共聚的甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的碳酸酯基团的反应性使得可以改性包含甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的共聚物，并因此以目标方式改变其性能。

因此，包含共聚形式的作为共聚单体的甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的共聚物例如用作交联剂。共聚的甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的碳酸酯基允许例如与带有游离氨基、酰肼基、腙基、羧酸基、酸酐基团和/或羟基的聚合物发生交联反应。

通过在催化剂存在下使甲基丙烯酸缩水甘油酯与二氧化碳反应制备甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的现有技术方法是本领域技术人员所已知的。所用的催化剂主要是碘化物和/或胺化合物。取决于所用的催化剂，反应可在大气压或升高的压力下进行。

目的是提供一种制备甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的改进方法。该改进的方法应使得有可能使用容易获得的催化剂如碘化钾在低压下以高选择性制备甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯。还应可将所用的GMA更快地转化为GCMA。在本上下文中，低压为0.5-5巴，优选0.8-1.5巴，更优选0.8-1.2巴的压力。高选择性是高于95％，优选高于97％，最优选高于97.5％的选择性。

该目的通过一种制备甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯的方法实现，其中使甲基丙烯酸缩水甘油酯与二氧化碳在催化剂和溶剂的存在下反应，其中所述催化剂为碘化钾，所述溶剂为乙腈、一种或多种一元醇，或乙腈与一种或多种一元醇的任何所需混合物，并且甲基丙烯酸缩水甘油酯与二氧化碳的反应在0.5-5巴的压力下进行。

定义：

缩写GMA表示甲基丙烯酸缩水甘油酯(甲基丙烯酸2,3-环氧基丙基酯)。

缩写GCMA表示甘油碳酸酯甲基丙烯酸酯(甲基丙烯酸(2-氧代-1，3-二氧戊环-4-基)甲基酯)。

选择性由下式计算：

本发明的方法用于通过使GMA与二氧化碳在碘化钾作为催化剂和溶剂存在下反应而制备GCMA。优选将二氧化碳供入包含催化剂、溶剂、尚未反应的GMA和任选的任何已形成的GCMA的反应混合物中。

本发明的方法可以以连续或间歇操作进行，优选间歇操作。如果以间歇方法实施，则有利的是首先在反应器中装入GMA、催化剂和溶剂。然后将二氧化碳供入首先装入的反应混合物中。

用于本发明方法的合适反应器可以是本领域技术人员已知的用于连续或间歇方法的任何反应器类型。如果本发明的方法以间歇操作进行，则搅拌釜反应器是特别合适的。如果以间歇法操作，可以串联和/或并联连接多于一个反应器，优选搅拌釜反应器。

GMA与二氧化碳的反应在0.5-5巴的压力下进行。反应优选在0.8-1.5巴的压力下进行。反应更优选在0.8-1.2巴的压力下进行。

GMA与二氧化碳的反应优选在50-100℃的温度下进行，更优选在75-100℃的温度下进行。

因此，优选GMA与二氧化碳的反应在0.8-1.5巴的压力和50-100℃的温度下进行，特别是在0.8-1.5巴的压力和75-100℃的温度下进行。