碳酸二芳基酯产物和聚碳酸酯的制备制造技术

一种组合物，其含有主要部分的碳酸二芳基酯和含量不大于１ｐｐｍ的含呋喃环的化合物，该组合物有利地适于生产颜色更浅的聚碳酸酯。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及几乎不含杂质的碳酸二芳基酯产物和由该碳酸二芳基酯产物制备聚碳酸酯的方法。
技术介绍
已知碳酸二芳基酯是生产多种化合物、特别是聚碳酸酯的原料。为了制备聚碳酸酯，碳酸二芳基酯与诸如双酚化合物的多羟基芳族化合物在催化剂存在下进行缩聚反应。聚碳酸酯在机械强度、透明度、电学性能和光学性能方面有极好的性能，广泛应用于例如光盘的生产材料和其它电学和电子材料、有机玻璃材料和光学镜片。已知多种制备碳酸二芳基酯的方法，诸如碳酸二烷基酯的酯交换反应和光气与苯酚化合物的反应。最近已经专利技术了一种通过草酸二芳基酯的脱羰基反应制备碳酸二芳基酯的方法，在US 5 648 510中有所描述。另外，在US 5 892 091中教导了草酸二芳基酯的脱羰基最好在诸如有机磷化合物的催化剂存在下进行。US 5 922 827描述了一种使用草酸二芳基酯脱羰基反应所制备的碳酸二芳基酯制备聚碳酸酯的方法。
技术实现思路
本专利技术人已经研究了用通过草酸二芳基酯脱羰基制备的碳酸二芳基酯与多羟基化合物反应生产聚碳酸酯。在研究期间，本专利技术人注意到使用草酸二芳基酯脱羰基制备的碳酸二芳基酯生产的聚碳酸酯有可能被着色而具有黄色。有色的聚碳酸酯是不利的，特别是在用聚碳酸酯生产诸如光盘和光学镜片的光学元件的情况下。因此，本专利技术人再进行研究以发现聚碳酸酯着色的原因。结果，发现通过脱羰基得到的含碳酸二芳基酯的反应产物中存在含呋喃环的化合物，含呋喃环的化合物使聚碳酸酯成为黄色，即使含呋喃环的化合物含量非常低。代表性的含呋喃环的化合物是苯并呋喃-2，3-二酮，其被认为是由草酸二芳基酯的Fries重排产生的。随后证实，当在聚碳酸酯生产中使用含呋喃环化合物含量降低至小于1ppm(重量ppm)的碳酸二芳基酯产品时，生成颜色较浅的聚碳酸酯树脂。因此本专利技术涉及一种组合物，其含有碳酸二芳基酯和不大于1ppm(重量)的含呋喃环的化合物。本专利技术的组合物优选从草酸二芳基酯脱羰基反应的反应混合物制备。代表性的含呋喃环的化合物是苯并呋喃-2，3-二酮或其衍生物，其被认为是由草酸二芳基酯经副反应生成的。本专利技术还涉及一种方法，有利地用于制备含呋喃环的化合物副产物含量低的本专利技术的组合物，该方法包括以下步骤通过蒸馏(或蒸发)从脱羰基反应混合物中回收第一馏出物，其含有碳酸二芳基酯、含呋喃环的化合物、未反应的草酸二芳基酯和其它副产物；通过蒸馏从第一馏出物中回收第二馏出物，其含有不低于95.0重量％的碳酸二芳基酯、1-2000ppm的含呋喃环的化合物和不高于1重量％的未反应的草酸二芳基酯；和从第二馏出物中除去至少部分含呋喃环的化合物。本专利技术还涉及一种制备聚碳酸酯的方法，其包括将多羟基化合物与本专利技术的组合物反应，本专利技术的组合物含有碳酸二芳基酯和含量不大于1ppm的含呋喃环的化合物。在由草酸二芳基酯脱羰基的反应混合物得到的本专利技术的组合物中，含呋喃环的化合物(下文称为“呋喃衍生物”)的含量优选尽可能低。但是从反应混合物中以工业可行的工艺完全除去呋喃衍生物是不容易的。根据本专利技术人的研究，已经证明如果在主要由碳酸二芳基酯组成的产品中，呋喃衍生物的含量不大于1ppm，就可有效地避免使用该碳酸二芳基酯产品生产的聚碳酸酯的变色问题。呋喃衍生物的含量优选不大于0.8ppm，更优选在10ppb-0.5ppm范围内。最优选的呋喃衍生物的含量为小于0.3ppm。进一步优选碳酸二芳基酯产品中基本不含有可水解的卤化物(特别是氯化物)，以卤素(特别是氯)计的含量优选为0.2ppm或更低。卤素含量优选在1ppb-0.1ppm范围内，更优选在5-50ppb范围内。还优选碳酸二芳基酯产品中几乎不含有除了可水解的卤化物以外的有机卤化物，以卤素计的含量优选小于等于10ppm，特别是在50ppb-5ppm范围内。认为可水解的卤化物和有机卤化物是作为由脱羰基催化剂或助催化剂化合物产生的杂质带入反应混合物中的。还优选本专利技术的组合物(即，碳酸二芳基酯产品)含有98重量％的碳酸二芳基酯。更优选本专利技术的组合物中碳酸二芳基酯含量大于等于99.0重量％，最优选其含量大于等于99.30重量％(可高达99.9重量％)。未反应的原料草酸二芳基酯可能包含在反应混合物中并进入本专利技术的组合物中。在本专利技术组合物中草酸二芳基酯的含量优选不大于2000ppm。在特定的提纯工艺处理后，可由草酸二芳基酯脱羰基反应的反应混合物得到本专利技术的碳酸二芳基酯组合物。在附图1中描述了生产纯度特别高的碳酸二芳基酯的本专利技术典型方法的流程图。按照下述反应路线(1)进行草酸二芳基酯的脱羰基反应 在反应路线(1)中，每个Ar1和Ar2是相同或不同的芳基或芳烷基，其可具有一个或多个取代基。代表性的芳基是苯基。取代基的例子包括有1-12个碳原子的烷基(例如甲基、乙基或丙基)、有1-12个碳原子的烷氧基(例如乙氧基、甲氧基或丙氧基)、卤原子(例如氟原子或氯原子)和硝基。代表性的草酸二芳基酯是草酸二苯酯，在其苯基部分可具有一个或多个取代基。副产的一氧化碳以气体形式从反应混合物中除去。如果需要，可收集气态的一氧化碳用于多种化学反应。优选在液相中，在诸如有机磷催化剂、最优选鏻催化剂的存在下，进行草酸二芳基酯的脱羰基反应。在上面提及的US 5 648 510和US 5 892 091中描述了脱羰基反应的细节和优选的催化剂。在脱羰基反应中，基于草酸二芳基酯的量，有机磷催化剂的用量可以为0.001-50mol％，优选0.01-20mol％。可将催化剂溶于草酸二芳基酯。或者至少部分将催化剂溶于草酸二芳基酯。助催化剂成分可与有机磷催化剂联合使用。脱羰基的反应混合物通常含有生成的碳酸二芳基酯(一般含量为50-95重量％)、未反应的草酸二芳基酯、催化剂、副产的含呋喃环的化合物(即，呋喃衍生物)和其它诸如具有更高或更低沸点的副产物。蒸馏或蒸发脱羰基的反应混合物以便将生成的碳酸二芳基酯与催化剂成分分离。可在已知的蒸馏装置或蒸发器中进行所述的蒸馏或蒸发。使用降膜蒸发器和薄膜蒸发器是有利的。在蒸馏或蒸发中，可在约0.1-50kPaA、优选约0.2-20kPaA减压范围内将反应混合物加热到约100-250℃、优选130-200℃的温度范围内，其与脱羰基反应的反应温度类似，以便回收含有需要的碳酸二芳基酯、未反应的草酸二芳基酯和低沸点副产物的气态混合物。气态混合物生成了第一馏出物，其优选含有约70-95重量％碳酸二芳基酯和约5-25重量％草酸二芳基酯。在气态混合物中碳酸二芳基酯和草酸二芳基酯的总量优选在80-99.9重量％、更优选85-99.0重量％的范围内。气态混合物还含有约0.1-5重量％多种副产物。副产物含有诸如苯酚和呋喃衍生物的沸点低于碳酸二芳基酯沸点的副产物和沸点高于碳酸二芳基酯沸点的副产物。气态混合物优选几乎不含有脱羰基催化剂衍生的成分。含呋喃环的化合物的代表性例子是苯并呋喃-2，3-二酮或其衍生物，其被认为是通过下文机理(2)所述的Fries重排反应由草酸二芳基酯或其衍生物副产的 在上文所述的通式中，R是草酸二芳基酯的苯基的取代基，相当于前述式(1)中的Ar1和Ar2。蒸发脱羰基反应的反应混合物后，在蒸发装置中留有催化剂成分(例如从鏻催化剂衍生的鏻盐成分)、未蒸发的碳酸二芳基酯、未蒸发的草酸二芳基酯和其它沸点高于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其含有主要部分的碳酸二芳基酯和含量不大于１ｐｐｍ的含呋喃环的化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉濑良二，田中秀二，柏木公一，土井隆志，井伊宏文，西尾正幸，吉田信一，浅田裕，宫本一夫，
申请(专利权)人：宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]