TWI751744B - 一種用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物及其應用在製備源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯 - Google Patents

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本發明係關於一種用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物及其應用在製備源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯。特別的，該觸媒組成物包含一錯合物，該錯合物是由鹼土金屬鹵化物、二胺化合物和二烷基亞碸所製成。

Description

一種用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物及其應用 在製備源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯
本發明係提供一種用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物及其應用。特別地，該觸媒組成物是一對生物和環境友善之催化系統，和應用在製備源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯。
先前之合成環狀碳酸酯的技術是在高壓和高溫(>攝氏100度)的反應條件下進行反應，同時使用過渡金屬當催化劑，藉此製備得到環狀碳酸酯。據此，習知的高壓反應條件不利於發展安全的商業化製程。其次，使用的過渡金屬催化劑的毒性高且對環境不友善，殘留在環狀碳酸酯中更限制了其在生技醫療產業上的應用。
綜上所述，對於現今特用和精密化學品以及生技醫藥相關產業，提供一利於安全的商業化製程發展的環狀碳酸酯製程和對生物和環境友善的相關催化劑系統實為一亟待研究突破的課題。
鑒於上述之發明背景，為了符合產業上之要求，本發明之第一目的在於提供一種用於製備環狀碳酸酯的觸媒組成物，該用於製備環狀碳酸酯的觸媒組成物是對生物和環境友善的催化系統。特別地，上述之觸媒組成物在常壓(1大氣壓)的二氧化碳環境下就高效率地催化環氧化物和二氧化碳進行反應，藉此得到環狀碳酸酯。相較於高壓高毒性的環狀碳酸酯的製備方法，明顯地，本發明提供的用於製備環狀碳酸酯的觸媒組成物有利於安全的商業化之環狀碳酸酯製程的發展，同時也兼具生物和環境友善的優點。
具體地，該用於製備環狀碳酸酯的觸媒組成物包含如化學式(1)所示之錯合物，其中氮(N)和鹼土金屬離子(M2+)形成配位鍵結；R1和R2是互相獨立，可為相等或不相等之具有氫氧基的官能基或可提供π電子雲的官能基，且和鹼土金屬離子(M2+)形成配位鍵結；L是氧或硫，且和鹼土金屬離子(M2+)形成配位鍵結；和n是3~8的整數。其中鹼土金屬離子(M2+)的配位數是8，實線是代表共價鍵，虛線是代表配位鍵，較佳地，n是3。
Figure 109136008-A0305-02-0004-3
特別地，上述之如化學式(1)所示之錯合物可回收使用至少3次，且其反應轉化率達95%以上。據此，該如化學式(1)所 示之錯合物是一極具經濟價值的觸媒。
於一較佳實施例，該如化學式(1)所示之錯合物係由二烷基亞碸、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物進行反應所合成，該二烷基亞碸、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物的反應莫爾比例是1~30：1：1~2。
於另一較佳實施例，該如化學式(1)所示之錯合物係由水、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物進行反應所合成，該水、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物的反應莫爾比例是1~30：1：1~2。
本發明之第二目的是提供一種合成環狀碳酸酯的方法，其包含使一環氧化物和二氧化碳在如第一目的所述之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物的存在下進行反應，藉此合成環狀碳酸酯；上述反應的溫度範圍是25~80℃，和壓力範圍是1~5大氣壓。
具體地，該用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物所包含的錯合物是由碘化鈣(CaI2)、1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))和二甲基亞碸(DMSO)所構成。
本發明之第三目的在於提供一種源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯的製備方法，其包含下述步驟。
步驟(1)：使聚對苯二甲酸乙二酯分別和乙二醇、乙醇胺或其組合進行反應，藉此合成對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)、N,N'-雙(2-羥乙基)對苯二甲醯胺(BHETA)或2-((2-羥乙基)氨基甲醯基)苯甲酸2-羥乙酯(BHETTA)。
步驟(2)：該對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)、N,N'-雙(2- 羥乙基)對苯二甲醯胺(BHETA)或2-((2-羥乙基)氨基甲醯基)苯甲酸2-羥乙酯(BHETTA)分別和鹵代環氧化合物進行取代反應，藉此分別合成衍生自聚對苯二甲酸乙二酯的環氧化物。
步驟(3)：使該衍生自聚對苯二甲酸乙二酯的環氧化物和二氧化碳在如第一目的所述之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物的存在下進行反應，該反應溫度範圍是25~80℃，和該反應壓力範圍是1~5大氣壓，藉此合成所述的源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯。
具體地，該用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物所包含的錯合物是由碘化鈣(CaI2)、1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))和二甲基亞碸(DMSO)所構成。
綜上所述，本發明提供的用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物及其應用在製備環狀碳酸酯至少具備下述的優點或無法預期的功效。(1)該觸媒組成物在常壓和低於100℃的溫和條件下就能催化環氧化物和二氧化碳進行反應生成環狀碳酸酯。(2)該觸媒組成物中的錯合物可以回收重複使用，達到減廢的目的。(3)應用該觸媒組成物在高分子回收產業領域，具體而言，是應用在製備源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯，使廢棄或回收的聚對苯二甲酸乙二酯得以再生製成具有高經濟價值的環狀碳酸酯。
〔圖1〕係本發明之由水、碘化鈣(CaI2)、1,3-二[三(羥甲基) 甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))所構成之錯合物的X光單晶繞射結構圖。
〔圖2〕係本發明之第二實施例所述之合成環狀碳酸酯的方法所合成的各式環狀碳酸酯。
〔圖3〕係本發明之碘化鈣(CaI2)和1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))構成的錯合物的回收再使用的催化效果長條圖。
〔圖4〕係本發明之第三實施例的反應路徑圖。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中將可清楚的呈現。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發明的施行並未限定於該領域之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的組成或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
根據第一實施例，本發明提供一種用於製備環狀碳酸酯的觸媒組成物，該用於製備環狀碳酸酯的觸媒組成物是對生物和環境友善的催化系統。特別地，上述之觸媒組成物在常壓(1大氣壓)的二氧化碳環境下就高效率地催化環氧化物和二氧化碳 進行反應，藉此得到環狀碳酸酯。相較於高壓高毒性的環狀碳酸酯的製備方法，明顯地，本發明提供的用於製備環狀碳酸酯的觸媒組成物有利於安全的商業化之環狀碳酸酯製程的發展，同時也兼具生物和環境友善的優點。
於一實施例，該用於製備環狀碳酸酯的觸媒組成物包含如化學式(1)所示之錯合物，其中氮(N)和鹼土金屬離子(M2+)形成配位鍵結；R1和R2是互相獨立，可為相等或不相等之具有氫氧基的官能基或可提供π電子雲的官能基，且和鹼土金屬離子(M2+)形成配位鍵結；L是氧或硫，且和鹼土金屬離子(M2+)形成配位鍵結；和n是3~8的整數。其中鹼土金屬離子(M2+)的配位數是8，實線是代表共價鍵，虛線是代表配位鍵，較佳地，n是3，。
Figure 109136008-A0305-02-0008-4
特別地，上述之如化學式(1)所示之錯合物可回收使用至少3次，且其反應轉化率達95%以上，據此，該如化學式(1)所示之錯合物極具經濟價值。
於一具體實施例，該具有氫氧基的官能基包含羥甲基、羥乙基、羥丙基或其組合。
於一具體實施例，該可提供π電子雲的官能基包含苄基(Benzyl；苯甲基)。
於一較佳實施例，該如化學式(1)所示之錯合物係由二烷基亞碸、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物進行反應所合成，該二烷基亞碸、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物的反應莫爾比例是1~30：1：1~2。
於另一較佳實施例，該如化學式(1)所示之錯合物係由水、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物進行反應所合成，該水、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物的反應莫爾比例是1~30：1：1~2。
於一具體實施例，該二烷基亞碸包含二甲基亞碸。
於一具體實施例，該鹼土金屬鹵化物包含氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、氯化鈣、溴化鈣、碘化鈣、三碘化鈣(Ca(I3)2)或其組合。較佳的，該鹼土金屬鹵化物是氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂或其組合；或該鹼土金屬鹵化物是氯化鈣、溴化鈣、碘化鈣、三碘化鈣(Ca(I3)2)或其組合。
於一具體實施例，該二胺化合物是選自下列群組之一：1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷、N,N'-二苄基-1,3-丙二胺、N1,N3-雙(二苯甲基)-1,3-丙二胺、N1,N3-雙(三苯甲基)-1,3-丙二胺、1,3-雙(苯甲基氨基)-丙-2-醇、(丙烷-1,3-二基雙(氮雜二基))二甲醇、2,2'-[(2-羥基-1,3-丙二基)二亞氨基]雙[2-(羥甲基)-1,3-丙二醇]、3-([2-羥基-3-[(3-羥丙基)氨基]丙基]氨基)丙-1-醇和3,3'-(丙烷-1,3-二基雙(氮雜二基))雙(3-(2-羥乙基)戊烷-1,5-二醇)。
於一具體範例，該錯合物是由碘化鈣(CaI2)、1,3-二 [三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))和二甲基亞碸(DMSO)所構成。
於另一具體範例，該錯合物是由碘化鈣(CaI2)、1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))和水所構成，其X光單晶繞射結構圖如圖1所示。為了清楚顯示圖1所示之結構，發明人說明圖1省略氫原子的標示，但不影響其整體結構之正確性。
根據第二實施例，本發明提供一種合成環狀碳酸酯的方法，其包含使一環氧化物和二氧化碳在如第一實施例所述之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物的存在下進行反應，藉此合成環狀碳酸酯；上述反應的溫度範圍是25~80℃，和壓力範圍是1~5大氣壓。
於一具體實施例，該環氧化物包含雙酚A二縮甘油醚、雙酚F二縮甘油醚、2-((2-(4-(環氧乙烷-2-基甲氧基)芐基)苯氧基)甲基)環氧乙烷、雙(2-(環氧乙烷-2-基甲氧基)苯基)甲烷、環氧丁烷、環氧氯丙烷、叔丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚或1,4-二(環氧乙烷-2-基)丁烷。
根據第二實施例所述之合成環狀碳酸酯的方法所合成的各式環狀碳酸酯如圖2所示。
具體地，該用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物所包含的錯合物是由碘化鈣(CaI2)、1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))和二甲基亞碸(DMSO)所構成。
根據第三實施例，本發明提供一種源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯的製備方法，其包含下述步驟。
步驟(1)：使聚對苯二甲酸乙二酯分別和乙二醇、乙醇胺或其組合進行反應，藉此合成對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)、N,N'-雙(2-羥乙基)對苯二甲醯胺(BHETA)或2-((2-羥乙基)氨基甲醯基)苯甲酸2-羥乙酯(BHETTA)。
步驟(2)：該對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)、N,N'-雙(2-羥乙基)對苯二甲醯胺(BHETA)或2-((2-羥乙基)氨基甲醯基)苯甲酸2-羥乙酯(BHETTA)分別和鹵代環氧化合物進行取代反應，藉此分別合成衍生自聚對苯二甲酸乙二酯的環氧化物。
步驟(3)：使該衍生自聚對苯二甲酸乙二酯的環氧化物和二氧化碳在如第一目的所述之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物的存在下進行反應，該反應溫度範圍是25~80℃，和該反應壓力範圍是1~5大氣壓，藉此合成所述的源自聚對苯二甲酸乙二酯之環狀碳酸酯。
具體地，該用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物所包含的錯合物是由碘化鈣(CaI2)、1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))和二甲基亞碸(DMSO)所構成。
於一具體實施例，該鹵代環氧化物包含環氧氯丙烷、環氧溴丙烷或環氧氟丙烷。
於一具體範例，根據第三實施例所實施以γ PET作為起始物製備衍生的環狀碳酸酯之反應路徑圖如圖4所示。
以下範例或實驗例是依據上述之發明內容和實施例所述之內容所進行的實驗，並據此做為本發明的詳細說明。
範例1：化學式(1)所示之錯合物的通用製備步驟
將碘化鈣與胺化物或二胺化合物以莫爾數比1：1-1：2之固體粉末放置於圓底瓶，抽真空1-2小時並置換成氮氣，再加入相對於碘化鈣莫爾數比1-3之二烷基亞碸或水等液體於瓶底並以攪拌子攪拌，置於常溫或加熱至攝氏60度生成所述的錯合物，並經由純化和結晶或單晶培養程序得到固體產物，再藉由X光單晶繞射儀鑑定其結構。
範例2：本發明的觸媒組成物之篩選
本範例為利用雙酚A二縮甘油醚(DGEBA)作為篩選本發明的觸媒組成物的起始物，其反應路徑如下所示。
Figure 109136008-A0305-02-0012-5
範例2的反應條件為每1.0mmol的雙酚A二縮甘油醚，配上相對於該起始物各10mol%的鹼土金屬鹵化物與胺化物或膦化物(0.1mmol)，再加上0.2ml的溶劑或二甲基亞碸(DMSO)(換算為2.8mmol)使反應濃度為5.0M，並於攝氏60度下進行反應，然後在2、4、6和24小時，分別以NMR做追蹤，比較起始物與產物的 積分比計算轉化率，具體實驗例之觸媒組成和數據如表1所示。
Figure 109136008-A0305-02-0013-6
表1所示的La是3-[甲基雙(2-羥乙基)氨基]丙烷-1-磺酸鹽。
表1所示的Lb是N-甲基二乙醇胺。
表1所示的Lc是1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷。
表1所示的Ld是雙(2-羥乙基)氨基(三羥甲基)甲烷。
表1所示的Le是N,N'-二苄基-1,3-丙二胺。
表1所示的Lf是N,N'-二叔丁基-1,3-丙二胺。
表1所示的Lg是三(3-羥基丙基)膦。
表1所示的Lh是三(羥甲基)膦。
較佳地，如下所述之化合物皆適用作為本發明之觸媒組成物之胺化物。
1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(1,3-bis(tris(hydroxymethyl)methylamino)propane)，其具有如化學式(2)所示之結構。
Figure 109136008-A0305-02-0014-7
N,N'-二苄基-1,3-丙二胺(N,N'-Dibenzyl-1,3-propanediamine)，其具有如化學式(3)所示之結構。
Figure 109136008-A0305-02-0014-8
N1,N3-雙(二苯甲基)-1,3-丙二胺(N1,N3-Bis(diphenylmethyl)-1,3-propanediamine)，其具有如化學式(4)所示之結構。
化學式(4)。
Figure 109136008-A0305-02-0015-9
N1,N3-雙(三苯甲基)-1,3-丙二胺(N1,N3-Bis(triphenylmethyl)-1,3-propanediamine)，其具有如化學式(5)所示之結構。
Figure 109136008-A0305-02-0015-10
1,3-雙(苯甲基氨基)丙-2-醇(1,3-bis(benzhydrylamino)propan-2-ol)，其具有如化學式(6)所示之結構。
Figure 109136008-A0305-02-0015-11
(丙烷-1,3-二基雙(氮雜二基))二甲醇((propane-1,3-diylbis(azanediyl))dimethanol)，其具有如化學式(7)所示之結構。
化學式(7)。
Figure 109136008-A0305-02-0016-12
2,2'-[(2-羥基-1,3-丙二基)二亞氨基]雙[2-(羥甲基)-1,3-丙二醇]2,2'-[(2-Hydroxy-1,3-propanediyl)diimino]bis[2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol]，其具有如化學式(8)所示之結構。
Figure 109136008-A0305-02-0016-13
3-([2-羥基-3-[(3-羥丙基)氨基]丙基]氨基)丙-1-醇和3,3'-(丙烷-1,3-二基雙(氮雜二基))雙(3-(2-羥乙基)戊烷-1,5-二醇)3,3'-(propane-1,3-diylbis(azanediyl))bis(3-(2-hydroxyethyl)pentane-1,5-diol)，其具有如化學式(9)所示之結構。
Figure 109136008-A0305-02-0016-14
根據實驗例1和實驗例9的結果，明確顯示實驗例9之包含碘化鈣(CaI2)、1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))和二甲基亞碸(DMSO)的觸媒組成物具有優異的催化效果且轉化率在反應4小時就達到90%以上。相較之下，當碘化鈣替換成碘化銅時(實驗例18)，其轉化率低於75%；或當碘化鈣替 換成三氟甲基磺酸鈣時(實驗例19)，其反應無法進行，反應24小時的轉化率仍為0。
根據實驗例13和實驗例14的結果，實驗例14顯示觸媒組成物中的二甲基亞碸能進一步提升反應的催化效果，在反應24小時的轉化率大於90%。
實驗例17顯示包含N,N'-二苄基-1,3-丙二胺、碘化鈣和二甲基亞碸的觸媒組成物也具有優異的催化效果，在反應24小時的轉化率大於90%。
於另一代表範例，固定CaI2的當量，其相對於起始物同樣為10mol%，僅改變胺化物Lc(BTP)的比例，其他反應條件皆和範例2所述一樣，實驗結果顯示當BTP相對於CaI2是兩當量(相對起始物為20mol%)時，在兩小時即可有90%以上的轉化率，具體實驗數據如表2所示。
Figure 109136008-A0305-02-0017-15
發明人指出當觸媒組成物中的胺化物是乙二胺或其衍生物時，也就是化學式(1)所示的n是2時，其對合成環狀碳酸酯的催化效果不佳。於一文獻所提供的對照組實驗，當使用乙二胺作為反應之觸媒組成物之一，該反應轉化率只有5%。
範例3：本發明的觸媒組成物應用在環氧化物合成環狀碳酸酯
範例2篩選出的實驗例9的觸媒組成物套用於各式環氧化物進行合成所得之環狀碳酸酯產物如圖2所示，其中針對mono-epoxide，使用的配方為5mol% CaI2,10mol% BTP，若為di-epoxide，則改為使用10mol% CaI2,20mol% BTP。其中2c跟2d產物為新化合物。
圖2所示的2a是4,4'-(((丙烷-2,2-二基雙(4,1-亞苯基))二(氧基))雙(亞甲基))二(1,3-二氧戊環-2-酮)。
圖2所示的2b是4,4'-(((甲基二(-4,1-亞苯基))二(氧基))雙(亞甲基))二(1,3-二氧戊環-2-酮)。
圖2所示的2c是4-((2-(4-((2-氧代-1,3-二氧戊環-4-基)甲氧基)芐基)苯氧基)甲基)-1,3-二氧戊環-2-酮。
圖2所示的2d是4,4'-(((亞甲基雙(2,1-亞苯基))二(氧基))雙(亞甲基))二(1,3-二氧戊環-2-酮)。
圖2所示的2e是4-乙基-1,3-二氧戊環-2-酮。
圖2所示的2f是4-(氯甲基)-1,3-二氧戊環-2-酮。
圖2所示的2g是4-(叔丁氧基甲基)-1,3-二氧戊環-2-酮。
圖2所示的2h是4-(苯氧基甲基)-1,3-二氧戊環-2-酮。
圖2所示的2i是4,4'-(丁烷-1,4-二基)雙(1,3-二氧 戊環-2-酮)。
範例4：觸媒組成物的回收重複反應實驗
本範例觸媒組成物的回收重複反應所使用的反應路徑如下所示。
Figure 109136008-A0305-02-0019-16
實驗條件係為每一次反應時間分別為6,6,6,13,24,45及66小時，反應條件為相對於環氧化物使用5mol%的鹼土金屬鹵化物與二胺化合物和二甲基亞碸，並以範例2實驗例9的觸媒組成物進行實驗，具體實驗結果如圖3所示，明顯地，於前五次回收反應皆能達到95%之產率。
觸媒組成物的回收步驟是當每次反應完後，先以低壓蒸餾將二烷基亞碸蒸餾出來，再加入二氯甲烷等溶劑溶解產物同時沉澱出催化劑(本發明之錯合物)，放置於離心機使兩者達更佳分層，再以滴管取出液體，同樣步驟重複三次，待產物取出完畢，再將多餘二氯甲烷蒸乾，隨後再加入同樣且同量之各起始物進行反應，並以薄層分析追蹤反應已決定結束之時間。
範例5：製備源自聚對苯二甲酸乙二酯(γ PET)之環氧化物的通用步驟
將聚對苯二甲酸乙二酯(10.0g)和二醇化合物(10~50ml)放入帶有磁力攪拌棒的單頸圓瓶中，在60~250℃下攪拌約1~6小時，然後滴入醇胺化合物(2~20ml)中並使反應約3~12小時。使混合物通過濾紙以從回收的聚對苯二甲酸乙二酯中除去雜質。隨後加入沉澱劑(50~200ml)，沉澱劑包含水、甲醇、正己烷等，形成大量白色沉澱，然後過濾並收集濾液。使用管柱層析法純化，得到所述的源自聚對苯二甲酸乙二酯的二醇衍生物。具體地，該源自聚對苯二甲酸乙二酯的二醇衍生物是BHET、BHETA或BHETTA。然後將上述之BHET、BHETA或BHETTA分別在惰性溶劑和鹼性觸媒的存在下和環氧氯丙烷進行取代反應分別得到對應的源自聚對苯二甲酸乙二酯之環氧化物，具體反應路徑如圖4所示。
範例6：製備源自聚對苯二甲酸乙二酯(γPET)之環狀碳酸酯的通用步驟
將範例5得到的源自聚對苯二甲酸乙二酯之環氧化物根據範例2和範例3所揭示的實驗條件進行環狀碳酸酯的合成反應，具體地是使用二氧化碳氣球和碘化鈣(CaI2)、1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷(Bis-Tris propane(BTP))和二甲基亞碸(DMSO)構成的觸媒組成物進行合成反應，藉此分別得到具有BHET、BHETA或BHETTA結構的環狀碳酸酯，具體反應路徑如圖4所示。
以上雖以特定實驗例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，熟悉本技藝者瞭解在 不脫離本發明的意圖及範圍下可進行各種變形或變更。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
Figure 109136008-A0305-02-0002-1

Claims (11)

  1. 一種用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物，包含如化學式(1)所示之錯合物，其中N和鹼土金屬離子M2+形成配位鍵結；R1和R2是互相獨立，可為相等或不相等之具有氫氧基的官能基或可提供π電子雲的官能基，且和鹼土金屬離子M2+形成配位鍵結；L是氧或硫，且和鹼土金屬離子M2+形成配位鍵結；和n是3~8的整數。
    Figure 109136008-A0305-02-0022-17
  2. 如請求項1之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物，其中該具有氫氧基的官能基包含羥甲基、羥乙基、羥丙基或其組合。
  3. 如請求項1之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物，其中該可提供π電子雲的官能基包含苄基。
  4. 如請求項1之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物，其中該如化學式(1)所示之錯合物係由二烷基亞碸、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物進行反應所合成，該二烷基亞碸、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物的反應莫爾比例是1~30：1：1~2；或係由水、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物進行反應所合成，該水、鹼土金屬鹵化物和二胺化合物的反應莫爾比例是1~30：1：1~2。
  5. 如請求項4之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物，其中該二烷基亞碸包含二甲基亞碸。
  6. 如請求項4之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物，其中該鹼土金屬鹵化物包含氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、氯化鈣、溴化鈣、碘化鈣、三碘化鈣或其組合。
  7. 如請求項4之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物，其中該二胺化合物是選自下列群組之一：1,3-二[三(羥甲基)甲氨基]丙烷、N,N'-二苄基-1,3-丙二胺、N1,N3-雙(二苯甲基)-1,3-丙二胺、N1,N3-雙(三苯甲基)-1,3-丙二胺、1,3-雙(苯甲基氨基)丙-2-醇、(丙烷-1,3-二基雙(氮雜二基))二甲醇、2,2'-[(2-羥基-1,3-丙二基)二亞氨基]雙[2-(羥甲基)-1,3-丙二醇]、3-([2-羥基-3-[(3-羥丙基)氨基]丙基]氨基)丙-1-醇和3,3'-(丙烷-1,3-二基雙(氮雜二基))雙(3-(2-羥乙基)戊烷-1,5-二醇)。
  8. 一種合成環狀碳酸酯的方法，其包含使一環氧化物和二氧化碳在如請求項1~7之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物的存在下進行反應，藉此合成所述之環狀碳酸酯；上述反應的溫度範圍是25~80℃，和壓力範圍是1~5大氣壓。
  9. 如請求項8之合成環狀碳酸酯的方法，該環氧化物包含雙酚A二縮甘油醚、雙酚F二縮甘油醚、2-((2-(4-(環氧乙烷-2-基甲氧基)芐基)苯氧基)甲基)環氧乙烷、雙(2-(環氧乙烷-2-基甲氧基)苯基)甲烷、環氧丁烷、環氧氯丙烷、叔丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚或1,4-二(環氧乙烷-2-基)丁烷。
  10. 一種以聚對苯二甲酸乙二酯作為起始物製備環狀碳酸酯的方法，其包含如下步驟： (1)使聚對苯二甲酸乙二酯分別和乙二醇、乙醇胺或其組合進行反應，藉此合成對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)、N,N'-雙(2-羥乙基)對苯二甲醯胺(BHETA)或2-((2-羥乙基)氨基甲醯基)苯甲酸2-羥乙酯(BHETTA)；(2)該對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)、N,N'-雙(2-羥乙基)對苯二甲醯胺(BHETA)或2-((2-羥乙基)氨基甲醯基)苯甲酸2-羥乙酯(BHETTA)分別和鹵代環氧化物進行取代反應，藉此分別合成衍生自聚對苯二甲酸乙二酯的環氧化物；和(3)使該衍生自聚對苯二甲酸乙二酯之環氧化物和二氧化碳在如請求項1~5之用於合成環狀碳酸酯的觸媒組成物的存在下進行反應，該反應溫度範圍是25~80℃和該反應壓力範圍是1~5大氣壓，藉此合成所述之環狀碳酸酯。
  11. 如請求項10之以聚對苯二甲酸乙二酯作為起始物製備環狀碳酸酯的方法，該鹵代環氧化物包含環氧氯丙烷、環氧溴丙烷或環氧氟丙烷。
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