技术摘要:
描述了一种用于猝灭聚合过程的方法。在双金属金属络合物催化剂存在下,二氧化碳与环氧化物以生产聚合物的反应包括通过使催化剂与有效使催化剂失活的酸接触而使催化剂失活的猝灭步骤。可以通过使催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物产物中除去失活的催化 全部
背景技术:
与石油资源枯竭相关的环境和经济问题引发了对二氧化碳(CO2)化学转化的日益 增长的兴趣,以便使其能够用作可再生碳源。尽管CO2的反应性低,但它是高度有吸引力的 碳原料,因为它便宜、几乎无毒、可以高纯度大量获得且无危险。因此,CO2在许多过程中可 以是例如一氧化碳、光气或其它石化原料的物质的有前途的替代物。CO2的一个发展应用是 与环氧化物共聚以产生脂肪族聚碳酸酯。 生产脂肪族聚碳酸酯的常用方法包括在金属络合物催化剂存在下环氧化物与CO2 的共聚。因此,通常,聚合过程通常产生含有催化剂的粗产物,其可以随时间降解聚合物产 物。粗产物也可能变色。因此,希望使催化剂失活和/或除去催化剂以防止聚合物产物的不 希望的降解。此外,脂肪族聚碳酸酯的许多应用需要无色、无金属的聚合物。 已知强酸如磺酸或磷酸可以用于在包括二氧化碳与环氧化物的反应的聚合反应 中猝灭(或失活)单金属金属络合物催化剂。EP2342257和WO2010/033703各自公开了可以用 含有不是聚合引发剂的阴离子的酸猝灭(或失活)的单金属过渡金属络合物。描述了磺酸和 磷酸,并且以酸与催化剂的摩尔比为1:1使用。EP2342257也公开了使用乙酸使催化剂失活, 然而,需要相对于催化剂800摩尔当量的乙酸来猝灭(或失活)催化剂。EP2342257和WO2010/ 033703没有公开双金属催化剂的猝灭(或失活)。 本发明人现已惊奇地发现,可以用含有阴离子的酸猝灭包括在双金属金属络合物 催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应的聚合过程,该酸有效充当聚合反应的引发剂并 且也有效使催化剂失活。本发明人还惊奇地发现,可以用含有阴离子的酸猝灭包括在金属 络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应的聚合过程,该酸有效充当聚合过程的引 发剂并且以酸与催化剂的摩尔比小于或等于20:1有效使催化剂失活。本发明人还惊奇地发 现,可以从聚合物产物中除去失活的催化剂,并且可以任选地再活化。
技术实现要素:
根据本发明的第一方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在双 金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有 效使催化剂失活的酸接触而使催化剂失活的步骤。 根据本发明的第二方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在双 金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有 效使催化剂失活的酸接触而使催化剂失活的步骤,该酸含有有效引发聚合过程的阴离子。 根据本发明的第三方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在双 金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有 6 CN 111601837 A 说 明 书 2/47 页 效使催化剂失活的羧酸接触而使催化剂失活的步骤。 优选地,在本发明的第一、第二和/或第三方面的失活步骤中,酸与催化剂的摩尔 比小于或等于用于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1。 根据本发明的第四个方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在 金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有效使 催化剂失活的酸接触而使催化剂失活的步骤,并且该酸含有有效引发聚合过程的阴离子, 其中在失活步骤中酸与催化剂的摩尔比小于或等于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1。 根据本发明的第五方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在金 属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有效使催 化剂失活的羧酸接触而使催化剂失活的步骤,其中在失活步骤中酸与催化剂的摩尔比小于 或等于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1。 优选地,本发明的第一、第二、第三、第四和/或第五方面的酸的pKa为至少2.5,更 优选为至少3,最优选为至少4。 根据本发明的第六方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在双金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包 括以下步骤: (i)通过使催化剂与有效使催化剂失活的酸接触来猝灭聚合过程; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 根据本发明的第七方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在双金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包 括以下步骤: (i)通过使催化剂与有效使催化剂失活的酸接触来猝灭聚合过程,该酸含有有效 引发聚合过程的阴离子; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 根据本发明的第八方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在双金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包 括以下步骤: (i)通过使催化剂与有效使催化剂失活的羧酸接触来猝灭聚合过程; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 优选地,本发明的第六、第七和/或第八方面的步骤(i)中酸与催化剂的摩尔比小 于或等于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1。 根据本发明的第九方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括以下 7 CN 111601837 A 说 明 书 3/47 页 步骤: (i)通过使催化剂与含有有效引发聚合过程和有效使催化剂失活的阴离子的酸接 触来猝灭该聚合过程,其中在失活步骤中酸与催化剂的摩尔比小于或等于失活反应的酸与 催化剂的摩尔比20:1; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 根据本发明的第十方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括以下 步骤: (i)通过使催化剂与有效使催化剂失活的羧酸接触来猝灭聚合过程,其中在失活 步骤中酸与催化剂的摩尔比小于或等于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 优选地,本发明的第六、第七、第八、第九和/或第十方面的步骤(i)中的酸的pKa为 至少2.5,更优选为至少3,最优选为至少4。
描述了一种用于猝灭聚合过程的方法。在双金属金属络合物催化剂存在下,二氧化碳与环氧化物以生产聚合物的反应包括通过使催化剂与有效使催化剂失活的酸接触而使催化剂失活的猝灭步骤。可以通过使催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物产物中除去失活的催化 全部
背景技术:
与石油资源枯竭相关的环境和经济问题引发了对二氧化碳(CO2)化学转化的日益 增长的兴趣,以便使其能够用作可再生碳源。尽管CO2的反应性低,但它是高度有吸引力的 碳原料,因为它便宜、几乎无毒、可以高纯度大量获得且无危险。因此,CO2在许多过程中可 以是例如一氧化碳、光气或其它石化原料的物质的有前途的替代物。CO2的一个发展应用是 与环氧化物共聚以产生脂肪族聚碳酸酯。 生产脂肪族聚碳酸酯的常用方法包括在金属络合物催化剂存在下环氧化物与CO2 的共聚。因此,通常,聚合过程通常产生含有催化剂的粗产物,其可以随时间降解聚合物产 物。粗产物也可能变色。因此,希望使催化剂失活和/或除去催化剂以防止聚合物产物的不 希望的降解。此外,脂肪族聚碳酸酯的许多应用需要无色、无金属的聚合物。 已知强酸如磺酸或磷酸可以用于在包括二氧化碳与环氧化物的反应的聚合反应 中猝灭(或失活)单金属金属络合物催化剂。EP2342257和WO2010/033703各自公开了可以用 含有不是聚合引发剂的阴离子的酸猝灭(或失活)的单金属过渡金属络合物。描述了磺酸和 磷酸,并且以酸与催化剂的摩尔比为1:1使用。EP2342257也公开了使用乙酸使催化剂失活, 然而,需要相对于催化剂800摩尔当量的乙酸来猝灭(或失活)催化剂。EP2342257和WO2010/ 033703没有公开双金属催化剂的猝灭(或失活)。 本发明人现已惊奇地发现,可以用含有阴离子的酸猝灭包括在双金属金属络合物 催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应的聚合过程,该酸有效充当聚合反应的引发剂并 且也有效使催化剂失活。本发明人还惊奇地发现,可以用含有阴离子的酸猝灭包括在金属 络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应的聚合过程,该酸有效充当聚合过程的引 发剂并且以酸与催化剂的摩尔比小于或等于20:1有效使催化剂失活。本发明人还惊奇地发 现,可以从聚合物产物中除去失活的催化剂,并且可以任选地再活化。
技术实现要素:
根据本发明的第一方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在双 金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有 效使催化剂失活的酸接触而使催化剂失活的步骤。 根据本发明的第二方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在双 金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有 效使催化剂失活的酸接触而使催化剂失活的步骤,该酸含有有效引发聚合过程的阴离子。 根据本发明的第三方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在双 金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有 6 CN 111601837 A 说 明 书 2/47 页 效使催化剂失活的羧酸接触而使催化剂失活的步骤。 优选地,在本发明的第一、第二和/或第三方面的失活步骤中,酸与催化剂的摩尔 比小于或等于用于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1。 根据本发明的第四个方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在 金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有效使 催化剂失活的酸接触而使催化剂失活的步骤,并且该酸含有有效引发聚合过程的阴离子, 其中在失活步骤中酸与催化剂的摩尔比小于或等于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1。 根据本发明的第五方面,提供了一种猝灭聚合过程的方法,该聚合过程包括在金 属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括通过使催化剂与有效使催 化剂失活的羧酸接触而使催化剂失活的步骤,其中在失活步骤中酸与催化剂的摩尔比小于 或等于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1。 优选地,本发明的第一、第二、第三、第四和/或第五方面的酸的pKa为至少2.5,更 优选为至少3,最优选为至少4。 根据本发明的第六方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在双金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包 括以下步骤: (i)通过使催化剂与有效使催化剂失活的酸接触来猝灭聚合过程; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 根据本发明的第七方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在双金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包 括以下步骤: (i)通过使催化剂与有效使催化剂失活的酸接触来猝灭聚合过程,该酸含有有效 引发聚合过程的阴离子; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 根据本发明的第八方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在双金属金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包 括以下步骤: (i)通过使催化剂与有效使催化剂失活的羧酸接触来猝灭聚合过程; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 优选地,本发明的第六、第七和/或第八方面的步骤(i)中酸与催化剂的摩尔比小 于或等于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1。 根据本发明的第九方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括以下 7 CN 111601837 A 说 明 书 3/47 页 步骤: (i)通过使催化剂与含有有效引发聚合过程和有效使催化剂失活的阴离子的酸接 触来猝灭该聚合过程,其中在失活步骤中酸与催化剂的摩尔比小于或等于失活反应的酸与 催化剂的摩尔比20:1; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 根据本发明的第十方面,提供了一种纯化由聚合过程形成的聚合物产物的方法, 该聚合过程包括在金属络合物催化剂存在下二氧化碳与环氧化物的反应,该方法包括以下 步骤: (i)通过使催化剂与有效使催化剂失活的羧酸接触来猝灭聚合过程,其中在失活 步骤中酸与催化剂的摩尔比小于或等于失活反应的酸与催化剂的摩尔比20:1; (ii)通过使所述失活的催化剂和聚合物产物与固相接触和/或通过沉淀从聚合物 产物中除去失活的催化剂;以及 (iii)任选地通过使该失活的催化剂与阴离子接触来再活化该催化剂。 优选地,本发明的第六、第七、第八、第九和/或第十方面的步骤(i)中的酸的pKa为 至少2.5,更优选为至少3,最优选为至少4。