JP4064003B2 - Polycarbonate manufacturing method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリカーボネートの製法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ポリカーボネートとして、ビスフェノールA骨格からなる芳香族ポリカーボネートが良く知られている。これらは機械的性質や光学的特性に優れるため種々の用途に幅広く展開されている。
それと比較して、主鎖骨格が脂肪族化合物からなる、脂肪族ポリカーボネートを単体で利用する用途は少ない。これは、脂肪族ポリカーボネートは従来の重合法では高分子量のものが得難いため、芳香族ポリカーボネートのような力学的物性に優れた樹脂とはなり得ないためである。
【0003】
また、脂肪族ポリカーボネートの合成法として、ホスゲンを用いるホスゲン法、二酸化炭素と置換エポキシドを一度環状カーボネートとし、それを開環重合する開環重合法、低分子カーボネートを用いる重縮合法等が知られているが、危険な原料を用いなければならなかったり、多段階の反応を行わなければならない等の問題があった。
【0004】
一段階でポリカーボネートを得る方法として、エポキシ化合物と二酸化炭素の共重合(Chung-Sung Tanら,Macromolecules, 第30巻, 第3147頁, 1997年) が知られているが、重合可能なエポキシ化合物がエチレンオキシドやプロピレンオキシドに限定されており、種々の汎用樹脂をしのぐ良好な物性が期待できる様々な置換基を有するポリカーボネートを得ることは困難であった。
【0005】
本発明の課題は、簡便かつ経済的に高分子量の脂肪族置換ポリカーボネートを製造する方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一般式(I)で表される希土類金属化合物(以下希土類金属化合物(I)という)及び還元性化合物の存在下、置換エポキシド(プロピレンオキシドを除く) と二酸化炭素を共重合するポリカーボネートの製法である。
【0007】
【化2】

Figure 0004064003
【0008】
〔式中、 M:Sc、Y 又はランタニドから選ばれる希土類元素を示す。
L1,L2,L3:同一又は異なって、酸素結合性の配位子を示す。〕
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、例えば一般式(III) で表されるポリカーボネートが、以下に示す重合反応で得られる。
【0010】
【化3】
Figure 0004064003
【0011】
〔式中、
R1:ヒドロキシル基を有していてもよい、炭素数2〜22のアルキル基もしくは炭素数6〜22のアリール基を示すか、又は-CH2OR2 で表される基を示す。ここでR2は水素原子を示すか、又はヒドロキシル基を有していてもよい、炭素数1〜20のアルキル基もしくは炭素数6〜22のアリール基を示す。この場合において、R1及びR2の炭素原子に結合する水素原子の一部又は全てはフッ素原子に置換されていてもよい。
【0012】
【化4】
Figure 0004064003
【0013】
で表される繰り返し単位の繰り返し数を示し、好ましくは2以上の数である。〕本発明の重合反応は、任意の混合方式で行うことができ、置換エポキシド、希土類金属化合物(I)並びに還元性化合物の3種を一度に混合しても良いし、予めこれらのうち1種又は2種を含む系に残りの2種又は1種を加えてもよい。
【0014】
本発明において置換エポキシドとして、例えば上記一般式(II)で表されるものが使用されるが、この中でも、R1が -CH2OR2(式中、R2は前記の意味を示す)で表される基であるものが好ましく、グリシドール、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、セチルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルが更に好ましい。また、式(II)中、R1が炭素数2〜22のアルキルもしくは炭素数6〜22のアリール基であるものも好ましく、その中でも1,2−エポキシブタン、1,2−エポキシペンタン、1,2−エポキシオクタン、1,2−エポキシデカン、スチレンオキシドが好ましい。
【0015】
置換エポキシドはこれらのうち1種以上を用いることができる。また、これらとエチレンオキシド、プロピレンオキシド、エピクロロヒドリン等、他の置換エポキシドを併用することもできる。2種以上の置換エポキシドを用いる際は、これらを同時に混合して用いてもよいし、順次重合系に導入することもできる。
【0016】
さらに置換エポキシドのうち1種以上と置換エポキシド以外のアニオン重合性モノマーの1種以上を併用することもできる。これらは同時に混合して用いても良いし、順次重合系に導入しても良い。なお、アニオン重合性モノマーは、これまで単独又は共重合条件下アニオン重合することが確認されたものであれば何でも良いが、スチレン、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチレン、イソプレン、ブタジエン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、オキセタン、ラクトン等が例示される。
【0017】
希土類金属化合物(I)における中心金属M として、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムが挙げられる。その中でも、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムが好ましい。
【0018】
希土類金属化合物(I)におけるL1,L2,L3で示される酸素結合性配位子として、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、ブトキシ基、アリロキシ基、メトキシエトキシ基、フェノキシ基、2−メトキシプロポキシ基、トリフルオロエトキシ基、2,4−ペンタンジオネート基(アセチルアセトネート基)、トリフルオロペンタンジオネート基、ヘキサフルオロペンタンジオネート基、6,6,7,7,8,8,8−ヘプタフルオロ−2,2−ジメチル−3,5−オクタンジオネート基、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート基、テノイルトリフルオロアセテート基、ベンゾイルアセトネート基、ベンゾイルトリフルオロアセテート基、アセテート基、トリフルオロアセテート基、メチルアセトアセテート基、エチルアセトアセテート基、メチル(トリメチル)アセチルアセテート基、1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオネート基、メチルスルホネート基、トリフルオロメチルスルホネート基、ジメチルカルバメート基、ニトリト基、ヒドロキサマート基等が例示できる。
【0019】
これらの中で重合性及び経済性の面から、i−プロポキシ基、2,4−ペンタンジオネート基(アセチルアセトネート基)、トリフルオロペンタンジオネート基、ヘキサフルオロペンタンジオネート基、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート基、アセテート基、トリフルオロアセテート基が好ましい。
【0020】
希土類金属化合物(I)は、例えば希土類金属ハロゲン化物、酸化物、水酸化物あるいは硝酸塩と、前記酸素結合性配位子を与える前駆体化合物との反応で簡便に合成できる。これらは予め合成、精製の上用いても良いし、重合系中で希土類金属化合物と前記酸素結合性配位子を与える前駆体化合物とを混合して用いても良い。
【0021】
また希土類金属化合物(I)は必要に応じて適当な担体に担持して用いることもできる。担体の種類については特に制限はなく、無機酸化物担体、粘土鉱物等の層状珪酸塩、活性炭、金属塩化合物、その他無機担体、有機担体の何れを用いても良い。また担持方法についても特に制限はなく、公知の方法を適宜利用できる。また、希土類金属化合物(I)はテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラメチルエチレンジアミン等の電子供与性配位子を含有していても良い。
【0022】
希土類金属化合物(I)の使用量は、該化合物の重合能力並びに置換エポキシドの重合能や使用量、また、目的とする重合度や重合系に存在する重合阻害性物質の総量により適宜決定すればよい。高度に精製された重合系での重合反応の場合、置換エポキシドのモル数に対し、好ましくは0.000001〜10当量、より好ましくは0.0001〜5当量、更に好ましくは 0.002〜2当量である。0.000001当量以上で高い重合活性が得られ、また10当量以下で低分子量重合体の生成を抑制することができる。
【0023】
本発明に用いられる還元性化合物として、(1) トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物と水の二元系触媒、またこれにアルコール又はキレート化合物を添加した三元系触媒、(2) アルミニウムトリアルコキシド、(3) ジアルキルアルミニウムアルコキシド、(4) ジアルキルアルミニウムヒドリド、(5) アルキルアルミニウムジアルコキシド、(6) メチルアルミノキサン、(7) 有機アルミニウム硫酸塩、(8) ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛等の有機亜鉛化合物と水との二元系触媒、又はこれにアルコール又はキレート化合物を添加した三元系触媒、(9) 亜鉛アルコキシド、(10)アルキルリチウム、及びこれらと水の混合物、(11)アルキルマグネシウム、及びそれらと水の混合物、(12)その他の還元能を有する有機、無機化合物を用いることができる。その中でも(1) 、(6) 、(8) 、(11)が好ましい。
【0024】
これらの還元性化合物は希土類金属化合物(I)と予め混合、反応させた上用いても良いし、重合系中で混合して用いても良い。なお、予め混合、反応させた上で用いる際は、適当な温度下に保持、熟成させて用いても良く、この熟成操作によって更に重合活性を高めることができる。
【0025】
還元性化合物の使用量は、その還元能力、並びに希土類金属化合物(I)の種類や使用量により適宜決定すればよい。還元性化合物が、アルミニウム、亜鉛、リチウム、マグネシウム等の金属を含有してなる化合物の場合、その金属種の使用モル数は、希土類金属種の使用モル数に対して好ましくは 0.001〜200 当量、より好ましくは0.01〜100 当量であり、 0.1〜50当量であることが特に好ましい。 0.001当量以上で高い重合活性が得られ、 200当量以下で低分子量重合体の生成を抑制することができる。
【0026】
本発明において、置換エポキシドと二酸化炭素とを共重合させる温度は−78〜 220℃、特に−30〜 160℃の範囲が好ましい。
重合溶媒の使用の有無に関しては特に制限はないが、通常は不活性な溶媒中で行うことが望ましい。重合温度域において溶融状態にある置換エポキシドでかつ高温高圧下の二酸化炭素と親和性のあるモノマー、及び重合温度域で気体である置換エポキシドに関しては無溶媒下で重合を行うこともできる。
【0027】
使用できる重合溶媒として、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、イソオクタン、シクロヘキサン等の炭化水素、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭素や、N,N−ジメチルスルホキシド、またこれらの混合物が挙げられる。これら重合溶媒は、十分に脱水、脱気して用いるのがよい。
【0028】
本発明の重合反応は酸素を排した条件で行うのが望ましい。十分に酸素が除かれており、必要量の単量体が供給されうるならば重合の雰囲気は問わないが、経済性及び重合操作の簡便性の面から、二酸化炭素雰囲気下で行うのが好ましい。重合圧力は特に制限はなく、必要量の単量体が供給されうるならば常圧、加圧、減圧いずれでも良い。
【0029】
【実施例】
触媒調製ならびに重合操作は窒素気流下で行った。使用する溶媒は乾燥後、蒸留及び脱気したものを使用した。また希土類金属化合物、メチルアルミノキサン溶液(以下MAO溶液と略す。本品はトルエン溶液で、アルミニウム濃度10.2重量%)、二酸化炭素は市販品をそのまま使用した。
【0030】
調製例1
サマリウムトリス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート)2.134gを秤量し、トルエン50mLを加え溶解させ、攪拌下にMAO溶液 1.1mLを滴下することで触媒Aを調製した。
【0031】
調製例2
スカンジウムトリス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート)1.8367gを秤量し、トルエン50mLを加え溶解させ、攪拌下にMAO溶液1.2mL を滴下することで触媒Bを調製した。
【0032】
実施例1
【0033】
【化5】
Figure 0004064003
【0034】
耐圧オートクレーブにステアリルグリシジルエーテル20.1gを秤量してトルエン70mL、触媒A 5mLを加えた後、二酸化炭素を1.96MPa の圧力になるまで加え、 130℃で重合を行った。重合終了後、重合溶液を塩酸酸性エタノールに再沈殿し、減圧下に乾燥後、ポリステアリルグリジジルカーボネート21gを得た。
ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC) (溶媒o−ジクロロベンゼン、ポリスチレン換算分子量)による数平均分子量(Mn)12万、重量平均分子量(Mw)97万、分子量分布(Mw/Mn)8.23 。IR 1743cm-1(C=O伸縮) 。
【0035】
実施例2
【0036】
【化6】
Figure 0004064003
【0037】
実施例1と同様の方法で、触媒Bを用いてステアリルグリシジルエーテルを重合させ、ポリステアリルグリシジルカーボネートを得た。収量19g。
ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC) (溶媒o−ジクロロベンゼン、ポリスチレン換算分子量)による数平均分子量(Mn) 2.4万、重量平均分子量(Mw)31万、分子量分布(Mw/Mn)12.84。
【0038】
実施例3
【0039】
【化7】
Figure 0004064003
【0040】
実施例1と同様の方法で、触媒Aを用いてフェニルグリシジルエーテルを重合させ、ポリフェニルグリシジルカーボネートを得た。収量 7.2g。
得られたポリフェニルグリシジルカーボネートは種々の溶媒に不溶であった。
【0041】
比較例1
耐圧オートクレーブにステアリルグリシジルエーテル20gを秤量してトルエン70mLを加えた後、(トリエチルアルミニウム/アセチルアセトネート/水) 触媒のトルエン溶液(アルミニウム有効濃度5%)1.4mL を加えた後に、二酸化炭素を1.96MPa になるまで加え、 130℃で重合を行った。重合終了後、重合溶液を塩酸酸性エタノールに再沈殿したところ、エタノール不溶部は得られなかった。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、化粧品分野、家庭品分野、化学品分野において有用な高重合度の脂肪族置換ポリカーボネートを容易に効率よく提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing polycarbonate.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
As the polycarbonate, an aromatic polycarbonate having a bisphenol A skeleton is well known. Since these are excellent in mechanical properties and optical properties, they are widely deployed in various applications.
Compared with that, there are few uses where the aliphatic polycarbonate is used alone, in which the main chain skeleton is composed of an aliphatic compound. This is because aliphatic polycarbonates cannot be obtained with high molecular weight by the conventional polymerization method, and cannot be a resin having excellent mechanical properties such as aromatic polycarbonates.
[0003]
Further, as a method for synthesizing an aliphatic polycarbonate, a phosgene method using phosgene, a ring-opening polymerization method in which carbon dioxide and a substituted epoxide are once converted into a cyclic carbonate, a ring-opening polymerization method thereof, and a polycondensation method using a low-molecular carbonate are known. However, there are problems such as having to use dangerous raw materials and having to perform multi-step reactions.
[0004]
As a method for obtaining polycarbonate in one step, copolymerization of an epoxy compound and carbon dioxide (Chung-Sung Tan et al., Macromolecules, Vol. 30, page 3147, 1997) is known. It has been limited to ethylene oxide and propylene oxide, and it has been difficult to obtain polycarbonates having various substituents that can be expected to have good physical properties over various general-purpose resins.
[0005]
An object of the present invention is to provide a method for producing a high molecular weight aliphatic-substituted polycarbonate in a simple and economical manner.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a polycarbonate obtained by copolymerizing a substituted epoxide (excluding propylene oxide) and carbon dioxide in the presence of a rare earth metal compound represented by general formula (I) (hereinafter referred to as rare earth metal compound (I)) and a reducing compound. It is a manufacturing method.
[0007]
[Chemical 2]
Figure 0004064003
[0008]
[Wherein R represents a rare earth element selected from Sc, Y, or lanthanide.
L 1 , L 2 , L 3 are the same or different and represent oxygen-bonding ligands. ]
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the present invention, for example, a polycarbonate represented by the general formula (III) can be obtained by the polymerization reaction shown below.
[0010]
[Chemical 3]
Figure 0004064003
[0011]
[Where,
R 1 represents an alkyl group having 2 to 22 carbon atoms or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, which may have a hydroxyl group, or a group represented by —CH 2 OR 2 . Here, R 2 represents a hydrogen atom, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, which may have a hydroxyl group. In this case, some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of R 1 and R 2 may be substituted with fluorine atoms.
[0012]
[Formula 4]
Figure 0004064003
[0013]
The number of repeating units represented by the formula (1) is shown, preferably 2 or more. The polymerization reaction of the present invention can be carried out by any mixing method, and three types of substituted epoxide, rare earth metal compound (I) and reducing compound may be mixed at one time, or one of them may be mixed in advance. Or you may add the remaining 2 types or 1 type to the system containing 2 types.
[0014]
In the present invention, as the substituted epoxide, for example, one represented by the above general formula (II) is used, and among them, R 1 is —CH 2 OR 2 (wherein R 2 has the above meaning). Those represented by the groups are preferred, and glycidol, methyl glycidyl ether, ethyl glycidyl ether, octyl glycidyl ether, cetyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, and phenyl glycidyl ether are more preferred. In the formula (II), R 1 is preferably an alkyl group having 2 to 22 carbon atoms or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, among which 1,2-epoxybutane, 1,2-epoxypentane, , 2-epoxyoctane, 1,2-epoxydecane and styrene oxide are preferred.
[0015]
One or more of the substituted epoxides can be used. In addition, these can be used in combination with other substituted epoxides such as ethylene oxide, propylene oxide, epichlorohydrin and the like. When two or more kinds of substituted epoxides are used, they may be mixed and used at the same time or sequentially introduced into the polymerization system.
[0016]
Further, one or more of the substituted epoxides and one or more anionic polymerizable monomers other than the substituted epoxide can be used in combination. These may be mixed and used at the same time, or may be sequentially introduced into the polymerization system. The anionic polymerizable monomer may be anything as long as it has been confirmed to be anionic polymerized under single or copolymerization conditions so far, but styrene, methyl methacrylate, methyl acrylate, ethylene, isoprene, butadiene, hexamethylcyclotrimethyl. Examples include siloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, oxetane, and lactone.
[0017]
Examples of the central metal M 1 in the rare earth metal compound (I) include scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium. Among these, scandium, yttrium, lanthanum, neodymium, samarium, europium, gadolinium, dysprosium, erbium, thulium, and ytterbium are preferable.
[0018]
As the oxygen-binding ligands represented by L 1 , L 2 , and L 3 in the rare earth metal compound (I), methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, butoxy group, allyloxy group, methoxyethoxy Group, phenoxy group, 2-methoxypropoxy group, trifluoroethoxy group, 2,4-pentanedionate group (acetylacetonate group), trifluoropentanedionate group, hexafluoropentanedionate group, 6, 6, 7 , 7,8,8,8-heptafluoro-2,2-dimethyl-3,5-octanedionate group, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate group, thenoyltrifluoro Acetate group, benzoyl acetonate group, benzoyl trifluoroacetate group, acetate group, trifluoroacetate group, methyl acetate Toacetate group, ethyl acetoacetate group, methyl (trimethyl) acetyl acetate group, 1,3-diphenyl-1,3-propanedionate group, methyl sulfonate group, trifluoromethyl sulfonate group, dimethyl carbamate group, nitrito group, hydroxyl group A summer group etc. can be illustrated.
[0019]
Among these, from the viewpoint of polymerizability and economy, i-propoxy group, 2,4-pentanedionate group (acetylacetonate group), trifluoropentanedionate group, hexafluoropentanedionate group, 2,2 , 6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate group, acetate group, trifluoroacetate group are preferred.
[0020]
The rare earth metal compound (I) can be easily synthesized, for example, by reacting a rare earth metal halide, oxide, hydroxide or nitrate with a precursor compound that gives the oxygen-binding ligand. These may be used in advance after synthesis and purification, or may be used by mixing a rare earth metal compound and a precursor compound giving the oxygen-binding ligand in a polymerization system.
[0021]
The rare earth metal compound (I) can also be used by being supported on a suitable carrier as required. The type of the carrier is not particularly limited, and any of inorganic oxide carriers, layered silicates such as clay minerals, activated carbon, metal salt compounds, other inorganic carriers, and organic carriers may be used. There is no particular limitation on the loading method, and a known method can be used as appropriate. The rare earth metal compound (I) may contain an electron donating ligand such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dimethoxyethane, tetramethylethylenediamine and the like.
[0022]
The amount of the rare earth metal compound (I) used may be appropriately determined depending on the polymerization ability of the compound, the polymerization ability and the use amount of the substituted epoxide, and the desired degree of polymerization and the total amount of the polymerization inhibitory substance present in the polymerization system. Good. In the case of a polymerization reaction in a highly purified polymerization system, the amount is preferably 0.000001 to 10 equivalents, more preferably 0.0001 to 5 equivalents, and still more preferably 0.002 to 2 equivalents, relative to the number of moles of the substituted epoxide. High polymerization activity can be obtained at 0.000001 equivalent or more, and formation of a low molecular weight polymer can be suppressed at 10 equivalent or less.
[0023]
As the reducing compound used in the present invention, (1) a binary catalyst of an organic aluminum compound such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum and water, or a ternary catalyst obtained by adding an alcohol or a chelate compound thereto, (2) aluminum trialkoxide, (3) dialkylaluminum alkoxide, (4) dialkylaluminum hydride, (5) alkylaluminum dialkoxide, (6) methylaluminoxane, (7) organoaluminum sulfate, (8) dimethylzinc, diethyl A binary catalyst of an organic zinc compound such as zinc and water, or a ternary catalyst obtained by adding an alcohol or a chelate compound thereto, (9) zinc alkoxide, (10) alkyllithium, and a mixture of these and water; 11) Alkylmagnesium and their water mixtures; (12) Other The organic with Motono may be an inorganic compound. Of these, (1), (6), (8) and (11) are preferred.
[0024]
These reducing compounds may be used after being mixed and reacted with the rare earth metal compound (I) in advance, or may be used by mixing in a polymerization system. When used after being mixed and reacted in advance, it may be used after being held and aged at an appropriate temperature, and the polymerization activity can be further enhanced by this aging operation.
[0025]
What is necessary is just to determine the usage-amount of a reducing compound suitably with the reduction capability and the kind and usage-amount of rare earth metal compound (I). When the reducing compound is a compound comprising a metal such as aluminum, zinc, lithium, magnesium, the number of moles of the metal species used is preferably 0.001 to 200 equivalents relative to the number of moles of the rare earth metal species, More preferably, it is 0.01-100 equivalent, and it is especially preferable that it is 0.1-50 equivalent. High polymerization activity is obtained at 0.001 equivalent or more, and formation of a low molecular weight polymer can be suppressed at 200 equivalent or less.
[0026]
In the present invention, the temperature at which the substituted epoxide and carbon dioxide are copolymerized is preferably −78 to 220 ° C., particularly preferably −30 to 160 ° C.
Although there is no restriction | limiting in particular regarding the presence or absence of the use of a polymerization solvent, Usually, it is desirable to carry out in an inert solvent. Polymerization can also be performed in the absence of a solvent with respect to a substituted epoxide in a molten state in the polymerization temperature range and a monomer having affinity for carbon dioxide under high temperature and high pressure, and a substituted epoxide that is a gas in the polymerization temperature range.
[0027]
Usable polymerization solvents include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, n-pentane, n-hexane, n-heptane, isooctane, cyclohexane and other hydrocarbons, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and other ethers. , Carbon halides such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, N, N-dimethyl sulfoxide, and mixtures thereof. These polymerization solvents are preferably used after sufficiently dehydrated and degassed.
[0028]
The polymerization reaction of the present invention is preferably carried out under conditions where oxygen is eliminated. The atmosphere of polymerization is not limited as long as oxygen is sufficiently removed and a necessary amount of monomer can be supplied, but it is preferable to carry out in a carbon dioxide atmosphere from the viewpoint of economy and ease of polymerization operation. . The polymerization pressure is not particularly limited, and may be any of normal pressure, pressurization, and reduced pressure as long as a necessary amount of monomer can be supplied.
[0029]
【Example】
Catalyst preparation and polymerization operation were performed under a nitrogen stream. The solvent used was dried, distilled and degassed. Also, a rare earth metal compound, methylaluminoxane solution (hereinafter abbreviated as MAO solution; this product is a toluene solution, aluminum concentration 10.2% by weight), and carbon dioxide is a commercially available product.
[0030]
Preparation Example 1
2.134 g of samarium tris (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) is weighed, 50 mL of toluene is added and dissolved, and 1.1 mL of MAO solution is added dropwise with stirring to add catalyst A. Prepared.
[0031]
Preparation Example 2
Weigh 1.8367 g of scandium tris (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate), add 50 mL of toluene to dissolve it, and drop 1.2 mL of MAO solution under stirring to add catalyst B. Prepared.
[0032]
Example 1
[0033]
[Chemical formula 5]
Figure 0004064003
[0034]
In a pressure-resistant autoclave, 20.1 g of stearyl glycidyl ether was weighed and 70 mL of toluene and 5 mL of catalyst A were added, and then carbon dioxide was added until the pressure reached 1.96 MPa, and polymerization was performed at 130 ° C. After completion of the polymerization, the polymerization solution was reprecipitated in hydrochloric acid ethanol and dried under reduced pressure to obtain 21 g of polystearyl glycidyl carbonate.
Number average molecular weight (Mn) 120,000, weight average molecular weight (Mw) 970,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 8.23 by gel filtration chromatography (GPC) (solvent o-dichlorobenzene, polystyrene equivalent molecular weight). IR 1743cm -1 (C = O stretch).
[0035]
Example 2
[0036]
[Chemical 6]
Figure 0004064003
[0037]
In the same manner as in Example 1, stearyl glycidyl ether was polymerized using catalyst B to obtain polystearyl glycidyl carbonate. Yield 19g.
Number average molecular weight (Mn) 24,000, weight average molecular weight (Mw) 310,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 12.84 by gel filtration chromatography (GPC) (solvent o-dichlorobenzene, polystyrene equivalent molecular weight).
[0038]
Example 3
[0039]
[Chemical 7]
Figure 0004064003
[0040]
In the same manner as in Example 1, phenylglycidyl ether was polymerized using catalyst A to obtain polyphenylglycidyl carbonate. Yield 7.2g.
The obtained polyphenylglycidyl carbonate was insoluble in various solvents.
[0041]
Comparative Example 1
After weighing 20 g of stearyl glycidyl ether in a pressure-resistant autoclave and adding 70 mL of toluene, 1.4 mL of a toluene solution of triethylaluminum / acetylacetonate / water catalyst (aluminum effective concentration 5%) is added, and carbon dioxide is then added to 1.96. Polymerization was carried out at 130 ° C. until the pressure reached MPa. After completion of the polymerization, the polymerization solution was reprecipitated in hydrochloric acid ethanol, and no ethanol-insoluble part was obtained.
[0042]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the highly substituted aliphatic substituted polycarbonate useful in the cosmetics field, household goods field, and the chemicals field can be provided easily and efficiently.

Claims (1)

一般式(I)で表される希土類金属化合物及び還元性化合物の存在下、置換エポキシド(プロピレンオキシドを除く) と二酸化炭素を共重合するポリカーボネートの製法。
Figure 0004064003
〔式中、 M:Sc、Y 又はランタニドから選ばれる希土類元素を示す。
L1,L2,L3:同一又は異なって、酸素結合性の配位子を示す。〕
A process for producing a polycarbonate in which a substituted epoxide (excluding propylene oxide) and carbon dioxide are copolymerized in the presence of a rare earth metal compound represented by the general formula (I) and a reducing compound.
Figure 0004064003
[Wherein R represents a rare earth element selected from Sc, Y, or lanthanide.
L 1 , L 2 , L 3 are the same or different and represent oxygen-bonding ligands. ]
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