KR20140116833A - Catalytic system of nitrate anions for carbon dioxide/epoxide copolymerization - Google Patents

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KR20140116833A
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정지수
수데반 수지쓰
옥명안
나성재
한용규
정광진
이분열
코디안 벌기스 조비
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에스케이이노베이션 주식회사
아주대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a salen type ligand including at least three quaternary ammonium salts of nitrate anion; a metal trivalent complex prepared from the ligand and a preparation method thereof; a method of preparing polycarbonate by copolymerizing an epoxide compound and carbon dioxide using the metal trivalent complex as a catalyst; and a separating and recovering method of the catalyst from the copolymer after copolymerization reaction. According to the present invention, the catalyst in the copolymerization of the epoxide compound and the carbon dioxide is obtained by a simple process, requires low price for preparing and recovering thereof, and has high activity when compared with a common catalyst.

Description

나이트레이트 음이온의 이산화탄소/에폭사이드 공중합 촉매 시스템 {Catalytic system of nitrate anions for carbon dioxide/epoxide copolymerization}BACKGROUND ART Catalytic system of nitrate anions for carbon dioxide / epoxide copolymerization Catalytic system of nitrate anions for carbon dioxide /

본 발명은 나이트레이트 음이온의 4차 암모늄 염을 3개 이상 포함하는 살렌(Salen) 유형의 리간드; 이 리간드로부터 제조된 금속 3가 착화합물 및 이의 제조 방법; 이를 촉매로 사용하여 에폭사이드 화합물과 이산화탄소를 공중합하여 폴리카보네이트를 제조하는 방법; 및 상기 공중합 반응 후 공중합체로부터 촉매를 분리 및 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a salen-type ligand comprising three or more quaternary ammonium salts of nitrate anions; Metal trivalent complexes prepared from the ligands and a process for their preparation; A method of preparing a polycarbonate by copolymerizing an epoxide compound and carbon dioxide using this as a catalyst; And a process for separating and recovering the catalyst from the copolymer after the copolymerization reaction.

지방족 폴리카보네이트는 생분해가 용이한 고분자로서, 예를 들면, 포장재 또는 코팅재로서 유용한 재료이다. 폴리카보네이트를 에폭사이드 화합물과 이산화탄소로부터 제조하는 방법은 유독한 화합물인 포스겐을 사용하지 않는다는 점과 이산화탄소를 저렴하게 얻을 수 있다는 점에서 친환경적인 가치가 높다.The aliphatic polycarbonate is a biodegradable polymer which is useful as, for example, a packaging material or a coating material. The method of producing polycarbonate from an epoxide compound and carbon dioxide is environmentally-friendly in that it does not use poisonous compound phosgene and that carbon dioxide can be obtained at low cost.

1960년대부터 많은 연구자들이 에폭사이드 화합물과 이산화탄소로부터 폴리카보네이트를 제조하기 위해서 다양한 형태의 촉매를 개발하여 왔다. 최근에 본 연구자는 4차 암모늄염을 포함하는 살렌[Salen: ([H2Salen = N,N'-bis(3,5-dialkylsalicylidene)-1,2-ethylenediamine]-유형의 리간드로부터 합성된 고활성, 고선택성의 촉매를 개시하였다[이분열, 대한민국특허등록등록 10-0853358 (등록일: 2008.08.13); 이분열, Sujith S, 노은경, 민재기, 대한민국특허출원 10-2008-0015454 (출원일 2008.02.20); 이분열, Sujith S, 노은경, 민재기, PCT/KR2008/002453 (출원일: 2008.04.30); Eun Kyung Noh, Sung Jae Na, Sujith S, Sang-Wook Kim, and Bun Yeoul Lee* J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8082-8083 (2007.07.04); Sujith S, Jae Ki Min, Jong Eon Seong, Sung Jea Na, and Bun Yeoul Lee, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 7306-7309 (2008.09.08)]. 본 발명자가 개시한 촉매는 고활성, 고선택성을 보이고, 분자량이 큰 공중합체를 제조할 수 있으며, 고온에서도 중합이 가능해 상업공정 적용이 가능하다. 또한 4차 암모늄염을 리간드에 포함하고 있어 이산화탄소/에폭사이드 공중합 반응 후 공중합체로부터 촉매를 쉽게 분리하여 재사용할 수 있는 장점이 있다.Since the 1960s, many researchers have developed various types of catalysts to produce polycarbonates from epoxide compounds and carbon dioxide. Recent research has salen [Salen containing the quaternary ammonium salt to: ([H 2 Salen = N , N '-bis (3,5-dialkylsalicylidene) -1,2-ethylenediamine] - The high activity is synthesized from a ligand of the type , A high selectivity catalyst has been disclosed [This division, Korean Patent Registration 10-0853358 (Registered Date: Aug. 13, 2008); Split, Sujith S, Noh Eun Kyung, Min Jae Kee, Korean Patent Application 10-2008-0015454 Sujith S, Sang-Wook Kim, and Eun Kyung Noh, Eun Kyung Noh, and Sujith S, Bun Yeoul Lee * J. Am. Chem. Soc. 2007 , 129 , 8082-8083 (2007.07.04); Sujith S, Jae Ki Min, Jong Eon Seong, Sung Jea Na, and Bun Yeoul Lee, Angew. Chem. Int. Ed. , 2008 , 47, 7306-7309 (2008.09.08)]. The catalyst disclosed by the present inventors can exhibit high activity and high selectivity, can produce a copolymer having a high molecular weight, can be polymerized at a high temperature, and can be applied to commercial processes. Also, since the quaternary ammonium salt is contained in the ligand, the catalyst can be easily separated from the copolymer after the carbon dioxide / epoxide copolymerization reaction and reused.

또한 본 발명자는 상기 특허의 촉매군 중 다른 것과 대비하여 특별히 고활성과 고선택성을 보이는 촉매의 구조를 면밀히 분석하여 그 구조가, 살렌(Salen)-리간드의 질소 원자는 배위하지 않고 산소 원자만 금속에 배위된, 기존에 알려지지 않는 독특한 구조를 가지고 있음을 밝혔다 (하기 구조 1 참조, Sung Jae Na, Sujith S, Anish Cyriac, Bo Eun Kim, Jina Yoo, Youn K. Kang, Su Jung Han, Chongmok Lee, and Bun Yeoul Lee* "Elucidation of the Structure of A Highly Active Catalytic System for CO2/Epoxide Copolymerization: A Salen-Cobaltate Complex of An Unusual Binding Mode" Inorg. Chem. 2009, 48, 10455-10465).Further, the present inventors have carefully analyzed the structure of a catalyst showing particularly high activity and high selectivity in comparison with the catalyst group of the above patent, and found that the structure of the catalyst does not coordinate the nitrogen atom of the Salen- (See Structure 1 below.) (See Structure 1, Sung Jae Na, Sujith S, Anish Cyriac, Bo Eun Kim, Jina Yoo, Youn K. Kang, Su Jung Han, Chongmok Lee, and Bun Yeoul Lee * "Elucidation of the Structure of A Highly Active Catalytic System for CO 2 / Epoxide Copolymerization: A Salen-Cobaltate Complex of An Unusual Binding Mode" Inorg. Chem. 2009 , 48 , 10455-10465).

Figure pat00001
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또한 상기 화합물의 리간드를 쉽게 합성할 수 있는 방법이 개발되었다 (Min, J.; Seong, J. E.; Na, S. J.; Cyriac, A.; Lee, B. Y. Bull. Korean Chem. Soc. 2009, 30, 745-748). 그러나, 상기 구조1의 고활성 촉매의 상업 공정 투입을 고려했을 때 하기 열거한 문제를 가지고 있다:Also, a method for easily synthesizing the ligand of the compound has been developed (Min, J .; Seong, JE; Na, SJ; Cyriac, A .; Lee, BY Bull. Korean Chem. Soc. 2009 , 30 , 745-748). However, considering the commercial process input of the highly active catalyst of Structure 1 above, it has the following problems:

1) 상기 구조 1의 촉매가 포함하는 2,4-디니트로페놀레이트 또는 2,4-디니트로페놀은 폭발성이 있는 물질로 알려져 있다. 특히 물기가 없을 때 더 폭발성이 있는 것으로 알려져 있다 (K. R. Desai, B. G. Naik, Production of Organic Intermediates (Phamaceutical and Dyestuff), Sarup & Sons, New Delhi, 2005; p 5). 상기 구조 1의 촉매는 물기가 없는 조건에서 제조 되고 보관되어야 한다. 대량으로 제조되어 지속적으로 사용하기에 부적절하다.1) 2,4-dinitrophenolate or 2,4-dinitrophenol, which is included in the catalyst of Structure 1 above, is known as an explosive substance. (KR Desai, BG Naik, Production of Organic Intermediates (Phamaceutical and Dyestuff) , Sarup & Sons, New Delhi, 2005; p 5). The catalyst of Structure 1 above must be prepared and stored under dry conditions. It is manufactured in large quantities and is unsuitable for continuous use.

2) 상기 구조 1의 촉매를 이용하여 이산화탄소/에폭사이드 공중합을 수행하면 고분자 사슬이 상기 구조 1의 촉매가 포함하는 2,4-디니트로페놀레이트 또는 2,4-디니트로페놀로부터 성장하게 된다. 즉 대부분의 고분자 사슬 단말에 2,4-디니트로페놀 기가 붙어 있다. 즉, 촉매 회수 단계에서 2,4-디니트로페놀레이트와 2,4-디니트로페놀은 회수되지 않는다. 모든 고분자 사슬 단말에 2,4-디니트로페놀 기를 붙이는 것은 수지의 단가를 높이는 원인이 된다. 또한 2,4-디니트로페놀레이트 음이온은 상당히 노란색을 띄어 촉매를 제거한 후에서도 수지가 연 노란색을 띄는 원인이 될 수 있다. 2) When carbon dioxide / epoxide copolymerization is carried out using the catalyst of Structure 1, the polymer chain is grown from 2,4-dinitrophenolate or 2,4-dinitrophenol, which is included in the catalyst of Structure 1 above. That is, 2,4-dinitrophenol groups are attached to most polymer chain terminals. Namely, in the catalyst recovery step, 2,4-dinitrophenolate and 2,4-dinitrophenol are not recovered. Attaching the 2,4-dinitrophenol group to all the polymer chain terminals increases the unit cost of the resin. In addition, the 2,4-dinitrophenolate anion is fairly yellowish, which can cause the resin to remain pale yellow even after removal of the catalyst.

3) 상기 구조 1의 촉매의 제조 단가가 높다. 하기에 그 합성법을 나타내었다 (Bull. Korean Chem. Soc. 2009, 30, 745-748). 이 방법 하에서는 아래와 같은 점에서 대량으로 생산하기에 부담이 된다. 3) The production cost of the catalyst of Structure 1 is high. The synthesis method is shown below ( Bull. Korean Chem. Soc. 2009 , 30 , 745-748). Under this method, it is burdensome to mass-produce in the following points.

Figure pat00002
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i) 첫 번째 단계에서 사용하는 AgBF4는 매우 고가의 화합물로 촉매 제조 단가가 높은 주 원인이고 대량으로 제조 또는 구입하기가 쉽지 않다.i) The AgBF 4 used in the first step is a very expensive compound, which is the main cause of the high catalyst production cost and is not easy to manufacture or purchase in large quantities.

ii) 두 번째 단계는 산소가 없는 분위기에서 반응을 진행시켜야 한다. 즉, 사용하는 용매인 에탄올에서 산소를 철저히 제거해야 한다. 에탄올에서 산소를 철저히 제거하는 것은 쉽지 않다.ii) The second step is to proceed the reaction in an oxygen-free atmosphere. In other words, oxygen must be thoroughly removed from the ethanol used. It is not easy to thoroughly remove oxygen from ethanol.

iii) 세 번째 단계에서 사용하는 소듐 2,4-디니트로페놀레이트는 습기가 없는 것을 사용해야 하고, 습기가 없는 소듐 2,4-디니트로페놀레이트를 제조하기 위해서는 NaH와 무수 THF 용매를 사용해야 한다. 그러나, NaH는 고가이고 또한 발화성이 커서 대량으로 다루기에 큰 부담이 된다. 또한, THF 용매의 습기를 제거하는 것도 대량 생산에서 큰 부담이다. iii) The sodium 2,4-dinitrophenolate used in the third step should be free of moisture, and NaH and anhydrous THF solvent should be used to produce moisture-free sodium 2,4-dinitrophenolate. However, NaH is expensive and is highly inflammable, which is a great burden to handle in large quantities. In addition, removing moisture from the THF solvent is also a great burden in mass production.

4) 상기 구조 1의 촉매 회수시 NaBF4를 사용하나, NaBF4는 고가의 화합물로, 경제적이지 않다.4) NaBF 4 is used for catalyst recovery in Structure 1 above, but NaBF 4 is expensive and not economical.

또한, 나이트레이트 음이온을 갖는 유사 형태의 화합물이 중국 특허에 공개되었으나, R5과 R6에 4 차 암모늄 염을 포함하여 총 갯수가 2개인 경우와 R1, R2, R5, R6 암모늄 염 4개를 갖는 화합물만 한정적으로 제시되어 본 발명이 제공하는 착화합물 범위 밖이다 (CN 100494248C (2009.06.03)).
In addition, a similar type of compound having a nitrate anion has been disclosed in the Chinese patent. However, when R 5 and R 6 contain a quaternary ammonium salt and the total number is 2 and R 1 , R 2 , R 5 , and R 6 ammonium Only compounds with four salts are given in a limited manner and are outside the range of the complexes provided by the present invention (CN 100494248C (2009.06.03)).

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구하던 중, 본 발명자들은 2,4-디니트로페놀레이트 대신 나이트레이트와 아세테이트 음이온을 도입함으로써 상기 구조 1의 촉매가 가지고 있는 1)과 2)의 문제를 해결할 수 있음을 발견하였다. 또한, 나이트레이트와 아세테이트 음이온이 도입된 촉매 합성시 AgBF4이 아닌 AgNO3 또는 Ag(OAc)를 사용함으로써 가격이 상당히 낮아지고 대량으로 제조 및 구매가 가능할 뿐만 아니라, 산소가 없는 에탄올을 사용할 필요가 없으며, 소듐 2,4-디니트로페놀레이트를 사용하지 않아 NaH 및 무수 THF가 불필요하여 상기 구조 1의 촉매가 가지고 있는 3)의 문제를 해결할 수 있었다. 또한, 촉매 회수 단계에서 종래 사용되던 비반응성 염인 NaBF4 대신에 가격이 상대적으로 상당히 낮은 질산 또는 질산염을 사용함으로써 상기 구조 1의 촉매가 가지고 있는 4)의 문제를 해결할 수 있었다.In studying to overcome the above problems, the present inventors have found that by introducing nitrate and acetate anion instead of 2,4-dinitrophenolate, the problems of 1) and 2) . In addition, AgNO 3 or Ag (OAc) other than AgBF 4 is used in the synthesis of a catalyst in which nitrate and acetate anion are introduced, which makes it possible to manufacture and purchase in large quantities and to use oxygen-free ethanol No sodium 2,4-dinitrophenolate was used, and NaH and anhydrous THF were not needed, thereby solving the problem 3) of the catalyst of Structure 1 above was solved. In addition, by using nitric acid or nitrate, which is relatively low in price in place of NaBF 4, which is conventionally used in the catalyst recovery step, the problem of 4) in the catalyst of Structure 1 can be solved.

따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은 나이트레이트 음이온의 4차 암모늄 염을 3개 이상 포함하는 살렌(Salen) 유형의 리간드, 이 리간드로부터 제조된 금속 3가 착화합물 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.Therefore, a first object of the present invention is to provide a Salen-type ligand comprising at least three quaternary ammonium salts of nitrate anions, metal trivalent complexes prepared from the ligands and a process for their preparation.

본 발명의 두 번째 목적은 상기 착화합물을 촉매로 사용하여 에폭사이드 화합물과 이산화탄소를 공중합하여 폴리카보네이트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a method for producing a polycarbonate by copolymerizing an epoxide compound and carbon dioxide using the complex as a catalyst.

본 발명의 세 번째 목적은 상기 착화합물을 촉매로 사용하여 공중합체를 제조한 후, 얻어지는 공중합체와 촉매의 혼합 용액으로부터 촉매를 분리 및 회수하는 방법을 제공하는 것이다.
A third object of the present invention is to provide a method for separating and recovering a catalyst from a mixed solution of a copolymer and a catalyst obtained by preparing a copolymer using the complex as a catalyst.

본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 하기 화학식 1의 구조의 화합물을 제공한다. In order to achieve the object of the present invention, there is provided a compound having a structure represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

[상기 화학식 1에서, [In the above formula (1)

M은 코발트 3가 또는 크롬 3가이고;M is a cobalt trivalent or chromium trivalent;

A는 산소 또는 황 원자이고;A is an oxygen or sulfur atom;

Q는 두 질소 원자를 연결하여 주는 다이라디칼이고;Q is a diradical linking two nitrogen atoms;

R1 R2 는 서로 독립적으로 1차 (C1-C20)알킬이고;R 1 and R 2 is independently a primary (C1-C20) alkyl and the other;

R3 내지 R10은 서로 독립적으로 수소; 할로겐; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; (C1-C20)알콕시; (C6-C30)아릴옥시; 포밀; (C1-C20)알킬카보닐; (C6-C20)아릴카보닐; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R 3 - R 10 is independently from each other hydrogen; halogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkoxy; (C6-C30) aryloxy; Formyl; (C1-C20) alkylcarbonyl; (C6-C20) arylcarbonyl; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl;

상기 R1 내지 R10 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;The R < 1 & R 10 Two of which may be connected to each other to form a ring;

상기 R3 내지 R10 중 적어도 세 개 이상은 하기 화학식 a, 화학식 b 및 화학식 c로 이루어진 군으로부터 선택되는 양성자단이고;The R < 3 & At least three of R < 10 > are a proton residue selected from the group consisting of the following formula a, b and c;

Figure pat00004
Figure pat00004

Z는 질소 또는 인이고;Z is nitrogen or phosphorus;

R11, R12, R13, R21, R22, R23, R24 및 R25는 서로 독립적으로 (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R11, R12 및 R13 중 2개 또는 R21, R22, R23, R24 및 R25 중 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;R 11 , R 12 , R 13 , R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 independently of one another are (C 1 -C 20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl; Two of R 11 , R 12 and R 13 or two of R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 may be connected to each other to form a ring;

R31, R32 및 R33 는 서로 독립적으로 수소; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R31, R32 및 R33 중 2개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;R 31 , R 32 and R 33 independently of one another are hydrogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl; Two of R 31 , R 32 and R 33 may be connected to each other to form a ring;

X'는 산소, 황 또는 N-R (여기서 R은 (C1-C20)알킬)이고;X 'is oxygen, sulfur or N-R wherein R is (C1-C20) alkyl;

a은 R3 내지 R10 이 포함하는 양성자단의 수 + 1이고;a is R < 3 > The number of protons included in R < 10 > + 1;

b는 1 이상의 정수이고;b is an integer of 1 or more;

나이트레이트 또는 아세테이트 음이온은 M에 배위할 수도 있다.]
The nitrate or acetate anion may also be coordinated to M.

본 발명은 나이트레이트 음이온을 반드시 포함하며 일부 아세테이트 음이온으로 구성된 화합물을 제공하는 것이다. 본 발명자에 의하여 공지된 대한민국특허등록등록 10-0853358 (등록일: 2008.08.13)에서는 나이트레이트 음이온은 청구되어 있지 않고 음이온이 할로겐 원자, 니트로기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 아릴옥시, 또는 할로겐으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 카르복실 음이온으로 한정되어 있어 본 발명과는 상이하다. 본 발명은 2,4-디니트로페놀레이트 대신 나이트레이트와 아세테이트 음이온을 도입함에 의하여 폭발성이 없고, 고분자 사슬 단말기에 나이트기 또는 아세테이트기가 붙어 있어 대량 생산시 촉매 비용이 낮은 장점이 있다. The present invention provides a compound which necessarily comprises a nitrate anion and consists of some acetate anion. The nitrate anion is not claimed in the Korean Registered Patent Registration No. 10-0853358 published by the inventor of the present invention and the anion is aryloxy having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a halogen atom, And is limited to a carboxylic anion having 1 to 20 carbon atoms which is substituted or unsubstituted with halogen, and thus is different from the present invention. The present invention is not explosive by introducing nitrate and acetate anion in place of 2,4-dinitrophenolate, and has the advantage of having a low catalyst cost in mass production due to the addition of a nitro group or an acetate group to the polymer chain terminal.

상기 배경기술의 구조 1의 촉매는 질소가 배위하지 않고 4차 암모늄 염의 음이온이 배위되어 코발트가 음의 형식 전하를 갖는 옥타헤드럴 구조를 가지고 있어 고활성이다 (Inorg. Chem. 2009, 48, 10455-10465). The catalyst of Structure 1 of the background art is highly active since it has an octahedrally ordered structure in which cobalt is negatively charged and the anion of the quaternary ammonium salt is coordinated without nitrogen coordination ( Inorg. Chem. 2009 , 48 , 10455 -10465).

본 발명의 특징인 나이트레이트 음이온은 배위력이 약해 코발트에 강하게 배위하지 못해 구조 1의 촉매와 같은 질소가 배위하지 않고 4차 암모늄 염의 음이온이 배위된 구조를 형성하기가 쉽지 않다. 그러나, 중합 반응이 개시되면 나이트레이트 음이온은 단량체와 반응하여 카보네이트 음이온 또는 알콕시 음이온이 된다. 카보네이트 음이온 또는 알콕시 음이온은 배위력이 강해 상기 구조 1의 촉매와 같은 질소가 배위하지 않고 4차 암모늄 염의 음이온이 배위된 구조를 형성할 수 있다. 중합 반응 개시 후 고활성을 보이는 구조 1의 촉매와 같은 구조를 갖기 위해서는 오늄 염의 갯 수가 3개 이상이어야 하고 또한 R1과 R2의 입체 장애가 크지 않은 1차 알킬이어야 한다. R1과 R2이 3차 알킬 또는 2차 알킬인 경우 구조 1의 촉매와 같은 구조 형성이 안되어 중합 활성이 낮다. 또한 오늄 염의 갯 수가 2개 이하인 경우도 구조 1의 촉매와 같은 구조 형성이 안되어 중합 활성이 낮다(Inorg. Chem. 2009, 48, 10455-10465).
The nitrate anion, which is a feature of the present invention, is weak in dewaxing ability and can not be strongly coordinated to cobalt, so that it is difficult to form a structure in which a nitrogen such as a catalyst of Structure 1 is not coordinated and anions of quaternary ammonium salts are coordinated. However, when the polymerization reaction is initiated, the nitrate anion reacts with the monomer to become a carbonate anion or an alkoxy anion. The carbonate anion or the alkoxy anion is strong enough to form a structure in which anion of the quaternary ammonium salt is coordinated with no nitrogen such as the catalyst of Structure 1 above. In order to have the same structure as that of the catalyst of Structure 1 showing high activity after initiation of the polymerization reaction, the number of onium salts should be 3 or more and primary alkyl of R 1 and R 2 should not be large. When R 1 and R 2 are tertiary alkyl or secondary alkyl, the same polymerization structure as the catalyst of Structure 1 is not formed and polymerization activity is low. Also, when the number of onium salts is 2 or less, the same polymerization structure as that of the catalyst of Structure 1 is not formed and the polymerization activity is low ( Inorg. Chem. 2009 , 48 , 10455-10465).

바람직하게는 상기 화학식 1에서, M은 코발트3가이고; A는 산소이고; Q는 (C6~C30)아릴렌, (C1~C20)알킬렌, (C2~C20)알케닐렌, (C2~C20)알키닐렌 또는 (C3~C20)시클로알킬렌이고, 보다 바람직하게는 Q는 트랜스-1,2-싸이클로헥실렌, 페닐렌 또는 에틸렌이고; R1 R2 는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸이고; R3 내지 R10은 서로 독립적으로 수소 또는 -[YR41 3-m{(CR42R43)nN+R44R45R46}m]이고; Y는 C 또는 Si이고; R41, R42, R43, R44, R45 및 R46은 서로 독립적으로 수소; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며, R44, R45 및 R46 중 2개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고; m는 1 내지 3의 정수이고, n는 1 내지 20의 정수이고; 단, m가 1인 경우 R3 내지 R10중 적어도 3개 이상은 -[YR41 3-m{(CR42R43)nN+R44R45R46}a]이고, m이 2인 경우 R3 내지 R10중 적어도 2개 이상은 -[YR41 3-m{(CR42R43)nN+R44R45R46}m]이고, m이 3인 경우 R3 내지 R10중 1개 이상은 -[YR41 3-m{(CR42R43)nN+R44R45R46}m]이다.
Preferably, in the above formula (1), M is cobalt trivalent; A is oxygen; Q is (C6 to C30) arylene, (C1 to C20) alkylene, (C2 to C20) alkenylene, (C2 to C20) alkynylene or (C3 to C20) cycloalkylene, more preferably Q is Trans-1,2-cyclohexylene, phenylene or ethylene; R 1 and R 2 is independently methyl or ethyl with one another; R 3 - R 10 is independently from each other hydrogen or - [YR 41 3-m {(CR 42 R 43 ) n N + R 44 R 45 R 46 } m ]; Y is C or Si; R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 independently from each other are hydrogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of Group 14 metal substituted with hydrocarbyl, R 44, Two of R 45 and R 46 may be connected to each other to form a ring; m is an integer from 1 to 3, and n is an integer from 1 to 20; Provided that when m is 1, R < 3 > At least three or more of the R 10 is - [YR 41 3-m { (CR 42 R 43) n N + R 44 R 45 R 46} a] and, when m is 2 R 3 to At least two or more of R 10 is - [YR 41 3-m { (CR 42 R 43) n N + R 44 R 45 R 46} m] , and when m is 3 to R 3 At least one of R 10 is - [YR 41 3-m {(CR 42 R 43 ) n N + R 44 R 45 R 46 } m ].

보다 바람직하게는 상기 화학식 1의 착화합물은 하기 화학식 2의 착화합물일 수 있다.More preferably, the complex compound of Formula 1 may be a complex compound of Formula 2 below.

[화학식 2](2)

Figure pat00005
Figure pat00005

[상기 화학식 2에서, [In the formula (2)

R51 및 R52는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸이고;R 51 and R 52 independently of one another are methyl or ethyl;

R53 및 R54는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이고;R 53 and R 54 independently of one another are hydrogen or methyl;

Q는 트랜스-1,2-싸이클로헥실렌, 페닐렌 또는 에틸렌이고;Q is trans-1, 2-cyclohexylene, phenylene or ethylene;

n은 1 내지 20의 정수이고;n is an integer from 1 to 20;

나이트레이트 음이온과 아세테이트 음이온에 코발트에 배위할 수 있다.]
It can be coordinated to cobalt to nitrate anion and acetate anion.]

더욱 바람직하게는 상기 화학식 2에서 R51, R52, R53및 R54가 메틸이고, n이 3이고, Q는 트랜스-1,2-싸이클로헥실렌이다.
More preferably, R 51 , R 52 , R 53 and R 54 in the general formula (2) are methyl, n is 3, and Q is trans-1, 2-cyclohexylene.

본 발명의 또 다른 양태로, 상기 화학식 1의 착화합물을 촉매로 이용하여, 에폭사이트 화합물 및 이산화탄소를 공중합하는 단계를 포함하는 폴리카보네이트의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, there is provided a process for producing a polycarbonate comprising copolymerizing an epoxide compound and carbon dioxide using the complex of Formula 1 as a catalyst.

상기 에폭사이드 화합물은 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C2-C20)알킬렌옥사이드; 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C4-C20)사이클로알킬렌옥사이드; 및 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시 또는 (C1-C20)알킬로 치환 또는 비치환된 (C8-C20)스타이렌옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다. 상기 상기 아릴옥시는 페녹시, 바이페닐옥시, 나프틸옥시 등을 예로 들 수 있다. 상기 알킬옥시, 아릴옥시, 아르알킬옥시 및 알킬은 할로겐 원소 또는 알콕시기로부터 선택되는 치환기를 가지는 것일 수 있다.The epoxide compound is a (C2-C20) alkoxy substituted or unsubstituted with halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy or (C6- Alkylene oxides; (C4-C20) cycloalkylene oxides unsubstituted or substituted with halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy or (C6-C20) aryl (C1-C20) aralkyloxy; And (C8-C20) aralkyloxy which is unsubstituted or substituted by halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy, (C6- -C20) styrene oxide. Examples of the aryloxy include phenoxy, biphenyloxy, naphthyloxy, and the like. The alkyloxy, aryloxy, aralkyloxy and alkyl may have a substituent selected from a halogen atom or an alkoxy group.

상기 에폭사이드 화합물의 구체적인 예를 들면, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부텐 옥사이드, 펜텐 옥사이드, 헥센 옥사이드, 옥텐 옥사이드, 데센 옥사이드, 도데센 옥사이드, 테트라데센 옥사이드, 헥사데센 옥사이드, 옥타데센 옥사이드, 부타디엔 모녹사이드, 1,2-에폭사이드-7-옥텐, 에피플루오로하이드린, 에피클로로하이드린, 에피브로모하이드린, 아이소프로필 글리시딜 에테르, 부틸 글리시딜 에테르, t-부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, 사이클로펜텐 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 사이클로옥텐 옥사이드, 사이클로도데센 옥사이드, 알파-파이넨 옥사이드, 2,3-에폭사이드노보넨, 리모넨 옥사이드, 디엘드린, 2,3-에폭사이드프로필벤젠, 스타이렌 옥사이드, 페닐프로필렌 옥사이드, 스틸벤 옥사이드, 클로로스틸벤 옥사이드, 디클로로스틸벤 옥사이드, 1,2-에폭시-3-페녹시프로판, 벤질옥시메틸 옥시란, 글리시딜-메틸페닐 에테르, 클로로페닐-2,3-에폭사이드프로필 에테르, 에폭시프로필 메톡시페닐 에테르 바이페닐 글리시딜 에테르, 글리시딜 나프틸 에테르 등이 있다.Specific examples of the epoxide compound include ethylene oxide, propylene oxide, butene oxide, pentene oxide, hexene oxide, octene oxide, decene oxide, dodecene oxide, tetradecene oxide, hexadecene oxide, octadecene oxide, Epichlorohydrin, epibromohydrin, isopropyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, t-butyl glycidyl ether, t-butyl glycidyl ether, 1,2-epoxide-7-octene, epifluorohydrin, epichlorohydrin, 2-ethylhexyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, cyclopentene oxide, cyclohexene oxide, cyclooctene oxide, cyclododecene oxide, alpha-pinene oxide, 2,3-epoxide norbornene, limonene oxide, Diallylene, 2,3-epoxide propylbenzene, styrene oxide, phenylpropylene oxide, stilbeneox Epoxidized propyl ether, epoxidized propyl ether, epoxidized propyl ether, butyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl acrylate, Propyl methoxyphenyl ether biphenyl glycidyl ether, and glycidyl naphthyl ether.

에폭사이드 화합물은 유기 용매를 반응 매질로 하여 중합에 사용될 수 있는데, 상기 용매로는 펜탄, 옥탄, 데칸 및 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 및 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소, 클로로메탄, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 카본테트라클로라이드, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로에탄, 에틸클로라이드, 트리클로로에탄, 1-클로로프로판, 2-클로로프로판, 1-클로로부탄, 2-클로로부탄, 1-클로로-2-메틸프로판, 클로로벤젠 및 브로모벤젠 등과 같은 할로겐화 탄화수소 중 단독 또는 2 개 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 단량체 자체를 용매로 사용하는 벌크 중합을 수행할 수 있다. Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as pentane, octane, decane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, aromatic hydrocarbons such as chloromethane, methylene chloride , Chloroform, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, ethyl chloride, trichloroethane, 1- chloropropane, 2- chloropropane, 1- chlorobutane, 2- -Chloro-2-methylpropane, halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene and bromobenzene, or a combination of two or more of them. More preferably, bulk polymerization can be carried out using the monomer itself as a solvent.

에폭사이드 화합물 대 촉매의 몰비, 즉 에폭사이드 화합물:촉매 몰비는 1,000 내지 1,000,000에서 사용이 가능하고, 바람직하게는 50,000 내지 200,000에서 사용이 가능하다. 이때 상기 촉매의 전환속도, 즉 시간당 코발트 1 몰에 대하여 소모되는 에폭사이드 화합물의 몰수는 500 턴오버(turnover)/hr 이상을 구현할 수 있다. 상기 공중합 단계에서 이산화탄소의 압력은 상압에서 100 기압까지 가능하며, 바람직하게는 5 기압에서 30 기압이 적당하다. 상기 공중합 단계에서 중합 온도는 20℃에서 120℃까지 가능하고, 바람직하게는 50℃ 내지 90℃가 적당하다. The molar ratio of the epoxide compound to the catalyst, that is, the epoxide compound: catalyst molar ratio is 1,000 to 1,000,000, preferably 50,000 to 200,000. At this time, the conversion rate of the catalyst, that is, the number of moles of the epoxide compound consumed per mole of cobalt per hour, may be 500 turnsover / hr or more. In the copolymerization step, the pressure of the carbon dioxide can be from normal pressure to 100 atm, preferably at 5 atm and 30 atm. In the copolymerization step, the polymerization temperature may range from 20 占 폚 to 120 占 폚, preferably from 50 占 폚 to 90 占 폚.

폴리카보네이트를 중합하는 방법으로는 회분식 중합법, 반 회분식 중합법, 또는 연속식 중합법에 의하여 제조할 수 있다. 회분식 또는 반 회분식 중합법을 사용하는 경우에 있어서 반응 시간은 1 내지 24 시간, 바람직하게는 1.5 내지 4 시간으로 할 수 있다. 연속식 중합법을 사용하는 경우의 촉매의 평균 체류시간도 마찬가지로 1.5 내지 4 시간으로 하는 것이 바람직하다.Polycarbonate can be polymerized by a batch polymerization method, a semi-batch polymerization method or a continuous polymerization method. In the case of using a batch or semi-batch polymerization method, the reaction time may be 1 to 24 hours, preferably 1.5 to 4 hours. The average residence time of the catalyst in the case of using the continuous polymerization method is also preferably 1.5 to 4 hours.

본 발명에 의하면, 수평균 분자량(Mn)이 5,000 내지 1,000,000의 분자량을 갖고 분자량분포(즉 Mw/Mn)가 1.05 내지 4.0의 값을 갖는 폴리카보네이트를 제조할 수 있다. 여기에서 Mn은 단일분자량분포의 폴리스타이렌을 표준물질로 보정하여 GPC로 측정한 수평균 분자량을 의미하며, 분자량분포 Mw/Mn 값은 동일한 방법에 의하여 GPC에 의해 특정한 무게평균 분자량과 수평균 분자량 사이의 비율이다.According to the present invention, a polycarbonate having a number average molecular weight (M n ) of 5,000 to 1,000,000 and a molecular weight distribution (that is, M w / M n ) of 1.05 to 4.0 can be produced. Here, M n means the number average molecular weight measured by GPC by correcting polystyrene of a single molecular weight distribution with a standard substance, and the molecular weight distribution M w / M n value is determined by GPC by the same method, Molecular weight.

제조된 폴리카보네이트 중합체는 80% 이상의 카보네이트 결합으로 구성되어 있고, 종종 95% 이상의 카보네이트 결합으로 구성된다. 본 발명에 따라 제조되는 폴리카보네이트는 분해가 용이하고 연소 시 잔사와 그을음이 없는 고분자로서, 예를 들면, 포장재, 단열재, 또는 코팅재로서 유용한 재료이다.
The prepared polycarbonate polymer is composed of at least 80% carbonate bond, often at least 95% carbonate bond. The polycarbonate produced according to the present invention is a polymer which is easy to decompose and has no residue or soot upon combustion, and is useful as, for example, a packaging material, an insulating material, or a coating material.

본 발명의 또 다른 양태로, 상기 화학식 1의 착화합물을 포함하는 하기 화학식 3의 착화합물을 촉매로 이용하여, 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C2-C20)알킬렌옥사이드; 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C4-C20)사이클로알킬렌옥사이드; 및 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시 또는 (C1-C20)알킬로 치환 또는 비치환된 (C8-C20)스타이렌옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 에폭사이드 화합물 및 이산화탄소를 공중합하여 폴리카보네이트를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 공중합체와 촉매가 용해되어 있는 용액을 이 용액에 용해되지 않는 고체상의 무기 물질, 고분자 물질 또는 이의 혼합물과 접촉시켜 상기 고체상의 무기 물질 또는 고분자 물질과 촉매의 복합체를 형성시킴으로써 공중합체와 촉매를 분리하는 단계;를 포함하는 폴리카보네이트의 제조 방법을 제공한다.(C 1 -C 20) alkyloxy, (C 6 -C 20) aryloxy or (C 6 -C 20) alkoxy, by using a complex of the formula (3) (C2-C20) alkylene oxide substituted or unsubstituted with aryl (C1-C20) aralkyloxy; (C4-C20) cycloalkylene oxides unsubstituted or substituted with halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy or (C6-C20) aryl (C1-C20) aralkyloxy; And (C8-C20) aralkyloxy which is unsubstituted or substituted by halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy, (C6- -C20) styrene oxide, and carbon dioxide to prepare a polycarbonate; And a solution in which the prepared copolymer and the catalyst are dissolved is contacted with a solid inorganic material, a polymer material or a mixture thereof, which is not soluble in the solution, to form a complex of the solid inorganic material or polymer and the catalyst, And separating the catalyst from the catalyst. The present invention also provides a method for producing the polycarbonate.

[화학식 3](3)

Figure pat00006
Figure pat00006

[상기 식에서,[In the above formula,

M은 코발트 3가 또는 크롬 3가이고;M is a cobalt trivalent or chromium trivalent;

A는 산소 또는 황이고;A is oxygen or sulfur;

Q는 두 질소 원자를 연결하여 주는 다이라디칼이고;Q is a diradical linking two nitrogen atoms;

R1 내지 R10은 서로 독립적으로 수소; 할로겐; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; (C1-C20)알콕시; (C6-C30)아릴옥시; 포밀; (C1-C20)알킬카보닐; (C6-C20)아릴카보닐; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R 1 - R 10 is independently from each other hydrogen; halogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkoxy; (C6-C30) aryloxy; Formyl; (C1-C20) alkylcarbonyl; (C6-C20) arylcarbonyl; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl;

상기 R1 내지 R10 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;The R < 1 & R 10 Two of which may be connected to each other to form a ring;

상기 R3 내지 R10 중 적어도 1개 이상은 하기 화학식 a, 화학식 b 및 화학식 c로 이루어진 군으로부터 선택되는 양성자단이고;The R < 3 & At least one of R < 10 > is a proton residue selected from the group consisting of the following structural formulas a, b and c;

Figure pat00007
Figure pat00007

Z는 질소 또는 인이고;Z is nitrogen or phosphorus;

R11, R12, R13, R21, R22, R23, R24 및 R25는 서로 독립적으로 (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R11, R12 및 R13 중 2개 또는 R21, R22, R23, R24 및 R25 중 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;R 11 , R 12 , R 13 , R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 independently of one another are (C 1 -C 20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl; Two of R 11 , R 12 and R 13 or two of R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 may be connected to each other to form a ring;

R31, R32 및 R33 는 서로 독립적으로 수소; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R31, R32 및 R33 중 2개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;R 31 , R 32 and R 33 independently of one another are hydrogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl; Two of R 31 , R 32 and R 33 may be connected to each other to form a ring;

X'는 산소, 황 또는 N-R (여기서 R은 (C1-C20)알킬)이고;X 'is oxygen, sulfur or N-R wherein R is (C1-C20) alkyl;

a은 R3 내지 R10 이 포함하는 양성자단의 수 + 1이고; a is R < 3 > The number of protons included in R < 10 > + 1;

b는 1 이상의 정수이고, b +c는 a의 값과 동일하고;b is an integer of 1 or more, b + c is the same as the value of a;

나이트레이트 또는 아세테이트 음이온은 M에 배위할 수도 있다.]
The nitrate or acetate anion may also be coordinated to M.

본 특허가 제공하는 촉매 제거 방법의 기작은 본 발명자에 의하여 기 공개된 방법과 동일하다 (대한민국특허출원 10-2008-0015454; Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 7306-7309. (2008.09.08)). 그러나, 기 공개 특허에서는 음이온이 나이트레이트인 화합물이 포함되지 않았다. 나이트레이트 음이온을 갖는 유사 형태의 화합물을 이용한 이산화탄소/에폭사이드 공중합이 중국 특허에 공개되었으나 촉매 제거 방법에 관하여는 전혀 언급이 없다 (CN 100494248C (2009.06.03). 본 발명은 화학식 1을 이용하여 제조된 공중합 및 이 공중합체와 촉매를 분리하는 방법뿐만 아니라, R1과 R2이 반드시 1차 알킬이 아니고, 오늄 염의 갯 수가 2개 이하이어서 중합 활성이 다소 저조할 수 있는, 더 넓은 범위의, 상기 화학식 3의 화합물을 이용하여 얻어진 중합 및 이 중합체와 촉매를 분리하는 방법을 제공한다.
The mechanism of the catalyst removal method provided by this patent is the same as the method disclosed by the present inventor (Korean Patent Application No. 10-2008-0015454; Angew. Chem. Int. Ed. , 2008 , 47, 7306-7309. 2008.09.08)). However, the disclosed patent does not include a compound in which anion is nitrate. Carbon dioxide / epoxide copolymerization using a similar type of compound having a nitrate anion is disclosed in the Chinese patent, but there is no mention about the catalyst removal method (CN 100494248C (2009.06.03)). the copolymer and of the copolymer as well as how to remove the catalyst, R 1 and R 2 is necessarily not a primary alkyl, onium salts Conger number of two or less is then more in the polymerization activity can be somewhat poor wide range, A polymerization obtained by using the compound of Formula 3 and a method of separating the polymer from the catalyst.

상기 고체상의 무기 물질은 표면 개질되거나 표면 개질되지 않은 실리카 또는 알루미나이고, 고분자 물질이 알콕시 음이온에 의하여 탈양성자 반응이 일어날 수 있는 작용기를 가지고 있는 고분자 물질일 수 있으며, 상기 알콕시 음이온에 의하여 탈양성자 반응이 일어날 수 있는 작용기는 설폰산 기, 카르복실산 기, 페놀 기 또는 알콜 기일 수 있다. The solid inorganic material may be silica or alumina that is not surface-modified or surface-modified, and the polymer material may be a polymer material having a functional group capable of causing a deprotonation reaction by an alkoxy anion. The alkoxy anion may cause a deprotonation reaction The functional group that can occur is a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a phenol group or an alcohol group.

알콕시 음이온 또는 카보네이트 음이온에 양성자를 제공할 수 있는 브렌스테스 산 점을 포함하는 규소 또는 알루미늄을 주성분으로 하는 고체상 무기물질로는 구체적으로, 실리카, 알루미나, 알루미노실리케이트 (제올라이트), 알루미노포스페이트, 티타늄실리케이트, 클레이 등이 있으며, 표면 개질되거나 표면 개질되지 않은 실리카 또는 알루미나를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.Specific examples of the solid inorganic material containing silicon or aluminum as a main component including a brent acid acid point capable of providing a proton to an alkoxy anion or carbonate anion include silica, alumina, aluminosilicate (zeolite), aluminophosphate, Titanium silicate, clay, or the like, and it is more preferable to use silica or alumina that is not surface-modified or surface-modified.

상기 고분자 물질은 수평균 분자량이 500 내지 10,000,000으로 가교된 것이 바람직하지만, 가교 되지 않았더라도 공중합체와 촉매를 포함하는 용액에 용해되지 않으면 가능하다. "알콕시 음이온에 의하여 탈양성자 반응이 일어날 수 있는 작용기를 가지고 있는 고분자 물질"의 보다 구체적인 예는 고분자 사슬 안에 하기 화학식 A 내지 E와 같은 단위체를 포함하는 공중합체 또는 이런 단위체로만 구성된 단독중합체(homopolymer)를 포함한다. 이러한 지지체로서 작용하는 고분자 물질은 상기 기술한 용액에 용해되지 않는 한 가교되지 않은 것도 가능하지만, 용해도를 저하시키기 위하여 적당히 가교된 것이 바람직하다.It is preferable that the polymer material is crosslinked with a number average molecular weight of 500 to 10,000,000, but it is possible that it is not dissolved in a solution containing a copolymer and a catalyst even if it is not crosslinked. More specific examples of the "polymer substance having a functional group capable of causing a deprotonation reaction by an alkoxy anion" include a copolymer containing a unit such as the following structural formulas A to E in a polymer chain, or a homopolymer composed of such a unit. . The polymer substance serving as such a support may be not crosslinked unless dissolved in the above-mentioned solution, but it is preferable that the polymer substance is crosslinked appropriately in order to lower the solubility.

Figure pat00008
Figure pat00008

본 발명의 또 다는 양태로, 상기 화학식 3의 착화합물을 촉매로 이용하여, 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C2-C20)알킬렌옥사이드; 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C4-C20)사이클로알킬렌옥사이드; 및 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시 또는 (C1-C20)알킬로 치환 또는 비치환된 (C8-C20)스타이렌옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 에폭사이드 화합물 및 이산화탄소를 공중합하여 폴리카보네이트를 제조하는 단계; 상기 제조된 공중합체와 촉매가 용해되어 있는 용액을 이 용액에 용해되지 않는 고체상의 무기 물질, 고분자 물질 또는 이의 혼합물과 접촉시켜 상기 고체상의 무기 물질 또는 고분자 물질과 촉매의 복합체를 형성시킴으로써 공중합체와 촉매를 분리하는 단계; 및 상기 고체상의 무기 물질 또는 고분자 물질과 촉매의 복합체를 용해시킬 수 없는 매질 속에서, 상기 고체상의 무기 물질 또는 고분자 물질과 촉매의 복합체를 질산 또는 질산염으로 처리하여 촉매 또는 촉매의 전구체가 상기 매질로부터 용해되어 나오게 함으로써 촉매 및 촉매 전구체를 분리 회수하는 단계;를 포함하는 공중합체와 촉매가 용해되어 있는 용액으로부터 촉매 및 촉매 전구체를 분리 회수하는 방법을 제공한다. 상기 매질로 가장 바람직한 것은 에탄올이나 메탄올이다.(C6-C20) aryloxy or (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl (C1-C60) alkyl (C2-C20) alkylene oxide substituted or unsubstituted with an aralkyloxy group; (C4-C20) cycloalkylene oxides unsubstituted or substituted with halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy or (C6-C20) aryl (C1-C20) aralkyloxy; And (C8-C20) aralkyloxy which is unsubstituted or substituted by halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy, (C6- -C20) styrene oxide, and carbon dioxide to prepare a polycarbonate; A solution in which the prepared copolymer and the catalyst are dissolved is contacted with a solid inorganic material, a polymer substance or a mixture thereof, which is not soluble in the solution, to form a composite of the solid inorganic material or the polymer substance and the catalyst, Separating the catalyst; And treating the composite of the solid inorganic material or the polymer substance with the catalyst with nitric acid or nitrate in a medium which can not dissolve the complex of the solid inorganic material or polymer substance with the catalyst so that the precursor of the catalyst or catalyst is separated from the medium And separating and recovering the catalyst and the catalyst precursor by dissolving the catalyst precursor and the catalyst precursor in the solution, and separating and recovering the catalyst and the catalyst precursor from the solution in which the catalyst is dissolved. Most preferred as the medium is ethanol or methanol.

기 공개된 촉매 회수 방법에서는 비반응성 염인 NaBF4를 사용하였으나(대한민국특허출원 10-2008-0015454; Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 7306-7309. (2008.09.08)), 본 발명에서는 가격이 상대적으로 상당히 낮은 질산 또는 질산염을 사용하였다.
In the previously disclosed catalyst recovery method, NaBF 4, which is a non-reactive salt, was used (Korean Patent Application 10-2008-0015454; Angew. Chem. Int. Ed. , 2008 , 47, 7306-7309 In the invention, nitric acid or nitrate, whose price is relatively low, was used.

본 발명의 또 다른 양태로, 하기 화학식 4 의 화합물을 화학식 4가 포함하는 할로겐 음이온 당량의 질산은(AgNO3) 또는 질산은(AgNO3)과 초산은(AgOC(O)CH3)의 혼합물과 반응시켜 화학식 5의 화합물을 제조하는 단계; 및 코발트(II)아세테이트 또는 크롬(II)아세테이트와 화학식 5의 화합물을 산소 존재 하에서 반응시켜 화학식 1의 착화합물을 제조하는 단계:를 포함하는 하기 화학식 1의 착화합물을 제조하는 방법을 제공한다. In another embodiment of the present invention, a compound of formula 4 is reacted with a mixture of a halogen anion equivalent of silver nitrate (AgNO 3 ) or silver nitrate (AgNO 3 ) and silver acetate (AgOC (O) CH 3 ) 5 < / RTI > And reacting cobalt (II) acetate or chromium (II) acetate with a compound of formula (5) in the presence of oxygen to produce a complex of formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00009
Figure pat00009

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00011
Figure pat00011

[상기 화학식 1, 4 및 5에서, [In the above formulas (1), (4) and (5)

M은 코발트 3가 또는 크롬 3가이고;M is a cobalt trivalent or chromium trivalent;

A는 산소 또는 황 원자이고;A is an oxygen or sulfur atom;

Q는 두 질소 원자를 연결하여 주는 다이라디칼이고;Q is a diradical linking two nitrogen atoms;

X-는 할로겐 음이온이고;X - is a halogen anion;

R1 R2 는 서로 독립적으로 1차 (C1-C20)알킬이고;R 1 and R 2 is independently a primary (C1-C20) alkyl and the other;

R3 내지 R10은 서로 독립적으로 수소; 할로겐; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; (C1-C20)알콕시; (C6-C30)아릴옥시; 포밀; (C1-C20)알킬카보닐; (C6-C20)아릴카보닐; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R 3 - R 10 is independently from each other hydrogen; halogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkoxy; (C6-C30) aryloxy; Formyl; (C1-C20) alkylcarbonyl; (C6-C20) arylcarbonyl; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl;

상기 R1 내지 R10 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;The R < 1 & R 10 Two of which may be connected to each other to form a ring;

상기 R3 내지 R10 중 적어도 세 개 이상은 하기 화학식 a, 화학식 b 및 화학식 c로 이루어진 군으로부터 선택되는 양성자단이고;The R < 3 & At least three of R < 10 > are a proton radical selected from the group consisting of the following formula a, b and c;

Figure pat00012
Figure pat00012

Z는 질소 또는 인이고;Z is nitrogen or phosphorus;

R11, R12, R13, R21, R22, R23, R24 및 R25는 서로 독립적으로 (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R11, R12 및 R13 중 2개 또는 R21, R22, R23, R24 및 R25 중 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;R 11 , R 12 , R 13 , R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 independently of one another are (C 1 -C 20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl; Two of R 11 , R 12 and R 13 or two of R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 may be connected to each other to form a ring;

R31, R32 및 R33 는 서로 독립적으로 수소; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R31, R32 및 R33 중 2개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;R 31 , R 32 and R 33 independently of one another are hydrogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl; Two of R 31 , R 32 and R 33 may be connected to each other to form a ring;

X'는 산소, 황 또는 N-R (여기서 R은 (C1-C20)알킬)이고;X 'is oxygen, sulfur or N-R wherein R is (C1-C20) alkyl;

a은 R3 내지 R10 이 포함하는 양성자단의 수 + 1이고;a is R < 3 > The number of protons included in R < 10 > + 1;

b는 1 이상의 정수이고;b is an integer of 1 or more;

나이트레이트 또는 아세테이트 음이온은 M에 배위할 수도 있다.]
The nitrate or acetate anion may also be coordinated to M.

본 발명의 촉매 합성시 사용되는 AgNO3 또는 Ag(OAc)는 AgBF4 에 비해 가격이 상당히 낮고 대량으로 제조 및 구매가 가능하고, 산소가 없는 에탄올을 사용하는 단계가 없으며, 소듐 2,4-디니트로페놀레이트를 사용하지 않아 NaH 및 무수 THF가 불필요하다.
AgNO 3 or Ag (OAc) used in the catalyst synthesis of the present invention is significantly lower in price than AgBF 4 and can be prepared and purchased in large quantities. There is no step of using oxygen-free ethanol, Nitrophenolate is not used and NaH and anhydrous THF are unnecessary.

바람직하게는 상기 화학식 1, 화학식 4 및 화학식 5에서 상기 M은 코발트3가이고; A는 산소이고; Q는 트랜스-1,2-싸이클로헥실렌, 페닐렌 또는 에틸렌이고; R1 R2 는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸이고; R3 내지 R10은 서로 독립적으로 수소 또는 -[YR41 3-m{(CR42R43)nN+R44R45R46}m]이고; Y는 C 또는 Si이고; R41, R42, R43, R44, R45 및 R46은 서로 독립적으로 수소; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며, R44, R45 및 R46 중 2개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고; m는 1 내지 3의 정수이고, n는 1 내지 20의 정수이고; 단, m가 1인 경우 R3 내지 R10중 적어도 3개 이상은 -[YR41 3-m{(CR42R43)nN+R44R45R46}a]이고, m이 2인 경우 R3 내지 R10중 적어도 2개 이상은 -[YR41 3-m{(CR42R43)nN+R44R45R46}m]이고, m이 3인 경우 R3 내지 R10중 1개 이상은 -[YR41 3-m{(CR42R43)nN+R44R45R46}m]이다.
Preferably, in the above Chemical Formulas (1), (4) and (5), M is a cobalt trivalent; A is oxygen; Q is trans-1, 2-cyclohexylene, phenylene or ethylene; R 1 and R 2 is independently methyl or ethyl with one another; R 3 - R 10 is independently from each other hydrogen or - [YR 41 3-m {(CR 42 R 43 ) n N + R 44 R 45 R 46 } m ]; Y is C or Si; R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 independently from each other are hydrogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of Group 14 metal substituted with hydrocarbyl, R 44, Two of R 45 and R 46 may be connected to each other to form a ring; m is an integer from 1 to 3, and n is an integer from 1 to 20; Provided that when m is 1, R < 3 > At least three or more of the R 10 is - [YR 41 3-m { (CR 42 R 43) n N + R 44 R 45 R 46} a] and, when m is 2 R 3 to At least two or more of R 10 is - [YR 41 3-m { (CR 42 R 43) n N + R 44 R 45 R 46} m] , and when m is 3 to R 3 At least one of R 10 is - [YR 41 3-m {(CR 42 R 43 ) n N + R 44 R 45 R 46 } m ].

보다 바람직하게는 하기 화학식 6의 화합물을 4 당량의 질산은(AgNO3)과 반응시켜 화학식 7의 화합물을 제조하는 단계; 및 코발트(II)아세테이트와 화학식 7의 화합물을 산소 존재 하에서 반응시켜 하기 화학식 2의 화합물을 제조하는 단계:를 포함하는 제조방법을 제공한다.More preferably, reacting a compound of formula (VI) with 4 equivalents of silver nitrate (AgNO 3 ) to prepare a compound of formula (7); And reacting cobalt (II) acetate with a compound of formula (7) in the presence of oxygen to produce a compound of formula (2).

[화학식 2](2)

Figure pat00013
Figure pat00013

[화학식 6][Chemical Formula 6]

Figure pat00014
Figure pat00014

[화학식 7](7)

Figure pat00015
Figure pat00015

[상기 화학식 2, 6 및 7에서, [In the above formulas (2), (6) and (7)

X-는 할로겐 음이온이고,X - is a halogen anion,

R51 및 R52는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸이고;R 51 and R 52 independently of one another are methyl or ethyl;

R53 및 R54는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸이고;R 53 and R 54 independently of one another are hydrogen or methyl;

Q는 트랜스-1,2-싸이클로헥실렌, 페닐렌 또는 에틸렌이고;Q is trans-1, 2-cyclohexylene, phenylene or ethylene;

n은 1 내지 20의 정수이고;n is an integer from 1 to 20;

나이트레이트 음이온과 아세테이트 음이온에 코발트에 배위할 수 있다.]
It can be coordinated to cobalt to nitrate anion and acetate anion.]

상기 화학식 2, 화학식 6 및 화학식 7에서 R51, R52, R53및 R54가 메틸이고, n이 3이고, Q는 트랜스-1,2-싸이클로헥실렌인 것이 더욱 바람직하다.
In the above Chemical Formulas 2, 6 and 7, R 51 , R 52 , R 53 and R 54 are methyl, n is 3, and Q is more preferably trans-1,2-cyclohexylene.

상기 화학식 6 및 화학식 7의 화합물의 합성은 본 발명자에 의하여 공지된 논문 및 특허에 공지되어 있다(대한민국특허등록등록 10-0853358 (등록일: 2008.08.13); Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 7306-7309; Bull. Korean Chem. Soc. 2009, 30, 745-748).
The formula (6) and the synthesis of the compound of formula (VII) are known in the known papers and patents by the present inventor (Republic of Korea Patent Registration Registration 10-0853358 (date:.... 2008.08.13); Angew Chem Int Ed, 2008 , 47, 7306-7309; Bull. Korean Chem. Soc., 2009 , 30 , 745-748).

종래의 합성법은 폭발성이 있는 2,4-디니트로페놀레이트 또는 2,4-디니트로페놀을 사용하고 있으며, 이를 포함하고 있는 촉매를 이용하여 이산화탄소/에폭아이드 공중합 시 고분자 사슬 단말기에 2,4-디니트로페놀 기가 붙어 있어 촉매 회수 단계에서 2,4-디니트로페놀레이트와 2,4-디니트로페놀은 회수되지 않는다. 이로 인하여 수지의 단가가 높아지고 수지의 색이 변화할 수 있다. 또한, 촉매의 제조시 고가의 AgBF4를 사용하고, 산소 없는 에탄올과 무수 THF 등의 용매를 사용하고 있어 촉매 제조가 복잡하고, 발화성이 큰 NaH를 사용한다. 게다가 촉매 회수시 고가의 NaBF4를 사용하고 있어 경제적이지 않았다.Conventional synthesis methods use explosive 2,4-dinitrophenolate or 2,4-dinitrophenol and use a catalyst containing the same to produce 2,4-dinitrophenol in a polymer chain terminal upon carbon dioxide / Since the dinitrophenol group is attached, 2,4-dinitrophenolate and 2,4-dinitrophenol are not recovered in the catalyst recovery step. As a result, the unit cost of the resin increases and the color of the resin may change. In addition, since expensive AgBF 4 is used in the production of the catalyst, and a solvent such as anhydrous ethanol and anhydrous THF is used, NaH having a complicated catalyst preparation and high pyrophoricity is used. In addition, NaBF 4 is expensive when recovering the catalyst, which is not economical.

본 발명에 따른 신규한 구조의 착화합물의 제조방법은 1) 폭발성이 있는 2,4-dinitrophenolate 대신 나이트레이트 음이온과 아세테이트 음이온을 사용하여 촉매를 대량으로 생산하는데 부담이 없고, 2) 고분자 사슬 단말기에 나이트기또는 아세테이트기가 붙어 있어 대량 생산시 촉매 비용이 낮으며, 3) 촉매 제조시 비싼 AgBF4를 사용하지 않고 단가가 낮고 대량으로 생산 구매가 가능한 AgNO3를 사용하여 촉매 제조 단가가 낮다. 또한, 산소가 없는 에탄올과 무수 THF 등의 용매를 사용하지 않아 촉매 제조가 간단하고. 발화성이 큰 NaH를 사용하지 않는다. 게다가 4) 촉매 회수를 위해 비싼 NaBF4 대신 질산 또는 질산염을 사용할 수 있어 경제적이다.The method of preparing the complex of the novel structure according to the present invention is as follows: 1) it is not burdensome to produce a large amount of catalyst by using nitrate anion and acetate anion instead of explosive 2,4-dinitrophenolate; 2) 3) The cost of catalyst production is low by using AgNO 3, which does not use expensive AgBF 4 , but is low in unit cost and can be purchased and purchased in large quantities, because the catalyst or acetate group is attached. In addition, since a solvent such as ethanol-free anhydrous THF and the like is not used, the production of the catalyst is simple. Do not use NaH with high ignitability. Furthermore, it is economical to use nitric acid or nitrate instead of expensive NaBF 4 for catalyst recovery.

또한 본 발명에 따른 착화합물을 촉매로 사용하여 이산화탄소/에폭사이드 공중합 반응 후 사용된 촉매를 분리 회수하여 재사용함으로써 촉매의 비용을 저하시켜 공중합체 제조에 있어서 경제성을 구현할 수 있고, 공중합체로부터 금속 화합물인 촉매를 제거함으로써 순도가 높은 공중합체의 제조를 가능하게 하여 공중합체의 이용 범위를 확대할 수 있을 뿐 아니라, 공중합체의 내구성 및 가공성을 증진시킬 수 있다.
Also, the catalyst used after the carbon dioxide / epoxide copolymerization reaction is separated and recovered by using the complex according to the present invention as a catalyst, thereby lowering the cost of the catalyst, thereby realizing economical efficiency in the production of the copolymer. By removing the catalyst, it becomes possible to produce a copolymer having high purity, thereby widening the range of use of the copolymer and improving the durability and processability of the copolymer.

하기 실시예 및 비교예는 본 발명의 효과를 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니다.The following Examples and Comparative Examples illustrate the effects of the present invention in detail. However, the following examples are intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

[실시예 1] 촉매 (화합물 C)의 합성[Example 1] Synthesis of catalyst (Compound C )

하기에 본 발명의 간단하고 경제적인 촉매 합성 방법을 나타내었다. 화합물 A는 공지된 방법으로 합성하였다 (Bull. Korean Chem. Soc. 2009, 30, 745-748).A simple and economical catalyst synthesis method of the present invention is shown below. Compound A was synthesized by a known method ( Bull. Korean Chem. Soc. 2009 , 30 , 745-748).

Figure pat00016
Figure pat00016

화합물 compound BB 의 합성Synthesis of

화합물A (100 mg, 0.054 mmol)과 AgNO3 (37.3 mg, 0.219 mmol)를 에탄올 (3 mL)에 녹인 후 밤샘 교반하였다. 셀라이트를 이용하여 여과하여 생성된 AgI를 제거하였다. 용매를 진공 감압하여 제거하여 노란색 고체 분말 형태의 화합물 B을 얻었다 (0.80 g, 94%).Compound A (100 mg, 0.054 mmol) and AgNO 3 (37.3 mg, 0.219 mmol) were dissolved in ethanol (3 mL) and stirred overnight. The AgI was removed by filtration using celite. The solvent was removed in vacuo to give Compound B in the form of a yellow solid powder (0.80 g, 94%).

1H NMR (CDCl3): δ13.51 (s, 2H, OH), 8.48 (s, 2H, CH=N), 7.15 (s, 4H, m-H), 3.44 (br, 2H, cyclohexyl-CH), 3.19 (br, 32H, NCH2), 2.24 (s, 6H, CH3), 1.57-1.52 (br,4H, cyclohexyl-CH2), 1.43-1.26 (br, 74H), 0.90-070. (br, 36H, CH3) ppm. 1 H NMR (CDCl 3): δ13.51 (s, 2H, OH), 8.48 (s, 2H, CH = N), 7.15 (s, 4H, m -H), 3.44 (br, 2H, cyclohexyl-CH ), 3.19 (br, 32H, NCH 2), 2.24 (s, 6H, CH 3), 1.57-1.52 (br, 4H, cyclohexyl-CH 2), 1.43-1.26 (br, 74H), 0.90-070. (br, 36H, CH 3) ppm.

화합물compound CC 의 합성Synthesis of

화합물B (95 mg, 0.061 mmol)과 Co(OAc)2 (10.7 mg, 0.061 mmol)을 플라스크에 넣고 메틸렌클로라이드 3 mL를 가해 용해시켰다. 상온에서 3시간 동안 산소 기체 하에 교반한 후 감압하여 용매를 제거하여 갈색 고체 분말 형태의 화합물 C을 얻었다 (85 mg, 83 %).Compound B (95 mg, 0.061 mmol) and Co (OAc) 2 (10.7 mg, 0.061 mmol) were placed in a flask and 3 mL of methylene chloride was added to dissolve. After stirring at room temperature for 3 hours under an oxygen atmosphere, the solvent was removed under reduced pressure to obtain Compound C in the form of a brown solid powder (85 mg, 83%).

1H NMR (DMSO-d6, 38℃℃): 메이저 시그널 세트,δ 7.83 (s, 2H, CH=N) 7.27 (br s, 2H, m-H), 7.22, 7.19 (brs, 2H, m-H), 3.88 (br, 1H, cyclohexyl-CH), 3.55 (br, 1H, cyclohexyl-CH), 3.30-2.90 (br, 32H, NCH2), 2.58 (s, 3H, CH3), 2.55 (s, 3H, CH3), 2.10-1.80 (br, 4H, cyclohexyl-CH2), 1.70-1.15 (br m, 74H), 1.0-0.80 (br, 36H, CH3) ppm; 마이너 시그널 세트,δ 7.65 (s, 2H, CH=N) 7.45 (s, 2H, m-H), 7.35 (s, 2H, m-H), 3.60 (br, 2H, cyclohexyl-CH), 3.30-2.90 (br, 32H, NCH2), 2.66 (s, 6H, CH3), 2.10-1.80 (br, 4H, cyclohexyl-CH2), 1.70-1.15 (br m, 74H), 1.0-0.80 (br, 36H, CH3) ppm. 1 H NMR (DMSO-d 6 , 38 ℃℃): major signal set, δ 7.83 (s, 2H, CH = N) 7.27 (br s, 2H, mH), 7.22, 7.19 (brs, 2H, m -H ), 3.88 (br, 1H, cyclohexyl-CH), 3.55 (br, 1H, cyclohexyl-CH), 3.30-2.90 (br, 32H, NCH 2), 2.58 (s, 3H, CH 3), 2.55 (s, 3H, CH 3), 2.10-1.80 ( br, 4H, cyclohexyl-CH 2), 1.70-1.15 (br m, 74H), 1.0-0.80 (br, 36H, CH 3) ppm; (S, 2H, m- H), 3.60 (br, 2H, cyclohexyl-CH), 3.30-2.90 (s, 2H, br, 32H, NCH 2), 2.66 (s, 6H, CH 3), 2.10-1.80 (br, 4H, cyclohexyl-CH 2), 1.70-1.15 (br m, 74H), 1.0-0.80 (br, 36H, CH 3) ppm.

1H NMR (CD2Cl2): δ 7.65 (br, 2H, CH=N) 7.34 (br, 2H, m-H), 7.16 (br, 2H, m-H), 3.40-2.00 (br, 32H, NCH2), 2.93 (br s, 6H, CH3), 2.10-1.80 (br m, 4H, cyclohexyl-CH2), 1.70-1.15 (br m, 74H), 1.1-0.80 (br, 36H, CH3) ppm. 1 H NMR (CD 2 Cl 2 ): δ 7.65 (br, 2H, CH = N) 7.34 (br, 2H, mH), 7.16 (br, 2H, m -H), 3.40-2.00 (br, 32H, NCH 2), 2.93 (br s, 6H, CH 3), 2.10-1.80 (br m, 4H, cyclohexyl-CH 2), 1.70-1.15 (br m, 74H), 1.1-0.80 (br, 36H, CH 3) ppm.

DMSO-d6에 녹여 얻은 1H NMR스펙트럼에서 두 세트의 시그널이 6:4의 비율로 관찰되었다. 메이저 시그널 세트는 Salen-단위체의 두 펜옥시 리간드가 다른 것을 보여주고 있고, 마이너 시그널 세트는 두 펜옥시 리간드가 동일한 것을 보여 주고 있다. 이는 화합물 C가 DMSO 용매에서 하기 기술한 평형 상태에 있음으로 해석 가능하다. Salen-단위체의 두 펜옥시 리간드의 오소-위치에 메틸과 같이 입체 장애가 작은 치환체가 있을 경우 DMSO와 같이 극성 용매에서 이민의 질소가 배위하지 않은 구조를 가짐이 밝혀졌다 (Inorg. Chem. 2009, 48, 10455-10465). 비극성 용매인 메틸렌클로라이드에서는 전반적으로 브로드한 한 세트의 시그널이 관찰되었다. NO3 - 음이온이 배위력이 약한 것을 고려 했을 때 하기 제시한 구조와 같이 이민의 질소가 배위하고 두 액시얼 배위 면에 나이트레이트 음이온과 아세테이트 음이온이 교환하면서 배위 탈배위 하는 구조를 가질 것으로 예상된다. Two sets of signals were observed at a ratio of 6: 4 in the 1 H NMR spectrum obtained by dissolving in DMSO-d 6 . The major signal set shows that the two phenoxy ligands of the Salen-units are different, and the minor signal set shows that the two phenoxy ligands are the same. This can be interpreted as the equilibrium state of Compound C as described below in DMSO solvent. It has been found that when a substituent having a small steric hindrance such as methyl is present at the o-position of the two phenoxy ligands of the Salen-unit, the structure of the imine nitrogen is not coordinated in a polar solvent like DMSO ( Inorg. Chem. 2009 , 48 , 10455-10465). In the non-polar solvent methylene chloride an overall broad set of signals was observed. Considering the fact that NO 3 - anion is weak in ionization power, it is expected that the nitrogen atom is coordinated with imine and the nitrate anion and acetate anion are exchanged with each other, .

Figure pat00017
Figure pat00017

Figure pat00018

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[실시예 2] 이산화탄소/프로필렌옥사이드 공중합[Example 2] Carbon dioxide / propylene oxide copolymerization

50 mL 봄 반응기(bomb reactor)에 상기 실시예 1에서 제조된 화합물C (3.0 mg, 단량체/촉매 = 100,000)과 프로필렌옥사이드 (10.0 g, 172 mmol)를 넣고 반응기를 조립하였다. 반응기에 15 bar의 이산화탄소 가스 압력을 가한 후 미리 온도가 73℃로 조정된 오일 배스에 반응기를 담그고 교반을 시작하였다. 35 분 뒤 반응기 내부 온도가 70℃에 도달하였고 이 시점부터 반응기 압력이 감소하는 것이 관찰되었다. 반응기 내부 온도가 70℃에 도달하여 반응이 시작된 시점부터 1시간 동안 중합 반응을 수행하였다. 반응기를 냉탕조에 담가 식힌 후 이산화탄소 가스를 제거하여 반응을 종결시켰다. 연 노란색의 점액성의 용액이 얻어졌다.
Compound C (3.0 mg, monomer / catalyst = 100,000) and propylene oxide (10.0 g, 172 mmol) prepared in Example 1 were placed in a 50 mL bomb reactor and the reactor was assembled. After the carbon dioxide gas pressure of 15 bar was applied to the reactor, the reactor was immersed in an oil bath whose temperature was adjusted to 73 ° C and stirring was started. After 35 minutes, the internal temperature of the reactor reached 70 DEG C and from this point the reactor pressure was observed to decrease. The polymerization reaction was carried out for 1 hour from the start of the reaction when the internal temperature of the reactor reached 70 ° C. The reactor was immersed in a cold bath, cooled, and the reaction was terminated by removing the carbon dioxide gas. A pale yellow mucilage solution was obtained.

[실시예 3] 촉매 분리[Example 3] Catalyst separation

실시예 2에서 제조된 점액성의 용액에 프로필렌 옥사이드 10 g을 추가로 투입하여 용액의 점도를 낮춘 후 실리카 겔(400 mg, 메르크사 제조, 0.040-0.063 mm 입경(230-400 메쉬) 컬럼을 통과시켜 무색의 용액을 얻었다. 단량체를 진공 감압하여 제거하여 2.4 g의 무색 고체를 얻었다. 이는 TON(Turnover Number)이 15000이고, TOF(Turnover Frequency)가 15000 h-1인 활성도에 해당한다. 얻어진 고분자의 GPC를 이용하여 측정된 분자량(Mn)은 217000이고 분자량 분포(Mw/Mn)은 1.34였다. 1H NMR로 분석된 폴리머 형성에 대한 선택성은 99% 이상이었다.
10 g of propylene oxide was further added to the mucolytic solution prepared in Example 2 to lower the viscosity of the solution. The solution was passed through a silica gel (400 mg, manufactured by Merck, 0.040-0.063 mm particle diameter (230-400 mesh) The monomer was removed by vacuum depressurization to give 2.4 g of a colorless solid which corresponds to an activity with a TON (Turnover Number) of 15000 and a TOF (Turnover Frequency) of 15000 h -1 . The molecular weight (Mn) measured by GPC was 217000 and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 1.34. The selectivity for polymer formation analyzed by 1 H NMR was over 99%.

[실시예 4] 촉매 전구체 회수[Example 4] Catalyst precursor recovery

상기 실시예 3에서 얻어진 촉매가 걸려 있는 실리카 컬럼에 NaNO3가 포화된 메탄올 용액을 전개액으로 사용하여 적갈색의 코발트 화합물을 추출해 내었다. 노란색의 화합물을 모두 추출할 수 있었고 이때 실리카 컬럼의 색은 실리카 고유의 백색이 되었다. 상기 추출액에서 메탄올을 감압 증류하여 제거하였다. 다이클로로에탄 (3 mL)를 넣어 여과하여 과량으로 들어간 NaNO3를 제거하였다. 상기 여과액에 2 N HNO3 수용액 1 mL를 넣고 85℃에서 밤샘 교반하였다. 수용액 층을 제거하고 물 1 mL로 유기층을 세척하였다. 유기층의 습기를 무수 MgSO4로 제거하고 용매를 감압하여 제거하였다. 에탄올과 메틸렌클로라이드 10:1 혼합 용매로 실리카 겔 컬럼크로마토 그래피법으로 하기 알데히드 화합물을 얻었다. 회수율은 90% 이었다. 이 알데히드 화합물로부터 촉매를 쉽게 제조할 수 있다. A reddish-brown cobalt compound was extracted using a methanol solution saturated with NaNO 3 in the silica column on which the catalyst obtained in Example 3 was suspended as a developing solution. All of the yellow compounds could be extracted, and the color of the silica column became white unique to silica. Methanol was removed from the extract by vacuum distillation. Dichloroethane (3 mL) was added and filtered to remove excess NaNO 3 . To the filtrate was added 1 mL of a 2 N HNO 3 aqueous solution and the mixture was stirred overnight at 85 ° C. The aqueous layer was removed and the organic layer was washed with 1 mL of water. The organic layer was dried over anhydrous MgSO 4 and the solvent was removed under reduced pressure. The following aldehyde compound was obtained by silica gel column chromatography using a mixed solvent of ethanol and methylene chloride 10: 1. The recovery rate was 90%. The catalyst can be easily prepared from the aldehyde compound.

Figure pat00019
Figure pat00019

Claims (1)

하기 화학식 1의 착화합물을 촉매로 이용하여, 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C2-C20)알킬렌옥사이드; 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C4-C20)사이클로알킬렌옥사이드; 및 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시 또는 (C1-C20)알킬로 치환 또는 비치환된 (C8-C20)스타이렌옥사이드이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 에폭사이드 화합물 및 이산화탄소를 공중합하여 제조된 폴리카보네이트.
[화학식 1]
Figure pat00020

[상기 화학식 1에서,
M은 코발트 3가 또는 크롬 3가이고;
A는 산소 또는 황 원자이고;
Q는 두 질소 원자를 연결하여 주는 다이라디칼이고;
R1 R2 는 서로 독립적으로 1차 (C1-C20)알킬이고;
R3 내지 R10은 서로 독립적으로 수소; 할로겐; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; (C1-C20)알콕시; (C6-C30)아릴옥시; 포밀; (C1-C20)알킬카보닐; (C6-C20)아릴카보닐; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며;
상기 R1 내지 R10 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
상기 R3 내지 R10 중 적어도 세 개 이상은 하기 화학식 a, 화학식 b 및 화학식 c로 이루어진 군으로부터 선택되는 양성자단이고;
Figure pat00021

Z는 질소 또는 인이고;
R11, R12, R13, R21, R22, R23, R24 및 R25는 서로 독립적으로 (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R11, R12 및 R13 중 2개 또는 R21, R22, R23, R24 및 R25 중 2개가 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
R31, R32 및 R33 는 서로 독립적으로 수소; (C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬; (C2-C20)알케닐; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C2-C20)알케닐; (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C1-C20)알킬(C6-C20)아릴; (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 할로겐, 질소, 산소, 규소, 황 및 인 중 하나 이상을 포함하는 (C6-C20)아릴(C1-C20)알킬; 또는 하이드로카빌로 치환된 14족 금속의 메탈로이드 라디칼이며; R31, R32 및 R33 중 2개는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고;
X'는 산소, 황 또는 N-R (여기서 R은 (C1-C20)알킬)이고;
a은 R3 내지 R10 이 포함하는 양성자단의 수 + 1이고;
b는 1 이상의 정수이고;
나이트레이트 또는 아세테이트 음이온은 M에 배위할 수도 있다.]
(C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy or (C6-C20) aryl (C1-C20) aralkyloxy, using a complex of the formula (C2-C20) alkylene oxide; (C4-C20) cycloalkylene oxides unsubstituted or substituted with halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy or (C6-C20) aryl (C1-C20) aralkyloxy; And (C8-C20) aralkyloxy which is unsubstituted or substituted by halogen, (C1-C20) alkyloxy, (C6-C20) aryloxy, (C6- -C20) styrene oxide, and a polycarbonate prepared by copolymerizing carbon dioxide.
[Chemical Formula 1]
Figure pat00020

[In the above formula (1)
M is a cobalt trivalent or chromium trivalent;
A is an oxygen or sulfur atom;
Q is a diradical linking two nitrogen atoms;
R 1 and R 2 is independently a primary (C1-C20) alkyl and the other;
R 3 - R 10 is independently from each other hydrogen; halogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkoxy; (C6-C30) aryloxy; Formyl; (C1-C20) alkylcarbonyl; (C6-C20) arylcarbonyl; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl;
The R < 1 & R 10 Two of which may be connected to each other to form a ring;
The R < 3 & At least three of R < 10 > are a proton residue selected from the group consisting of the following formula a, b and c;
Figure pat00021

Z is nitrogen or phosphorus;
R 11 , R 12 , R 13 , R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 independently of one another are (C 1 -C 20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl; Two of R 11 , R 12 and R 13 or two of R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 may be connected to each other to form a ring;
R 31 , R 32 and R 33 independently of one another are hydrogen; (C1-C20) alkyl; (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C2-C20) alkenyl; (C2-C20) alkenyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C1-C20) alkyl (C6-C20) aryl; (C 1 -C 20) alkyl (C 6 -C 20) aryl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl; (C6-C20) aryl (C1-C20) alkyl, including at least one of halogen, nitrogen, oxygen, silicon, sulfur and phosphorus; Or a metalloid radical of a Group 14 metal substituted with hydrocarbyl; Two of R 31 , R 32 and R 33 may be connected to each other to form a ring;
X 'is oxygen, sulfur or NR (where R is (C1-C20) alkyl);
a is R < 3 > The number of protons included in R < 10 > + 1;
b is an integer of 1 or more;
The nitrate or acetate anion may also be coordinated to M.
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