KR20200020441A - process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates - Google Patents

process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates Download PDF

Info

Publication number
KR20200020441A
KR20200020441A KR1020180096164A KR20180096164A KR20200020441A KR 20200020441 A KR20200020441 A KR 20200020441A KR 1020180096164 A KR1020180096164 A KR 1020180096164A KR 20180096164 A KR20180096164 A KR 20180096164A KR 20200020441 A KR20200020441 A KR 20200020441A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogen
formula
alkyl
polymer
independently
Prior art date
Application number
KR1020180096164A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102127112B1 (en
Inventor
허정석
임영재
오문세
조선영
임성묵
Original Assignee
충남대학교산학협력단
한국지역난방공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교산학협력단, 한국지역난방공사 filed Critical 충남대학교산학협력단
Priority to KR1020180096164A priority Critical patent/KR102127112B1/en
Publication of KR20200020441A publication Critical patent/KR20200020441A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102127112B1 publication Critical patent/KR102127112B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D317/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D317/08Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
    • C07D317/10Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
    • C07D317/32Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D317/34Oxygen atoms
    • C07D317/36Alkylene carbonates; Substituted alkylene carbonates
    • C07D317/38Ethylene carbonate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/02Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/0273Polyamines containing heterocyclic moieties in the main chain

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

The present invention relates to: a method for selectively manufacturing a cyclic carbonate in a high yield with a high conversion rate compared to a conventional catalyst by using an epoxide compound of various structures and carbon dioxide as raw materials, by using a hyper crosslinked biphenyl polymer as a catalyst; and the hyper crosslinked biphenyl polymer.

Description

초가교 바이페닐 중합체를 이용한 고리형 카보네이트의 제조방법 및 초가교 바이페닐 중합체{process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates}Process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates

본 발명은 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 이용하여 알킬렌 옥사이드 화합물과 이산화탄소를 반응시켜 고리형 카보네이트를 제조하는 방법 및 초가교 바이페닐 중합체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a cyclic carbonate by reacting an alkylene oxide compound with carbon dioxide using a supercrosslinked biphenyl polymer as a catalyst, and a supercrosslinked biphenyl polymer.

고리형 카보네이트는 유기 용제, 합성 섬유 가공제, 의약품 원료, 화장품 첨가제, 리튬 전지용 전해액 용매로서, 나아가서는 알킬렌글리콜 및 디알킬카보네이트 합성의 중간체로서 넓은 용도에 사용되는 중요한 화합물의 하나이다.Cyclic carbonates are one of the important compounds used in a wide range of applications as organic solvents, synthetic fiber processing agents, pharmaceutical raw materials, cosmetic additives, electrolyte solutions for lithium batteries, and as intermediates in the synthesis of alkylene glycols and dialkyl carbonates.

종래, 이 고리형 카보네이트는 에폭사이드와 이산화탄소를 균일계 촉매의 존재하, 적당한 가압 조건하에서 반응시킴으로써 합성되고 있었다. 이와 같은 균일계 촉매로는, 알칼리 금속 등의 할로겐화물이나 제 4 급 암모늄염 등의 오늄염이 예로부터 알려져 있으며, 공업적으로도 사용되고 있다.Conventionally, this cyclic carbonate has been synthesized by reacting epoxide and carbon dioxide in the presence of a homogeneous catalyst under suitable pressurized conditions. As such a homogeneous catalyst, halides such as alkali metals and onium salts such as quaternary ammonium salts have been known for a long time and are also used industrially.

일예로, 중국특허 제101921257호에서는 상이한 할로겐이온을 갖는 강염기성 구형 스티렌 이온교환수지로 구성된 촉매를 이용하여 5-원 고리형 카보네이트를 합성하였으며, 일본공개특허 소56-128778은 알칼리금속 화합물과 크라운 화합물로 이루어진 촉매계에서 고리형 카보네이트를 제조하였으며, 일본공개특허 소59-13776은 4급 암모늄과 알코올을 사용하였고, 일본공개특허 제2006-151891호에서는 Bu2SnI2 및 InCl3의 존재 하에서 에폭시 화합물과 CO2를 반응시켜 고리형 카보네이트를 제조하였고, WO 2005/003113은 테트라알킬 포스포늄 할라이드(tetraalkyl phosphnium halide)를 사용하였고, 한국공개특허 제2005-0115694호는 금속염과 지방족고리 아민염으로 구성된 촉매계를 사용하고 있다. For example, in Chinese Patent No. 101921257, a 5-membered cyclic carbonate was synthesized using a catalyst composed of a strong base spherical styrene ion exchange resin having different halogen ions, and Japanese Patent Laid-Open No. 56-128778 describes an alkali metal compound and a crown. the final compound in a catalyst system consisting of a cyclic carbonate compound, Japanese Laid-Open Patent No. Sho 59-13776 was used as a quaternary ammonium alcohol, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-151891 arc in the presence of Bu 2 SnI 2, and InCl 3 epoxy compound Cyclic carbonate was prepared by reacting with CO 2, WO 2005/003113 used tetraalkyl phosphnium halide, and Korean Patent Laid-Open No. 2005-0115694 discloses a catalyst system composed of a metal salt and an alicyclic amine salt. I use it.

그러나 이들의 합성방법에 따르면 온화한 반응조건하에서는 반응 수율이 낮아 수율을 높이기 위해서는 높은 온도와 긴 반응시간이 필요하고, 원료인 이산화탄소와 알킬렌옥사이드의 수분함량을 수백 ppm 이하로 조절해야 하는 문제점이 있다.However, according to these synthesis methods, under mild reaction conditions, the reaction yield is low, so that a high temperature and a long reaction time are required to increase the yield, and there is a problem that the moisture content of carbon dioxide and alkylene oxide as raw materials is controlled to several hundred ppm or less. .

중국특허 제101921257호Chinese Patent No. 101921257 일본공개특허 소56-128778Japanese Patent Laid-Open No. 56-128778 일본공개특허 소59-13776Japanese Patent Laid-Open No. 59-13776 일본공개특허 제2006-151891호Japanese Laid-Open Patent No. 2006-151891 WO 2005/003113WO 2005/003113 한국공개특허 제2005-0115694호Korean Patent Publication No. 2005-0115694

본 발명의 목적은 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 이용하여 알킬렌 옥사이드와 이산화탄소를 반응시켜 고효율 및 선택적으로 고리형 카보네이트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing cyclic carbonate with high efficiency and selectively by reacting alkylene oxide and carbon dioxide using a supercrosslinked biphenyl polymer as a catalyst.

본 발명의 또 다른 목적은 신규 구조의 초가교 바이페닐 중합체를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a novel crosslinked biphenyl polymer.

본 발명은 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 하여 이산화탄소와 알킬렌 옥사이드를 반응시켜 고리형 카보네이트를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a cyclic carbonate by reacting carbon dioxide and alkylene oxide using a supercrosslinked biphenyl polymer including a structural unit represented by Formula 1 and Formula 2 simultaneously as a catalyst.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1 및 2에서,In Chemical Formulas 1 and 2,

R1은 -CH2-R 이고, R 1 is -CH 2 -R,

a 및 b는 서로 독립적으로 0 내지 2의 정수이고,a and b are each independently an integer of 0 to 2,

R은 할로겐, 나이트로, -NR11R12, -N+R13R14R15X-,

Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
또는
Figure pat00006
이고,R is halogen, nitro, -NR 11 R 12, -N + R 13 R 14 R 15 X -,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
or
Figure pat00006
ego,

R11은 수소 또는 -(CRaRb)m-Ar1이고, R 11 is hydrogen or-(CR a R b ) m -Ar 1 ,

m은 1 내지 3의 정수이고,m is an integer of 1 to 3,

Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R a and R b are, independently from each other, hydrogen or C1-C10 alkyl,

Ar1은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,Ar 1 is C6-C20aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C1-C10alkoxy,

R12는 수소, -(CRcRd)x-NH2, -(CRcRd)x-NH-(CReRf)y-NH2 또는 -(CRcRd)z-Ar2 이고,R 12 is hydrogen,-(CR c R d ) x -NH 2 ,-(CR c R d ) x -NH- (CR e R f ) y -NH 2 or-(CR c R d ) z -Ar 2 ego,

x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,x, y and z are each independently an integer from 1 to 3,

Rc 내지 Rg는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R c to R g are each independently hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,

Ar2은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,Ar 2 is C 6 -C 20 aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C 1 -C 10 alkoxy,

R13 내지 R15는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R 13 to R 15 are each independently of the other hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,

M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,

L은 아세톡시 또는 할로겐이고,L is acetoxy or halogen,

X-는 할로겐 음이온이다.X is a halogen anion.

또한, 본 발명은 하기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 하여 이산화탄소와 알킬렌 옥사이드를 반응시켜 고리형 카보네이트를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing a cyclic carbonate by reacting carbon dioxide and alkylene oxide by using a crosslinked biphenyl polymer including a structural unit represented by the following Chemical Formulas 3 and 4 as a catalyst.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 3 및 4에서,In Chemical Formulas 3 and 4,

W는

Figure pat00009
이고; W is
Figure pat00009
ego;

M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,

L은 아세톡시 또는 할로겐이고,L is acetoxy or halogen,

Figure pat00010
Figure pat00011
또는
Figure pat00012
이고,
Figure pat00010
Is
Figure pat00011
or
Figure pat00012
ego,

Figure pat00013
는 M에 결합되는 부위를 나타내고,
Figure pat00013
Represents a site bound to M,

Rg는 수소 또는 C1-C10알킬이고,R g is hydrogen or C1-C10 alkyl,

X-는 할로겐 음이온이다.X is a halogen anion.

또한, 본 발명은 하기 화학식 1-1 및 화학식 2-1로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체를 제공한다.In addition, the present invention provides a supercrosslinked biphenyl polymer including the structural units represented by the following formula (1-1) and (2-1).

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00014
Figure pat00014

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 화학식 1-1 및 2-1에서,In Chemical Formulas 1-1 and 2-1,

R1은 수소 또는 -CH2-R이고,R 1 is hydrogen or —CH 2 —R,

R은 -NR11R12, -N+R13R14R15X-,

Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
또는
Figure pat00019
이고,R is -NR 11 R 12, -N + R 13 R 14 R 15 X -,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
or
Figure pat00019
ego,

R11은 수소 또는 -(CRaRb)m-Ar1이고, R 11 is hydrogen or-(CR a R b ) m -Ar 1 ,

m은 1 내지 3의 정수이고,m is an integer of 1 to 3,

Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R a and R b are, independently from each other, hydrogen or C1-C10 alkyl,

Ar1은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,Ar 1 is C6-C20aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C1-C10alkoxy,

R12는 수소, -(CRcRd)x-NH2, -(CRcRd)x-NH-(CReRf)y-NH2 또는 -(CRcRd)z-Ar2 이고,R 12 is hydrogen,-(CR c R d ) x -NH 2 ,-(CR c R d ) x -NH- (CR e R f ) y -NH 2 or-(CR c R d ) z -Ar 2 ego,

x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,x, y and z are each independently an integer from 1 to 3,

Rc 내지 Rg는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R c to R g are each independently hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,

Ar2은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,Ar 2 is C 6 -C 20 aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C 1 -C 10 alkoxy,

R13 내지 R15는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R 13 to R 15 are each independently of the other hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,

M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,

L은 아세톡시 또는 할로겐이고,L is acetoxy or halogen,

X-는 할로겐 음이온이다.X is a halogen anion.

또한, 본 발명은 하기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체를 제공한다.In addition, the present invention provides a supercrosslinked biphenyl polymer including the structural units represented by the following formula (3) and (4).

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00020
Figure pat00020

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00021
Figure pat00021

상기 화학식 3 및 4에서,In Chemical Formulas 3 and 4,

W는

Figure pat00022
이고; W is
Figure pat00022
ego;

M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,

L은 아세톡시 또는 할로겐이고,L is acetoxy or halogen,

Figure pat00023
Figure pat00024
또는
Figure pat00025
이고,
Figure pat00023
Is
Figure pat00024
or
Figure pat00025
ego,

Figure pat00026
는 M에 결합되는 부위를 나타내고,
Figure pat00026
Represents a site bound to M,

Rg는 수소 또는 C1-C10알킬이고,R g is hydrogen or C1-C10 alkyl,

X-는 할로겐 음이온이다.X is a halogen anion.

본 발명에 따르면, 이산화탄소와 에폭사이드 화합물의 반응에 반응물과 생성물에 용해되지 않는 불균일계 촉매로 초가교 바이페닐 중합체를 이용한 고리형 카보네이트의 제조방법은 보다 온화한 조건에서 높은 전환율로 고리형 카보네이트를 제조할 수 있다.According to the present invention, a method for preparing a cyclic carbonate using a supercrosslinked biphenyl polymer as a heterogeneous catalyst that does not dissolve in a reactant and a product in the reaction of carbon dioxide and an epoxide compound produces a cyclic carbonate at high conversion under milder conditions. can do.

또한, 본 발명의 촉매는 불균일계이므로, 반응 후 생성물과 촉매를 단순 침전 및 여과로 분리할 수 있고, 분리된 촉매를 별도의 처리과정 없이 재사용할 수 있으며, 또한 이산화탄소와 에폭사이드 화합물의 반응시, 상기 촉매의 재사용에도 불구하고 여전히 우수한 전환율로 고리형 카보네이트를 제조할 수 있다. In addition, since the catalyst of the present invention is a heterogeneous system, the product and the catalyst can be separated by simple precipitation and filtration after the reaction, and the separated catalyst can be reused without any separate treatment, and also during the reaction of the carbon dioxide and the epoxide compound. In spite of the reuse of the catalyst, it is still possible to produce cyclic carbonates with excellent conversion.

도 1 - 중합체 A의 IR 스펙트럼
도 2 - 중합체 B의 IR 스펙트럼
도 3 - 중합체 D의 IR 스펙트럼
도 4 - 중합체 E의 IR 스펙트럼
도 5 - 중합체 F의 IR 스펙트럼
도 6 - 중합체 H의 IR 스펙트럼
도 7 - 중합체 I의 IR 스펙트럼
도 8 - 중합체 Zn-H의 IR 스펙트럼
Figure 1-IR spectrum of Polymer A
Figure 2-IR spectrum of Polymer B
Figure 3-IR spectrum of Polymer D
Figure 4-IR spectrum of Polymer E
Figure 5-IR spectrum of Polymer F
Figure 6-IR spectrum of Polymer H
Figure 7-IR spectrum of Polymer I
8-IR spectrum of polymer Zn-H

이하 본 발명을 상세히 설명한다. 이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, those having ordinary skill in the technical field to which the present invention has a meaning commonly understood, the following description may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Descriptions of known functions and configurations are omitted.

본 명세서 내 용어 “알킬”은 탄소 및 수소 원자만으로 구성된 1가의 직쇄 또는 분쇄 포화 탄화수소 라디칼을 의미하는 것으로, 이러한 알킬 라디칼의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 옥틸, 도데실 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.As used herein, the term “alkyl” refers to a monovalent straight or crushed saturated hydrocarbon radical consisting solely of carbon and hydrogen atoms, examples of which alkyl radicals are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl , Pentyl, hexyl, octyl, dodecyl, and the like.

본 명세서 내 용어 “아릴”은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함하며, 다수개의 아릴이 단일결합으로 연결되어 있는 형태까지 포함한다. 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 안트릴, 인데닐(indenyl), 플루오레닐 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. As used herein, the term “aryl” refers to an organic radical derived from an aromatic hydrocarbon by one hydrogen removal, wherein a single or fused ring contains 4 to 7, preferably 5 or 6 ring atoms, as appropriate for each ring. It includes a system, including a form where a plurality of aryl is connected by a single bond. Specific examples include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, biphenyl, anthryl, indenyl, fluorenyl, and the like.

본 명세서 내 용어 “알콕시”는 산소와 알킬이 결합된 1가의 원자단을 의미하는 것으로, 여기서 ‘알킬’은 상기 정의한 바와 같다. 이러한 알콕시 원자단의 예는 메톡시, 에톡시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, t-부톡시 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.As used herein, the term "alkoxy" refers to a monovalent atomic group in which oxygen and alkyl are bonded, where "alkyl" is as defined above. Examples of such alkoxy atom groups include, but are not limited to, methoxy, ethoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, t-butoxy and the like.

본 발명은 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 하여 이산화탄소와 알킬렌 옥사이드를 반응시켜 고리형 카보네이트를 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 반응물인 알킬렌 옥사이드는 화합물 구조 내에 하나 이상의 에폭사이드를 포함하며, 이산화탄소와 반응 시 모든 에폭사이드가 반응하여 고리형 카보네이트를 형성할 수 있다.The present invention provides a method for preparing a cyclic carbonate by reacting carbon dioxide and alkylene oxide using a supercrosslinked biphenyl polymer as a catalyst, wherein the reactant alkylene oxide includes one or more epoxides in the compound structure. When reacted with all epoxides can react to form cyclic carbonates.

본 발명의 일실시예에 따른 초가교 바이페닐 중합체는 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함한다.The hypercrosslinked biphenyl polymer according to one embodiment of the present invention simultaneously includes the structural units represented by the following formula (1) and (2).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00027
Figure pat00027

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00028
Figure pat00028

상기 화학식 1 및 2에서,In Chemical Formulas 1 and 2,

R1은 -CH2-R 이고, R 1 is -CH 2 -R,

a 및 b는 서로 독립적으로 0 내지 2의 정수이고,a and b are each independently an integer of 0 to 2,

R은 할로겐, 나이트로, -NR11R12, -N+R13R14R15X-,

Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
또는
Figure pat00032
이고,R is halogen, nitro, -NR 11 R 12, -N + R 13 R 14 R 15 X -,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
or
Figure pat00032
ego,

R11은 수소 또는 -(CRaRb)m-Ar1이고, R 11 is hydrogen or-(CR a R b ) m -Ar 1 ,

m은 1 내지 3의 정수이고,m is an integer of 1 to 3,

Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R a and R b are, independently from each other, hydrogen or C1-C10 alkyl,

Ar1은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,Ar 1 is C6-C20aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C1-C10alkoxy,

R12는 수소, -(CRcRd)x-NH2, -(CRcRd)x-NH-(CReRf)y-NH2 또는 -(CRcRd)z-Ar2 이고,R 12 is hydrogen,-(CR c R d ) x -NH 2 ,-(CR c R d ) x -NH- (CR e R f ) y -NH 2 or-(CR c R d ) z -Ar 2 ego,

x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,x, y and z are each independently an integer from 1 to 3,

Rc 내지 Rg는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R c to R g are each independently hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,

Ar2은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,Ar 2 is C 6 -C 20 aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C 1 -C 10 alkoxy,

R13 내지 R15는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R 13 to R 15 are each independently of the other hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,

M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,

L은 아세톡시 또는 할로겐이고,L is acetoxy or halogen,

X-는 할로겐 음이온이다.X is a halogen anion.

본 발명의 일실시예에 따른 초가교 바이페닐 중합체는 하기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함한다.The hypercrosslinked biphenyl polymer according to one embodiment of the present invention simultaneously includes structural units represented by the following Chemical Formulas 3 and 4.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00033
Figure pat00033

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00034
Figure pat00034

상기 화학식 3 및 4에서,In Chemical Formulas 3 and 4,

W는

Figure pat00035
이고; W is
Figure pat00035
ego;

M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,

L은 아세톡시 또는 할로겐이고,L is acetoxy or halogen,

Figure pat00036
Figure pat00037
또는
Figure pat00038
이고,
Figure pat00036
Is
Figure pat00037
or
Figure pat00038
ego,

Figure pat00039
는 M에 결합되는 부위를 나타내고,
Figure pat00039
Represents a site bound to M,

Rg는 수소 또는 C1-C10알킬이고,R g is hydrogen or C1-C10 alkyl,

X-는 할로겐 음이온이다.X is a halogen anion.

본 발명의 일실시예에 따른 화학식 1 및 화학식 2를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체에서 R1은 -CH2-R 이고, a 및 b는 서로 독립적으로 0 또는 1의 정수이고, R은 할로겐, -NR11R12, -N+R13R14R15X-,

Figure pat00040
,
Figure pat00041
,
Figure pat00042
또는
Figure pat00043
이고, R11은 수소 또는 -(CRaRb)m-Ar1이고, m은 1 내지 3의 정수이고, Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C3알킬이고, Ar1은 C6-C12아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C3알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고, R12는 수소, -(CRcRd)x-NH2, -(CRcRd)x-NH-(CReRf)y-NH2 또는 -(CRcRd)z-Ar2 이고, x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고, Rc 내지 Rg는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C3알킬이고, Ar2은 C6-C12아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C3알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고, R13 내지 R15는 서로 독립적으로 C1-C3알킬이고, M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고, L은 아세톡시 또는 할로겐이고, X-는 할로겐 음이온일 수 있다.In the hypercrosslinked biphenyl polymer including Formula 1 and Formula 2 simultaneously according to one embodiment of the present invention, R 1 is —CH 2 —R, a and b are each independently an integer of 0 or 1, and R is halogen , -NR 11 R 12, -N + R 13 R 14 R 15 X -,
Figure pat00040
,
Figure pat00041
,
Figure pat00042
or
Figure pat00043
R 11 is hydrogen or-(CR a R b ) m -Ar 1 , m is an integer from 1 to 3, R a and R b are independently of each other hydrogen or C1-C3 alkyl, and Ar 1 is C6 -C 12 aryl, wherein the aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C 1 -C 3 alkoxy, R 12 is hydrogen,-(CR c R d ) x -NH 2 ,-(CR c R d ) x -NH- (CR e R f ) y -NH 2 or-(CR c R d ) z -Ar 2 , x, y and z are each independently an integer from 1 to 3, R c to R g is Independently from each other hydrogen or C1-C3 alkyl, Ar 2 is C6-C12 aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C1-C3 alkoxy, R 13 to R 15 are independently of one another C 1 -C 3 alkyl, M is a divalent metal of Groups 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table, L is acetoxy or halogen and X is halogen anion Can be.

보다 바람직하게는 상기 R1은 수소, 할로메틸, -CH2NH2, -CH2NHCH2CH2NH2, -CH2-N+Me3X-, -CH2-N+Et3X-, -CH2NHCH2C(Me)2CH2NH2, -CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2,

Figure pat00044
,
Figure pat00045
,
Figure pat00046
,
Figure pat00047
,
Figure pat00048
또는
Figure pat00049
이고, M은 Mg2 +, Cr2 +, Fe2 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2 + 또는 Zn2 +이고, L은 아세톡시 또는 할로겐이고, X-는 할로겐 음이온일 수 있다.More preferably, the R 1 is hydrogen, halo, methyl, -CH 2 NH 2, -CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2, -CH 2 -N + Me 3 X -, -CH 2 -N + Et 3 X - , -CH 2 NHCH 2 C (Me) 2 CH 2 NH 2 , -CH 2 NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 ,
Figure pat00044
,
Figure pat00045
,
Figure pat00046
,
Figure pat00047
,
Figure pat00048
or
Figure pat00049
And, M is a Mg 2 +, Cr 2 +, Fe 2 +, Co 2 +, Ni 2 +, Cu 2 + or Zn 2 +, L is acetoxy or halogen, X - may be a halogen anion.

본 발명의 일실시예에 따른 화학식 3 및 화학식 4를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체에서 W는

Figure pat00050
이고; M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고, L은 아세톡시 또는 할로겐이고,
Figure pat00051
Figure pat00052
또는
Figure pat00053
이고,
Figure pat00054
는 M에 결합되는 부위를 나타내고, Rg는 수소 또는 C1-C3알킬이고, X-는 할로겐 음이온일 수 있다.In the supercrosslinked biphenyl polymer simultaneously containing Formula 3 and Formula 4 according to an embodiment of the present invention W is
Figure pat00050
ego; M is a divalent metal of Groups 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table, L is acetoxy or halogen,
Figure pat00051
Is
Figure pat00052
or
Figure pat00053
ego,
Figure pat00054
Represents a moiety bonded to M, R g is hydrogen or C 1 -C 3 alkyl and X may be a halogen anion.

보다 바람직하게는 상기

Figure pat00055
Figure pat00056
또는
Figure pat00057
이고, M은 Mg2 +, Cr2 +, Fe2 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2 + 또는 Zn2 +이고, Rg는 수소 또는 C1-C3알킬이고, X-는 할로겐 음이온일 수 있다.More preferably
Figure pat00055
Is
Figure pat00056
or
Figure pat00057
And, M is Mg 2 +, Cr 2 +, Fe 2 +, Co 2 +, Ni 2 +, Cu 2 + or Zn 2 + a, R g is hydrogen or C1-C3 alkyl, X - is a halogen anion days Can be.

더욱 상세하게는 상기 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 하여 이산화탄소와 하기 화학식 5로 표시되는 알킬렌 옥사이드를 반응시켜 하기 화학식 6으로 표시되는 고리형 카보네이트를 제조하는 방법을 제공한다.More specifically, the present invention provides a method of preparing a cyclic carbonate represented by the following Chemical Formula 6 by reacting carbon dioxide with an alkylene oxide represented by the following Chemical Formula 5 using the supercrosslinked biphenyl polymer as a catalyst.

[화학식 5][Formula 5]

Figure pat00058
Figure pat00058

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00059
Figure pat00059

(상기 화학식 5 및 6에서, (In Chemical Formulas 5 and 6,

R100 및 R101는 각각 독립적으로 수소, C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴이거나, Ra와 Rb는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 C3-C7알킬렌으로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.)R 100 and R 101 are each independently hydrogen, C 1 -C 10 alkyl or C 6 -C 20 aryl, or R a and R b may be linked to a C 3 -C 7 alkylene with or without a fused ring to form a ring .)

본 발명의 일 실시예에 따른 고리형 카보네이트의 제조방법에 있어서, 상기 화학식 5로 표시되는 알킬렌 옥사이드는 구체적으로 하기 구조로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the method for producing a cyclic carbonate according to an embodiment of the present invention, the alkylene oxide represented by Formula 5 may be specifically selected from the following structures, but is not limited thereto.

Figure pat00060
Figure pat00060

(상기 R101는 C1-C7알킬 또는 C6-C12아릴이다.)(R 101 is C 1 -C 7 alkyl or C 6 -C 12 aryl.)

본 발명의 일 실시예에 따른 고리형 카보네이트의 제조방법에 있어서, 상기 초가교 바이페닐 중합체의 사용량은 특별히 제한되지는 않지만, 상기 화학식 5의 알킬렌 옥사이드에 대해 100 중량부에 대해 0.5 내지 5 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2.5 중량부로 사용될 수 있다. 상기 범위 내에서 적절한 반응속도와 선택성을 나타낼 수 있다. In the manufacturing method of the cyclic carbonate according to an embodiment of the present invention, the amount of the supercrosslinked biphenyl polymer is not particularly limited, but 0.5 to 5 weight parts based on 100 parts by weight based on the alkylene oxide of Formula 5 Parts, more preferably 0.5 to 2.5 parts by weight. Appropriate reaction rates and selectivity can be exhibited within this range.

본 발명의 일 실시예에 따른 고리형 카보네이트의 제조방법에 있어서, 향상된 반응속도 및 고수율을 위해 암모늄계 또는 아민계 조촉매를 더 포함할 수 있으며, 상기 암모늄계 또는 아민계 조촉매는 상기 화학식 5의 알킬렌 옥사이드에 대해 0.01 내지 5.0 몰%, 좋게는 0.05 내지 1.0 몰%, 보다 좋게는 0.05 내지 0.5 몰%로 사용될 수 있다. 상기 암모늄계 조촉매로는 지방족 아민염, 방향족 아민염 또는 헤테로방향족 아민염을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 테트라부틸암모늄 브로마이드(NBu4Br), 테트라메틸암모늄 브로마이드(NMe4Br), 테트라에틸암모늄 테트라플루오로보레이트(NEt4BF4), 테트라프로필암모늄 브로마이드(NPr4Br), 테트라헥실암모늄 클로라이드(N[(CH2)5CH3]4Cl), 테트라펜틸암모늄 브로마이드(N[(CH2)4CH3]4Br), 테트라헵틸암모늄 브로마이드(N[(CH2)6CH3]4Br), 테트라옥틸암모늄 브로마이드(N[CH2)7CH3]4Br), 트리메틸도데실암모늄 클로라이드(CH3(CH2)11N(CH3)3Cl), 트리메틸테트라데실암모늄 브로마이드(CH3(CH2)13N(CH3)3Br), 트리메틸헥사데실암모늄 클로라이드(CH3(CH2)15N(CH3)3Cl), 메틸트리옥틸암모늄 클로라이드(CH3N[(CH2)7CH3]3Cl), 테트라부틸암모늄 플루오라이드(NBu4F), 테트라부틸암모늄 클로라이드(NBu4Cl), 테트라부틸암모늄 아이오다이드(NBu4I), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드([bmim]Br), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드([bmim]Cl), 비스(트리페닐포스핀)이미늄 클로라이드([((C6H5)3P)2N]Cl, PPNCl) 로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 상기 아민계 조촉매는 구체적으로 트리에틸아민(Et3N), 1,8-디아자바이사이클로운데-7-킨(DBU), 피리딘(C5H5N) 및 4-디메틸아미노피리딘(C7H10N2, DMAP)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 상기 조촉매로 테트라부틸암모늄 브로마이드(NBu4Br)를 사용하는 것이 바람직하다.In the manufacturing method of the cyclic carbonate according to an embodiment of the present invention, it may further include an ammonium-based or amine-based promoter for improved reaction rate and high yield, the ammonium-based or amine-based promoter is 0.01 to 5.0 mol%, preferably 0.05 to 1.0 mol%, more preferably 0.05 to 0.5 mol%, relative to the alkylene oxide of 5. Aliphatic amine salts, aromatic amine salts or heteroaromatic amine salts may be used as the ammonium promoter, and specifically, tetrabutylammonium bromide (NBu 4 Br), tetramethylammonium bromide (NMe 4 Br), and tetraethylammonium Tetrafluoroborate (NEt 4 BF4), tetrapropylammonium bromide (NPr 4 Br), tetrahexylammonium chloride (N [(CH 2 ) 5 CH 3 ] 4 Cl), tetrapentylammonium bromide (N [(CH 2 ) 4 CH 3 ] 4 Br), tetraheptylammonium bromide (N [(CH 2 ) 6 CH 3 ] 4 Br), tetraoctylammonium bromide (N [CH 2 ) 7 CH 3 ] 4 Br), trimethyldodecylammonium chloride (CH 3 (CH 2 ) 11 N (CH 3 ) 3 Cl), trimethyltetradecylammonium bromide (CH 3 (CH 2 ) 13 N (CH 3 ) 3 Br), trimethylhexadecylammonium chloride (CH 3 (CH 2) ) 15 N (CH 3) 3 Cl), methyl trioctyl ammonium chloride (CH 3 N [(CH 2 ) 7 CH 3] 3 Cl), tetrabutyl ammonium Fluoride (NBu 4 F), tetrabutylammonium chloride (NBu 4 Cl), tetrabutylammonium iodide (NBu 4 I), 1- butyl-3-methylimidazolium bromide ([bmim] Br), 1- Butyl-3-methylimidazolium chloride ([bmim] Cl), bis (triphenylphosphine) imium chloride ([((C 6 H 5 ) 3 P) 2 N] Cl, PPNCl) The amine-based promoter may be specifically triethylamine (Et 3 N), 1,8-diazabicycloun-7-kin (DBU), pyridine (C 5 H 5 N) and 4-dimethylamino It may be selected from the group consisting of pyridine (C 7 H 10 N 2 , DMAP), it is preferable to use tetrabutylammonium bromide (NBu 4 Br) as the cocatalyst.

본 발명의 일 실시예에 따른 고리형 카보네이트의 제조방법에 있어서, 상기 반응 온도는 40 내지 100℃가 바람직하고, 반응온도가 너무 낮으면 반응속도가 느려지고, 반응온도가 너무 높으면 원료인 알킬렌 옥사이드가 분해되어 최종 수율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 반응에서 이산화탄소는 1 내지 10 bar의 압력으로 반응기에 공급된다. 반응 압력이 1 bar 미만이면 반응속도가 현저히 느려지고, 10bar 초과하면 반응속도의 증진 효과가 없으므로 비경제적이다.In the manufacturing method of the cyclic carbonate according to an embodiment of the present invention, the reaction temperature is preferably 40 to 100 ℃, if the reaction temperature is too low the reaction rate is slow, if the reaction temperature is too high alkylene oxide raw material May be decomposed to lower the final yield. In addition, the carbon dioxide in the reaction is supplied to the reactor at a pressure of 1 to 10 bar. If the reaction pressure is less than 1 bar, the reaction rate is significantly slowed, and if it exceeds 10 bar it is uneconomical because there is no effect of improving the reaction rate.

본 발명의 일 실시예에 따른 고리형 카보네이트의 제조방법에 있어서, 상기 반응은 유기 용매 하에서 또는 니트(neat)로도 이루어질 수 있다. 니트(neat)라 함은 유기 용매를 사용하지 않고 이산화탄소와 알킬렌카보네이트를 반응시키는 것이다. 경우에 따라 급격한 발열을 방지하기 위하여 유기 용매를 사용할 수 있다. 사용가능한 유기용매로는 당해 분야에서 통상 사용되는 용매면 채용가능하다. 예를 들면, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 에틸아세테이트, tert-메틸부틸에테르, 톨루엔, 이소프로필알코올, 다이옥산, 아세토나이트릴, 알킬렌 카보네이트 등의 유기 용매가 사용가능하나, 이것에 제한되는 것은 아니다.In the method for producing a cyclic carbonate according to an embodiment of the present invention, the reaction may be performed under an organic solvent or even neat. Neat is the reaction of carbon dioxide and alkylene carbonate without using an organic solvent. In some cases, an organic solvent may be used to prevent rapid exotherm. As the organic solvent usable, any solvent commonly used in the art may be employed. For example, organic solvents such as methylene chloride, chloroform, ethyl acetate, tert-methylbutyl ether, toluene, isopropyl alcohol, dioxane, acetonitrile, alkylene carbonate can be used, but are not limited thereto.

또한, 본 발명은 신규한 구조의 초가교 바이페닐 중합체를 제공한다.The present invention also provides a novel crosslinked biphenyl polymer.

본 발명의 일실시예에 따른 초가교 바이페닐 중합체는 하기 화학식 1-1 및 화학식 2-1로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체일 수 있다.The supercrosslinked biphenyl polymer according to an embodiment of the present invention may be a supercrosslinked biphenyl polymer simultaneously containing the structural units represented by the following Chemical Formulas 1-1 and 2-1.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00061
Figure pat00061

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure pat00062
Figure pat00062

상기 화학식 1-1 및 2-1에서,In Chemical Formulas 1-1 and 2-1,

R1은 수소 또는 -CH2-R이고,R 1 is hydrogen or —CH 2 —R,

R은 -NR11R12, -N+R13R14R15X-,

Figure pat00063
,
Figure pat00064
,
Figure pat00065
또는
Figure pat00066
이고,R is -NR 11 R 12, -N + R 13 R 14 R 15 X -,
Figure pat00063
,
Figure pat00064
,
Figure pat00065
or
Figure pat00066
ego,

R11은 수소 또는 -(CRaRb)m-Ar1이고, R 11 is hydrogen or-(CR a R b ) m -Ar 1 ,

m은 1 내지 3의 정수이고,m is an integer of 1 to 3,

Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R a and R b are, independently from each other, hydrogen or C1-C10 alkyl,

Ar1은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,Ar 1 is C6-C20aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C1-C10alkoxy,

R12는 수소, -(CRcRd)x-NH2, -(CRcRd)x-NH-(CReRf)y-NH2 또는 -(CRcRd)z-Ar2 이고,R 12 is hydrogen,-(CR c R d ) x -NH 2 ,-(CR c R d ) x -NH- (CR e R f ) y -NH 2 or-(CR c R d ) z -Ar 2 ego,

x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,x, y and z are each independently an integer from 1 to 3,

Rc 내지 Rg는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R c to R g are each independently hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,

Ar2은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,Ar 2 is C 6 -C 20 aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C 1 -C 10 alkoxy,

R13 내지 R15는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,R 13 to R 15 are each independently of the other hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,

M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,

L은 아세톡시 또는 할로겐이고,L is acetoxy or halogen,

X-는 할로겐 음이온이다.X is a halogen anion.

본 발명의 일실시예에 따른 화학식 1-1 및 화학식 2-1를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체에서 R1은 수소 또는 -CH2-R 이고, R은 할로겐, -NR11R12, -N+R13R14R15X-,

Figure pat00067
,
Figure pat00068
,
Figure pat00069
또는
Figure pat00070
이고, R11은 수소 또는 -(CRaRb)m-Ar1이고, m은 1 내지 3의 정수이고, Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C3알킬이고, Ar1은 C6-C12아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C3알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고, R12는 수소, -(CRcRd)x-NH2, -(CRcRd)x-NH-(CReRf)y-NH2 또는 -(CRcRd)z-Ar2 이고, x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고, Rc 내지 Rg는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C3알킬이고, Ar2은 C6-C12아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C3알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고, R13 내지 R15는 서로 독립적으로 C1-C3알킬이고, M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고, L은 아세톡시 또는 할로겐이고, X-는 할로겐 음이온일 수 있다.In the crosslinked biphenyl polymer including Formula 1-1 and Formula 2-1 simultaneously according to one embodiment of the present invention, R 1 is hydrogen or -CH 2 -R, R is halogen, -NR 11 R 12 ,- N + R 13 R 14 R 15 X -,
Figure pat00067
,
Figure pat00068
,
Figure pat00069
or
Figure pat00070
R 11 is hydrogen or-(CR a R b ) m -Ar 1 , m is an integer from 1 to 3, R a and R b are independently of each other hydrogen or C1-C3 alkyl, and Ar 1 is C6 -C 12 aryl, wherein the aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C 1 -C 3 alkoxy, R 12 is hydrogen,-(CR c R d ) x -NH 2 ,-(CR c R d ) x -NH- (CR e R f ) y -NH 2 or-(CR c R d ) z -Ar 2 , x, y and z are each independently an integer from 1 to 3, R c to R g is Independently from each other hydrogen or C1-C3 alkyl, Ar 2 is C6-C12 aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C1-C3 alkoxy, R 13 to R 15 are independently of one another C 1 -C 3 alkyl, M is a divalent metal of Groups 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table, L is acetoxy or halogen and X is halogen anion Can be.

보다 바람직하게는 상기 R1은 수소, 할로메틸, -CH2NH2, -CH2NHCH2CH2NH2, -CH2-N+Me3X-, -CH2-N+Et3X-, -CH2NHCH2C(Me)2CH2NH2, -CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2,

Figure pat00071
,
Figure pat00072
,
Figure pat00073
,
Figure pat00074
,
Figure pat00075
또는
Figure pat00076
이고, M은 Mg2 +, Cr2 +, Fe2 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2 + 또는 Zn2+이고, L은 아세톡시 또는 할로겐이고, X-는 할로겐 음이온일 수 있다.More preferably, the R 1 is hydrogen, halo, methyl, -CH 2 NH 2, -CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2, -CH 2 -N + Me 3 X -, -CH 2 -N + Et 3 X - , -CH 2 NHCH 2 C (Me) 2 CH 2 NH 2 , -CH 2 NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 ,
Figure pat00071
,
Figure pat00072
,
Figure pat00073
,
Figure pat00074
,
Figure pat00075
or
Figure pat00076
And, M is a Mg 2 +, Cr 2 +, Fe 2 +, Co 2 +, Ni 2 +, Cu 2 + or Zn 2+, L is acetoxy or halogen, X - may be a halogen anion.

본 발명의 일실시예에 따른 초가교 바이페닐 중합체는 하기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체일 수 있다.The supercrosslinked biphenyl polymer according to an embodiment of the present invention may be a supercrosslinked biphenyl polymer simultaneously containing structural units represented by the following Chemical Formulas 3 and 4.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00077
Figure pat00077

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00078
Figure pat00078

상기 화학식 3 및 4에서,In Chemical Formulas 3 and 4,

W는

Figure pat00079
이고; W is
Figure pat00079
ego;

M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,

L은 아세톡시 또는 할로겐이고,L is acetoxy or halogen,

Figure pat00080
Figure pat00081
또는
Figure pat00082
이고,
Figure pat00080
Is
Figure pat00081
or
Figure pat00082
ego,

Figure pat00083
는 M에 결합되는 부위를 나타내고,
Figure pat00083
Represents a site bound to M,

Rg는 수소 또는 C1-C10알킬이고,R g is hydrogen or C1-C10 alkyl,

X-는 할로겐 음이온이다.X is a halogen anion.

본 발명의 일실시예에 따른 화학식 3 및 화학식 4를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체에서 W는

Figure pat00084
이고; M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고, L은 아세톡시 또는 할로겐이고,
Figure pat00085
Figure pat00086
또는
Figure pat00087
이고,
Figure pat00088
는 M에 결합되는 부위를 나타내고, Rg는 수소 또는 C1-C3알킬이고, X-는 할로겐 음이온일 수 있다.In the supercrosslinked biphenyl polymer simultaneously containing Formula 3 and Formula 4 according to an embodiment of the present invention W is
Figure pat00084
ego; M is a divalent metal of Groups 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table, L is acetoxy or halogen,
Figure pat00085
Is
Figure pat00086
or
Figure pat00087
ego,
Figure pat00088
Represents a moiety bonded to M, R g is hydrogen or C 1 -C 3 alkyl and X may be a halogen anion.

보다 바람직하게는 상기

Figure pat00089
Figure pat00090
또는
Figure pat00091
이고, M은 Mg2 +, Cr2 +, Fe2 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2 + 또는 Zn2 +이고, Rg는 수소 또는 C1-C3알킬이고, X-는 할로겐 음이온일 수 있다.More preferably
Figure pat00089
Is
Figure pat00090
or
Figure pat00091
And, M is Mg 2 +, Cr 2 +, Fe 2 +, Co 2 +, Ni 2 +, Cu 2 + or Zn 2 + a, R g is hydrogen or C1-C3 alkyl, X - is a halogen anion days Can be.

본 발명의 일실시예에 따른 초가교 바이페닐 중합체는 바이페닐과 다이클로로메탄의 프리델-크래프츠(Friedel-Crafts) 반응을 통해 효율적으로 제조될 수 있으며, 다양한 치환기를 도입하기 위하여 바이페닐의 벤젠 고리에 클로로메틸기를 도입한 후 다양한 아민 화합물과 반응시킬 수 있다. 또한, 아민화된 초가교 바이페닐 중합체를 2가 금속 착화합물과 반응시켜 착물화된 초가교 바이페닐 중합체를 제조할 수도 있다.Supercrosslinked biphenyl polymer according to an embodiment of the present invention can be efficiently produced through the Friedel-Crafts reaction of biphenyl and dichloromethane, benzene of biphenyl to introduce various substituents The chloromethyl group may be introduced into the ring and then reacted with various amine compounds. The aminated hypercrosslinked biphenyl polymer can also be reacted with a divalent metal complex to produce the complexed supercrosslinked biphenyl polymer.

보다 구체적으로 바이페닐과 다이클로로메탄의 프리델-크래프츠 반응은 루이스 산 촉매 하에서 실시되며, 사용 가능한 루이스 산 촉매로는 염화제2철(FeCl3), 염화알루미늄(AlCl3), 염화제2주석(SnCl4), 삼불화붕소(BF3), 불화수소산(HF)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것이 바람직하며, 염화알루미늄, 염화제2주석 및 염화제2철이 반응성이 좋고 취급이 용이하므로 더욱 바람직하다. 또한, 상기 프리델-크래프트 반응에서 다이클로로메탄은 바이페닐과 바이페닐을 메틸렌 브릿지로 가교시키는 가교제임과 동시에 반응용매로 사용될 수 있다.More specifically, the Friedel-Crafts reaction of biphenyl and dichloromethane is carried out under a Lewis acid catalyst, and usable Lewis acid catalysts include ferric chloride (FeCl 3 ), aluminum chloride (AlCl 3 ), and tin tin chloride. (SnCl 4 ), boron trifluoride (BF 3 ), hydrofluoric acid (HF) is preferably selected from the group consisting of, aluminum chloride, tin dichloride and ferric chloride is more reactive and easy to handle. desirable. In addition, in the Friedel-Craft reaction, dichloromethane may be used as a reaction solvent while simultaneously crosslinking biphenyl and biphenyl with methylene bridge.

상기 프리델-크래프트 반응을 통해 제조된 초가교 바이페닐 중합체를 알킬할라이드 물질과 반응시켜 초가교 바이페닐 중합체의 벤젠 고리에 할로알킬기를 도입시킬 수 있다. The hypercrosslinked biphenyl polymer prepared through the Friedel-Craft reaction can be reacted with an alkylhalide material to introduce a haloalkyl group into the benzene ring of the hypercrosslinked biphenyl polymer.

일예로, 바이페닐 및 다이클로로메탄을 프리델-크래프츠 반응시켜 얻어지는 초가교 바이페닐 중합체를 파라포름알데히드-염산 또는 포르말린-염산과 같은 친핵성 클로로메틸화제와 인산, 황산 또는 염화알루미늄(AlCl3), 염화철(FeCl3), 염화아연(ZnCl2)와 같은 염화금속 촉매 존재하 아세트산, 다이클로로메탄, 사염화탄소 또는 클로로폼과 같은 유기용매 중에서 반응 온도 및 반응 시간을 적절히 선택하므로써 원하는 함량의 클로로메틸기가 도입된 초가교 바이페닐 중합체를 수득할 수 있다For example, a supercrosslinked biphenyl polymer obtained by reacting biphenyl and dichloromethane with Friedel-Crafts is subjected to a nucleophilic chloromethylating agent such as paraformaldehyde hydrochloride or formalin hydrochloric acid and phosphoric acid, sulfuric acid or aluminum chloride (AlCl 3 ). , In the presence of a metal chloride catalyst such as iron chloride (FeCl 3 ) and zinc chloride (ZnCl 2 ), an appropriate choice of reaction temperature and reaction time in an organic solvent such as acetic acid, dichloromethane, carbon tetrachloride, or chloroform can be achieved. The supercrosslinked biphenyl polymer introduced can be obtained.

상기에서 얻어진 할로알킬기가 도입된 초가교 바이페닐 중합체를 아민화제, 즉 다양한 아민 화합물과 반응시켜 아민화된 초가교 바이페닐 중합체를 수득할 수 있다. 상기 아민화 반응을 통해 초가교 바이페닐 중합체의 할로메틸기의 할로겐기는 아민기로 치환되거나 아민기와 약한 결합을 이루어 염으로 존재할 수 있다.The supercrosslinked biphenyl polymer introduced with the haloalkyl group obtained above may be reacted with an aminizing agent, that is, various amine compounds, to obtain aminated crosslinked biphenyl polymer. Through the amination reaction, the halogen group of the halomethyl group of the hypercrosslinked biphenyl polymer may be substituted with an amine group or may form a weak bond with the amine group to exist as a salt.

또한, 아민화된 초가교 바이페닐 중합체는 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속 착화합물과 배위 결합하여 착물화된 초가교 바이페닐 중합체를 제조할 수도 있다.In addition, the aminated supercrosslinked biphenyl polymer is a supercrosslinked biphenyl polymer complexed by coordinating with a divalent metal complex of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table. It may be prepared.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명하지만, 하기의 실시예들은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 여기에 국한된 것은 아니다.Hereinafter, the structure of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are provided to assist in understanding the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

상업적으로 이용가능한 시약 및 이산화탄소(99.99 %)는 추가적인 정제 또는 건조 없이 사용하였다. 모든 반응은 150 ml 스테인리스 스틸 반응기(bomb reactor)에서 수행하였다.Commercially available reagents and carbon dioxide (99.99%) were used without further purification or drying. All reactions were performed in a 150 ml stainless steel reactor.

실시예 1에서 중합체 A의 수율(%)은 [중합체 A의 무게/단량체인 바이페닐의 무게]*100으로 계산하였다. 나머지 실시예에서 제조된 중합체의 수율(%)은 [수득된 중합체의 무게/출발물질인 중합체의 무게]*100으로 계산하였다.The yield (%) of polymer A in Example 1 was calculated as [weight of biphenyl, the weight of polymer A / monomer] * 100. The yield (%) of the polymer prepared in the remaining examples was calculated as [weight of polymer obtained / weight of polymer that is starting material] * 100.

1H NMR은 베리안(Varian) 300 분광기를 사용하여 기록하였고, 모든 화학적 이동도는 내부 표준물질인 테트라메틸실란(tetramethyl silane)에 대해 ppm 단위로 기록하였다. IR 스펙트럼은 FT-IR (표면반사 적외선 분광기)를 사용하여 시료를 직접 측정하였다. 1 H NMR was recorded using a Varian 300 spectrometer and all chemical mobility was reported in ppm relative to the internal standard tetramethyl silane. IR spectra were measured directly on the samples using FT-IR (surface reflection infrared spectroscopy).

중합체 중의 금속 함량은 유도결합플라즈마분광기(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer)를 이용한 ICP 분석법에 의하여 측정하였다.The metal content in the polymer was measured by ICP analysis using an Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer.

- Model : OPTIMA 7300 DVModel: OPTIMA 7300 DV

- 제작회사 : Perkin-Elmer (USA)-Manufacturer: Perkin-Elmer (USA)

- RF generator frequency : 40 MHzRF generator frequency: 40 MHz

- Optical system : Echelle polychromator-Optical system: Echelle polychromator

- Plasma viewing : Dual (Axial and Radial) viewingPlasma viewing: Dual (Axial and Radial) viewing

- Wavelength range : 163 - 782 nmWavelength range: 163-782 nm

- Detector system : 2 sets of SCD(Segmented-array Charge-coupled Device)-Detector system: 2 sets of SCD (Segmented-array Charge-coupled Device)

- Automatic On-line Hydride Generation System-Automatic On-line Hydride Generation System

[실시예 1] 중합체 B의 제조Example 1 Preparation of Polymer B

Figure pat00092
Figure pat00092

중합체 A의 제조Preparation of Polymer A

중합체 A는 문헌 Sci. Adv. 2017;3: e1602610에 기재된 방법으로 제조될 수 있다.Polymer A is described in Sci. Adv. 2017; 3: can be prepared by the method described in e1602610.

100 mL 둥근바닥플라스크에 바이페닐 (0.77 g, 0.005 mol)과 알루미늄클로라이드 (AlCl3, 2.67 g, 0.02 mol)와 다이클로로메테인(DCM, 8 mL)을 넣고 질소 대기 하 0℃에서 4시간동안 교반하고 30℃에서 8시간동안 교반한 후 40℃에서 8시간동안 교반하였다. 그런 다음, 60℃에서 24시간동안 교반한 후 80℃에서 24시간동안 교반하였다. 그런 다음, 염산과 물을 2:1의 부피비로 섞어 만들어준 염산 수용액 (100 mL)을 가한 후 30분간 교반 시켜준 뒤 생성된 검은색 침전물을 여과하고 물과 메탄올로 씻어주었다. 얻어진 검은색 침전물을 메탄올 (200 mL) 중에서 다시 48시간동안 교반시킨 뒤 여과하고 60℃ 오븐에서 하룻동안 건조시켜 표제 화합물인 중합체 A를 흑갈색 고체로 수득하였다(수득량 : 1.07 g, 수율 : 140 %).In a 100 mL round-bottom flask, add biphenyl (0.77 g, 0.005 mol), aluminum chloride (AlCl 3 , 2.67 g, 0.02 mol), dichloromethane (DCM, 8 mL) for 4 hours at 0 ° C under nitrogen atmosphere. Stirred and stirred at 30 ° C. for 8 hours and then at 40 ° C. for 8 hours. Then, the mixture was stirred at 60 ° C. for 24 hours and then at 80 ° C. for 24 hours. Then, an aqueous hydrochloric acid solution (100 mL) prepared by mixing hydrochloric acid and water in a volume ratio of 2: 1 was added thereto, stirred for 30 minutes, and the resulting black precipitate was filtered and washed with water and methanol. The resulting black precipitate was stirred for 48 h again in methanol (200 mL), filtered and dried in an oven at 60 ° C. to give the title compound Polymer A as a dark brown solid (yield: 1.07 g, yield: 140%). ).

FT-IR (ν max/cm-1): 2980 (C-H stretch), 1452(CH2 bending), 1600(phenyl C=C ring stretch)FT-IR ( ν max / cm -1 ): 2980 (CH stretch), 1452 (CH2 bending), 1600 (phenyl C = C ring stretch)

중합체 B의 제조Preparation of Polymer B

중합체 A (400 mg), 파라포름알데하이드 (PFA, 2.0 g), 초산 (12 mL), 염산 (40 mL) 및 인산 (6.0 mL)을 100 mL 둥근바닥플라스크에 넣고 질소 대기 하 90℃에서 3일동안 교반시켰다. 교반이 완료되면, 반응혼합물을 물과 메탄올로 씻어주면서 여과하여 표제 화합물인 중합체 B를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 446 mg, 수율 : 107.8 %).Polymer A (400 mg), paraformaldehyde (PFA, 2.0 g), acetic acid (12 mL), hydrochloric acid (40 mL) and phosphoric acid (6.0 mL) were placed in a 100 mL round bottom flask for 3 days at 90 ° C. under nitrogen atmosphere. Was stirred. After stirring was complete, the reaction mixture was washed with water and methanol to obtain the title compound (B) as a black solid (yield: 446 mg, yield: 107.8%).

FT-IR (ν max/cm-1): 2934 (C-H stretch), 1452(CH2 bending), 1600(phenyl C=C ring stretch), 1230(CH2-Cl bending)FT-IR ( ν max / cm -1 ): 2934 (CH stretch), 1452 (CH2 bending), 1600 (phenyl C = C ring stretch), 1230 (CH2-Cl bending)

[실시예 2] 중합체 C의 제조Example 2 Preparation of Polymer C

Figure pat00093
Figure pat00093

중합체 B (200 mg)와 암모니아수 (20 mL)를 둥근바닥 플라스크에 넣고 90℃로 3일간 환류교반시켰다. 반응이 완료되면, 생성물을 물과 메탄올로 씻어주면서 여과하여 표제 화합물인 중합체 C를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 189 mg, 수율 : 94.5 %).Polymer B (200 mg) and ammonia water (20 mL) were placed in a round bottom flask and stirred under reflux at 90 ° C. for 3 days. When the reaction was completed, the product was filtered with washing with water and methanol to obtain the title compound Polymer C as a black solid (yield: 189 mg, yield: 94.5%).

[실시예 3] 중합체 D의 제조Example 3 Preparation of Polymer D

Figure pat00094
Figure pat00094

암모니아수 대신에 1,2-다이아미노에탄 (10 mL)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 중합체 D를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 212 mg, 수율 : 106 %).The reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that 1,2-diaminoethane (10 mL) was used instead of ammonia water to obtain the title compound Polymer D as a black solid (amount: 212 mg, yield: 106). %).

FT-IR (ν max/cm-1): 2956 (C-H stretch), 1452(CH2 bending), 1600(phenyl C=C ring stretch), 1620(N-H bending)FT-IR ( ν max / cm -1 ): 2956 (CH stretch), 1452 (CH2 bending), 1600 (phenyl C = C ring stretch), 1620 (NH bending)

[실시예 4] 중합체 E의 제조Example 4 Preparation of Polymer E

Figure pat00095
Figure pat00095

중합체 B (200 mg)와 피리딘 (1 mL)와 메탄올(10 mL)를 둥근바닥 플라스크에 넣고 90℃로 3일간 환류교반시켰다. 반응이 완료되면, 생성물을 물과 메탄올로 씻어주면서 여과하여 표제 화합물인 중합체 E를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 202 mg, 수율 : 101 %).Polymer B (200 mg), pyridine (1 mL) and methanol (10 mL) were placed in a round bottom flask and stirred under reflux for 3 days at 90 ° C. When the reaction was completed, the product was filtered with washing with water and methanol to give the title compound Polymer E as a black solid (yield: 202 mg, yield: 101%).

FT-IR (ν max/cm-1): 2947 (C-H stretch), 1452(CH2 bending), 1600(phenyl C=C ring stretch)FT-IR ( ν max / cm -1 ): 2947 (CH stretch), 1452 (CH2 bending), 1600 (phenyl C = C ring stretch)

[실시예 5] 중합체 F의 제조Example 5 Preparation of Polymer F

Figure pat00096
Figure pat00096

피리딘 대신에 트리에틸아민 (1 mL)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 중합체 F를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 209 mg, 수율 : 104.5 %).The reaction was carried out in the same manner as in Example 4, except that triethylamine (1 mL) was used instead of pyridine to obtain the title compound Polymer F as a black solid (yield: 209 mg, yield: 104.5%).

FT-IR (ν max/cm-1): 2938 (C-H stretch), 1452(CH2 bending), 1610(phenyl C=C ring stretch), 1615(N-H bending)FT-IR ( ν max / cm -1 ): 2938 (CH stretch), 1452 (CH2 bending), 1610 (phenyl C = C ring stretch), 1615 (NH bending)

[실시예 6] 중합체 G의 제조Example 6 Preparation of Polymer G

Figure pat00097
Figure pat00097

암모니아수 대신에 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이아민 (10 mL)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 중합체 G를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 216 mg, 수율 : 108 %).The reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine (10 mL) was used instead of ammonia water to obtain the title compound Polymer G as a black solid (yield) : 216 mg, yield: 108%).

[실시예 7] 중합체 H의 제조Example 7 Preparation of Polymer H

Figure pat00098
Figure pat00098

암모니아수 대신에 다이에틸렌트라이아민 (10 mL)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 중합체 H를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 217 g, 수율 : 108.5 %).The reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that diethylenetriamine (10 mL) was used instead of ammonia water to obtain the title compound Polymer H as a black solid (amount: 217 g, yield: 108.5%).

FT-IR (ν max/cm-1): 2943 (C-H stretch), 1456(CH2 bending), 1596(phenyl C=C ring stretch), 1655(N-H bending)FT-IR ( ν max / cm -1 ): 2943 (CH stretch), 1456 (CH2 bending), 1596 (phenyl C = C ring stretch), 1655 (NH bending)

[실시예 8] 중합체 I의 제조Example 8 Preparation of Polymer I

Figure pat00099
Figure pat00099

화합물 J의 제조Preparation of Compound J

오쏘-바닐린(ortho-Vanillin, 5 g)과 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이아민 (1.67 g)을 넣고 상온에서 하루동안 교반시킨 뒤, 소듐보로하이드라이드(NaBH4) (3.5 당량)를 가하고 교반시킨 다음, 여과하여 화합물 J를 수득하였다.Ortho-vanillin (ortho -Vanillin, 5 g) and 2,2-dimethyl-put-1, 3-propane-diamine (1.67 g) at room temperature after which sodium beam stirred for one day hydride (NaBH 4) ( 3.5 equivalents) was added, stirred and filtered to yield compound J.

1H NMR (300 MHz, CDCl3, 298 K) - δ6.79 (dd, 2H, m-Ph), 6.74 (t, 2H, p-Ph), 6.66 (dd, 2H, m-Ph), 3.96 (s, 4H, NH- CH2-Ph), 3.86 (s, 6H, O-CH3), 2.56 (s, 4H, NH-CH2-C), 0.99 (s, 6H, C-(CH3)). 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , 298 K) -δ6.79 (dd, 2H, m-Ph), 6.74 (t, 2H, p-Ph), 6.66 (dd, 2H, m-Ph), 3.96 (s, 4H, NH-CH2-Ph), 3.86 (s, 6H, O-CH3), 2.56 (s, 4H, NH-CH2-C), 0.99 (s, 6H, C- (CH3)).

중합체 I의 제조Preparation of Polymer I

암모니아수 대신에 화합물 J (1 g)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 중합체 I를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 207 mg, 수율 : 103.5 %).The reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that Compound J (1 g) was used instead of ammonia water to obtain the title compound Polymer I as a black solid (amount: 207 mg, yield: 103.5%).

FT-IR (ν max/cm-1): 2947 (C-H stretch), 2825 (OCH3 strech) 1475 (CH2 bending), 1569 (phenyl C=C ring stretch)FT-IR ( ν max / cm -1 ): 2947 (CH stretch), 2825 (OCH3 strech) 1475 (CH2 bending), 1569 (phenyl C = C ring stretch)

[실시예 9] 중합체 K의 제조Example 9 Preparation of Polymer K

Figure pat00100
Figure pat00100

암모니아수 대신에 이미다졸(1 g)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 중합체 K를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 205 mg, 수율 : 102.5 %). The reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that imidazole (1 g) was used instead of ammonia water to obtain the title compound Polymer K as a black solid (yield: 205 mg, yield: 102.5%).

[실시예 10] 중합체 L의 제조Example 10 Preparation of Polymer L

Figure pat00101
Figure pat00101

암모니아수 대신에 1-메틸이미다졸(10 mL)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 중합체 L를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 208 g, 수율 : 104 %).The reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that 1-methylimidazole (10 mL) was used instead of ammonia water to obtain the title compound Polymer L as a black solid (amount: 208 g, yield: 104%). ).

[실시예 11] 금속 착화합물 Zn-C의 제조Example 11 Preparation of Metal Complex Zn-C

Figure pat00102
Figure pat00102

중합체 C (200 mg)와 초산아연 (50 mg)를 메탄올 (10 mL)에 넣고 상온에서 1일 동안 교반시켜준 후 생성물을 메탄올로 씻어주면서 여과하여 표제화합물인 금속 착화합물 Zn-C를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 205 mg, 수율 : 102.5 %). 중합체 Zn-C의 ICP-MS(nductively coupled plasma-mass spectometry) 분석 결과, Zn 함량은 21849 ppm 이었다.Polymer C (200 mg) and zinc acetate (50 mg) were added to methanol (10 mL), stirred at room temperature for 1 day, and the product was filtered with washing with methanol to give the title compound metal complex Zn-C as a black solid. Obtained (yield: 205 mg, yield: 102.5%). The Zn content was 21849 ppm as a result of nCP-MS (nductively coupled plasma-mass spectometry) analysis of the polymer Zn-C.

[실시예 12] 금속 착화합물 Zn-K의 제조Example 12 Preparation of Metal Complex Zn-K

Figure pat00103
Figure pat00103

중합체 C 대신에 중합체 K (200 mg)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 금속 착화합물 Zn-K를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 205 g, 수율 : 102.5 %). 중합체 Zn-K의 ICP-MS(nductively coupled plasma-mass spectometry) 분석 결과, Zn 함량은 40397 ppm 이었다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 11, except that Polymer K (200 mg) was used instead of Polymer C to obtain the title compound, the metal complex, Zn-K, as a black solid (amount: 205 g, yield: 102.5%). ). The Zn content was 40397 ppm as a result of nCP-MS (nductively coupled plasma-mass spectometry) analysis of the polymer Zn-K.

[실시예 13] 금속 착화합물 Zn-L의 제조Example 13 Preparation of Metal Complex Zn-L

Figure pat00104
Figure pat00104

중합체 C 대신에 중합체 L (200 mg)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 금속 착화합물 Zn-L를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 205 g, 수율 : 102.5 %). 중합체 Zn-L의 ICP-MS(nductively coupled plasma-mass spectometry) 분석 결과, Zn 함량은 35198 ppm 이었다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 11, except that Polymer L (200 mg) was used instead of Polymer C to obtain the title compound, the metal complex, Zn-L, as a black solid (amount: 205 g, yield: 102.5%). ). The Zn content of the polymer Zn-L was 35198 ppm as measured by inductively coupled plasma-mass spectometry (ICP-MS).

[실시예 14] 금속 착화합물 Zn-C-1의 제조Example 14 Preparation of Metal Complex Zn-C-1

Figure pat00105
Figure pat00105

초산아연 대신에 브롬화아연(50 mg)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 금속 착화합물 Zn-C-1를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 201 mg, 수율 : 100.5 %). 중합체 Zn-C-1의 ICP-MS(nductively coupled plasma-mass spectometry) 분석 결과, Zn 함량은 18653 ppm 이었다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 11, except that zinc bromide (50 mg) was used instead of zinc acetate to obtain the title compound, the metal complex, Zn-C-1, as a black solid (amount: 201 mg, yield: 100.5%). The Zn content was 18653 ppm as a result of inductively coupled plasma-mass spectometry (ICP-MS) analysis of the polymer Zn-C-1.

[실시예 15] 금속 착화합물 Zn-D의 제조Example 15 Preparation of Metal Complex Zn-D

Figure pat00106
Figure pat00106

중합체 C 대신에 중합체 D (200 mg)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 14와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 금속 착화합물 Zn-D를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 204 mg, 수율 : 102 %). 중합체 Zn-D의 ICP-MS(nductively coupled plasma-mass spectometry) 분석 결과, Zn 함량은 28624 ppm 이었다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 14, except that Polymer D (200 mg) was used instead of Polymer C to obtain the title compound, the metal complex, Zn-D, as a black solid (amount: 204 mg, yield: 102%). ). The Zn content was 28624 ppm as a result of inductively coupled plasma-mass spectometry (ICP-MS) analysis of the polymer Zn-D.

[실시예 16] 금속 착화합물 Zn-H의 제조Example 16 Preparation of Metal Complex Zn-H

Figure pat00107
Figure pat00107

중합체 C 대신에 중합체 H (200 mg)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 14와 동일하게 반응시켜 표제 화합물인 금속 착화합물 Zn-H를 검은색 고체로 수득하였다(수득량 : 211 mg, 수율 : 105.5 %). 중합체 Zn-H의 ICP-MS(nductively coupled plasma-mass spectometry) 분석 결과, Zn 함량은 452487 ppm 이었다.The reaction was carried out in the same manner as in Example 14, except that Polymer H (200 mg) was used instead of Polymer C to obtain the title compound, the metal complex, Zn-H, as a black solid (amount: 211 mg, yield: 105.5%). ). The Zn content was 452487 ppm as a result of inductively coupled plasma-mass spectometry (ICP-MS) analysis of the polymer Zn-H.

FT-IR (ν max/cm-1): 2943 (C-H stretch), 1456(CH2 bending), 1615(phenyl C=C ring stretch), 1646(N-H bending)FT-IR ( ν max / cm -1 ): 2943 (CH stretch), 1456 (CH2 bending), 1615 (phenyl C = C ring stretch), 1646 (NH bending)

[실시예 17] 이산화탄소와 프로필렌 옥사이드를 이용한 고리형 카보네이트의 제조Example 17 Preparation of Cyclic Carbonate Using Carbon Dioxide and Propylene Oxide

150 mL 테플론 용기에 촉매, 조촉매인 테트라부틸암모늄브로마이드 (NBu4Br, TBAB) 및 프로필렌 옥사이드 (10 mL)를 투입한 후, 상기 테플론 용기를 스테인리스 스틸 반응기(bomb reactor)에 넣어준다. 경우에 따라 초산아연을 추가한다. 상기 반응기에 2 bar의 CO2를 채우고 비워주는 과정을 진행한 후 최종적으로 10 bar의 CO2를 채워준다. 그 후 반응기를 잠근 후 60℃에서 교반하면서 24시간동안 반응을 진행시킨다. 반응이 완료되면 반응 혼합물의 일부를 떠서 CDCl3에 녹인 후 1H-NMR을 이용하여 분석하였다.In a 150 mL Teflon vessel, a catalyst and a promoter, tetrabutylammonium bromide (NBu 4 Br, TBAB) and propylene oxide (10 mL), were added, and then the Teflon vessel was placed in a stainless steel bomb reactor. If necessary, add zinc acetate. After filling and emptying the reactor with 2 bar of CO 2 , finally, 10 bar of CO 2 is filled. Thereafter, the reactor was locked and the reaction proceeded for 24 hours while stirring at 60 ° C. After the reaction was completed, a part of the reaction mixture was dissolved in CDCl 3 and analyzed using 1 H-NMR.

하기 표 1에 사용한 촉매의 종류와 양, 조촉매의 양, 초산아연의 양, 프로필렌옥사이드의 양 및 생성물의 전환율을 기재하였다.The type and amount of the catalyst used in Table 1, the amount of the cocatalyst, the amount of zinc acetate, the amount of propylene oxide and the conversion rate of the product were described.

Figure pat00108
Figure pat00108
촉매catalyst 촉매 사용량 (mg)Catalyst usage (mg) 조촉매 사용량 (mg)Promoter Usage (mg) 초산아연의 양(mg)Zinc Acetate (mg) 프로필렌옥사이드의 양(mL)Amount of propylene oxide (mL) 전환율(%)% Conversion 1One AA 200200 3535 2020 1010 73.073.0 22 CC 200200 3535 2020 1010 93.093.0 33 Zn-CZn-C 200200 3535 -- 1010 77.5277.52 고리형 카보네이트 I의 1H NMR (300 MHz, CDCl3-d1) : δ1.51 (d, 3H), 4.05 (m, 1H), 4.60 (m, 1H), 4.90 (m, 1H) 1 H NMR of cyclic carbonate I (300 MHz, CDCl 3 -d 1 ): δ1.51 (d, 3H), 4.05 (m, 1H), 4.60 (m, 1H), 4.90 (m, 1H)

[실시예 18] 이산화탄소와 프로필렌 옥사이드를 이용한 고리형 카보네이트의 제조에 대한 촉매의 재사용Example 18 Reuse of Catalysts for Preparation of Cyclic Carbonate Using Carbon Dioxide and Propylene Oxide

150 mL 테플론 용기에 촉매, 조촉매인 테트라부틸암모늄브로마이드 (NBu4Br, TBAB) 및 프로필렌 옥사이드 (10 mL)를 투입한 후, 상기 테플론 용기를 스테인리스 스틸 반응기(bomb reactor)에 넣어준다. 상기 반응기에 2 bar의 CO2를 채우고 비워주는 과정을 진행한 후 최종적으로 10 bar의 CO2를 채워준다. 그 후 반응기를 잠근 후 60℃에서 교반하면서 24시간동안 반응을 진행시킨다. 반응이 완료되면 반응 혼합물의 일부를 떠서 CDCl3에 녹인 후 1H-NMR을 이용하여 분석하였다. In a 150 mL Teflon vessel, a catalyst and a promoter, tetrabutylammonium bromide (NBu 4 Br, TBAB) and propylene oxide (10 mL), were added, and then the Teflon vessel was placed in a stainless steel bomb reactor. After filling and emptying the reactor with 2 bar of CO 2 , finally, 10 bar of CO 2 is filled. Thereafter, the reactor was locked and the reaction proceeded for 24 hours while stirring at 60 ° C. After the reaction was completed, a part of the reaction mixture was dissolved in CDCl 3 and analyzed using 1 H-NMR.

또한, 상기 반응 혼합물을 여과하여 촉매를 분리회수하였으며, 분리회수된 촉매를 메탄올로 세척한 후 80℃ 오븐에서 10시간 건조시키는 과정을 통해 촉매를 4회까지 반복 재사용하였다.In addition, the catalyst was separated and recovered by filtration of the reaction mixture, and the catalyst was repeatedly reused up to four times by washing the separated and recovered catalyst with methanol and drying it in an oven at 80 ° C. for 10 hours.

하기 표 2에 사용한 촉매의 종류와 양, 조촉매의 양, 프로필렌옥사이드의 양, 재사용 횟수 및 생성물의 전환율을 기재하였다.The type and amount of the catalyst used in Table 2, the amount of the cocatalyst, the amount of propylene oxide, the number of reuse and the conversion rate of the product were described.

Figure pat00109
Figure pat00109
촉매catalyst 촉매 사용량 (mg)Catalyst usage (mg) 조촉매 사용량 (mg)Promoter Usage (mg) 프로필렌옥사이드의 양(mL)Amount of propylene oxide (mL) 재사용 횟수Reuse count 전환율(%)% Conversion 1One Zn-KZn-K 100100 4646 1010 1One 5353 22 Zn-KZn-K 9696 3535 1010 22 5858 33 Zn-KZn-K 8484 3535 1010 33 5858 44 Zn-KZn-K 6464 3535 1010 44 4949 55 Zn-HZn-H 180180 -- 1010 1One 88.588.5 66 Zn-HZn-H 173173 -- 1010 22 86.886.8 77 Zn-HZn-H 165165 -- 1010 33 8585 88 Zn-HZn-H 150150 -- 1010 44 82.682.6 고리형 카보네이트 I의 1H NMR (300 MHz, CDCl3-d1) : δ1.51 (d, 3H), 4.05 (m, 1H), 4.60 (m, 1H), 4.90 (m, 1H) 1 H NMR of cyclic carbonate I (300 MHz, CDCl 3 -d 1 ): δ1.51 (d, 3H), 4.05 (m, 1H), 4.60 (m, 1H), 4.90 (m, 1H)

이상의 결과로부터, 이산화탄소와 다양한 구조의 에폭사이드 화합물을 이용한 고리형 카보네이트의 제조시, 본 발명의 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 사용하는 경우 50% 이상의 높은 전환율로 고리형 카보네이트를 제조하는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 초가교 바이페닐 중합체는 촉매 활성을 잃지 않고 4회까지도 재사용될 수 있음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that when the cyclic carbonate using carbon dioxide and the epoxide compound having various structures, the cyclic carbonate is produced at a high conversion rate of 50% or more when the supercrosslinked biphenyl polymer of the present invention is used as a catalyst. have. In addition, it can be seen that the supercrosslinked biphenyl polymer of the present invention can be reused up to four times without losing catalytic activity.

Claims (13)

하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 하여 이산화탄소와 알킬렌 옥사이드를 반응시켜 고리형 카보네이트를 제조하는 방법.
[화학식 1]
Figure pat00110

[화학식 2]
Figure pat00111

상기 화학식 1 및 2에서,
R1은 -CH2-R 이고,
a 및 b는 서로 독립적으로 0 내지 2의 정수이고,
R은 할로겐, 나이트로, -NR11R12, -N+R13R14R15X-,
Figure pat00112
,
Figure pat00113
,
Figure pat00114
또는
Figure pat00115
이고,
R11은 수소 또는 -(CRaRb)m-Ar1이고,
m은 1 내지 3의 정수이고,
Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,
Ar1은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,
R12는 수소, -(CRcRd)x-NH2, -(CRcRd)x-NH-(CReRf)y-NH2 또는 -(CRcRd)z-Ar2 이고,
x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,
Rc 내지 Rg는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,
Ar2은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,
R13 내지 R15는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,
M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,
L은 아세톡시 또는 할로겐이고,
X-는 할로겐 음이온이다.
A method of preparing a cyclic carbonate by reacting carbon dioxide and alkylene oxide using a supercrosslinked biphenyl polymer including a structural unit represented by Formula 1 and Formula 2 simultaneously as a catalyst.
[Formula 1]
Figure pat00110

[Formula 2]
Figure pat00111

In Chemical Formulas 1 and 2,
R 1 is -CH 2 -R,
a and b are each independently an integer of 0 to 2,
R is halogen, nitro, -NR 11 R 12, -N + R 13 R 14 R 15 X -,
Figure pat00112
,
Figure pat00113
,
Figure pat00114
or
Figure pat00115
ego,
R 11 is hydrogen or-(CR a R b ) m -Ar 1 ,
m is an integer of 1 to 3,
R a and R b are, independently from each other, hydrogen or C1-C10 alkyl,
Ar 1 is C6-C20aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C1-C10alkoxy,
R 12 is hydrogen,-(CR c R d ) x -NH 2 ,-(CR c R d ) x -NH- (CR e R f ) y -NH 2 or-(CR c R d ) z -Ar 2 ego,
x, y and z are each independently an integer from 1 to 3,
R c to R g are each independently hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,
Ar 2 is C 6 -C 20 aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C 1 -C 10 alkoxy,
R 13 to R 15 are each independently of the other hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,
M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,
L is acetoxy or halogen,
X is a halogen anion.
하기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체를 촉매로 하여 이산화탄소와 알킬렌 옥사이드를 반응시켜 고리형 카보네이트를 제조하는 방법.
[화학식 3]
Figure pat00116

[화학식 4]
Figure pat00117

상기 화학식 3 및 4에서,
W는
Figure pat00118
이고;
M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,
L은 아세톡시 또는 할로겐이고,
Figure pat00119
Figure pat00120
또는
Figure pat00121
이고,
Figure pat00122
는 M에 결합되는 부위를 나타내고,
Rg는 수소 또는 C1-C10알킬이고,
X-는 할로겐 음이온이다.
A method of preparing a cyclic carbonate by reacting carbon dioxide and alkylene oxide using a supercrosslinked biphenyl polymer simultaneously containing structural units represented by the following Chemical Formulas 3 and 4 as a catalyst.
[Formula 3]
Figure pat00116

[Formula 4]
Figure pat00117

In Chemical Formulas 3 and 4,
W is
Figure pat00118
ego;
M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,
L is acetoxy or halogen,
Figure pat00119
Is
Figure pat00120
or
Figure pat00121
ego,
Figure pat00122
Represents a site bound to M,
R g is hydrogen or C1-C10 alkyl,
X is a halogen anion.
제 1항에 있어서,
상기 R1은 수소, 할로메틸, -CH2NH2, -CH2NHCH2CH2NH2, -CH2-N+Me3X-, -CH2-N+Et3X-, -CH2NHCH2C(Me)2CH2NH2, -CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2,
Figure pat00123
,
Figure pat00124
,
Figure pat00125
,
Figure pat00126
,
Figure pat00127
또는
Figure pat00128
이고, M은 Mg2 +, Cr2 +, Fe2 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2 + 또는 Zn2 +이고, L은 아세톡시 또는 할로겐이고, X-는 할로겐 음이온인, 방법.
The method of claim 1,
Wherein R 1 is hydrogen, halo, methyl, -CH 2 NH 2, -CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2, -CH 2 -N + Me 3 X -, -CH 2 -N + Et 3 X -, -CH 2 NHCH 2 C (Me) 2 CH 2 NH 2 , -CH 2 NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 ,
Figure pat00123
,
Figure pat00124
,
Figure pat00125
,
Figure pat00126
,
Figure pat00127
or
Figure pat00128
And, M is Mg 2 +, Cr 2 +, Fe 2 +, Co 2 +, Ni 2 +, Cu 2 + or Zn 2 + and, L is acetoxy or halogen, X - is the method the halogen anion.
제 2항에 있어서,
상기
Figure pat00129
Figure pat00130
또는
Figure pat00131
이고, M은 Mg2+, Cr2 +, Fe2 +, Co2 +, Ni2 +, Cu2 + 또는 Zn2 +이고, Rg는 수소 또는 C1-C3알킬이고, X-는 할로겐 음이온인 방법.
The method of claim 2,
remind
Figure pat00129
Is
Figure pat00130
or
Figure pat00131
And, M is Mg 2+, Cr 2 +, Fe 2 +, Co 2 +, Ni 2 +, Cu 2 + or Zn 2 + a, R g is hydrogen or C1-C3 alkyl, X - is a halogen anion Way.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 알킬렌 옥사이드는 하기 화학식 5로 표시되며, 상기 고리형 카보네이트는 하기 화학식 6으로 표시되는 제조방법.
[화학식 5]
Figure pat00132

[화학식 6]
Figure pat00133

(상기 화학식 5 및 6에서,
R100 및 R101는 각각 독립적으로 수소, C1-C10알킬 또는 C6-C20아릴이거나, Ra와 Rb는 융합고리를 포함하거나 포함하지 않는 C3-C7알킬렌으로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.)
The method according to claim 1 or 2,
The alkylene oxide is represented by the following formula (5), wherein the cyclic carbonate is represented by the formula (6).
[Formula 5]
Figure pat00132

[Formula 6]
Figure pat00133

(In Chemical Formulas 5 and 6,
R 100 and R 101 are each independently hydrogen, C 1 -C 10 alkyl or C 6 -C 20 aryl, or R a and R b may be linked to a C 3 -C 7 alkylene with or without a fused ring to form a ring .)
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 촉매는 상기 알킬렌 옥사이드 100 중량부에 대해 0.5 내지 5 중량부로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The catalyst is characterized in that it is used in 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkylene oxide.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
암모늄계 조촉매 또는 아민계 조촉매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
An ammonium-based promoter or an amine-based promoter further comprising the production method.
제 7항에 있어서,
상기 암모늄계 조촉매 또는 아민계 조촉매는 상기 알킬렌 옥사이드에 대해 0.01 내지 5.0 몰%로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The ammonium co-catalyst or the amine co-catalyst is characterized in that used in 0.01 to 5.0 mol% based on the alkylene oxide.
제 8항에 있어서,
상기 암모늄계 조촉매는 테트라부틸암모늄 브로마이드(NBu4Br), 테트라메틸암모늄 브로마이드(NMe4Br), 테트라에틸암모늄 테트라플루오로보레이트(NEt4BF4), 테트라프로필암모늄 브로마이드(NPr4Br), 테트라헥실암모늄 클로라이드(N[(CH2)5CH3]4Cl), 테트라펜틸암모늄 브로마이드(N[(CH2)4CH3]4Br), 테트라헵틸암모늄 브로마이드(N[(CH2)6CH3]4Br), 테트라옥틸암모늄 브로마이드(N[CH2)7CH3]4Br), 트리메틸도데실암모늄 클로라이드(CH3(CH2)11N(CH3)3Cl), 트리메틸테트라데실암모늄 브로마이드(CH3(CH2)13N(CH3)3Br), 트리메틸헥사데실암모늄 클로라이드(CH3(CH2)15N(CH3)3Cl), 메틸트리옥틸암모늄 클로라이드(CH3N[(CH2)7CH3]3Cl), 테트라부틸암모늄 플루오라이드(NBu4F), 테트라부틸암모늄 클로라이드(NBu4Cl), 테트라부틸암모늄 아이오다이드(NBu4I), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드([bmim]Br), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 클로라이드([bmim]Cl), 비스(트리페닐포스핀)이미늄 클로라이드([((C6H5)3P)2N]Cl, PPNCl)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물이고, 상기 아민계 조촉매는 트리에틸아민(Et3N), 1,8-디아자바이사이클로운데-7-킨(DBU), 피리딘(C5H5N) 및 4-디메틸아미노피리딘(C7H10N2, DMAP)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
The method of claim 8,
The ammonium promoter is tetrabutylammonium bromide (NBu 4 Br), tetramethylammonium bromide (NMe 4 Br), tetraethylammonium tetrafluoroborate (NEt 4 BF4), tetrapropylammonium bromide (NPr 4 Br), tetra Hexylammonium chloride (N [(CH 2 ) 5 CH 3 ] 4 Cl), tetrapentylammonium bromide (N [(CH 2 ) 4 CH 3 ] 4 Br), tetraheptylammonium bromide (N [(CH 2 ) 6 CH 3 ] 4 Br), tetraoctylammonium bromide (N [CH 2 ) 7 CH 3 ] 4 Br), trimethyldodecylammonium chloride (CH 3 (CH 2 ) 11 N (CH 3 ) 3 Cl), trimethyltetradecylammonium Bromide (CH 3 (CH 2 ) 13 N (CH 3 ) 3 Br), trimethylhexadecylammonium chloride (CH 3 (CH 2 ) 15 N (CH 3 ) 3 Cl), methyltrioctylammonium chloride (CH 3 N [ (CH 2 ) 7 CH 3 ] 3 Cl), tetrabutylammonium fluoride (NBu 4 F), tetrabutylammonium chloride (NBu 4 Cl), tetrabutylammonium iodide (NBu 4 I), 1-butyl-3-methylimidazolium bromide ([bmim] Br), 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([bmim] Cl), bis (triphenylphosphine) One or two or more mixtures selected from the group consisting of nium chloride ([((C 6 H 5 ) 3 P) 2 N] Cl, PPNCl), wherein the amine promoter is triethylamine (Et 3 N), 1 One, two or more mixtures selected from the group consisting of, 8-diazabicycloun-7-kin (DBU), pyridine (C 5 H 5 N) and 4-dimethylaminopyridine (C 7 H 10 N 2 , DMAP) Production method characterized in that.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 반응 온도는 40 내지 100 ℃이고, 반응 압력은 1 내지 10 bar인 것을 특징으로 하는 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The reaction temperature is 40 to 100 ℃, the production pressure, characterized in that 1 to 10 bar.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 반응은 니트(neat) 반응인 것을 특징으로 하는 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The reaction is a manufacturing method characterized in that the neat (neat) reaction.
하기 화학식 1-1 및 화학식 2-1로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체.
[화학식 1-1]
Figure pat00134

[화학식 2-1]
Figure pat00135

상기 화학식 1-1 및 2-1에서,
R1은 수소 또는 -CH2-R이고,
R은 -NR11R12, -N+R13R14R15X-,
Figure pat00136
,
Figure pat00137
,
Figure pat00138
또는
Figure pat00139
이고,
R11은 수소 또는 -(CRaRb)m-Ar1이고,
m은 1 내지 3의 정수이고,
Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,
Ar1은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,
R12는 수소, -(CRcRd)x-NH2, -(CRcRd)x-NH-(CReRf)y-NH2 또는 -(CRcRd)z-Ar2 이고,
x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,
Rc 내지 Rg는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,
Ar2은 C6-C20아릴이고, 상기 아릴은 하이드록시 및 C1-C10알콕시로부터 선택된 하나 이상으로 더 치환될 수 있고,
R13 내지 R15는 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C10알킬이고,
M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,
L은 아세톡시 또는 할로겐이고,
X-는 할로겐 음이온이다.
A hypercrosslinked biphenyl polymer comprising simultaneously the structural units represented by the following formulas (1-1) and (2-1).
[Formula 1-1]
Figure pat00134

[Formula 2-1]
Figure pat00135

In Chemical Formulas 1-1 and 2-1,
R 1 is hydrogen or —CH 2 —R,
R is -NR 11 R 12, -N + R 13 R 14 R 15 X -,
Figure pat00136
,
Figure pat00137
,
Figure pat00138
or
Figure pat00139
ego,
R 11 is hydrogen or-(CR a R b ) m -Ar 1 ,
m is an integer of 1 to 3,
R a and R b are, independently from each other, hydrogen or C1-C10 alkyl,
Ar 1 is C6-C20aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C1-C10alkoxy,
R 12 is hydrogen,-(CR c R d ) x -NH 2 ,-(CR c R d ) x -NH- (CR e R f ) y -NH 2 or-(CR c R d ) z -Ar 2 ego,
x, y and z are each independently an integer from 1 to 3,
R c to R g are each independently hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,
Ar 2 is C 6 -C 20 aryl, said aryl may be further substituted with one or more selected from hydroxy and C 1 -C 10 alkoxy,
R 13 to R 15 are each independently of the other hydrogen or C 1 -C 10 alkyl,
M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,
L is acetoxy or halogen,
X is a halogen anion.
하기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 구조 단위를 동시에 포함하는 초가교 바이페닐 중합체.
[화학식 3]
Figure pat00140

[화학식 4]
Figure pat00141

상기 화학식 3 및 4에서,
W는
Figure pat00142
이고;
M은 주기율표상 2족, 6족, 8족, 9족, 10족, 11족 또는 12족의 2가 금속이고,
L은 아세톡시 또는 할로겐이고,
Figure pat00143
Figure pat00144
또는
Figure pat00145
이고,
Figure pat00146
는 M에 결합되는 부위를 나타내고,
Rg는 수소 또는 C1-C10알킬이고,
X-는 할로겐 음이온이다.
A hypercrosslinked biphenyl polymer comprising simultaneously the structural units represented by the following formula (3) and formula (4).
[Formula 3]
Figure pat00140

[Formula 4]
Figure pat00141

In Chemical Formulas 3 and 4,
W is
Figure pat00142
ego;
M is a divalent metal of Group 2, 6, 8, 9, 10, 11 or 12 of the periodic table,
L is acetoxy or halogen,
Figure pat00143
Is
Figure pat00144
or
Figure pat00145
ego,
Figure pat00146
Represents a site bound to M,
R g is hydrogen or C1-C10 alkyl,
X is a halogen anion.
KR1020180096164A 2018-08-17 2018-08-17 process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates KR102127112B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180096164A KR102127112B1 (en) 2018-08-17 2018-08-17 process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180096164A KR102127112B1 (en) 2018-08-17 2018-08-17 process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200020441A true KR20200020441A (en) 2020-02-26
KR102127112B1 KR102127112B1 (en) 2020-06-26

Family

ID=69637981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180096164A KR102127112B1 (en) 2018-08-17 2018-08-17 process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102127112B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113444245A (en) * 2021-06-29 2021-09-28 福州大学 Ionic polymer, preparation method thereof and method for catalytically synthesizing cyclic carbonate
CN115558086A (en) * 2022-10-31 2023-01-03 华中科技大学 Fluorinated hypercrosslinked polymer, preparation method and application thereof
CN115591580A (en) * 2022-09-05 2023-01-13 华侨大学(Cn) Carbon dioxide cycloaddition reaction multi-site catalyst and preparation method and application thereof
CN115591586A (en) * 2022-10-24 2023-01-13 西华师范大学(Cn) Application of metal catalyst loaded on super-crosslinked polymer in cyclic carbonate synthesis

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56128778A (en) 1980-03-14 1981-10-08 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Preparation of alkylene carbonate
JPS5913776A (en) 1982-07-14 1984-01-24 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Preparation of alkylene carbonate
WO2005003113A1 (en) 2003-06-30 2005-01-13 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of propylene carbonate
KR20050115694A (en) 2004-06-04 2005-12-08 한국과학기술연구원 Method for the preparation of alkylene carbonate using the catalytic system comprising of metal halide and alicyclic ammonium halide
JP2006151891A (en) 2004-11-30 2006-06-15 Akio Baba Preparation method of cyclic carbonate
JP5306200B2 (en) * 2006-08-03 2013-10-02 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー Method for producing alkylene carbonate
US20180050328A1 (en) * 2015-04-15 2018-02-22 Agency For Science, Technology And Research Modified porous hypercrosslinked polymers for co2 capture and conversion
KR101921257B1 (en) 2018-06-27 2018-11-22 (주)백천정밀 Internal pressure test device for pipes

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56128778A (en) 1980-03-14 1981-10-08 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Preparation of alkylene carbonate
JPS5913776A (en) 1982-07-14 1984-01-24 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Preparation of alkylene carbonate
WO2005003113A1 (en) 2003-06-30 2005-01-13 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of propylene carbonate
KR20050115694A (en) 2004-06-04 2005-12-08 한국과학기술연구원 Method for the preparation of alkylene carbonate using the catalytic system comprising of metal halide and alicyclic ammonium halide
JP2006151891A (en) 2004-11-30 2006-06-15 Akio Baba Preparation method of cyclic carbonate
JP5306200B2 (en) * 2006-08-03 2013-10-02 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー Method for producing alkylene carbonate
US20180050328A1 (en) * 2015-04-15 2018-02-22 Agency For Science, Technology And Research Modified porous hypercrosslinked polymers for co2 capture and conversion
KR101921257B1 (en) 2018-06-27 2018-11-22 (주)백천정밀 Internal pressure test device for pipes

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chemical Communications, Vol. 51, pp. 12076-12079(2015.06.16.) *
Energy & Environmental Science, Vol. 2, pp. 1286-1292(2009.09.11.) *
Green Chemistry, Vol. 12, pp. 1514-1539(2010.08.06.)* *
Organic Letters, Vol. 4(15), pp. 2561-2563(2002.06.29.) *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113444245A (en) * 2021-06-29 2021-09-28 福州大学 Ionic polymer, preparation method thereof and method for catalytically synthesizing cyclic carbonate
CN115591580A (en) * 2022-09-05 2023-01-13 华侨大学(Cn) Carbon dioxide cycloaddition reaction multi-site catalyst and preparation method and application thereof
CN115591580B (en) * 2022-09-05 2023-09-12 华侨大学 Multi-site catalyst for cycloaddition reaction of carbon dioxide, and preparation method and application thereof
CN115591586A (en) * 2022-10-24 2023-01-13 西华师范大学(Cn) Application of metal catalyst loaded on super-crosslinked polymer in cyclic carbonate synthesis
CN115591586B (en) * 2022-10-24 2024-03-15 西华师范大学 Application of super-crosslinked polymer supported metal catalyst in synthesis of cyclic carbonate
CN115558086A (en) * 2022-10-31 2023-01-03 华中科技大学 Fluorinated hypercrosslinked polymer, preparation method and application thereof
CN115558086B (en) * 2022-10-31 2024-05-14 华中科技大学 Fluorinated super-crosslinked polymer, preparation method and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102127112B1 (en) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102127112B1 (en) process for preparing cyclic carbonate using hyper crosslinked polymers and hyper crosslinked polymers for selective formation of cyclic carbonates
US8242266B2 (en) Phosphorus-containing benzoxazines and preparing method thereof
US11434324B2 (en) Organic polyspirogrid nano polymer material and preparation method therefor
CA2723600A1 (en) Method for producing bicyclic guanidines by use of a cyclic urea
CN103275313A (en) Polythiocarbonate and preparation method thereof
KR101821987B1 (en) Metal catalysts for selective formation of cyclic carbonates, process for preparing cyclic carbonate using the same and use of cyclic carbonate
Kwon et al. Synthesis, characterisation, and X-ray structures of Zn (II) complexes containing bis-camphoryldiimine ligands: Application to polymerisation of rac-lactide
KR101393945B1 (en) Method for producing bicyclic guanidines by use of a cyclic thiourea
CN107556481A (en) A kind of POSS hydramine and preparation method thereof
CN115108912B (en) Strong alkaline ionic liquid catalytic CO 2 Method for synthesizing dimethyl carbonate
CN113072517B (en) Synthetic method of five-membered oxygen heterocyclic compound
EP0222522B1 (en) Platinum coordination compounds
EP2750798B1 (en) Catalysts for producing carbonates from epoxides and co2
JPS584779A (en) Manufacture of 2-alkoxy-(1,3)-dioxolane
KR20160067752A (en) Method for producing polyalkylene glycol derivative having amino group at end
JP2006298922A (en) Method of producing unsaturated cyclic orthoester
EP0590539A2 (en) Tetrathiafulvalene derivative precursors, tetrathiafulvalene derivatives, and processes for producing them
JPH0449847B2 (en)
CN115466388B (en) Polythiourea compound and preparation method thereof
KR102166840B1 (en) Organocatalysts with multi-hydrogen bonds and method of manufacturing cyclic alkylene carbonates using the same
JP2019151770A (en) Polycarbonate cyclic body and method for producing polycarbonate
Dehui et al. A polypyrrolic molecular cage consisting of irreversible amide and C―N single bonds: Structure and anion binding properties.
CN117887062A (en) Method for controllably synthesizing low molecular weight narrow distribution polyether polyol
Li et al. A novel approach to prepare fluorinated polyether glycol using phase-transfer catalysts
CN116768842A (en) Method for synthesizing cyclic carbonate

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant