[发明专利]由碳酸二烷基酯制备碳酸二芳基酯的方法

说明书

相关申请的交叉引用

要求德国专利申请No.102010042937.6的优选权，其在此以其全部引入，作为用于全部有用目的之参考。

发明背景

本发明的领域涉及在催化剂存在下，由碳酸二烷基酯和至少一种单羟基化合物来连续制备碳酸二芳基酯的方法，和涉及其用于制备聚碳酸酯的用途。将在所用的碳酸二烷基酯制备中所获得的亚烷基二醇通过在催化剂存在下用一氧化碳进行氧化性羰基化，来再循环，以产生环状碳酸亚烷基酯（cyclic alkylene carbonate），其进而转化成碳酸二烷基酯。更具体的，该方法在于所获得的亚烷基二醇用于碳酸二苯基酯制备方法(DPC方法)。

已知的是碳酸二芳基酯，特别是碳酸二苯基酯，可以通过在在碱和催化剂存在下，在惰性溶剂中进行一元酚的相界面光气化(Schotten-Baumann反应)来获得。使用溶剂和氢氧化钠溶液是不利的，因为碱水溶液会引起光气或者氯碳酸酯的部分水解，获得大量的作为副产物的氯化钠，并且必须回收该溶剂和催化剂。

通过进行酯交换由脂肪族碳酸酯和一元酚来制备芳族和脂肪族-芳族碳酸酯(碳酸酯)原则上也是已知的。这种平衡反应，其中平衡位置几乎完全在脂肪族取代的碳酸酯方向上移动。所以从芳族碳酸酯和醇来制备脂肪族碳酸酯是相当容易的。但是，为了在朝着芳族碳酸酯的相反方向上进行该反应，必需将非常不利的平衡有效的朝着芳族碳酸酯一侧移动，对其来说，不但要使用非常活性的催化剂，还要使用合适的方法规则。

但是，从文献例如EP-A461274，DE-A4226755，DE-A4226756中已知的方法通常仅仅描述了这些方法步骤，其中用于产生碳酸二芳基酯的反应是通过酯交换和/或歧化反应来进行的。WO-A2006/033291，EP-A1775280，EP-A1767516，EP-A1767517，EP-A767518，EP-A1762559和EP-A1762560另外给出了关于制备碳酸二芳基酯所用的反应塔设备构造的暗示。但是，方法的经济可行性不仅与反应区域的加工区域有关，而且在某些情况中甚至在很大程度上，与随后的后处理（workup）步骤有关。

因为如经验所示，由芳族羟基化合物与碳酸二烷基酯反应来制备碳酸二芳基酯是非常耗能的，因此用于降低能耗的手段同样也起着重要作用。在这点来说，在文献中也存在着一些能量和设备整合的方案。

通过环状碳酸亚烷基酯和烷基醇的酯交换来制备碳酸二烷基酯是已知的，并且多有描述。US-6930195B将这种催化酯交换反应描述为两阶段平衡反应。在第一反应阶段，环状碳酸亚烷基酯与烷基醇反应来产生羟烷基烷基碳酸酯作为中间体。该中间体然后在第二反应阶段中借助于烷基醇转化，来产生碳酸二烷基酯和亚烷基二醇。

对于工业上进行碳酸二烷基酯制备方法来说，已经发现使用反应性蒸馏塔(在下文中也称作酯交换塔)是特别有利的，其已经描述在包括以下的文献中：EP530615A，EP569812A和EP1086940A。在EP569812A中，将环状碳酸亚烷基酯连续引入酯交换塔的上部，和将包含碳酸二烷基酯的烷基醇引入该酯交换塔的中部或者下部。另外，在包含碳酸二烷基酯的烷基醇的引入点下面，引入了本质上纯净的烷基醇。将高沸点混合物(其包括作为副产物而制备的亚烷基二醇)在该酯交换塔底部连续提取。将低沸点混合物(其包含所制备的碳酸二烷基酯)在该酯交换塔顶部，作为碳酸二烷基酯-烷基醇混合物提取，并且进行进一步的净化步骤。

缺点是形成了作为副产物的亚烷基二醇，其能够用于制备仅仅具有良好的光学性能(光纤品质（fibre quality）)的聚酯。为了实现良好的光学性能，因此必需使用高的费用来净化亚烷基二醇，其对所述方法的经济可行性产生了不利影响。

所以，在EP638541B1中也已经描述了亚烷基二醇与脲反应来产生环状碳酸亚烷基酯和氨。这里的缺点是氨无法用于聚碳酸酯制备和氨和二氧化碳向脲的转化率几乎是经济上不可行的，如果有任何可行性的话。

已知的是在Co催化剂和Cu催化剂例如 CuCl存在下，一元醇与一氧化碳和氧气的氧化性羰基化产生了碳酸二烷基酯，如EP463678A2或者EP413217A2所述。缺点是该催化剂体系的腐蚀性质。

US-A4131521描述了二醇例如乙二醇电化学氧化来产生碳酸亚乙基酯。缺点是形成了作为副产物的氢气，其无法用于聚碳酸酯制备。