[發明專利]用于從雙脫水己糖醇碳酸二烷基酯制造聚碳酸酯的方法

有效

• 申請號: 201280017439.4
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN103703051B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: M·伊貝爾;E·若西安;H·維亞爾
• 申請（專利權）人: 羅蓋特公司
• 主分類號: C08G64/02
• 分類號: C08G64/02;C08G64/30
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 陳文平

發明領域

本發明涉及一種用于制造具有將在以下進行描述的優點的聚碳酸酯的新穎方法，并且涉及可以經由這種方法獲得的聚碳酸酯。

技術問題

面對化石資源(如石油)的耗竭和價格上漲，源自短期可再生生物資源的聚合物的研發已經在生態上和經濟上變得勢在必行。

在這種背景下，使用源自植物(聚)糖類的雙脫水己糖醇作為用于通過縮聚反應制造聚合物的二羥基化單體似乎是替代石化來源的單體的一種有前途的方法。

在這些聚合物之中，聚碳酸酯類是具有有利特性、特別是有利機械或光學特性的非晶態熱塑性材料。常規地，它們是通過二元醇和碳酸二苯酯、光氣或雙光氣的縮聚反應獲得。

作為舉例，專利申請EP2033981A1中描述了基于雙脫水己糖醇的聚碳酸酯的制備。所述文獻描述了異山梨醇的、至少一種第二脂環族二元醇、以及碳酸二苯酯的一種混合物的縮聚反應。

該方法具有以下缺點：產生大量的毒性化合物酚作為該聚合反應的副產物。

在大分子(Macromolecules)，2006，9061-9070中，由Saber CHATTI撰寫的、名稱為“異山梨醇的環狀和非環狀聚碳酸酯(1，4∶3，6-雙脫水-D-葡萄糖醇)”(“Cyclic and Noncyclic Polycarbonates of Isosorbide(1，4∶3，6-dianhydro-D-glucitol)”)的文章中還描述了一種用于制造基于異山梨醇的聚碳酸酯的方法的另一個實例。使得能有效地制造聚碳酸酯的僅有的方法本身使用毒性的、或甚至劇毒的試劑或溶劑，如光氣、雙光氣、吡啶或雙氯甲酸酯。

還可以提及專利申請US2004/0241553A1，該申請描述了一種離子傳導電解質和一種電解質鹽，該離子傳導電解質是基于包含雙脫水己糖醇碳酸酯基團的一種化合物。基于雙脫水己糖醇碳酸酯的這種電解質化合物可任選地是一種聚合物。

在所述文獻的化學式(6)中所描述的用于制造這種電解質化合物的一種中間體是選自某些雙脫水己糖醇碳酸二烷基酯和雙脫水己糖醇碳酸二苯酯。然而，根據其中這種化合物是一種聚合物的變化形式，它往往是從雙脫水己糖醇碳酸二苯酯制造的。

用于制造這種聚合物化合物的方法還產生酚。

該聚合物是通過與選自脂肪族二元醇類和低聚醚類的一種單體的共聚反應來獲得的。這樣產生一種柔性聚合物，這種柔性是獲得該電解質的良好離子傳導性的一個必要條件。

雖然例如從文獻US2010/196720已知可以通過使碳酸二烷基酯與異山梨醇和一種環狀二元醇反應來制造聚碳酸酯，但是本申請人已經觀察到經由這些方法獲得的產率通常是不令人滿意的(參見實例)。

因此目前仍然需要找到用于制造在室溫下是剛性的聚碳酸酯的新穎途徑。

通過表述“在室溫下是剛性的聚碳酸酯”，本申請人意指具有大于或等于的50℃的玻璃化轉變溫度的一種聚碳酸酯。

具體地說，找到產生比通常在標準合成方法中所產生的那些毒性低的化合物的方法是有利的。

對于這種方法來說，還有利的是使用略微毒性的試劑。

在它的研究過程中，本申請人已經成功地研發了一種用于獲得包含衍生自特定雙脫水己糖醇衍生物的單元的聚碳酸酯的新穎方法，所述聚碳酸酯具有一種剛性性質，同時滿足以上所列出的問題中的至少一個。

確切地說，通過使用根據本發明的方法，有可能在制造過程中不產生任何酚，而產生毒性較低的醇。

此外，該方法還使得有可能免除使用毒性試劑如光氣及其衍生物。

這種新穎方法包括通過二碳酸烷基酯類型的一種雙脫水己糖醇衍生物與一種環狀二元醇之間的酯基轉移而進行的一種縮聚反應。

因此形成的聚碳酸酯可以用于任何類型的應用中，包括要求最高的應用。

發明概述

因此本發明的一個主題是一種用于制造具有大于或等于50℃的玻璃化轉變溫度的一種聚碳酸酯的方法，該方法包括：

■步驟(1)將一種具有以下化學式的單體(A)引入到一個反應器中：

R1和R2是相同的或不同的烷基基團；

■步驟(2)將至少一種環狀二元醇或包含至少20mol％的多種環狀二元醇的一種二元醇類的混合物(B)引入到該反應器中；

■隨后的步驟(3)通過包含單體(A)和(B)的單體混合物的酯基轉移進行縮聚反應；

■步驟(4)回收在步驟(3)中所形成的聚碳酸酯。