用于聚碳酸酯生产的催化剂及生产聚碳酸酯的方法技术

一种用于生产聚碳酸酯的催化剂以及一种生产聚碳酸酯的方法，所述催化剂包含通过（ａ）含氮或磷的催化剂载体与（ｂ）合钯化合物和（ｃ）具有氧化还原催化能力的金属化合物反应得到的反应产物，所述方法包括：第一步，将芳族二羟基化合物和一价酚与一氧化碳和氧气反应生产聚碳酸酯预聚物；第二步，将上述聚碳酸酯预聚物进行固相聚合生产聚碳酸酯，其中上述催化剂用于上述的第一步中。所述催化剂易于从聚碳酸酯中分离并可重复使用。所述催化剂保证可高效生产高品质的聚碳酸酯，无需使用有害的氯气或光气或使用任何认为对环境产生不利影响的卤代有机溶剂，例如二氯甲烷和氯仿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于生产聚碳酸酯的催化剂及生产聚碳酸酯的方法， 特别是在注重环保的同时，用于高效生产高品质的聚碳酸酯的催化剂 及生产聚碳酸酯的方法，所述聚-灰酸酯可用作电的和电子领域、汽车 领域、光学零件领域和结构材料领域的树脂材料。
技术介绍
通常，在碱存在下芳族二羟基化合物(例如双酚A)与光气反应的 方法(溶液方法)为已知的生产聚,友酸酯的方法。该方法涉及的问题是 使用剧毒的光气并作为副产物产生化学计量的碱盐。另外，还已知这样的方法(熔融方法)，其中使用碳酸二酯(例如 碳酸二苯酯)作为羰基来源，并且通过加热熔融随后反应。在这种熔 融方法中，需要加热用于生产和熔融碳酸二酯，由于要在高温下加热， 所带来的问题是所得到的聚碳酸酯是有颜色的。使用4巴/氧化还原剂/由代镜盐催化剂通过氧化羰基化反应的方 法是提议的一种生产聚碳酸酯的新方法(日本专利申请公开 68744/1978)。但是，该反应的速率不令人满意，并且只得到了具有 低聚合度的聚碳酸酯。为了解决以上的问题，可用的方法是其中氧化羰基化反应在以下 的催化剂体系下进行钯化合物/无机氧化还原催化剂/有机氧化还原 催化剂/囟代输类化合物/脱水剂，以产生聚碳酸酯低聚物，随后通过 酯交换反应得到聚碳酸酯(日本专利申请公开297148/2000)。虽然得到了具有高聚合度的聚碳酸酯，但是以上的方法需要两步 反应。另外，钯化合物溶于溶剂中(均相催化剂)，因此很可能形成钯 (O)的簇以钝化该催化剂。同时，很难分离催化剂，金属组分易残4留在聚碳酸酯中。
技术实现思路
本专利技术的一个目标为解决在上述生产聚碳酸酯的方法中存在的 问题，并提供易于从聚碳酸酯中分离并可重复使用的用于生产聚碳酸 酯的催化剂。另外，使用上述催化剂可高效生产高品质的聚碳酸酯， 而无需使用认为对环境产生不利影响的有害的氯气和光气以及卣代 有机溶剂(例如二氯甲烷和氯仿)。本专利技术者通过反复细致的研究，发现通过含氮或磷的催化剂载体 与钯化合物和具有氧化还原催化能力的金属化合物反应制得的催化 剂易于从聚碳酸酯中分离并可重复使用，并且使用上述催化剂可在注 重环保的同时高效生产高品质的聚^P友酸酯。因此，这种催化剂为本发 明所用。也就是说，本专利技术提供了用于生产聚碳酸酯的催化剂及生产聚碳酸酯的方法，分别描述如下(1) 用于生产聚碳酸酯的催化剂，所述催化剂包含通过(a)含氮或磷 的催化剂载体与(b)钯化合物和(c)具有氧化还原催化能力的金属化合 物反应得到的反应产物。(2) 如第(1 )条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，其中所述含 氮或磷的催化剂载体为用下式(I)表示的乙烯基吡啶聚合物其中R为具有l-20个碳原子的烷基、具有l-20个碳原子的烷氧基、具有6-20个-炭原子的芳基或具有7-20个碳原子的芳烷基；p 为0-4; n为5-10000。(3) 如第(1)条所描述的用于生产聚; 友酸酯的催化剂，其中所述舍 氮或磷的催化剂载体(a)为选自聚乙烯吡咯烷酮和二苯基膦基-聚苯乙 烯的催化剂载体。(4) 如第(1)条所描述的用于生产聚^_酸酯的催化剂，其中所述含 氮或磷的催化剂载体(a)为通过使用卣代烷部分季铵化含在有机载体 或无机栽体中的氮或磷得到的化合物。(5) 如第(4)条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂，其中(a)中的 所述有机载体为至少 一种选自二苯基膦基-聚苯乙烯、聚(4-乙烯基吡 啶)或聚(2-乙烯基吡啶)的有机载体。(6) 如笫(l)条-第(3)条中任一条所描述的用于生产聚碳酸酯的催 化剂，所述催化剂还包含(d)镜盐。(7) 如第(l)条-第(6)条中任一奈所描述的用于生产聚碳酸酯的催 化剂，所迷催化剂还包含(e)有机氧化还原剂。(8) 如笫(l)条-第(7)条中任一条所描述的用于生产聚碳酸酯的催 化剂，所迷催化剂还包含(f)脱水剂。(9) 如笫(l)条-笫(8)条中任一条所描述的用于生产聚碳酸酯的催 化剂，其中所述具有氧化还原催化能力的金属化合物(c)为钴化合物。(10) —种生产聚碳酸酯的方法，所述方法包括第一步，将芳族二羟基化合物和一价酚与一氧化碳和氧气反应生产聚碳酸酯预聚 物；第二步，将上述聚碳酸酯预聚物进行固相聚合生产聚碳酸酯， 其中如第(l)条-笫(9)条中任一条所描述的用于生产聚碳酸酯的催化剂 用于上述的第一步中。实现本专利技术的最佳模式下面将更详细地解释本专利技术。首先，用于生产聚碳酸酯的本专利技术的催化剂为 一种生产聚碳酸酯的催化剂，所述催化剂包含通过(a)含氮或磷的催化剂载体与(b)钯化合物和(c)具有氧化还原催化能力的金属化合物反应得到的反应产物，并且如果需要，还包含(d)镜盐、(e)有机氧化还原剂和(f)脱水剂。 典型的催化剂组分解释如下。在用于生产聚碳酸酯的催化剂中，用于固定钯和具有氧化还原 催化能力的金属的含氮或磷的催化剂载体的具体实例包括(a-l)乙辟 基吡啶聚合物、(a-2)选自聚乙烯吡咯烷酮和二苯基膦基-聚苯乙烯的 催化剂载体和(a-3)通过使用卣代烷部分季铵化含在有机载体或无机载体中的氮或磷得到的化合物。 (a-l)乙烯基吡啶聚合物所述乙烯基吡啶聚合物为用下式(I)表示的聚合物、CH局、(I )其中R为具有1-20个碳原子的烷基、具有1-20个碳原子的烷 氧基、具有6-20个碳原子的芳基或具有7-20个碳原子的芳烷基；p 为0-4; n为5-10000。式(I)中具有1-20个碳原子的;^基和具有1-20个碳原子的烷氧基 例如有曱基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、曱氧基和 乙氧基。具有6-20个碳原子的芳基和具有7-20个碳原子的芳基烷基 (芳烷基)包括苯基、萘基、曱苯基、二曱苯基、2,4,6-三曱苯基和千 基。用于固定钯和具有氧化还原4崔化能力的金属的聚合物得自将2-乙烯基吡啶、3_乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和其芳环取代的衍生物进行常规的自由基聚合，可用的聚合物有聚o乙烯基吡啶)、聚(孓乙烯基吡。定)、聚(4-乙烯基吡啶)、聚(6-甲基-2-乙烯基吡咬)、聚(5-曱基-2-乙烯基吡啶)和聚(5-乙基_2_乙烯基吡啶)。其中，优选聚(4-乙烯基吡 啶)。以上的聚合物可为线形的或交联的。钯和具有氧化还原催化能力的金属的固定(形成络合物)通过在室 温下搅拌溶有金属盐的溶剂完成。例如可如下制得固定的催化剂(络 合物)在二氯曱烷中溶解聚(4-乙烯基吡啶)，向其中加入二氯.二(千 腈)合钯(II)的二氯曱烷溶液，随后向其中加入氯化钴(II)的丙酮溶液。 虽然没有证实，但假定认为该固定结构如下所示(a-2)选自聚乙烯吡咯烷酮和二苯基膦基-聚苯乙烯的催化剂载体 聚乙烯吡咯烷酮用下式表示上述聚乙烯吡咯烷酮的分子量不特别限定，通常为10,000-200,000。聚乙烯吡咯烷酮可为线形的或交联的。数n表示聚合度， 其数值要使聚乙烯吡咯烷酮的分于量在上述的范围内。二苯基膦基-聚苯乙烯用下式表示在上式中，PS代表聚苯乙烯。如上所述，^假定二苯基膦基-聚苯乙烯为这样的结构，其中三苯基膦与各种聚苯乙烯珠粒(bead)相连，可使用每克催化剂载体连有1-5毫摩尔二苯基膦基的聚合物。Argonaut Co.， Ltd.生产的产品为市售 的产品。通常，聚苯乙烯通过与二乙烯基苯的共聚合反应交联。钯和具有氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产聚碳酸酯的方法，所述方法包括：第一步，将芳族二羟基化合物和一价酚与一氧化碳和氧气反应生产聚碳酸酯预聚物；第二步，将上述聚碳酸酯预聚物进行固相聚合生产聚碳酸酯，其中第一步骤中使用催化剂，所述催化剂包含通过（ａ）含氮的催化剂载体与（ｂ）钯化合物和（ｃ）具有氧化还原催化能力的金属化合物反应得到的反应产物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈本正哉，杉山顺一，上田充，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术综合研究所，出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]