[发明专利]用于制备碳酸二芳基酯的连续方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备碳酸二芳基酯的新方法，在该方法中碳酸二芳基酯是在碱和氮催化剂存在下用界面法将一元酚和光气在惰性溶剂中反应制备的。

发明内容

公开了一种用于制备碳酸二芳基酯的两阶段界面法。本发明涉及的对方法的改进包括在第一阶段中形成含有惰性溶剂、至少一种一元酚、光气和碱氢氧化物(alkali hydroxide)水溶液的反应混合物，所述反应混合物在设计成使混合物经受0.1巴(bar)和2.5巴压降(pressuredrop)的条件下以3～15米/秒的速度流过至少至少一个缩颈(constriction)，而且在第二阶段中所述混合物速度在设计成使该混合物经受0.1～0.5巴的压降的条件下以2～10米/秒的速度通过至少一个分散元件。所得产物用它的纯度和在熔体酯交换法中制备聚碳酸酯的适用性来表征。

背景技术

用界面法制备碳酸二芳基酯的方法基本可以从文献中了解到，即“Chemistry and Physics of Polycarbonates，”Polymer Reviews，H.Schnell，9卷，John Wiley和Sons，Inc.(1964)，50/51页。该方法对于本技术领域的技术人员来说是已知的而且可见述于上述文献以及例如U.S.4,016,190，即要求两相完全混合以满足反应进度要求。但是用已知的方法一直还没有获得收率和纯度特别是得到的碳酸二芳基酯中氯甲酸芳基酯含量都满意的结果。从现有技术特别是U.S.4,016,190这种情况入手，本发明的目的是提供一种可获得更好收率和纯度的碳酸二芳基酯的方法。特别重要的是避免将氯甲酸芳基酯夹带到终产物中，因为这种化合物在熔体酯交换法中干扰聚碳酸酯的形成。

具体实施方式

现已令人惊讶的发现，在碱存在下用界面缩聚方法(本文中称为界面法)将一元酚和光气在惰性溶剂中反应连续制备碳酸二芳基酯过程中，必要的是维持特殊的混合条件目的是可在短反应时间内获得最佳反应并在低温下得到高收率和满意纯度的碳酸二芳基酯。

还发现在各种情况下最佳的混合范围是反应阶段进度的函数。

根据本发明方法，所用碱可以是碱液，即钠Na、钾K、锂Li、或钙Ca的氢氧化物中任意一种的水溶液，优选氢氧化钠溶液，而且优选使用20～55重量％、特别优选30～50重量％的溶液。

光气可以液体或气体形式或者溶解在惰性溶剂中被使用。

用于反应的合适一元酚包括通式(I)的酚类：其中R是氢、叔丁基、卤素或支链或无支链C₈和/或C₉烷基，因此可以使用酚本身，烷基酚类如甲苯酚、对-叔丁基苯酚、对-枯基酚、对-正辛基酚、对-异辛基酚、对  正壬基酚和对-异壬基酚，卤代酚类如对-氯代酚、2，4-二氯代酚、对-溴代酚和2，4，6-三溴代酚。优选苯酚。

在本方法中使用的惰性有机溶剂包括，例如二氯甲烷、甲苯、各种二氯乙烷和氯丙烷化合物、氯苯和氯甲苯，优选使用二氯甲烷。

反应控制优选被连续实施而且优选以没有显著逆向混合的活塞式流动方式实施，例如这种方式可以用管式反应器进行操作，反应控制被分成两个连续阶段。

在第一阶段中，在横隔膜混合器、喷嘴混合器或动态混合器中将水相与有机相混合。优选使用喷嘴，例如组合的带有小孔或突变异径管的混淆器(confuser)/扩散器。

在所述第一阶段中水相以2～15米/秒、优选6～12米/秒的速度流过小孔。压降在0.1～2.5巴之间变化，优选0.5～1.5巴。在最窄横截面处的混合物速度为2～15米/秒而且压降为0.1～2巴。

反应发生在装有冷却设备优选液体分配器的反应器中以在混合元件的下游将反应混合物冷却至50℃以下、优选低于40℃的温度。

在第一阶段和第二阶段反应中混合物条件要确保高光气收率、高纯度碳酸二芳基酯、防止在终产物中含高浓度的氯甲酸芳基酯中间产物而且要求短反应时间。当具有较差混合性能时，反应是不完全的，即一元酚没有与光气充分反应，一方面，一元酚流进废水中，而另一方面，中间产物氯甲酸芳基酯被夹带到终产物中。当具有过分的高混合性能时发生光气与碳酸二芳基酯之间的高皂化裂解和反裂解(back-cleavage)，因此一方面一元酚流入废水中，而另一方面，要求更高过剩量的光气。