[发明专利]二芳基碳酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及二芳基碳酸酯的制备方法。

背景技术

二芳基碳酸酯是用于生产芳族聚碳酸酯(下文有时简称为聚碳酸酯)的重要初始物料。聚碳酸酯是在许多不同制造业中广泛使用的原料。由于其高硬度及良好的透明度，所述材料可以在如车窗和光学镜头等多种领域中应用。据信在未来几年内对聚碳酸酯的需求将大大增加，这要求在效率和环境影响方面改进聚碳酸酯生产。

聚碳酸酯可以通过二芳基碳酸酯与芳族二羟基化合物聚合进行制备。所述所述芳族二羟基化合物可以是双酚A(BPA或双酚A)，即2，2-双(4-羟基苯基)丙烷。由US-A 5,747,609已知通过使二芳基碳酸酯与芳族二羟基化合物聚合生产聚碳酸酯。该文献还描述了由二烷基碳酸酯与芳族醇生产二芳基碳酸酯。在该反应中发生二烷基碳酸酯的酯交换，由此总体产生二芳基碳酸酯和作为副产物获得链烷醇。二烷基碳酸酯可由亚烷基碳酸酯和链烷醇制得。该反应作为有用的产物不仅产生可以用于制备二芳基碳酸酯的二烷基碳酸酯，还产生有用的链烷二醇。对于该反应，技术人员可以使用已经在二烷基碳酸酯和芳族醇的酯交换中释放的链烷醇。

一般而言，上述二烷基碳酸酯与芳族醇直接反应产生二芳基碳酸酯不是热力学有利的。例如，碳酸二甲酯和酚的反应的平衡常数Keq＝10^-7。这意味着反应物必须大量过量以生产二芳基碳酸酯。结果，必需大的反应器，这增加了总成本和因此降低了效率。

另外已知的用于由芳族醇生产二芳基碳酸酯的方法是其中使芳族醇例如酚与碳酰氯(COCl₂)而不是二烷基碳酸酯反应的方法。但该方法的固有缺陷是利用有害的碳酰氯和产生含氯化物的废物物流。因此，使用碳酰氯明显具有负面的环境影响。

已经建议在二烷基碳酸酯与芳族醇的反应中对不利反应平衡的解决方案。但这些解决方案仍然涉及使用芳族醇，只是不再包括所述醇与二烷基碳酸酯的直接反应。将芳族醇转化成与芳族醇本身相比具有与二烷基碳酸酯更有利的反应平衡的中间产物。

例如，US-A 5,543,546中建议在第一步中，通过使酚(PhOH)与丙酸甲酯反应将酚转化成丙酸苯酯和甲醇(MeOH)。在第二步中，使中间产物丙酸苯酯与碳酸二甲酯(DMC)反应成丙酸甲酯和所需的二苯基碳酸酯(DPC)。将第二步中形成的丙酸甲酯循环至第一步。在所述两个步骤中的反应和其中循环丙酸甲酯的联合方法的净反应如下所示：

(1)2PhOH+2丙酸甲酯→2丙酸苯酯+2MeOH

(2)2丙酸苯酯+DMC→2丙酸甲酯+DPC

净反应：2PhOH+DMC→DPC+2MeOH。

包括使用丙酸苯酯作为中间产物的这类方法的缺点是需要将丙酸甲酯循环至联合方法的第一步。这降低了总效率。另外和更重要的是，由于所述方法中仍然使用酚，所以不利的反应平衡问题实际上转移至其中使酚与丙酸甲酯反应的第一步。这意味着在该第一步中也需要反应物大量过量，在这种情况下产生中间产物丙酸苯酯。

现有技术(参见例如US-A 4,533,504)中建议的另一种中间产物是在第一步中通过使酚与烯酮反应形成的，该反应产生乙酸苯酯。在第二步中，该中间产物乙酸苯酯与DMC反应成乙酸甲酯和所需的DPC。最终，在第三步中，所述乙酸甲酯转化成烯酮和甲醇。将第三步中形成的烯酮循环至第一步。在所述三个步骤中的反应和其中循环烯酮的联合方法的净反应如下所示：

(1)2PhOH+2烯酮→2乙酸苯酯

(2)2乙酸苯酯+DMC→2乙酸甲酯+DPC

(3)2乙酸甲酯→2烯酮+2MeOH

净反应：2PhOH+DMC→DPC+2MeOH。

包括循环烯酮的所述方法具有如上针对其中将丙酸甲酯循环至第一步的方法所讨论的相同缺点。此外，前一方法的缺点在于首先需要将第一中间产物化合物转化成第二中间产物化合物，随后可以将第二中间产物化合物转化成待循环的烯酮。

现有技术(参见例如US-A 5,349,102)中建议的另一种方法是其中在第一步中由酚和乙酸酐形成乙酸苯酯和乙酸的方法，其中将所述乙酸苯酯用作中间产物，和该方法具有与其中使用烯酮的上述方法相同的缺点。与上述方法类似，在第二步中，将乙酸苯酯和DMC转化成乙酸甲酯和DPC。但在第三步中，使所述乙酸甲酯与一氧化碳反应产生乙酸酐，随后将乙酸酐循环至第一步。在所述三个步骤中的反应和其中循环乙酸酐的联合方法的净反应如下所示：

(1)2PhOH+2乙酸酐→2乙酸苯酯+2乙酸

(2)2乙酸苯酯+DMC→2乙酸甲酯+DPC

(3)2乙酸甲酯+2CO→2乙酸酐