[发明专利]酸掺杂的导电态聚苯胺的新用途

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物的新用途，特别是涉及酸掺杂的导电态聚苯胺作为二氧化碳与 环氧烷进行环加成反应合成环状碳酸酯的催化剂的用途。

背景技术

环状碳酸酯是一种优良的非质子极性溶剂，是药物与精细化学重要中间体，是合 成聚氨酯橡胶，尿素塑料和异氰酸盐的中间产物，以及合成聚碳酸酯和其它高分子材 料的前驱体，在化学工业中有广泛的应用(A.-A.G.Shaikh，S.Sivaram，Chem.Rev. 1996，96，951)。

环状碳酸酯可由二氧化碳与环氧烷进行环加成反应来合成。二氧化碳作为廉价且 丰富的一碳资源在有机合成中可以用来制备多种高附加值的化工产品，并且，二氧化 碳是引起温室效应的主要气体，随着全球气候逐渐变暖，二氧化碳的固定和转化也日 益引起人们的重视。二氧化碳与环氧物的环加成反应是二氧化碳化学固定的成功范例 之一，该反应过程简单，产率和选择性高，因而受到广泛的重视。环氧烷和二氧化碳 环加成合成环状碳酸酯反应式如下：

许多均相催化剂如季铵盐(J.Sun，L.Wang，S.J.Zhang，Z.X.Li，X.P.Zhang， W.B.Dai，R.H.Mori，J.Mol.Catal.A：Chem.2006，256，295)，过渡金属配 合物(X.B.Lu，B.Liang，Y.J.Zhang，Y.Z.Tian，Y.M.Wang，C.X.Bai，H. Wang，R.Zhang，J.Am.Chem.Soc.2004，126，3732)，碱金属盐(N.Kihara，N. Hara，T.Endo，J.Org.Chem.1993，58，6198)，离子液体(H.Yang，Y.Gu，Y.Deng， F.Shi，Chem.Commun.2002，274)等都可以作为这个反应的催化剂。但均相催化剂 又具有难于回收，产物难于分离的缺点。异相催化剂也有不少报道，如金属氧化物(K. Yamaguchi，K.Ebitani，T.Yoshida，H.Yoshida，K.Kaneda，J.Am.Chem.Soc. 1999，121，4526)，离子交换树脂(Y.Du，F.Cai，D.L.Kong，L.N.He，Green Chem. 2005，7，518)，以及各种固载的催化剂(E.J.Doskocil，S.V.Bordawekar，B.G. Kaye，R.J.Davis，J.Phys.Chem.B.1999，103，6277)，由于这些催化剂或多 或少的存在一些缺点，不能满足工业需要，因此工业上制备环状碳酸酯不得不采用均 相催化剂，导致催化剂回收困难。

酸掺杂的导电态聚苯胺可按照文献(J.Huang，R.B.Kaner.Angew.Chem.Int. Ed.2004，43，5817)合成，去质子化后可以得到具有纳米短纤维形貌的本征态聚苯 胺。进一步，该本征态聚苯胺还能掺杂不同的质子酸，得到不同的酸掺杂的导电态聚 苯。酸掺杂的导电态聚苯胺通常应用在化学传感器、电池、抗静电和抗腐蚀涂料等领 域(A.G.MacDiarmid，Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，2581)。

发明内容

本发明的目的是提供酸掺杂的导电态聚苯胺的新用途。

本发明发明人通过实验证实，酸掺杂的导电态聚苯胺对于二氧化碳与环氧烷进行 环加成反应合成环状碳酸酯的反应具有良好的催化活性，而且，该催化剂为聚合物， 为非均相催化剂，易于从反应产物中分离，因此，酸掺杂的导电态聚苯胺可以作为二 氧化碳与环氧烷进行环加成反应的催化剂而得到广泛应用。

其中，酸掺杂的导电态聚苯胺按如下过程制备：将本征态聚苯胺加入到质子酸溶 液中，常温下搅拌反应，经过滤、洗涤、干燥，得到酸掺杂的导电态聚苯胺。

优选的，质子酸为氢卤酸，更优选的，为氢碘酸。

以酸掺杂的导电态聚苯胺为催化剂催化二氧化碳与环氧烷的环加成反应时，对于 反应条件并没有特殊要求，可以在这类反应的各种条件下进行，例如，二氧化碳的压 力为2—7MPa，反应温度为100—115℃时，均可以得到反应产物。优选的，二氧化 碳的压力为5MPa，反应温度为115℃。

在进行反应时，选用了四种常用的环氧烷，其结构式如式I。

其中，R为CH₃、ClCH₂、Ph、PhO。