[发明专利]一种催化二氧化碳与氧化环己烯共聚制备聚碳酸环己烯酯的催化剂

说明书

本发明公开了一种催化二氧化碳与氧化环己烯共聚制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，属于高位阻的席夫碱配合物催化剂，由2,3‑二甲氧基苯甲醛与环己二胺反应，制备席夫碱配体，配体具有较高的位阻，然后与二乙基锌进行配位反应，得到2,3‑二甲氧基苯甲醛缩环己二胺锌配合物，催化二氧化碳与环氧环己烷共聚反应，具有优秀的催化性能，得到的共聚产物聚碳酸环己烯酯中碳酸酯链节含量很高，共聚物接近交替共聚。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种催化二氧化碳与氧化环己烯共聚制备聚碳酸环己烯酯的催化剂。

背景技术

二氧化碳不仅是一种温室气体，同时也是一种来源广泛、环境友好、廉价无毒的“碳源”，其应用领域也不断地拓展为高附加值化工产品的原料。目前，全世界有1.1亿吨二氧化碳用在化学品合成中，主要是在尿素、水杨酸、甲醇、碳酸二甲酯以及高分子材料等工业领域。其中，由二氧化碳直接合成降解材料技术被誉为实现二氧化碳变废为宝的“绿色化工科技”，在二氧化碳应用领域具有广阔的发展前景。

1969年日本京都大学的井上祥平教授发现可将二氧化碳固定为全降解塑料，此后美国的Air Products and Chemical公司实现了工业化生产，但成本高导致售价高，销售不力，且加工性能、力学性能及热学性能有待进一步改善，有关的研究与开发工作一直在积极的开展之中。国内外多家公司、大学、研究机构对该反应进行了全面研究，美国的Dow化学工业公司，Air Products and Chemicals公司，Texas州立大学及Pittsburg大学，日本的东京大学、京都大学、东京技术学院，波兰理工大学，国内的浙江大学、广州化学所、长春应化所等机构均在催化剂以及聚合物性能研究方面取得了很大进展。二氧化碳基降解塑料的原料为二氧化碳与环氧化合物，产品为脂肪族聚碳酸酯，通常是二氧化碳与环氧丙烷制备的聚碳酸亚丙酯和二氧化碳与环氧环己烷制备的聚碳酸环己烯酯。该类脂肪族聚碳酸酯具有广阔的应用前景，如生产超低温保鲜膜、可降解口香糖树脂胶、可降解泡沫防震材料、板材、一次性食品包装材料(包装袋、食品包装等材料) 热熔胶、密封胶、一次性餐盒材料、全塑饮料瓶和饮料盒等。

但是目前脂肪族聚碳酸酯的应用并不普遍，一个很重要的原因就是催化剂的效率低和成本高，限制了共聚产品的市场化。因此该领域研究的重点是开发高催化效率、高催化选择性的催化剂，从而降低该共聚物生产的成本，使其具有竞争优势。研究人员已经开发出了多种催化体系，主要有：二乙基锌催化体系、羧酸锌催化体系、β-二亚胺锌催化体系、稀土催化体系、(salen)MX催化体系、双金属氰化物(DMC)催化体系等。

在已开发的催化体系中，席夫碱配合物类催化体系由于催化性能优良而受到研究人员的重视，例如β-二亚胺锌催化体系和(salen)MX催化体系。尤其是配合物的位阻对其催化性能影响显著。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种催化二氧化碳与氧化环己烯共聚制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，同时提供一种利用该催化剂催化二氧化碳与环氧环己烷共聚制备聚碳酸环己烯酯的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种催化二氧化碳与氧化环己烯共聚制备聚碳酸环己烯酯的催化剂，所述的催化剂为2,3-二甲氧基苯甲醛缩环己二胺锌配合物，结构式如下：

。

所述2,3-二甲氧基苯甲醛缩环己二胺锌配合物的制备方法如下：

（1）2,3-二甲氧基苯甲醛缩环己二胺配体的制备：取2,3-二甲氧基苯甲醛和环己二胺分别溶于甲醇溶液，室温下一边搅拌一边把2,3-二甲氧基苯甲醛的甲醇溶液缓慢滴加到环己二胺的甲醇溶液中，滴加完毕后，加热回流，搅拌1~2h，过滤出沉淀物，干燥得到2,3-二甲氧基苯甲醛缩环己二胺配体；