TW202017914A

TW202017914A - 環碳酸酯化合物之製備方法

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Publication number: TW202017914A
Application number: TW108138855A
Authority: TW
Inventors: 杜安邦; 陳嘉祈; 鍾淞廣; 洪千雯; 黃坤源
Original assignee: 長春人造樹脂廠股份有限公司
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2020-05-16
Also published as: TWI712596B

Abstract

本發明為一種環碳酸酯化合物之製備方法，其係使用具活性氫化合物及環氧鹵丙烷反應後生成中間物，該中間物及碳酸鹽化合物反應後，即可獲得環碳酸酯化合物。相較於由活性氫化合物反應生成環氧樹脂，環氧樹脂再與二氧化碳反應製備環碳酸酯之方法，本發明可減少製程時間、降低原料於製程中的耗損，提升環碳酸酯化合物之轉化率與產率及少副產物產生之優勢。

Description

環碳酸酯化合物之製備方法

本發明為一種環碳酸酯化合物之製備方法，其係使用具活性氫化合物及環氧鹵丙烷作為反應物，進行環碳酸酯化合物之合成反應。

環碳酸酯化合物係為一種高沸點及高極性的有機溶劑，被廣泛地運用在不同產業中，例如有機合成或氣體分離之製程、製藥製程、化妝品製程、電池介電質添加劑或汽油抗震劑等。而環碳酸酯化合物之製備方法包括光氣法、酯交換法及環氧化合物與二氧化碳之合成反應。

目前，最受為關注的環碳酸酯化合物製備方法為環氧化合物及二氧化碳之合成反應。由於該合成反應中可消耗二氧化碳，因此係一種有助於減緩地球暖化，降低碳含量的環保方法。工業製程上，該合成反應之運用主要為三階段反應以獲得環碳酸酯化合物：(1)將具活性氫化合物及環氧鹵丙烷化合物反應成中間物1；(2)將該中間物1及氫氧化鈉反應成中間物2(即環氧化合物)；(3)將該中間物2及二氧化碳反應成環碳酸酯化合物。

前述之環氧化合物及二氧化碳之合成反應雖然可消耗二氧化碳，但其反應條件需高壓、高溫及較長反應時間(壓力約5~20kg/cm²；反應時間約5~24小時；溫度約100~200℃)，且需另搭配有毒性之有機溶劑(例如二氯甲烷)才可使反應完全。許多研究已探討使用不同催化劑以改善該合成反應的反應條件(例如不同種類的過度金屬化合物)，但該等催化劑往往需另外添加鹵素化合物作為輔助，否則環碳酸酯化合物之產率會偏低。由此可知，該合成方法雖然有消耗二氧化碳之環保優勢，但並無減少催化劑及有機溶劑的使用量，即實際上並不環保，且反應條件須高溫、高壓及較長時間，於工業上生產時並不經濟。

因此，如何能減少原料消耗及加速時間製造環碳酸酯化合物，以利於工業生產時大量製造之目的，則為目前產業所努力之方向。

是以，基於上述之問題，本發明提供一種環碳酸酯化合物之製備方法，不同於習知的環碳酸酯化合物之合成方法，需三階段反應才可獲得環碳酸酯化合物。本發明之環碳酸酯化合物之製備方法僅需要二階段反應階段即可獲得環碳酸酯化合物，可減少合成反應時間、降低原料於製程中的耗損、提升環碳酸酯之轉化率與產率及無副產物產生之優勢。

即，本發明為一種如下式(I)環碳酸酯化合物之製備方法

，包含如下步驟：

(a)將一如下式(II)具活性氫化合物與一環氧鹵丙烷化合物反應生成一中間物；

，且

(b)將該中間物與一碳酸鹽化合物反應生成該環碳酸酯化合物；其中，於式(I)及式(II)中，

R₁為烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、芳基、芳烷基、聯芳基、聚醚基或下述結構式(III)，

R₂為氫或甲基，p為0~6之整數；

Z為-CH₂-、伸苯基、-C(CH₃)₂-、-SO₂-、雙環戊二烯基；

X為O、N或S；

n為1或2之整數；

m為1~4之整數。

於較佳實施例中，該步驟(a)進一步添加一路易士酸為催化劑。

於較佳實施例中，路易士酸係一或多種選自由四氯化錫、四氯化鈦、四氯化鋯、三鹵化鋁、三鹵化磷、三氟化硼、四氯化銻、五氯化銻、氯化亞錫、氯化鎂、氯化鐵、氯化鋅、溴化鎂、溴化鋅、氯化鎂及三氟甲磺酸鎂所構成之群組。

於較佳實施例中，以該具活性氫化合物之重量計，該路易士酸為0.1wt~3wt%。

於較佳實施例中，該環氧鹵丙烷化合物為環氧氯丙烷。

於較佳實施例中，以該具活性氫化合物之當量計，該環氧鹵丙烷化合物為0.7~5當量加入。

於較佳實施例中，該碳酸鹽化合物為一或多種選自由碳酸鹼金屬鹽、碳酸氫鹼金屬鹽、碳酸鹼土金屬鹽及碳酸氫鹼土金屬鹽所組成。

於較佳實施例中，該碳酸鹽化合物為碳酸氫鈉。

於較佳實施例中，以該具活性氫化合物之當量計，該碳酸鹽化合物為0.7~1.2當量加入。

於較佳實施例中，該具活性氫化合物轉換成該環碳酸酯化合物的轉化率為80%以上，該環碳酸酯化合物的產率為80%以上。

本發明以下敘述為此技術領域中具通常知識者可輕易明瞭此發明之必要技術，且只要不違反其中的精神及範圍，就可以多樣的改變及修飾這個發明來適應不同的用途及狀況。如此，其他的實施例亦包含於申請專利範圍中。

本文中術語「一」及「一種」代表於本文中之語法對象有一個或多於一個(即至少一個)。

本發明中術語「轉化率」係指反應系統中，有進行反應的反應物濃度及該反應物於反應前的最初濃度之比率。即，本發明中，反應物為上述式(II)具活性氫化合物，其反應前最初濃度設為[A]，反應後的殘餘濃度設為[A’]，而有進行反應的反應物濃度即為[A]-[A’]，則轉化率為(1-([A’]/[A]))×100%。

本發明中「產率」係指反應後所獲得之產物的重量相對於反應理論上應獲得之產物的重量。即，本發明中，產物為上述式(I)環碳酸酯化合物，經反應後獲得之重量設為B，而該反應理論應獲得之重量設為B’，則產率為(B/B’)×100%。

本發明之環碳酸酯化合物合成反應流程如下：

；其中，R₁及X如本文所定義，Y為鹵素。

習知環碳酸酯化合物合成反應如下：

；其中，R₁及X如本文所定義，Y為鹵素。

如上所示，本發明之環碳酸酯化合物合成反應不同於習知的環碳酸酯化合物合成反應，當具活性氫化合物及環氧鹵丙烷反應後生成中間物(步驟a)後，該中間物及碳酸鹽化合物(例如碳酸氫鈉等)反應(步驟b)後即可獲得環碳酸酯化合物。相較之下，習知的環碳酸酯化合物合成反應需三階段反應才可獲得環碳酸酯化合物，即具活性氫化合物與環氧鹵丙烷反應(步驟1)，並與氫氧化鈉反應成環氧化合物(步驟2)後，再與二氧化碳反應(步驟3)才可生成環碳酸酯化合物，此習知技術之合成反應路徑長，容易降低具活性氫化合物及環氧鹵丙烷之原料轉化成環碳酸酯化合物的產率，並降低副產物生成。

即，本發明為一種如下式(I)環碳酸酯化合物之製備方法

，包含如下步驟：

，且

(b)將該中間物與一碳酸鹽化合物反應生成該環碳酸酯化合物，其中，R₁及X如下文所定義。

較佳地，該步驟(a)中可添加一路易士酸為催化劑，以輔助活性氫化物及環氧鹵丙烷化合物反應完全。

本發明之式(I)環碳酸酯化合物及式(II)具活性氫化合物中，R₁為烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、芳基、芳烷基、聚醚基或下述結構式(III)，

R₂為氫或甲基，p為0~6之整數；Z為-CH₂-、伸苯基、-C(CH₃)₂-、-SO₂-、雙環戊二烯基。其中，烷基可為碳數1~30的直鏈或具有支鏈之烷基；烯基可為碳數2~30的直鏈或具有支鏈之烯基；炔基可為碳數2~30的直鏈或具有支鏈之炔基；芳基可為碳數6~30之芳基；烷氧基可為碳數1~30的直鏈或具有支鏈之烷氧基；環烷基為碳數3~30之環烷基；芳烷基可為碳數7~30有或無具有支鏈之芳烷基；聚醚基可為-(R₃-O-R₄)_y-，R₃及R₄為伸烷基，且y為1以上之整數，較佳為2~20。

較佳地，當R₁為聚醚基時，係為下述結構式(IV)或式(V)：

，q為1以上之整數；

，k為1以上之整數。

而R₁為芳烷基時，係為下述結構式(VI)：

R₅為具有分支或無分支之直鏈烷基。

更佳地，R₁為下述結構式(VII)至(XI)：

本發明之式(I)環碳酸酯化合物及式(II)具活性氫化合物中，X為O、N或S，n為1或2之整數；m為1~4之整數。

本發明之式(II)具活性氫化合物的具體例為聚丙二醇、1,4-環己烷二甲醇、1,1,1-三羥甲基丙烷、酚醛樹脂、雙酚A或聚醚二胺，且本發明不限於此等。

本發明之製備方法所獲得之環碳酸酯化合物，以下述式(XII)至(XXII)化合物為較佳：

，r為1~10；即式(I)中，R₁為式(IV)，且式(IV)中q為1~10，X為O，n為1，m為2；

，w為1~33；即式(I)中，R₁為式(V)，且式(V)中k為1~33，X為N，n為2，m為2；

，即式(I)中，R₁為式(IX)，X為O，n為1，m為2；

，即式(I)中，R₁為式(VIII)，X為O，n為1，m為2；

，即式(I)中，X為O，n為1，m為1，R₁為式(III)，R₂為氫，p為1，Z為-CH₂-；

，即式(I)中，R₁為式(XI)，X為O，n為1，m為3；

，即式(I)中，X為O，n為1，m為1，R₁為式(III)，R₂為氫，p為3，Z為-CH₂-；

，即式(I)中，X為O，n為1，m為2，R₁為式(III)，R₂為氫，p為3，Z為-CH₂-；

，即式(I)中，X為O，n為1，m為3，R₁為式(III)，R₂為甲基，p為3，Z為-CH₂-；

，即式(I)中，X為O，n為1，m為2，R₁為式(III)，R₂為氫，p為0，Z為-CH₂-；

，即式(I)中，X為O，n為1，m為2，R₁為式(III)，R₂為氫，p為6，Z為-CH₂-。

本發明之製備方法中，該步驟(a)為偶合反應，使該式(II)具活性氫化合物及該環氧鹵丙烷化合物反應生成該中間物，偶合反應時間約2~6小時，例如2小時、2.5小時、3小時、3.5小時、4小時、5小時或6小時，且以3小時為較佳；該偶合反應溫度約45~85℃，例如45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃或85℃，且以50℃為較佳。

本發明之製備方法中，該步驟(b)為環化反應，使該中間物與該碳酸鹽化合物反應生成該環碳酸酯化合物，該環化反應時間約2~13小時，例如2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、7小時、8小時、9小時、10小時、11小時、12小時或13小時，且以3~12小時為較佳，3小時為更佳；該環化反應溫度約50~180℃，例如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃或180℃，且以50~140℃為較佳，140℃為更佳；該環化反應之反應壓力(錶壓)約為0~10kg/cm²，即一般大氣壓力(或稱常壓)下為1atm~11atm，例如0kg/cm²(1atm)、1kg/cm²(2atm)、2kg/cm²(3atm)、3kg/cm²(4atm)、4kg/cm²(5atm)、5kg/cm²(6atm)、6kg/cm²(7atm)、7kg/cm²(8atm)、8kg/cm²(9atm)、9kg/cm²(10atm)或10kg/cm²(11atm)，且以5kg/cm²(6atm)為較佳；當環化反應之反應壓力(錶壓)高於1kg/cm²(2atm)時為加壓反應，低於1kg/cm²(2atm)時為非加壓反應。一般環化反應，當反應壓力高於10kg/cm²(11atm)時，係為高壓反應，而本發明之方法並未使用高於10kg/cm²(11atm)之壓力進行反應。

本發明之製備方法中，該步驟(a)偶合反應及該(b)環化反應可於有機溶劑中進行，該有機溶劑為通用之進行偶合反應及環化反應的有機溶劑，例如醯胺類、醚類、腈類、醇類或芳烴類等，具體例如該醯胺類包含二乙基乙醯胺或二甲基甲醯胺等，該醚類包含二乙基醚、茴香醚或四氫呋喃等，該腈類包含乙腈、丙腈、苯腈等，該醇類包含甲醇、乙醇或丁醇等，芳烴類包含甲苯等，且本發明不限於此等，該有機溶劑亦可為二種以上混合使用；此外，該有機溶劑以二甲基甲醯胺為較佳。

本發明之製備方法中，該路易士酸為一或多種選自由四氯化錫、四氯化鈦、四氯化鋯、三鹵化鋁、三鹵化磷、三氟化硼、四氯化銻、五氯化銻、氯化亞錫、氯化鎂、氯化鐵、氯化鋅、溴化鎂、溴化鋅、氯化鎂及三氟甲磺酸鎂所構成之群組，且本發明不限於此等；較佳地，該路易士酸為四氯化錫。該路易士酸添加量以相對於該具活性氫化合物的含量視需要而添加；較佳地，以該具活性氫化合物之重量計，該路易士酸為0.1wt~3wt%，例如0.1wt%、0.5wt%、0.8wt%、0.85wt%、1.0wt%、1.5wt%、2.0wt%、2.5wt%或3.0wt%。

本發明之製備方法中，該環氧鹵丙烷化合物可為環氧氯丙烷或環氧溴丙烷等等，其中以環氧氯丙烷為較佳。該環氧鹵丙烷化合物的含量以相對於該具活性氫化合物反應當量而視需要地添加；較佳地，以該具活性氫化合物之當量計，該環氧鹵丙烷化合物為0.7~5.0當量加入，例如0.7、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5.0。

本發明之製備方法中，該碳酸鹽化合物為一或多種選自由碳酸鹼金屬鹽、碳酸氫鹼金屬鹽、碳酸鹼土金屬鹽及碳酸氫鹼土金屬鹽所組成，例如碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、碳酸氫鋰，碳酸氫鈉，碳酸氫鉀、碳酸鎂，碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸氫鈣或碳酸氫鎂等，且本發明不限於此等。較佳地，該碳酸鹽化合物為碳酸氫鈉。該碳酸鹽化合物的含量會以相對於該具活性氫化合物之反應當量而視需要地添加。較佳地，以該具活性氫化合物之當量計，該碳酸鹽化合物為0.7~1.2當量加入，例如0.7、0.8、0.9、1.0、1.1或1.2。

本發明之製備方法中，該具活性氫化合物轉化率為80%以上，例如80%、85%、90%、95%、96%或100%。該具活性氫化合物之環碳酸酯產率可為60%以上，例如60%、64%、65%、70%、75%、80%、83%、85%、86%、90%、91%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%，且較佳為80%以上。

[具體實施例]

以下實施方式不應視為過度地限制本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可在不背離本發明之精神或範疇的情況下對本文所討論之實施例進行修改及變化，而仍屬於本發明之範圍。

下述實施例1至16及比較例所獲得之環碳酸酯化合物會使用行FT-IR分析，於1790~1805cm^-1有環碳酸酯特徵吸收，以確認有無生成環碳酸酯化合物。

實施例1

1.將100g聚丙二醇及100g二甲基甲醯胺放入500ml玻璃反應釜中，攪拌升溫至50℃後，加入1.50g四氯化錫進行混合。將51g環氧氯丙烷(環氧氯丙烷及聚丙二醇之活化氫的當量比值為1.1)於1小時內滴入混合物，滴完後在50℃下維持2小時。

2.加入50.52g碳酸氫鈉(碳酸氫鈉及聚丙二醇之活化氫的當量比值為1.2)並混合均勻後，於反應壓力(錶壓)為5kg/cm²下，升溫至140℃並反應3小時。

3.反應完畢後，等待降溫至30℃，將該混合物過濾以去除鹽類，過濾出的濾液使用減壓蒸餾以回收二甲基甲醯胺，即獲得聚丙二醇環碳酸酯。聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為98%。

實施例2

實驗操作步驟同實施例1，差異在於反應壓力(錶壓)為0kg/cm²。聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為80%。

實施例3

實驗操作步驟同實施例1，差異在於反應所加入四氯化錫為3.00g。聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為95%。

實施例4

實驗操作步驟同實施例1，差異在於並未使用二甲基甲醯胺做為溶劑進行反應。聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為86%。

實施例5

實驗操作步驟同實施例1，差異在於環氧氯丙烷及聚丙二醇之活化氫的當量比值為0.7。聚丙二醇之轉化率為85%，聚丙二醇環碳酸酯之產率為83%。

實施例6

實驗操作步驟同實施例1，差異在於環氧氯丙烷及聚丙二醇之活化氫的當量比值為0.8。聚丙二醇之轉化率為96%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為93%。

實施例7

實驗操作步驟同實施例1，差異在於環氧氯丙烷及聚丙二醇之活化氫的當量比值為1.2。聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為96%。

實施例8

實驗操作步驟同實施例1，差異在於碳酸氫鈉及聚丙二醇之活化氫的當量比值為0.7。實施例8中，聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為75%。

實施例9

實驗操作步驟同實施例1，差異在於碳酸氫鈉及聚丙二醇之活化氫的當量比值為0.8。聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為89%。

實施例10

實驗操作步驟同實施例1，差異在於碳酸氫鈉及聚丙二醇之活化氫的當量比值為1.3。實施例10中，聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為97%。

實施例11

實驗操作步驟同實施例1，差異在於環化反應溫度為50℃。聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為64%。

實施例12

實驗操作步驟同實施例1，差異在於環化反應溫度為160℃。聚丙二醇之轉化率為100%，聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為98%。

實施例13

實驗操作步驟同實施例1，差異在於式(II)具活性氫化合物之反應物為57.0g雙酚A，及催化劑四氯化錫為0.86g。雙酚A之轉化率為100%，雙酚A環碳酸酯化合物之產率為96%。

實施例14

實驗操作步驟同實施例1，差異在於式(II)具活性氫化合物之反應物為36.05g之1,4-環己烷二甲醇及催化劑四氯化錫為0.54g。1,4-環己烷二甲醇之轉化率為100%，1,4-環己烷二甲醇環碳酸酯化合物之產率為97%。

實施例15

1.將10.00g聚醚二胺及25.0g二甲基甲醯胺放入500ml的玻璃反應釜，攪拌升溫至50℃後，將77.10g環氧氯丙烷(環氧氯丙烷及聚醚二胺之活化氫的當量比值為5)於1小時內滴入混合物，滴完後在50℃下維持2小時。

2.於常壓下加入16.8g碳酸氫鈉(碳酸氫鈉及聚醚二胺之活化氫的當量比值為1.2)並升溫至80℃反應12小時。

3.反應完畢後，等待降溫至30℃，將該混合物過濾以去除鹽類，過濾出的濾液會使用減壓蒸餾以回收二甲基甲醯胺，即獲得聚醚二胺環碳酸酯化合物。聚醚二胺之轉化率為100%，聚醚二胺環碳酸酯化合物之產率為94%。

實施例16

實驗操作步驟同實施例1，差異在於式(II)具活性氫化合物之反應物為60.1g酚醛樹脂，以及四氯化錫為0.90g。酚醛樹脂之轉化率為100%，酚醛樹脂環碳酸酯化合物之產率為93%。

實施例17

實驗操作步驟同實施例1，差異在於式(II)具活性氫化合物之反應物為22.41g 1,1,1-三羥甲基丙烷，以及四氯化錫為0.33g。1,1,1-三羥甲基丙烷之轉化率為100%，1,1,1-三羥甲基丙烷環碳酸酯化合物之產率為95%。

上述之實施例1至17之各試驗參數分別如下表1所示。

表1

[H]：具活性氫化合物反應當量；[ECH]：環氧氯丙烷反應當量；[NaHCO₃]：NaHCO₃反應當量。

表1(接續前頁)

比較例

1.將100g聚丙二醇放入500ml玻璃反應釜中，攪拌升溫至50℃後，加入1.50g的四氯化錫混合5分鐘，將51g環氧氯丙烷於1小時內滴入，滴完後於50℃維持2小時。

2.加入26.3g固體氫氧化鈉，升溫至60℃反應6小時。

3.反應完畢後降溫至30℃過濾去除鹽類，真空60torr升溫至140℃以將水及環氧氯丙烷蒸出，隨後行過濾即可獲得聚丙二醇二環氧乙烷甲基醚；該聚丙二醇二環氧乙烷甲基醚之產率理論值為80%。

4.將100g聚丙二醇二環氧乙烷甲基醚及2.5g的三乙基甲基氯化銨反應釜中，攪拌升溫至130℃，通入二氧化碳加壓至5kg/cm²，反應6小時，即可獲得聚丙二醇環碳酸酯化合物；該聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率理論值為80%。最終，比較例所獲得之聚丙二醇環碳酸酯化合物之產率為68%。

將上述實施例1至17及比較例相比，實施例1至17製備環碳酸酯化合物之合成反應步驟明顯少於比較例，具活性氫化合物及環氧鹵丙烷化合物進行偶合反應後，僅需與碳酸氫鈉進行環化反應後即可獲得環碳酸酯化合物。相較之下，比較例在偶合反應之後，需依序使用氫氧化鈉及二氧化碳分別反應後才可獲得環碳酸酯化合物。關於環碳酸酯化合物之產率，除了實施例8碳酸氫鈉添加量較低及實施例11因環化反應溫度偏低(僅為50℃)，使環碳酸酯化合物產率僅為75%及64%之外，其餘實施例的環碳酸酯化合物之產率皆為80%以上，而比較例的環碳酸酯化合物之產率僅為68%。

是以，本發明之環碳酸酯化合物之製備方法，相較於習知的環碳酸酯化合物之製備方法，僅需要二反應階段即可獲得環碳酸酯化合物，即可減少合成反應時間、降低原料於製程中的耗損、提升環碳酸酯之轉化率與產率及少副產物產生。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅惟本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡一本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

Claims

一種如下式(I)環碳酸酯化合物之製備方法

，包含如下步驟：

(a)將一如下式(II)具活性氫化合物與一環氧鹵丙烷化合物反應生成一中間物；

，且

(b)將該中間物與一碳酸鹽化合物反應生成該環碳酸酯化合物；

其中，於式(I)及式(II)中，

R₁為烷基、烯基、炔基、烷氧基、環烷基、芳基、芳烷基、聯芳基、聚醚基或下述結構式(III)；

R₂為氫或甲基，p為0~6之整數；

Z為-CH₂-、伸苯基、-C(CH₃)₂-、-SO₂-、雙環戊二烯基；

X為O、N或S；

n為1或2之整數；

m為1~4之整數。
如請求項1所述之製備方法，其中該步驟(a)進一步添加一路易士酸為催化劑。
如請求項2所述之製備方法，其中該路易士酸係一或多種選自由四氯化錫、四氯化鈦、四氯化鋯、三鹵化鋁、三鹵化磷、三氟化硼、四氯化銻、五氯化銻、氯化亞錫、氯化鎂、氯化鐵、氯化鋅、溴化鎂、溴化鋅、氯化鎂及三氟甲磺酸鎂所構成之群組。
如請求項2所述之製備方法，其中以該具活性氫化合物之重量計，該路易士酸為0.1wt~3wt%。
如請求項1所述之製備方法，其中該環氧鹵丙烷化合物為環氧氯丙烷。
如請求項1所述之製備方法，其中以該具活性氫化合物之當量計，該環氧鹵丙烷化合物為0.7~5當量加入。
如請求項1所述之製備方法，其中該碳酸鹽化合物為一或多種選自由碳酸鹼金屬鹽、碳酸氫鹼金屬鹽、碳酸鹼土金屬鹽及碳酸氫鹼土金屬鹽所組成。
如請求項1所述之製備方法，其中該碳酸鹽化合物為碳酸氫鈉。
如請求項1所述之製備方法，其中以該具活性氫化合物之當量計，該碳酸鹽化合物為0.7~1.2當量加入。
如請求項1至9任一項所述之製備方法，其中該步驟(b)之反應係在0~10kg/cm²之反應壓力所完成。
如請求項1至9任一項所述之製備方法，其中該具活性氫化合物的轉化率為80%以上。
如請求項1至9任一項所述之製備方法，其中該環碳酸酯化合物的產率為80%以上。