System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种PC塑聚一步法定向制备双酚A二甲醚的方法技术_技高网
当前位置: 首页 > 专利查询>浙江大学专利>正文

一种PC塑聚一步法定向制备双酚A二甲醚的方法技术

技术编号:41274853 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-11 09:27
本发明专利技术公开了一种PC塑聚一步法定向制备双酚A二甲醚的方法,涉及废旧资源综合利用和原材料的梯级利用。本发明专利技术方法的产物为双酚A二甲醚和碳酸二甲酯。以PC为例,该方法使用碳酸二甲酯作为甲基源,多类绿色离子液体催化剂催化PC解聚,实现一步法制备双酚A二甲醚。本发明专利技术可用于废旧PC材料的解聚升级,也适用于各类含羟基和氨基官能团的化合物的甲基化反应,产物为相应醚、胺和双酚A二甲醚等化合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高选择性pc解聚升级生产双酚a二甲醚的方法,涉及废旧资源综合利用和原材料的梯级利用。更具体而言,本专利技术涉及碳酸二甲酯参与的pc直接甲基化反应,并获得高产率的双酚a二甲醚。


技术介绍

1、聚碳酸酯(pc)是一种重要的工程塑料,具有耐冲击性、耐高温性和耐化学性等优良性质,广泛应用于电子产品外壳、汽车零部件、光学器件、医疗器械、建筑材料和包装材料等。由于pc塑料硬度较高以及不同类型的添加剂的存在导致回收和再利用的难度增加,因此目前pc塑料主要采用物理法回收。废弃pc塑料经收集分类、破碎、清洗、熔融和再加工后制成新的塑料制品,但该方法对设备机械强度要求较高,熔融步骤需要较高的加热温度和能量消耗,且回收pc塑料的质量和性能下降。因此迫切需要更高效温和的技术和方法来完善pc塑料的回收处理方式,实现更高效和可持续的废弃pc塑料高值化再利用。

2、目前,pc废弃塑料化学升级回收途径主要包括热解、加氢裂化、液化、醇解、氨解、水解和糖酵解。其中热解和加氢裂化、液化主要是通过高温高压使聚合物分解为低分子量化合物,可以实现废pc塑料向液体燃料或其它芳香族化合物的转化。然而上述策略因苛刻的反应条件导致反应选择性差,产物分布较广,且无法实现pc塑料的闭环回收,而pc溶剂解则是一种更加绿色温和的途径,通过甲醇、乙二醇、水等亲核试剂进攻碳酸酯键(-o-c(=o)-o-)键实现c-o键断裂得到单体双酚a(bpa)和其它高附加值化学品。bpa是pc废弃物解聚后的最主要功能单体,同时也在聚合物的循环制造中充当重要角色,不仅可以控制pc分子结构和分子量的分布,还可以显著提高pc的强度和耐磨性。但有研究表明bpa可能干扰内分泌系统对健康造成潜在风险,已于2022年被欧盟列入高关注物质清单。虽然有些行业已经采取了一系列措施限制或替代bpa在食品包装、婴儿用品和其它相关领域的使用,尽管如此,pc的生产速度仍呈现逐年增长的趋势,现如今pc产能已达到600万吨/年。因此,开发pc废弃物定向转化为毒性低,结构相似的的bpa替代品已是当前废pc处理及闭合循环再生领域亟需突破的技术瓶颈。

3、双酚a二甲醚(bpame)是一类bpa结构的类似化学品,bpame具备bpa作为塑料单体用于聚碳酸酯和环氧树脂等聚合物的制备的功能外,还可以用于半导体材料和杀虫剂的制备以及癌症研究。此外有研究表明bpame对人体某些酶的抑制作用要弱于bpa,如h3β-hsd2,它主要存在于肾脏中的肾小管上皮细胞中,在肾脏代谢中扮演者重要角色。目前bpame主要是通过bpa与毒性较大的甲基化试剂(硫酸二甲酯或甲基碘)的甲基化反应制备,通常bpame产率低于90%。因此,开发bpame高效绿色的合成途径是亟待解决的行业难题。

4、离子液体(il),又称为低温熔融盐、室温离子液体,是指由弱配位的有机阳离子和无机/有机阴离子组成的、熔点一般低于100℃的盐。il具有电化学窗口大、溶解度好、热稳定性好、可循环利用性、结构和性质的可设计性以及功能的可调控性等优点,使其不仅可以作为许多化学反应的优良溶剂,还可以作为反应的催化剂。目前利用离子液体催化pc解聚的研究主要有醇解和水解,但普遍存在离子液体用量较大、反应温度较高及产物选择性低的问题。

5、dmc是一种较为环保的甲基化试剂,具有低毒性和低挥发性,在使用过程中对人体和环境的影响较小,已经广泛应用于羟基、氨基和羧基等官能团的甲基化反应直至。


技术实现思路

1、本专利技术针对pc废塑料解聚和产物定向升级需求,以及现有技术存在的缺点,提供了一种碳酸酯或羧酸酯介导的聚碳酸酯解聚升级为双酚a二甲醚的方法。以pc作为典型代表,该方法使用绿色离子液体催化pc和dmc的酯交换反应。该反应中,dmc作为甲基源,可一锅法实现pc到双酚a二甲醚的转化。

2、本专利技术所采用的具体技术方案如下:

3、

4、第一方面,本专利技术提供了一种pc塑聚一步法定向制备双酚a二甲醚的方法,其包括:

5、s1、将待转化原料、烷基化试剂、离子液体催化剂以及反应溶剂置于反应釜中构成反应体系;

6、所述待转化原料为粉碎的聚碳酸酯(pc)类材料;

7、所述烷基化试剂为碳酸二甲酯或焦碳酸二甲酯;

8、所述离子液体催化剂为咪唑型离子液体[emim][br]或[bmim][br],结构式如下:

9、

10、所述反应溶剂为n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、γ-戊内酯、乙腈、甲苯、2-甲基四氢呋喃和1,4-二氧六环中的一种;

11、s2、将含有所述反应体系的所述反应釜置于140~160℃解聚温度下进行4~8小时的解聚反应,反应完成后降至室温,得到解聚产物双酚a二甲醚和碳酸二甲酯。

12、第二方面,本专利技术提供了一种一步法定向制备醚类化合物的方法,其包括:

13、s1、将待转化原料、烷基化试剂、离子液体催化剂以及反应溶剂置于反应釜中构成反应体系;

14、其中所述待转化原料为包含酚类化合物,所述酚类化合物包括对甲基苯酚、4-异丙基苯酚、4-溴苯酚、4-硝基苯酚或愈创木酚;

15、所述烷基化试剂为碳酸二甲酯或焦碳酸二甲酯;

16、所述离子液体催化剂为咪唑型离子液体[emim][br]或[bmim][br],结构式如下:

17、

18、所述反应溶剂为n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、γ-戊内酯、乙腈、甲苯、2-甲基四氢呋喃和1,4-二氧六环中的一种;

19、s2、将含有所述反应体系的所述反应釜置于140~160℃解聚温度下进行4~8小时的解聚反应,反应完成后降至室温,得到解聚产物为待转化原料对应的醚。

20、第三方面,本专利技术提供了一种一步法定向制备n-甲基化的化合物的方法,其包括:

21、s1、将待转化原料、烷基化试剂、离子液体催化剂以及反应溶剂置于反应釜中构成反应体系;

22、其中所述待转化原料为包含胺类化合物或吲哚,所述胺类化合物包括对苯胺,对甲基苯胺,4-异丙基苯胺,3-乙烯基苯胺或1-萘胺;

23、所述烷基化试剂为碳酸二甲酯或焦碳酸二甲酯;

24、所述离子液体催化剂为咪唑型离子液体[emim][br]或[bmim][br],结构式如下:

25、

26、所述反应溶剂为n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、γ-戊内酯、乙腈、甲苯、2-甲基四氢呋喃和1,4-二氧六环中的一种;

27、s2、将含有所述反应体系的所述反应釜置于140~160℃解聚温度下进行4~8小时的解聚反应,反应完成后降至室温,得到解聚产物为待转化原料对应的n-甲基化的化合物。

28、作为上述第一方面、第二方面和第三方面的优选,所述反应体系中,以摩尔量计,所述烷基化试剂的加入量为待转化原料的4~6倍。

29、作为上述第一方面、第二方面和第三方面的优选,所述反本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种PC塑聚一步法定向制备双酚A二甲醚的方法,其特征在于,包括:

2.一种一步法定向制备醚类化合物的方法,其特征在于,包括:

3.一种一步法定向制备N-甲基化的化合物的方法,其特征在于,包括:

4.如权利要求1~3任一所述的方法,其特征在于,所述反应体系中,以摩尔量计,所述烷基化试剂的加入量为待转化原料的4~6倍。

5.如权利要求1~3任一所述的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述离子液体催化剂的加入量为所述待转化原料的3~5mol%。

6.如权利要求1~3任一所述的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述反应溶剂的加入量为1~5mL/mmol待转化原料。

7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述聚碳酸酯类材料为聚碳酸酯材质的废弃物。

8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述废弃物形式为聚碳酸酯材质的废弃光盘、桶或薄膜。

9.如权利要求8所述的的方法,其特征在于,所述废弃物加入反应釜前需预先破碎为厘米级的片状、颗粒或粉末状。

10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述烷基化试剂优选为碳酸二甲酯,所述反应溶剂优选为N-甲基吡咯烷酮。

...

【技术特征摘要】

1.一种pc塑聚一步法定向制备双酚a二甲醚的方法,其特征在于,包括:

2.一种一步法定向制备醚类化合物的方法,其特征在于,包括:

3.一种一步法定向制备n-甲基化的化合物的方法,其特征在于,包括:

4.如权利要求1~3任一所述的方法,其特征在于,所述反应体系中,以摩尔量计,所述烷基化试剂的加入量为待转化原料的4~6倍。

5.如权利要求1~3任一所述的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述离子液体催化剂的加入量为所述待转化原料的3~5mol%。

6.如权利要求1~3任一所...

【专利技术属性】
技术研发人员:梅清清张铭浩白月
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1