JP2015523454A - ポリアルキレンカーボネートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記溶媒は、エチレンジクロライド、ベンゼン及びヘキサンからなる群より選択される、ポリアルキレンカーボネートの製造方法を提供する。
Qは、ハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、またはリン原子を含むか若しくは含まない炭素数1乃至20のアルキレン、炭素数3乃至20のシクロアルキレン、炭素数6乃至30のアリーレン、または炭素数1乃至20のジオキシラジカルであり、
R1乃至R7は、それぞれ独立して若しくは同時に、水素;またはハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、及びリン原子のうちの一つ以上を含むか若しくは含まない炭素数1乃至20のアルキル基、炭素数2乃至20のアルケニル基、炭素数7乃至20のアルキルアリール基、または炭素数7乃至20のアリールアルキル基であり、
R8乃至R13は、それぞれ独立して、水素または炭素数1乃至20のアルキル基であり、
nは、1乃至10の整数であり、
Xは、−Cl、−NO3または−OAcである)
前記溶媒は、エポキシド化合物対比1:0.1乃至1:20の重量比で使用することが好ましい。
Qは、ハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、またはリン原子を含むか若しくは含まない炭素数1乃至20のアルキレン、炭素数3乃至20のシクロアルキレン、炭素数6乃至30のアリーレン、または炭素数1乃至20のジオキシラジカルであり、
R1乃至R7は、それぞれ独立して若しくは同時に、水素;またはハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、及びリン原子のうちの一つ以上を含むか若しくは含まない炭素数1乃至20のアルキル基、炭素数2乃至20のアルケニル基、炭素数7乃至20のアルキルアリール基、または炭素数7乃至20のアリールアルキル基であり、
R8乃至R13は、それぞれ独立して、水素または炭素数1乃至20のアルキル基であり、
nは、1乃至10の整数であり、
Xは、−Cl、−NO3または−OAcである)
本発明は、エポキシド化合物と二酸化炭素を用いたポリアルキレンカーボネートの製造方法で、特定の溶媒と触媒を用いた溶液重合方法を提供する特徴がある。
また、前記触媒はエポキシド化合物対比1:500乃至100000のモル比で使用することができ、より好ましくは、1:10000乃至1:60000のモル比で使用することができる。この時、その比率が触媒対比1:500未満であれば、触媒の使用量が多いため重合後に触媒の除去が容易でなく、重合された後に触媒残渣がバックバイティング(back biting)を誘導するなどの問題がある。また、その比率が触媒対比1:100000を超過すれば、触媒の濃度が低いため反応時間が長くかかり、最終収率(yield)が低い問題がある。
化学式1−1のコバルト触媒及び溶媒を用いてエチレンオキシドと連続投入される二酸化炭素の溶液重合を通じてポリエチレンカーボネートを製造した。実施例1乃至2の重合条件と結果は下記表1に示した。また、実施例1及び2の方法で製造されたポリエチレンカーボネートの1H NMRスペクトル結果はそれぞれ図1及び2に示した。また、比較例1乃至6の重合条件と結果は表2に示した。
Claims (10)
- 下記の化学式1で示される触媒及び溶媒存在下に、
エポキシド化合物と連続若しくは非連続投入される二酸化炭素を溶液重合する段階;を含み、
前記溶媒は、エチレンジクロライド、ベンゼン及びヘキサンからなる群より選択される、ポリアルキレンカーボネートの製造方法。
(上記の式において、
Qは、ハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、またはリン原子を含むか若しくは含まない炭素数1乃至20のアルキレン、炭素数3乃至20のシクロアルキレン、炭素数6乃至30のアリーレン、または炭素数1乃至20のジオキシラジカルであり、
R1乃至R7は、それぞれ独立して若しくは同時に、水素;またはハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、及びリン原子のうちの一つ以上を含むか若しくは含まない炭素数1乃至20のアルキル基、炭素数2乃至20のアルケニル基、炭素数7乃至20のアルキルアリール基、または炭素数7乃至20のアリールアルキル基であり、
R8乃至R13は、それぞれ独立して、水素または炭素数1乃至20のアルキル基であり、
nは、1乃至10の整数であり、
Xは、−Cl、−NO3または−OAcである) - 前記溶媒は、エポキシド化合物対比1:0.1乃至1:20の重量比で使用する請求項1に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。
- 前記化学式1において、R1、R3、R5及びR7は、それぞれ独立して、水素または炭素数1乃至20のアルキル基であり、R2、R4及びR6は、それぞれ独立して、炭素数1乃至20のアルキル基であり、Qは炭素数3乃至20のシクロアルキレンであり、nは1乃至10の整数であり、Xは−Cl、−NO3または−OAcである請求項1に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。
- 前記化学式1において、R1、R3、R5及びR7は、それぞれ独立して、水素であり、R2、R4及びR6は、それぞれ独立して、t−ブチル基であり、Qは炭素数3乃至20のシクロアルキレンである請求項3に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。
- 前記二酸化炭素は、エポキシド化合物対比0.5:1乃至10:1の重量比率で投入される、請求項1に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。
- 前記溶液重合は、50乃至100℃の温度で30分乃至9時間行なう請求項1に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。
- 前記溶液重合する段階で、
(n−Bu)4NY(ここで、Y=ClまたはOAc)、[PPN]Cl、[PPN]Br及び[PPN]N3からなる群より選択されるアンモニウム塩を助触媒として追加的に含む請求項1に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。 - 前記エポキシド化合物は、ハロゲンまたは炭素数1乃至5のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数2乃至20のアルキレンオキシド;ハロゲンまたは炭素数1乃至5のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数4乃至20のシクロアルキレンオキシド;及びハロゲンまたは炭素数1乃至5のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数8乃至20のスチレンオキシド;からなる群より選択された1種以上である、請求項1に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。
- 前記エポキシド化合物は、ハロゲンまたは炭素数1乃至5のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数2乃至20のアルキレンオキシドを含み、カーボネート結合選択度(carbonate linkage selectivity)が99%以上である、請求項1に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。
- 重量平均分子量が1000乃至50万であるポリエチレンカーボネートを含む、請求項1に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。
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