KR20050115694A

KR20050115694A - 금속염과 지방족환형 아민염으로 구성되어 있는 촉매계를이용한 알킬렌카보네이트의 제조방법

Info

Publication number: KR20050115694A
Application number: KR1020040041050A
Authority: KR
Inventors: 이현주; 김훈식; 안병성; 권오성; 에이.아이.에이.젤리아꼬
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR100612957B1

Abstract

본 발명은 금속염과 지방족환형 아민염으로 구성되어 있는 촉매계를 이용한 알킬렌카보네이트의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알킬렌옥사이드와 이산화탄소를 반응시켜 알킬렌카보네이트를 제조함에 있어 반응촉매로서 아연(Zn), 철(Fe), 망간(Mn), 납(Pb) 및 인듐(In) 중에서 선택된 금속의 염과, 피롤리딘, 피페리딘 및 모포린 중에서 선택된 지방족환형 아민의 염으로 구성되는 촉매계를 사용하여 기존의 제조방법에 비교하여 보다 낮은 압력과 온도 조건에서 빠른 시간 내에 높은 수율로 알킬렌카보네이트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

금속염과 지방족환형 아민염으로 구성되어 있는 촉매계를 이용한 알킬렌카보네이트의 제조방법{Method for the preparation of alkylene carbonate using the catalytic system comprising of metal halide and alicyclic ammonium halide}

알킬렌카보네이트는 폴리카보네이트의 원료, 제약공정의 중간체, 염료(dyestuff) 합성 과정의 옥시알킬화 시약(oxyalkylation agent), 공정설비 보호제, 섬유 생산 공정의 용매 등의 용도뿐 아니라, 최근에는 이차전지의 고분자 전해질의 용매 등 그 사용 범위가 날로 확대되고 있다. 또한 최근에 개발된 에틸렌글리콜을 생산하는 새로운 공정은 에틸렌옥사이드를 직접 물과 반응시키지 않고 에틸렌카보네이트를 거쳐 합성하는 공정으로 개선되고 있어 에틸렌카보네이트 합성에 대한 관심이 더욱 증대되고 있다.

일반적으로 알킬렌카보네이트는 다음 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 알킬렌옥사이드와 이산화탄소를 촉매의 존재 하에서 반응시켜 제조하고 있다.

상기 반응식 1에서, R^a및 R^b는 서로 같거나 다른 것으로서 수소원자, C_1∼4인 알킬기 및 페닐기 중에서 선택된 것이다.

상기 반응에 있어서, 산업적으로 유용한 반응속도를 얻기 위해서는 높은 온도와 높은 압력 조건이 필요하나, 높은 온도와 높은 압력 조건하에서는 원료물질인 알킬렌옥사이드가 분해 또는 중합하는 경향이 있는 문제점이 있다. 따라서, 상기 반응조건을 보다 완화하기 위한 다양한 종류의 물질이 촉매로서 개발되었다.

이러한 촉매로서, 무기염, 포스포늄 할라이드 및 암모늄 할라이드 계통의 화합물을 촉매로 사용하는 방법이 있다[일본특허공개 평9-67365호, 일본특허공개 소59-13776호, 일본특허공개 평9-235252호 및 미국특허 제2,773,070호 등]. 상기 일본특허공개 평9-67365호에서는 요오드화칼륨(KI)을 촉매로 사용하는 방법을 개시하고 있으며, 일본특허공개 소59-13776호에서는 트리부틸메틸포스포늄 아이오다이드와 같은 테트라알킬포스포늄 할라이드를 촉매로 사용하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 일본특허공개 평9-235252호에서는 고분자 말단에 4급 포스포늄 할라이드가 결합된 폴리스티렌 공중합체를 촉매로 이용하는 방법을 개시하고 있다. 상기한 공지 기술에서는 반응온도 100 ∼ 170 ℃에서 1 ∼ 5시간동안 반응시켰을 때 수율이 50 ∼ 95 %가 얻어진다고 기재하고 있으나, 높은 수율을 얻기 위해서는 높은 온도와 긴 반응시간을 필요로 하고, 원료물질인 이산화탄소와 알킬렌옥사이드의 수분함량을 수백 ppm 이하로 조절해야 하는 문제점을 가지고 있다.

또한, 이온교환수지를 이용하는 방법으로 일본특허공개 평7-206846호에서는 이온교환수지에 수산화세슘(CsOH), 수산화루비듐(RbOH) 및 암모늄 할라이드를 치환시킨 촉매를 사용하는 방법을 개시하고 있으며, 미국특허 제4,233,221호에는 DOWEX와 암버라이트(Amberlite)계열의 이온교환수지를 사용하는 방법을 제시하고 있으나, 상기와 같은 방법들은 수율과 생산성이 많이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.

또한, 상기에 언급된 촉매 외에 미국특허 제5,283,356호에서는 코발트(Co), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 및 지르코늄(Zr) 등을 포함하는 프탈로시아닌(phthalocyanin)을 촉매로 사용하는 방법을 개시하고 있고, 일본특허공개 평7-206547호에서는 헤테로폴리산(heteropoly acid)의 수소이온 대신 루비듐(Rb) 또는 세슘(Cs) 이온을 치환시킨 촉매계를 사용하는 방법을 개시하고 있다. 상기 두 가지 방법의 경우는 모두 고가의 촉매를 필요로 하며 반응 온도가 120 ∼ 180 ℃로 높을 뿐 아니라 수율도 30 ∼ 90 %로 낮은 편이다.

이상에서 설명한 바와 같이 알킬렌카보네이트의 공지 제조방법은 공업적으로 제조하기 위해서는 높은 온도가 필요하고, 원료의 수분제거 등 반응조건이 까다로울 뿐만 아니라 선택성과 수율이 낮고, 반응 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

한편, 본 발명자 역시 원료의 수분 제거공정이 필요치 않으며 보다 온화한 온도 및 압력 조건하에서 짧은 시간 내에 높은 수율로서 알킬렌카보네이트의 공업적 대량 생산이 가능하도록 하는 새로운 반응촉매를 개발하고자 연구하였다. 그 결과 이미다졸륨 할라이드와 아연 할라이드가 2 : 1 몰비로 착결합하여 형성된 이미다졸륨 아연 할라이드 착화합물을 제조하였고, 이 착화합물을 알킬렌옥사이드와 이산화탄소로부터 알킬렌카보네이트를 합성하는 반응에 촉매로 사용하는 기술을 특허출원한 바도 있다[한국특허 출원 제2002-86949호].

본 발명은 상기한 한국특허 출원 제02-86949호의 발명 이후에도 계속된 연구 결과로 얻어진 것으로, 아연(Zn), 철(Fe), 망간(Mn), 납(Pb) 및 인듐(In) 중에서 선택된 금속의 염과, 피롤리딘, 피페리딘 및 모포린 중에서 선택된 지방족환형 아민의 염이 일정 함량비를 이루고 있는 염혼합물을 알킬렌카보네이트 제조과정에 반응촉매로 사용하는 경우, 기존 방법에 비해 온화한 반응조건에서 짧은 시간 내에 높은 수율로서 알킬렌카보네이트를 제조할 수 있음을 알게됨으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 특정 금속염과 지방족환형 아민염으로 구성되어 있는 촉매계를 이용한 알킬렌카보네이트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 촉매 하에서 알킬렌옥사이드와 이산화탄소를 반응시켜 알킬렌카보네이트를 제조하는 방법에 있어서,

상기 촉매로는 아연(Zn), 철(Fe), 망간(Mn), 납(Pb) 및 인듐(In) 중에서 선택된 금속의 염과, 피롤리딘, 피페리딘 및 모포린 중에서 선택된 지방족환형 아민의 염으로 구성되는 촉매계를 사용하는 것을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 알킬렌옥사이드와 이산화탄소를 반응시켜 알킬렌카보네이트를 제조하는 반응에 적용되는 신규 촉매계에 관한 것이다. 본 발명의 촉매계는 아연(Zn), 철(Fe), 망간(Mn), 납(Pb) 및 인듐(In) 중에서 선택된 금속의 염과, 피롤리딘, 피페리딘 및 모포린 중에서 선택된 지방족환형 아민의 염으로 구성된다. 알킬렌옥사이드와 이산화탄소의 반응에 본 발명의 촉매계를 적용하게 되면, 원료물질의 수분 제거공정을 별도로 수행할 필요가 없으며, 온화한 반응조건(60 ∼ 150 ℃ 및 10 ∼ 100 atm 조건)하에서도 빠른 시간 내에 우수한 수율로 알킬렌카보네이트를 제조할 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면 소량의 금속촉매의 존재 하에 알킬렌옥사이드와 이산화탄소를 반응시켜 알킬렌카보네이트를 합성할 수 있다는 장점이 있다. 알킬렌카보네이트를 정제하는 과정에서 필수적인 진공증류를 수행하는 동안 반응물에 남아있는 금속촉매가 아래 반응식 2와 같이 알킬렌카보네이트를 분해한다. 그러므로 알킬렌옥사이드와 이산화탄소로부터 알킬렌카보네이트를 제조할 때 가능한한 적은량의 금속촉매를 사용하는 것이 반응 후 생성물인 알킬렌카보네이트를 분리, 정제하는데 중요하다. 본 연구자들은 이와 같은 이유로 촉매 성능은 그대로 유지하면서 금속촉매의 량이 적은 촉매시스템에 대한 연구를 수행하던 중 금속염에 대한 지방족환형 아민염으로 이루어진 촉매계가 매우 효과적인 촉매성능을 보여주고 동시에 지방족환형 아민염 몰비가 증가함에 따라 알킬렌카보네이트의 수율이 현저히 증가된다는 것을 발견하였다. 즉, 동일한 성능의 촉매계에서 본 발명으로 이루어진 촉매를 사용하는 경우 존재하는 금속염의 상대적 몰비를 크게 감소시킬 수 있고 결과적으로 생성물인 알킬렌카보네이트의 정제과정에서 알킬렌카보네이트가 분해되는 반응을 크게 억제할 수 있다.

금속염과 지방족환형 아민염으로 구성되는 본 발명의 촉매계 내에서 이루어질 수 있는 반응의 구체적인 일례를 다음 반응식 3에 나타내었다.

상기 반응식 3에서, R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다른 것으로 C_1∼18인 사슬형 또는 가지형 알킬기, C_6∼12인 아릴기 및 C_7∼12인 아르알킬기 중에서 선택되고; X^-는 할로겐 음이온을 나타내고; M은 Zn, Fe, Mn, Pb, In 중에서 선택된 금속원자이고; z와 m은 각각 1 ∼ 3 사이의 정수이다.

상기 반응식 3에 의하면, 본 발명의 촉매계는 일종의 '지방족환형 아민 금속염 촉매'로서 이온성 액체의 루이스 염기(Lewis base)의 특성과 루이스 산의 특성을 동시에 가지고 있음으로써 알킬렌옥사이드와 이산화탄소의 반응에서 높은 촉매활성을 나타내는 것으로 판단된다.

본 발명의 촉매계를 사용하여 알킬렌카보네이트를 제조하는 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 제조방법에서 원료물질로 사용되는 알킬렌옥사이드와 이산화탄소는 고순도 물질로서 사용될 수도 있지만, 질소, 수소, 일산화탄소, 낮은 농도의 탄화수소 및 물 등이 포함되어 있더라도 본 반응에는 큰 영향을 미치지 않기 때문에 공업적으로 생산되는 이산화탄소와 알킬렌옥사이드를 추가적인 정제과정 없이 그대로 사용할 수도 있다.

본 발명의 제조방법에 적용되는 촉매는 금속염과 지방족환형 아민염으로 구성되어 있는 촉매계를 사용한다. 이때, [지방족환형 아민염]/[금속염]의 몰비는 1 ∼ 10의 범위로 사용하며, 상기 몰비가 1 미만이면 반응의 속도가 너무 느려지고, 몰비가 10을 초과하는 경우 더 이상의 반응속도가 증가하지 않아 경제적인 실익이 없다. 본 발명의 촉매계를 구성하는데 사용되어지는 금속염과 지방족환형 아민염은 금속 양이온과 지방족환형 암모늄 양이온을 제공할 수 있는 전구체 물질로서, 질산염, 아세트산염, 할로겐화물 등 촉매 제조분야에서 일반적으로 사용되는 염화합물이 적용될 수 있으나, 촉매 활성면에서 바람직하기로는 할로겐화물 형태의 염화합물을 전구체 물질로 사용하는 것이며, 특히 바람직하기로는 염화물 형태의 염화합물을 전구체 물질로 사용하는 것이다. 지방족환형 아민염은 질소원자를 포함하고 있는 지방족 헤테로고리 화합물이며, 구체적으로는 다음 화학식 1a로 표시되는 피롤리디늄 할라이드, 다음 화학식 1b로 표시되는 피페리디늄 할라이드, 다음 화학식 1c로 표시되는 모포리늄 할라이드 등이 포함될 수 있다.

상기에서, R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다른 것으로 C_1∼18인 사슬형 또는 가지형 알킬기, C_6∼12인 아릴기 및 C_7∼12인 아르알킬기 중에서 선택되고; X^-는 할로겐 음이온을 나타낸다.

또한, 본 발명의 제조방법을 수행하는데 있어 [알킬렌옥사이드]/[금속염]의 몰비는 100 ∼ 20,000 범위로 사용하는 것이 바람직한 바, 상기 몰비가 100 미만인 경우 반응속도가 너무 빨라 부산물의 생성이 많아지고 또 생산성이 크게 저하되는 문제가 있으며, 상기 몰비가 20,000을 초과하는 경우에는 반응속도가 현저히 느려져 더 이상 생산성 향상이 되지 않는다.

상기 촉매계를 사용하는 본 발명에 따른 알킬렌카보네이트의 제조반응은 반응온도 60 ∼ 150 ℃ 및 반응압력 10 ∼ 100 atm 조건하에서도 우수한 수율로 알킬렌카보네이트를 제조할 수 있다. 상기 반응온도를 60 ℃ 미만으로 낮은 유지하게 되면 반응속도가 크게 느려 바람직하지 못하고, 반응온도를 150 ℃를 초과하여 고온을 유지하게 되면 반응속도는 증대되나 원료물질로 사용되는 알킬렌옥사이드가 분해하거나 자체 고분자화 반응(self-polymerization)을 일으켜 반응 선택성이 크게 낮아지는 문제점이 있다. 반응압력은 반응속도 및 수율에 큰 영향을 끼치지 않으나 통상 10 ∼ 100 atm에서 진행하는 것이 좋다. 상기 반응압력이 10 atm 미만이면 반응안전성에 문제가 있으며, 100 atm을 초과하는 경우에는 반응속도의 증진효과는 미미한 반면 장비 유지 및 설치에 소요되는 경제적인 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

상기한 알킬렌카보네이트의 제조반응은 주로 용매가 없는 상태에서 진행되나, 반응중 급격한 발열을 방지하기 위하여 용매를 사용할 수 있다. 용매로는 원료물질로 사용되는 알킬렌옥사이드로부터 생성되는 알킬렌카보네이트를 사용하는 것이 바람직한데 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 에틸렌옥사이드로부터 에틸렌카보네이트를 합성하는 경우 에틸렌카보네이트를 용매로 사용하고, 프로필렌옥사이드로부터 프로필렌카보네이트를 합성하는 경우 프로필렌카보네이트를 용매로 사용하는 것이 더욱 바람직하지만, 에틸렌카보네이트 합성 시 프로필렌카보네이트를 용매로 사용하는 것도 무관하다.

또한, 공정은 교반기가 설치된 반응기를 이용한 회분식 공정과 버블 칼럼(bubble column)을 이용한 연속공정이 모두 이용될 수 있다.

이하 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

200 ㎖ 고압반응기에 반응물인 에틸렌옥사이드(33.0 g, 750 mmol), ZnBr₂(0.075 mmol), 1,1-디메틸피롤리디늄 클로라이드(0.30 mmol)을 넣은 후 10 atm의 이산화탄소를 채웠다. 온도를 100 ℃로 올린 후 다시 이산화탄소를 넣어 30 atm이 되도록 하였으며, 반응이 진행되는 동안 소모되는 양만큼의 이산화탄소를 계속 공급하여 반응기의 압력을 30 atm으로 유지시켰다. 100 ℃에서 1 시간동안 반응시킨 후 반응기를 실온에서 냉각하고 질소를 이용하여 휘발성분을 제거하였으며 고체생성물은 분리 한 후 다음 가스-액체 크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과 60.7%의 수율로 에틸렌카보네이트가 생성되었고, 이때 TOF(h^-1)는 6,070 이었다.

수율과 TOF(h^-1)값은 다음 수학식 1과 2를 사용하여 산출하였다.

실시예 2 ∼ 8

상기 실시예 1과 동일한 조건에서 금속염화물과 지방족환형 아민염의 종류를 변화시키며 실험한 결과를 표 1에 나타내었다. 이때, [지방족환형 아민염]/[금속염화물]의 몰비는 4/1로 유지하였다.

실시예	금속염	지방족환형 아민염	수율(%)	TOF(h^-1)
2	ZnCl₂	1-프로필-1-부틸피롤리디늄 브로마이드	61.5	6,150
3	ZnI₂	1-에틸-1-페닐피페리디늄 클로라이드	55.6	5,560
4	FeCl₃	1-에틸-1-헥실피페리디늄 브로마이드	39.1	3,910
5	MnCl₃	1-에틸-1-부틸피페리디늄 아이오다이드	31.0	3,100
6	PbCl₂	1-프로필-1-벤질모포리늄 브로마이드	30.3	3,030
7	PbBr₂	1,1-디메틸피롤리디늄 클로라이드	32.7	3,270
8	InCl₃	1,1-디메틸피롤리디늄 브로마이드	38.2	3,820

실시예 9 ∼ 17

상기 실시예 1과 동일한 조건에서 원료 에틸렌옥사이드의 양을 33.60 g(764 mmol)으로 고정하고, 1,1-디메틸피롤리디늄 클로라이드/ZnBr₂의 몰비를 변화시키면서 실험한 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

실시예	지방족환형아민염/금속염 (몰비)	에틸렌옥사이드/금속염 (몰비)	수율(%)	TOF(h^-1)
10	1	10,000	11.7	1,170
11	2	10,000	31.9	3,195
12	5	10,000	84.5	8,450
13	10	10,000	96.7	9,670
14	4	20,000	16.7	1,670
15	4	1,000	99.7	997
16	4	100	99.5	99

실시예 17 ∼ 20

상기 실시예 1과 동일한 조건에서 수행하되, 1,1-디메틸피롤리디늄 클로라이드와 ZnBr₂의 몰비가 4:1인 촉매로 사용하고, [에틸렌옥사이드]/[금속염화물]의 몰비를 10,000으로 고정하였다. 다만, 반응온도를 변화시키면서 실험한 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

실시예	반응 온도(℃)	수율(%)	TOF(h^-1)
17	80	29.6	2,960
18	100	58.9	5,890
19	120	80.3	8,030
20	150	97.1	9,710

실시예 21 ∼ 24

상기 실시예 1과 동일한 조건에서 수행하되, 1,1-디메틸피롤리디늄 클로라이드와 ZnBr₂의 몰비가 4:1인 촉매로 사용하고, [에틸렌옥사이드]/[금속염화물]의 몰비를 10,000으로 고정하였다. 다만, CO₂의 압력을 변화시키면서 반응실험을 행한 결과를 다음 표 4에 나타내었다.

실시예	반응압력(atm)	수율(%)	TOF(h^-1)
21	100	59.0	5,900
22	70	53.3	5,330
23	50	52.2	5,220
24	10	53.7	5,370

실시예 25 ∼ 27

상기 실시예 1과 동일한 조건에서 1,1-디메틸피롤리디늄 클로라이드와 ZnBr₂의 몰비가 4:1인 촉매로 사용하고, [알킬렌옥사이드]/[금속염화물]의 몰비를 4,000으로 고정하였다. 다만, 알킬렌옥사이드의 종류를 변화시키면서 반응실험을 행한 결과를 다음 표 5에 나타내었다.

실시예	알킬렌옥사이드	수율(%)	TOF(h^-1)
25	프로필렌옥사이드	86.3	3,452
26	2,3-에폭시부탄	55.0	2,328
27	스티렌옥사이드	67.2	2,772

실시예 28 ∼ 29: 용매 변화에 따른 알킬렌카보네이트 제조 효과

상기 실시예 1과 동일한 조건에서 1,1-디메틸피롤리디늄 클로라이드와 ZnBr₂의 몰비가 4:1인 촉매로 사용하고, [알킬렌옥사이드]/[금속염화물]의 몰비를 5,000으로 고정한 상태에서 에틸렌옥사이드와 CO₂를 3시간 반응시켰다. 이때, 용매로서 원료 에틸렌옥사이드에 대해 중량비로 100 %의 에틸렌카보네이트 또는 프로필렌카보네이트를 각각 사용하여, 실험한 결과를 다음 표 6에 나타내었다.

실시예	용매	수율(%)	TOF(h^-1)
28	에틸렌카보네이트	91.7	1,528
20	프로필렌카보네이트	90.3	1,505

비교예 1: KI/ZnBr ₂ 를 사용한 에틸렌옥사이드의 제조

기존에 알킬렌카보네이트 제조 시에 사용하던 촉매로서 KI/ZnBr₂를 1 : 1 몰비로 사용하여 상기 실시예에 따라 제조된 촉매와의 활성도를 비교하였다.

[에틸렌옥사이드]/[Zn]의 몰비를 5,000과 3,000으로 하고, 반응온도 및 압력 등 기타 조건은 상기 실시예 1과 동일하게 설정하여 에틸렌옥사이드와 CO₂의 반응을 진행시켰다. 반응 결과, [에틸렌옥사이드]/[Zn]의 몰비가 5,000인 경우에는 반응이 거의 진행되지 않았으며, [에틸렌옥사이드]/[Zn]의 몰비가 3,000으로 조정한 경우는 TOF(h^-1)값은 796 이었다.

비교예 2: 금속염 혹은 지방족환형 아민염을 단독으로 사용한 에틸렌옥사이드의 제조

상기 실시예 1과 동일한 조건에서 [에틸렌옥사이드]/[촉매]의 몰비를 1,000으로 하고, 촉매로는 금속염 혹은 지방족환형 아민염을 단독으로 사용하여 에틸렌옥사이드와 CO₂의 반응을 진행시킨 결과를 다음 표 7에 나타내었다.

촉매	수율(%)	TOF(h^-1)
ZnCl₂	3.0	30
FeBr₃	0.5	5
MnCl₂	1.2	12
InCl₂	0.8	8
1,1-디메틸피롤리디늄클로라이드	0.5	5
1-프로필-1-부틸피롤리디늄브로마이드	2.5	25
1-에틸-1-부틸피페리디늄아이오다이드	3.4	34
1-프로필-1-벤질모포리늄브로마이드	1.6	16

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 금속염과 지방족환형 아민염으로 구성되어 있는 촉매계를 사용하면 알킬렌옥사이드와 이산화탄소로부터 낮은 온도와 낮은 압력 조건하에서 짧은 시간에 높은 수율로 알킬렌카보네이트를 합성할 수 있음을 알 수 있다.

Claims

촉매 하에서 알킬렌옥사이드와 이산화탄소를 반응시켜 알킬렌카보네이트를 제조하는 방법에 있어서,

상기 촉매로는 아연(Zn), 철(Fe), 망간(Mn), 납(Pb) 및 인듐(In) 중에서 선택된 금속의 염과, 피롤리딘, 피페리딘 및 모포린 중에서 선택된 지방족환형 아민의 염으로 구성되는 촉매계를 사용하는 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 [지방족환형 아민염]/[금속염]의 몰비가 1 ∼ 10 인 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 [알킬렌옥사이드]/[금속염]의 몰비가 100 ∼ 20,000 인 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 반응은 60 ∼ 150 ℃의 온도 및 10 ∼ 100 atm의 압력 조건에서 수행하는 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 반응은 용매 존재 하에서 또는 무용매조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법.
제 5 항에 있어서, 상기 용매가 에틸렌카보네이트 또는 프로필렌카보네이트인 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 금속염은 금속 할라이드인 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지방족환형 아민염은 다음 화학식 1a로 표시되는 피롤리디늄 할라이드, 다음 화학식 1b로 표시되는 피페리디늄 할라이드, 및 다음 화학식 1c로 표시되는 모포리늄 할라이드 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법 :

상기 화학식 1a, 1b 및 1c에서, R₁ 및 R₂는 서로 같거나 다른 것으로 C _1∼18인 사슬형 또는 가지형 알킬기, C_6∼12인 아릴기 및 C_7∼12인 아르알킬기 중에서 선택되고; X ^-는 할로겐 음이온을 나타낸다.
제 1 항에 있어서, 상기 알킬렌카보네이트가 다음 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 알킬렌카보네이트의 제조방법 :

상기 화학식 2에서, R^a과 R^b는 서로 같거나 다른 것으로 수소원자, C_1∼4인 알킬기 및 페닐기 중에서 선택된 것이다.