本发明专利技术公开了一种用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，所述催化剂为2，6‑二（2‑醛基苯氧甲基）吡啶缩3‑氨基噻吩锌配合物，该催化剂在催化二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯时，催化剂与氧化环己烯的质量比是1:100~1000，聚合温度为60~150℃，二氧化碳压强为1~6MPa，反应时间6~36h。本发明专利技术在上述的反应条件下，可以得到不同分子量的脂肪族聚碳酸酯，催化效率最高达到1912g聚合物/g 锌，共聚物中聚碳酸酯摩尔含量超过95%。利用本发明专利技术的催化剂催化二氧化碳与氧化环己烯共聚反应，催化反应条件相对温和，操作简单，反应不加入有机溶剂，产物易分离。
【技术实现步骤摘要】
一种用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂。
技术介绍
二氧化碳不仅是一种温室气体，同时也是一种来源广泛、环境友好、廉价无毒的碳源，其应用领域也不断地拓展为高附加值化工产品的原料。目前，全世界有1.1亿吨二氧化碳用在化学品合成中，主要是在尿素、水杨酸、甲醇、碳酸二甲酯以及高分子材料等工业领域。以二氧化碳为原料合成高分子量的聚合物，不需经过氧化-还原过程，只需要较少的能量就可以引发反应，得到新型的二氧化碳共聚物树脂材料。近年来，引起人们的广泛关注，并被认为是潜在的利用二氧化碳的最有效途径。但较高的热力学稳定性限制了它的应用，因此开发催化二氧化碳和氧化环己烯共聚反应的高效催化剂是该领域研究的重点。井上祥平提出了一种基于四苯基卟啉配体结构的单中心催化剂，（SugimotoH,OhshimaH,InoueS.Alternatingcopolymerizationofcarbondioxideandepoxidebymanganeseporphyrin:Thefirstexampleofpolycarbonatesynthesisfrom1-atmcarbondioxide.JournalofPolymerSciencePartA:PolymerChemistry,2003,41(22):3549~3555）。该催化剂尽管分子量低，反应时间很长，但该反应可以得到分子量分布很窄的单分散聚碳酸酯；Coates的研究小组发现了一种对二氧化碳/氧化环己烯共聚效率很高，具有活性聚合特征的高位阻β-二亚胺（BDI）锌催化体系，反应条件温和，低温（50℃）低压（MooreDR,ChengM,LobkovskyEB,etal.ElectronicandstericeffectsoncatalystsforCO2/epoxidepolymerization:Subtlemodificationsresultinginsuperioractivities.AngewandteChemie,2002,114(14):2711~2714；MooreDR,ChengM,LobkovskyEB,etal.MechanismofthealternatingcopolymerizationofepoxidesandCO2usingβ-diiminateainccatalysts:Evidenceforabimetallicepoxideenchainment.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2003,125(39):11911~11924）；张敏等人用4,4’-亚甲基二苯胺和乙酰丙酮低聚物制备BDI配体与二乙基锌配合物（AMDA-ZnOAc），利用分子链提供位阻，催化CHO/CO2共聚活性很高（ZhangM,ChenLB,QinG,etal.CopolymerizationofCO2andcyclohexeneoxideusinganovelpolymericdiimidecatalyst.JournalofAppliedPolymerScience,2003,87(7):1123~1128）；Darensbourg和Yarbrough报道空气稳定的SalenMX配合物可作为氧化环己烯和二氧化碳交替共聚有效的催化剂（DarensbourgDJ,YarbroughJC.Mechanisticaspectsofthecopolymerizationreactionofcarbondioxideandepoxides,usingachiralsalenchromiumchloridecatalys.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2002,124（22）：6335-6342.）在已报道的用于二氧化碳和氧化环己烯共聚的催化体系中，希夫碱类催化体系如β-二亚胺基锌催化体系、salen金属配合物催化体系催化共聚的反应速率高，催化性能较好，合成聚合物分子量高，是目前该领域最具工业应用前景的催化剂之一。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种一种用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，所述催化剂为2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物，结构式如下：。所述2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物的制备方法如下：（1）2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩配体的制备：取3-氨基噻吩与2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶分别溶于甲醇中，室温下一边搅拌一边把2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶溶液滴加到3-氨基噻吩溶液中，滴加完毕后，加热回流，继续搅拌0.5~2h，过滤出沉淀物，沉淀物用乙醚洗涤，干燥，得到配体；（2）2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物的制备：称取2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩配体放入容器中，对容器抽真空，然后充入氮气至常压，在氮气保护下，加入甲苯溶解2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩配体，在冰盐浴冷却下加入二乙基锌的甲苯溶液，搅拌0.5~1h后，撤去冰盐浴，常温搅拌1h，减压抽走甲苯以及未反应的二乙基锌，得到2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物。所述步骤（1）中3-氨基噻吩与2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶的摩尔比为1.8~2.2:1。所述步骤（2）中2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩配体与二乙基锌的摩尔比为1:1~1.25。利用所述的用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂催化二氧化碳和氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的方法，步骤如下：a、将作为催化剂的2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物放入真空干燥的高压反应釜中，在温度为100℃条件下真空干燥1h，冷却至室温，充入二氧化碳至常压；向反应釜中加入氧化环己烯，升温至60~150℃，充入二氧化碳，保持压强在1~6MPa，磁力搅拌，反应6~36h后，冷却至室温，停止反应；b、将反应液取出，蒸馏除去未反应的氧化环己烯，将剩余物用二氯甲烷溶解、过滤，滤液依次用稀酸、稀碱和蒸馏水洗涤后，滴入高速搅拌的甲醇中，即析出白色固状物；过滤，真空干燥，即得共聚反应产物聚碳酸环己烯酯。所述步骤a中催化剂与氧化环己烯的质量比为1:100~1000。所述步骤b中甲醇质量为滤液质量的200~500%。本专利技术在上述的反应条件下，可以得到不同分子量的脂肪族聚碳酸酯，催化效率最高达到1912g聚合物/g锌，共聚物中聚碳酸酯摩尔含量超过95%。利用红外光谱和核磁氢谱对聚合产物进行表征。聚合物在红外光谱中各个特征峰的归属如下：1465，1383，2993cm-1(CH3)；790，1473，2879cm-1(CH2)；2882cm-1，1341cm-1(CH)；1746cm-1(C=O)；1254cm-1(C-O)。17本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，所述催化剂为2，6‑二（2‑醛基苯氧甲基）吡啶缩3‑氨基噻吩锌配合物，结构式如下：
【技术特征摘要】
1.一种用于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，所述催化剂为2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物，结构式如下：。2.根据权利要求1所述的于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，其特征在于：所述2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物的制备方法如下：（1）2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩配体的制备：取3-氨基噻吩与2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶分别溶于甲醇中，室温下一边搅拌一边把2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶溶液滴加到3-氨基噻吩溶液中，滴加完毕后，加热回流，继续搅拌0.5~2h，过滤出沉淀物，沉淀物用乙醚洗涤，干燥，得到2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩配体；（2）2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物的制备：将2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩配体放入容器中，对容器抽真空，然后充入氮气至常压，在氮气保护下，加入甲苯溶解2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩配体，在冰盐浴冷却下加入二乙基锌的甲苯溶液，搅拌0.5~1h后，撤去冰盐浴，常温搅拌1h，减压抽走甲苯以及未反应的二乙基锌，得到2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶缩3-氨基噻吩锌配合物。3.根据权利要求2所述的于二氧化碳与氧化环己烯共聚反应制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，其特征在于：所述步骤（1）中3-氨基噻吩与2，6-二（2-醛基苯氧甲基）吡啶的摩尔比为1.8~2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王延伟，王娜，赵珂，张雅琪，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南,41
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