[发明专利]芳香族碳酸酯的合成方法

说明书

发明背景

本发明涉及芳香族碳酸酯的制备方法，具体地讲，本发明涉及由芳香族羟基化合物羰基化生产二芳基碳酸酯的低造价方法。

二芳基碳酸酯是用熔融酯交换法制备聚碳酸酯的有价值的单体母体。在一氧化碳、氧气和催化剂体系存在下将芳基化合物直接羰基化是合成二芳基碳酸酯的一条特别先进的路线。催化剂体系通常含有一种金属催化剂、一种金属或有机金属助催化剂、一种有机助催化剂和其它任意选择的组分。例如，授予A.J.Chalk的美国专利No.4187242所公开的催化剂体系含有VIIIB族元素(钌、铑、钯、锇、铱和铂)或其配合物作为催化剂，和选自IIIA、IVA、VA、VIA、IB、IIB、VIB和VIIB族金属助催化剂和一种碱。而美国专利No.4201721所公开的催化剂体系含有钯、锰或钴配合物、碱和干燥剂。

授予King Jr.等人的美国专利No.5142086和授予E.J.Pressman等人的美国专利No.5284964所公开的催化剂体系含有选自芳族酮、芳族多环烃和芳族胺的有机助催化剂。授予Joyce等人的美国专利No.5231210公开了与无机助催化剂结合的钯催化剂的用途，该无机助催化剂是钴与下列物质的五配体配合物形式，芳族胺、脂族胺、芳族醚、芳族或脂肪胺醚，和席夫碱类，如二-(水杨醛)-3，3’-二氨基-N-甲基二丙胺、卤化季铵盐或卤化季鏻盐、以及醌和将醌还原成芳族二醇。授予Takagi的美国专利No.5498789公开了催化剂体系的最新进展，该体系含有钯、至少一种可溶于液相的铅化物、从卤化季铵盐或卤化季鏻盐中选取的至少一种卤化物、以及任意选择的至少一种铜化合物。上述所有专利及公开物合并于此作为参考。

目前，首选的催化剂体系含有一种金属催化剂、一种无机助催化剂、一种有机助催化剂、以及卤化物源。卤化物源最好达到有效浓度，大约是反应混合物总重的1-5％。在二芳基碳酸酯的生产过程中，卤化物有可能有所消耗，比如形成了不希望得到的卤代芳族副产物。据保守的估计，卤化物源的成本不少于每磅3美圆。在商业生产中，这意味着可观的费用，另外也使产品提纯和副产物的处置复杂化。因此，限制二芳基碳酸酯的生产条件，最大限度地降低卤化物源的消耗，是非常有必要的。

发明概述

通过文中所阐述的芳族碳酸酯生产方法可以克服或缓解以前工艺中存在的上述缺点和其它不足。此方法包括在催化剂体系存在的条件下，使芳香族羟基化合物、一氧化碳和氧气反应，而催化剂体系含有至少一种金属催化剂、至少一种卤化物源、至少一种无机助催化剂，其中，在初始反应混合物中无机助催化剂与金属催化剂的最佳摩尔比可以减少卤化物源的消耗。发明详述

本发明适用的芳香族羟基化合物包括含有6至30，最好是6至15个碳原子的单环、多环或稠环芳香族的单羟基或多羟基化合物。说明性芳香族化合物包括以下各类，但不仅限于此：苯酚、甲苯酚、二甲苯酚、间苯二酚、氢醌、萘酚、儿茶酚、枯烯醇、二羟基萘的各种异构体、二-(4-羟基苯基)丙基-2，2，α，α’-二(4-羟基苯基)对-二异丙基苯以及双酚A。首选芳香族单羟基化合物，特别是苯酚。

本发明所用方法中其它重要试剂是氧气和一氧化碳，它们与苯酚反应形成所需的二芳基碳酸酯。一氧化碳可以是高纯度的，也可以用其它气体进行稀释，如氮气、氩气、二氧化碳或氢气，它们对反应没有不良影响。本发明所用氧气可以是高纯氧、空气、也可以用其它气体稀释氧气，如氮气、氩气、二氧化碳或氢气，它们对反应没有不良影响。反应气体最好是以氧气的摩尔百分数为2-50％的比例输入反应混合物，可用一氧化碳来保持这一平衡。这些气体可以分别输入也可以混合后再输入，但应使其总压力在1至500个大气压范围内，首选10至250个大气压。