生产碳酸酯和生产聚碳酸酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种生产碳酸酯的方法，其特征在于，使用具有碳酸酯键的化合物作为反应溶剂，在钯催化剂存在下，使芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物与一氧化碳和氧进行氧化羰基化反应。本发明专利技术还公开了一种生产聚碳酸酯的方法，其特征在于，使用具有碳酸酯键的化合物作为反应溶剂，在钯催化剂存在下，使芳族二羟基化合物或脂族二羟基化合物与一氧化碳和氧进行氧化羰基化反应。所述碳酸酯可以被以较高的收率和较高的反应速度生产，与常规方法相比具有更高分子量的聚碳酸酯也可以被以较高的收率和较高的反应速度生产。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物生产碳酸酯的方法，和从芳族双羟基化合物或脂族双羟基化合物生产聚碳酸酯的方法。更具体而言，本专利技术涉及通过使用钯催化剂和特殊的反应溶剂的、芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物与一氧化碳和氧的氧化羰基化反应来高效率地生产芳族碳酸酯或脂族碳酸酯的方法，和涉及通过使用钯催化剂和特殊的反应溶剂的、芳族双羟基化合物或脂族双羟基化合物与一氧化碳和氧的氧化羰基化反应来高效率地生产聚碳酸酯的方法。芳族碳酸酯可用作各种有机化合物合成的中间体，如通过酯交换法的聚碳酸酯的合成，也可以用作聚碳酸酯树脂等的原料。脂族碳酸酯可用作树脂、油漆等的溶剂、烷基化试剂、羰基化试剂，和用作聚碳酸酯树脂等的原料。聚碳酸酯可用作电子或电器领域、汽车领域、光学部件领域、结构材料领域等领域中使用的树脂材料。
技术介绍
作为生产芳族碳酸酯的方法，通常已知的一种方法是其中使芳族单羟基化合物如苯酚与光气在碱存在下反应的方法。然而，该方法存在必须使用剧毒的光气及产生化学计量的作为副产物的碱金属盐的问题。还已知的是通过脂族碳酸酯与芳族单羟基化合物的酯交换反应来生产芳族碳酸酯的方法。为了进行酯交换反应，此方法要求通过蒸馏来连续除去作为副产物产生的脂族醇或芳族醇，所以大量的热能损耗掉了。此外，此方法需要复杂的步骤，因此具有包括原料制备步骤和副产物回收步骤的整个制造步骤不经济的问题。在此情形下，需要开发一种简单的生产碳酸酯的方法。因此，一种生产芳族碳酸酯的方法被提出，其中使将被酯化的芳族单羟基化合物与一氧化碳和氧在催化剂存在下进行氧化羰基化。作为在此方法中使用的典型催化剂，人们已经提出了其中钯化合物与铜化合物和碱相组合的催化剂(日本已审查专利公布号S61-8816和S61-43338)，其中除了钯化合物和助催化剂外使用喹啉和铵盐或碱金属或碱土金属卤化物的体系(日本未审查专利公布号S54-135743，S54-135744，H02-104564，H02-142754，H06-9505，H06-172268，H06-172269，H06-271506，H06-271509，日本已审查专利公布号H06-57678，日本未审查专利公布号H08-89810，H08-193056)，一种包括钯化合物、碱金属或碱土金属卤化物、碘化物或碘化鎓化合物及沸石的催化剂体系(日本未审查专利公布号H01-165551)，和一种包括钯化合物、碱金属或碱土金属卤化物及活性炭的催化剂体系(日本未审查专利公布号H08-92168)。从经济角度出发，就氧化羰基化反应的反应速率而言，这些催化剂不完全令人满意。人们还提出了一种其中使用钯化合物、铜或镧系化合物、2-羟基吡啶及非质子极性溶剂的方法(日本未审查专利公布号H09-110804)。主要因为反应不使用溶剂，所以该方法的收率低。尽管该反应可以使用卤代有机溶剂如二氯甲烷来进行，但是卤代有机溶剂被认为对环境不利。作为生产聚碳酸酯的方法，通常已知的方法包括其中芳香族二羟基化合物如双酚A直接与光气反应的方法(溶液法)；其中芳香族二羟基化合物如双酚A与碳酸二酯如碳酸二苯酯进行酯交换的方法(酯交换法)；和其中碳酸二酯如碳酸二苯酯被用作羰基源并被加热和熔化以进行反应的方法(熔化法)。但是，溶液法存在必须使用有毒的光气，且生产装置被副产物含氯化合物如氯化氢和氯化钠腐蚀的问题。酯交换法要求复杂的步骤来制备碳酸二酯原料，而且生产步骤整体，包括原料制备步骤和副产物回收步骤，是不经济的。熔化法需要加热以生产和熔化碳酸二酯，这样就存在所得到的聚碳酸酯由于高温下的受热而变色的问题。作为生产芳香族聚碳酸酯的方法，例如已公开了其中使芳族二羟基化合物与一氧化碳在碱和硒化合物存在下反应的方法(日本未审查专利公布号S55-92731)。该方法的问题在于，硒是剧毒的，而且该反应是化学计量的反应，需要大量的硒。作为生产聚碳酸酯的新方法，已提出了通过使用钯/氧化还原剂/卤化的鎓盐催化剂的氧化羰基化反应的方法(例如，日本未审查专利公布号S53-68744)。因为反应速率不够快，所以使用这种方法只得到了低聚合度的低聚碳酸酯。该方法的另一个问题是使用了被认为对环境不利的卤化的有机溶剂作为反应溶剂。由于上述的背景，需要以有效的和不对环境造成不利影响的安全的方式来生产聚碳酸酯。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种方法，其可以解决常规的生产碳酸酯的方法的问题，并可以以高的收率从芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物生产碳酸二酯，而不使用光气或氯气和不使用含卤有机溶剂作为反应溶剂。本专利技术的另一个目的是提供一种方法，其可以解决常规的生产高分子量聚碳酸酯的方法的问题，并可以以高的收率，在一个步骤中，从芳族二羟基化合物或脂族二羟基化合物有效地生产聚碳酸酯，而不使用光气或氯气和不使用含卤有机溶剂作为反应溶剂。本专利技术人进行了认真的研究，并且发现，通过使用特殊的反应溶剂，特别是使用粒径为300μm或更小的沸石作为脱水剂，在钯催化剂存在下，使芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物与一氧化碳和氧反应，可以极合适地实现上述目的。通过以上发现而完成了本专利技术。还有，本专利技术人进行了认真的研究，并且发现，通过使用特殊的反应溶剂，在钯催化剂存在下，使芳族二羟基化合物或脂族二羟基化合物与一氧化碳和氧反应，可以实现上述目的。通过以上发现而完成了本专利技术。即，本专利技术提供了如下的生产碳酸酯的方法1.一种生产碳酸酯的方法，其特征在于，使用具有碳酸酯键的化合物作为反应溶剂，在钯催化剂存在下，使芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物与一氧化碳和氧进行氧化羰基化反应。2.上面1所述的生产碳酸酯的方法，其中使用具有碳酸酯键的化合物作为反应溶剂，在钯催化剂和助催化剂存在下，使芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物与一氧化碳和氧进行氧化羰基化反应。3.上面2所述的生产碳酸酯的方法，其中所述的助催化剂是氧化还原催化剂。4.上面2或3所述的生产碳酸酯的方法，其中所述的助催化剂是用于活化所述的芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物的有机盐。5.上面1至4所述的生产碳酸酯的方法，其中所述的氧化羰基化反应进一步在脱水剂存在下进行。6.上面1至5所述的生产碳酸酯的方法，其中所述的具有碳酸酯键的反应溶剂化合物是选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二烯丙酯、碳酸烯丙基·甲基酯、碳酸二(2-甲氧基苯基)酯、碳酸亚乙烯基酯、碳酸二苯甲酯、碳酸二(邻-甲氧基苯基)酯和碳酸甲·乙酯的化合物。7.上面1至6所述的生产碳酸酯的方法，其中所述的具有碳酸酯键的化合物是碳酸亚丙酯。8.一种生产碳酸酯的方法，其特征在于，在(a)钯化合物，(b)具有氧化还原催化活性的化合物，(c)至少一种选自溴化鎓和氯化鎓的鎓盐，和(d)粒径为300μm或更小的沸石存在下，使芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物与一氧化碳和氧反应。本专利技术还提供了如下的生产聚碳酸酯的方法9.一种生产聚碳酸酯的方法，其特征在于，使用具有碳酸酯键的化合物作为反应溶剂，在钯催化剂存在下，使芳族二羟基化合物或脂族二羟基化合物与一氧化碳和氧进行氧化羰基化反应。10.上面9所述的生产聚碳酸酯的方法，其中使用具有碳酸酯键的化合物作为反应溶剂，在钯催化剂和助催化剂存在下，使芳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产碳酸酯的方法，其特征在于，使用具有碳酸酯键的化合物作为反应溶剂，在钯催化剂存在下，使芳族单羟基化合物或脂族单羟基化合物与一氧化碳和氧进行氧化羰基化反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本正哉，杉山顺一，竹内和彦，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]