[发明专利]碳酸亚烷基酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过环氧烷烃的催化羧基化制备碳酸亚烷基酯的方法。

背景技术

碳酸亚烷基酯如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯广泛用作工业过程中的溶剂和稀释剂。它们通常用作商业产品如化妆品和药品的原材料。碳酸亚烷基酯也可以用作从环氧烷烃制备亚烷基二醇的中间体。

碳酸亚烷基酯在商业上通过二氧化碳与适当环氧烷烃反应生产。在本领域，通常提议将离子卤化物如季铵卤化物、季卤化物和金属卤化物作为此反应的催化剂。

根据JP-A-57,106,631，作为亚烷基二醇的两步骤制备中的中间体的碳酸亚烷基酯的制备可以通过在碱金属卤化物存在下环氧烷烃与二氧化碳的反应进行。

US-A-4,314,945涉及在特征为通式M+A-的催化剂存在下通过相应环氧烷烃与二氧化碳的反应制备碳酸亚烷基酯，其中M是钾和A是碘或M是季铵阳离子(R₁R₂R₃R₄N⁺)和A是溴、氯或碘。反应在碳酸亚烷基酯中进行。

US-A-4,786,741涉及在催化组合物和水存在下环氧烷烃与二氧化碳的反应。所列举的催化组合物包含有机季铵卤化物、有机季卤化物、有机锍卤化物和有机锑卤化物。

JP-A-59,013,741教导了从环氧乙烷通过碳酸亚乙酯生产乙二醇的方法。形成碳酸亚乙酯的环氧乙烷与二氧化碳的反应采用季卤化物催化。

已知季和季铵卤化物在适于环氧烷烃羧基化的反应条件下降解。这可导致产品物流被降解产品污染和因此导致要求产品的纯度降低。在季铵卤化物的情况下降解产品可包括胺，该胺是恶臭化合物和可以在非常低的污染水平(如ppm或ppb水平)下通过它们的气味而检测到。

在本领域中存在金属卤化物与聚醚(如聚乙二醇)和冠醚的组合作为环氧烷烃到碳酸亚烷基酯的羧基化反应的催化组合物的几个例子。

通过与1，2-环氧丙烷的反应，作为丙烷-1，2-二醇碳酸酯固定大气二氧化碳在K.Kasuga，N.Kabata，Inorganica Chimica Acta，257(1997)277中有教导。在此当在氯仿或二氯甲烷中进行时，发现碘化钠和15-冠-5的组合对于此反应得到丙烷-1，2-二醇碳酸酯的最高收率。

在G.Rokicki，W.Kuran，B.Pogozelska-MarciniakMonatshefte für Chemie，115(1984)205中描述的试验涉及钾盐相转移剂体系在得到相应碳酸酯的各种环氧化物与二氧化碳的反应中作为催化剂的用途。在这些试验中，反应在不存在溶剂下进行。

在W.Huang，S.Wu等人.分子催化，12(1998)447-452中，对于在四氢呋喃(其在使用之前干燥)中环氧乙烷与二氧化碳的反应，将与碘化钾结合使用二甘醇、三甘醇和聚乙二醇和二苯并-18-冠-6作为羧基化催化剂与使用包含金属铁的环醚进行比较。

JP-A-56,128,778涉及在碳酸亚烷基酯的制备中碱金属卤化物与冠状化合物的组合。制备反应也是在不存在溶剂下进行。

环氧化物的爆炸潜力是公知的。因此，在商业规模上使用未稀释的这些化合物是不利的。

发明内容

本发明提供在催化组合物和水存在下环氧烷烃与二氧化碳的催化羧基化方法，其中催化剂组合物包含碱金属卤化物和大环螯合化合物。

具体实施方式

我们现在令人惊奇地发现与使用现有技术中教导的催化组合物和条件的环氧烷烃到相应碳酸亚烷基酯的催化羧基化相比，在二氧化碳和水存在下包含碱金属卤化物和大环螯合化合物的催化组合物催化环氧烷烃到相应碳酸亚烷基酯的羧基化具有增加的活性和反应速率。

此外，在这种方法中有机溶剂的使用及随后的分离和处理是不必要的，同时也减少了由于未稀释环氧烷烃的爆炸危险。

用作本发明方法中原材料的环氧烷烃具有它们的常规定义，即它们是在它们的分子中含有连位氧化物(环氧)基团的化合物。

特别合适的是通式(I)的环氧烷烃，