[发明专利]一种二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯的合成方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，提供了一种二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯的合成方法。该方法以碳酸二甲酯和缩乙二醇为原料，水滑石作为催化剂。采用该方法,可以利用反应原料作为溶剂，不需额外加入其它溶剂和甲醇吸附剂。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体地说，涉及一种二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯的合成方法。

背景技术

脂肪族聚碳酸酯和聚碳酸酯二醇都是由碳酸酯与醇缩聚而得的性能优异的有机聚合物(Feng J,Zhuo R-X,Zhang X-Z.Progress in Polymer Science 2012；37(2):211-36.)。采用两步酯交换法合成，可在一定范围内控制这类聚合物分子量(Sun J,KucklingD.Polymer Chemistry 2016；7(8):1642-49.)，第一步碳酸二烷基酯和脂肪族二元醇酯交换合成的二碳酸酯单体决定后续聚合物的结构性质和分子量。

缩乙二醇二碳酸甲酯酸酯是端基均为碳酸酯的有机二碳酸酯，可作为合成上述聚合物的单体，二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯是缩乙二醇二碳酸甲酯酸酯的二聚体，与缩乙二醇二碳酸甲酯酸酯相比，采用二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯作单体可定量增加聚合物分子量。

聚合物分子量下降对其性能有较大影响,聚合物的分子量对物理机械性能有着重要的影响,在实验中发现聚合物的分子量一定要达到某一数值后才能显示出力学强度；另一方面,由于高分子化合物的分子量存在多分散性,因此其分子量分布也同样影响着高分子材料的性能。

二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯可通过碳酸二甲酯与缩乙二醇酯交换反应得到。目前，有关DMC的酯交换研究主要集中在DMC与单羟基化合物合成单碳酸酯的酯交换反应上(Wang S,Tang R,Zhang Y,et al.Chemical EngineeringScience 2015；138:93-98.)，而对于DMC与碳链中含醚键的二醇(即缩乙二醇)的酯交换反应仅有冯望城和Kim等人研究。冯望城等(湘潭大学,2014)以甲醇钠为催化剂，在催化DMC与一缩二乙二醇合成一缩二乙二醇二碳酸甲酯酸酯的同时，得到了收率8％的二(一缩二乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯。Kim等(Journal ofApplied Polymer Science 2017；134(24).)报道以氢氧化钠为催化剂，催化DMC与一缩二乙二醇酯交换合成了二(一缩二乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯，选择性为66％。但甲醇钠和氢氧化钠腐蚀性强。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯的合成方法，采用该方法,可以利用反应原料作为溶剂，不需额外加入其它溶剂和甲醇吸附剂。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：

一种二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯的合成方法，以碳酸二甲酯和缩乙二醇为原料，水滑石作为催化剂。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述缩乙二醇为(n≥2)，所合成的二(缩乙二醇碳酸甲酯)碳酸酯为(n≥2)。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述水滑石为镁铝水滑石或钙铝水滑石；所述镁铝水滑石中镁铝的摩尔比为2:1-4:1，所述钙铝水滑石中钙铝的摩尔比为2:1-4:1。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述合成方法包括如下步骤：

a.在反应温度90℃加入水滑石催化剂、碳酸二甲酯和缩乙二醇，反应1-5h，形成混合样液；

b.向上述混合样液中加入超过混合样液5倍量的碳酸二甲酯，继续反应0.5-1h；

所述水滑石催化剂占步骤a中加入原料总质量的0.1-2wt％；

在步骤a中，所述碳酸二甲酯和缩乙二醇的摩尔比为5:1-40:1。

本发明的有益效果是：