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【技术实现步骤摘要】
本申请属于可降解塑料领域,尤其涉及一种钴基催化剂组合物、催化环氧与一氧化碳共聚制备聚酯的方法。
技术介绍
1、目前可降解塑料的种类主要包括聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯或是加入了淀粉的聚乳酸+聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯等酯类化合物。
2、与聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯或是加入了淀粉的聚乳酸+聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯等酯类化合物等可降解塑料相比,利用工业废气与环氧化合物共聚得到的聚羟基羧酸酯是一条低成本合成可降解塑料的途径,受原料来源限制产能的因素较低,为大规模推广可降解塑料提供了可能;目前,两步一锅法是催化合成高分子量的聚羟基羧酸酯的重要途径,如铝卟啉-羰基钴双金属催化剂与β-二亚胺锌络合物催化剂协同催化环氧化合物与一氧化碳共聚合成聚羟基羧酸酯,铝卟啉-羰基钴双金属催化剂先催化环氧化合物与一氧化碳共聚需要先合成中间产物β-丁内酯,然后β-二亚胺锌络合物再催化β-丁内酯开环聚合才能得到聚羟基羧酸酯,然而该方法使用的催化剂组合物结构复杂,且催化合成聚羟基羧酸酯可降解塑料的路线较长,该方法的催化体系复杂。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请提供了一种钴基催化剂组合物、催化环氧与一氧化碳共聚制备聚酯的方法,用于解决现有技术中聚羟基羧酸酯催化体系复杂的技术问题。
2、本申请第一方面提供了活性配体,所述活性配体具有式wenphos或式wenphosoxide所示结构:
3、式wenphos;
4、式wenphos oxide。
5、优选的,所述活性配体wenphos的制备方法,包括步骤:
6、步骤1、将正丁基锂的正己烷溶液滴加到含有2,2,6,6-四甲基哌啶的四氢呋喃溶液的反应容器中,第一搅拌混合;
7、步骤2、将二苯基砜衍生物的四氢呋喃溶液滴加到所述反应容器中,第二搅拌混合;
8、步骤3、将二苯基氯化膦的四氢呋喃溶液滴加到所述反应容器中,依次第三搅拌混合,搅拌反应过夜,淬灭反应,得到配体wenphos;
9、其中,步骤1中,所述正丁基锂的正己烷溶液滴加过程的温度为-78摄氏度,所述第一搅拌过程的温度为-78摄氏度;
10、步骤2中,所述二苯基砜的四氢呋喃溶液滴加过程的温度为-78摄氏度,所述第二搅拌过程的温度为零摄氏度;
11、步骤3中,所述二甲基二氯硅烷的四氢呋喃溶液滴加过程的温度为零摄氏度,所述第三搅拌过程的温度为零摄氏度,所述搅拌反应的温度为室温;
12、所述二苯基砜衍生物的结构式为:
13、
14、优选的,所述反应容器为schlenk瓶。
15、优选的,所述淬灭反应所用的溶剂为稀盐酸。
16、需要说明的是,稀盐酸淬灭反应能得到稳定的配体wenphos。
17、优选的,所述淬灭反应后,得到中间化合物之前,还包括步骤:依次进行萃取,浓缩,冷却。
18、需要说明的是,萃取,浓缩,冷却用于分离出杂质,得到配体wenphos,萃取所用溶液为二氯甲烷,冷却所用溶液为二氯甲烷,冷却温度为-20摄氏度,冷却析出配体wenphos的产率为45%。
19、优选的,所述活性配体wenphos oxide的制备方法,包括步骤:
20、步骤1、将过氧叔丁醇癸烷溶液加入配体wenphos的无水甲苯溶液中,室温下搅拌过夜,得到配体wenphos oxide溶液;
21、步骤2、旋干所述配体wenphos oxide溶液,加入正己烷超声,得到配体wenphosoxide悬浮液;
22、步骤3、过滤所述配体wenphos oxide悬浮液,得到配体wenphos oxide。
23、优选的,步骤3中,所述过滤包括步骤:
24、步骤3.1、在手套箱里过滤配体wenphos oxide悬浮液,得到配体wenphos oxide固体粗产物;
25、步骤3.2、将配体wenphos oxide固体粗产物在强真空油泵下抽干,得到配体wenphos oxide。
26、需要说明的是,将wenphos oxide固体粗产物抽干溶剂后,得到的配体wenphosoxide为白色粉末,收率为72%。
27、优选的,所述二苯基砜衍生物的制备方法包括步骤:
28、步骤1、将正丁基锂的正己烷溶液滴加到含有2,2,6,6-四甲基哌啶的四氢呋喃溶液的反应容器中,第四搅拌混合;
29、步骤2、将二苯基砜的四氢呋喃溶液滴加到所述反应容器中,第五搅拌混合;
30、步骤3、将二甲基二氯硅烷的四氢呋喃溶液滴加到所述反应容器中,依次第六搅拌混合,搅拌反应过夜,淬灭反应,得到二苯基砜衍生物;
31、其中,步骤1中,所述正丁基锂的正己烷溶液滴加过程的温度为-78摄氏度,所述第四搅拌过程的温度为-78摄氏度;
32、步骤2中,所述二苯基砜的四氢呋喃溶液滴加过程的温度为-78摄氏度,所述第五搅拌过程的温度为零摄氏度;
33、步骤3中,所述二甲基二氯硅烷的四氢呋喃溶液滴加过程的温度为零摄氏度,所述第六搅拌过程的温度为零摄氏度,所述搅拌反应的温度为室温;
34、优选的,所述反应容器为schlenk瓶。
35、优选的,所述淬灭反应所用的溶剂为稀盐酸。
36、需要说明的是,稀盐酸淬灭反应能得到稳定的二苯基砜衍生物。
37、优选的,所述淬灭反应后,得到中间化合物之前,还包括步骤:依次进行萃取,浓缩,过柱。
38、需要说明的是,萃取,浓缩,过柱用于分离出杂质,得到二苯基砜衍生物,萃取所用溶液为二氯甲烷,过柱所用洗脱剂为pe:ea=5:1,过柱得到的二苯基砜衍生物产率为26%。
39、本申请第二方面提供了一种钴基催化剂组合物,包括钴催化剂和配体;
40、所述配体选自双膦、双氮或氮膦的氧化、硫化或硒化物中的任意一种或至少两种;
41、或所述配体选自双膦、双氮或氮膦和氧化剂的组合;
42、所述双膦的氧化物包括权利要求1中活性配体wenphos oxide;
43、所述双膦包括权利要求1中活性配体wenphos。
44、优选的,所述氧化剂为空气、氧气、无水过氧化氢、过氧化脲、过氧醇、oxone、过氧酸、硫、硒。
45、优选的,所述过氧醇为过氧叔丁醇。
46、需要说明的是,双膦、双氮或氮膦能在氧化剂作用下生成双膦、双氮或氮膦的氧化、硫化或硒化物,因此,双膦、双氮或氮膦和氧化剂的组合以及双膦、双氮或氮膦的氧化、硫化或硒化物与钴催化剂加入到一氧化碳和环氧化合物的反应体系中都能共聚合成聚羟基羧酸酯,可以根据实际需要选择钴基催化剂组合物。
47、优选的,所述配体为4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽xantphos;
48、所述钴基催本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钴基催化剂组合物,其特征在于,包括钴催化剂和配体;
2.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱中的双膦为式I所示结构化合物;所述双膦的氧化物为式II所示结构化合物;
3.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱中的氮膦为式III所示结构化合物;所述氮膦的氧化物为式IV所示结构化合物;
4.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱中的双磷为式V所示结构;
5.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱中的双磷的氧化物为式VI所示结构化合物;
6.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱还包括如下结构化合物;
7.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述氧化剂为空气、氧气、无水过氧化氢、过氧化脲、过氧叔丁醇、过氧化氢异丙苯、oxone、过氧酸、硫、硒。
8.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述钴催化剂选自Co2(CO)8、Co
9.权利要求1-8所述钴基催化剂组合物催化环氧与一氧化碳共聚制备聚酯的方法,其特征在于,包括步骤:
10.根据权利要求9所述催化环氧与一氧化碳共聚制备聚酯的方法,其特征在于,所述环氧选自EO、PO、(S)-PO、(R)-PO、BO、HO、OO、PGE、(R)-BGE、IPGE或(R)-BGA。
...【技术特征摘要】
1.一种钴基催化剂组合物,其特征在于,包括钴催化剂和配体;
2.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱中的双膦为式i所示结构化合物;所述双膦的氧化物为式ii所示结构化合物;
3.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱中的氮膦为式iii所示结构化合物;所述氮膦的氧化物为式iv所示结构化合物;
4.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱中的双磷为式v所示结构;
5.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯碱中的双磷的氧化物为式vi所示结构化合物;
6.根据权利要求1所述的一种钴基催化剂组合物,其特征在于,所述路易斯...
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