制備碳酸二芳基酯的方法技術

本發明專利技術涉及在至少一種催化劑的存在下和在不添加額外的溶劑的情況下通過單羥基芳族化合物與光氣在熔體中制備碳酸二芳基酯的方法，其特征在于，從碳酸二芳基酯的后處理中回收一種或多種催化劑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】制備碳酸二芳基酯的方法本專利技術提供了在規定量的選定催化劑的存在下由單羥基芳族化合物和光氣制備碳酸碳酸二芳基酯的方法，其中所述選定的催化劑可以均勻溶解于液體反應混合物中。更具體地，它是用于不使用額外的溶劑從酚和光氣至少部分地在液相中制備碳酸二苯酯（DPC）的方法，其中所制備的DPC具有降低含量的水楊酸苯酯（Salol）并且在反應中獲得的氯化氫基本上不含光氣。優選在高于80℃的溫度實施該方法，以避免所形成的DPC以固體形式沉積。原料的反應可以在標準壓力或略微減壓下或在高達50巴的升高的壓力下進行（a），其中光氣也存在于冷凝相中。按照該方法制備的DPC由于它的高純度特別適合于通過熔體-酯交換方法由DPC和雙酚制備高純度的聚碳酸酯。對在該反應中得到的氯化氫可以進行一個或多個純化步驟，以使得其適用于大量的其它可能的用途，特別是用于電化學氧化或熱氧化而生成氯。可以用這種方式獲得的氯與一氧化碳制備光氣；所得到的光氣可以在本專利技術的方法中使用。在反應條件下呈液態的最終產物在多個蒸餾步驟中從副產物中純化，并且具有超過99.8％的DPC含量。在反應中使用的催化劑可以進行后處理，以便使其可以至少部分地回收至反應中。由單羥基芳族化合物和光氣制備純碳酸二芳基酯的方法是已知的。碳酸二芳基酯（例如碳酸二苯酯）的制備通常通過連續的方法進行，通過制備光氣和隨后將一元酚和光氣在惰性溶劑中在堿和氮催化劑的存在下在界面中反應。例如通過相界面過程的碳酸二芳基酯的制備原則上在文獻中描述過，參見例如ChemistryandPhysicsofPolycarbonates,PolymerReviews,作者H.Schnell,第9卷,JohnWileyandSons,Inc.（1964）,50/51頁。按照相界面的方法，使溶解于溶劑和水中的原料相互反應。該方法的缺點在于碳酸二芳基酯從溶劑中的蒸餾分離及其后處理，以及在于含氯化鈉的水相作為不可避免的產物，為此其應用的可能性受限，并且必要時需要非常復雜的后處理步驟。因此，已經開發了所謂的單羥基芳族化合物直接光氣化的方法，其中將在熔體中的原料光氣和單羥基芳族化合物在催化劑的存在下，但是沒有使用溶劑，而轉化成碳酸二芳基酯和氯化氫。例如，US2,362,865（A）描述了由一元酚在170-250℃的溫度下在使用酚鋁或酚鈦的情況下通過直接光氣化制備碳酸二芳基酯的方法，但其中沒有描述回收催化劑，更沒有描述催化劑回收對鄰羥基苯甲酸衍生物形成的影響。在本申請的時候還未公布的EP10158364.9和未公布的EP10158446.4中，同樣描述了由一元酚在20-240℃的溫度下在使用金屬氯化物或金屬酚鹽的情況下通過直接光氣化制備碳酸二芳基酯的方法。沒有描述在該過程中回收催化劑。在這些申請中既沒有說明鄰羥基苯甲酸衍生物（例如Salol）作為副產物的形成，也沒有說明減少形成這些副產物的措施。EP1234845A中同樣描述了一元酚在熔體中在120-190℃的溫度下與特別純的光氣的反應。所用的催化劑是含氮的化合物，例如基于所使用的一元酚的0.1-10摩爾％的吡啶。該公開申請也沒有說明催化劑在過程中的回收。另外，沒有說明鄰羥基苯甲酸衍生物作為副產物形成的量，也沒有說明催化劑的回收對鄰羥基苯甲酸衍生物形成的影響。此外，還有許多其它的專利文獻，例如WO2008/114750A1、JP2008-231073A、JP2009-114195A、JP09-278714A、JP09-100256A、EP1657272A1，其中描述了一元酚在較高的溫度下在熔體中與光氣在均勻溶解的含氮催化劑的存在下得到碳酸二芳基酯的反應。在WO95/25083A1和EP567677A1中分別將可均勻地溶于反應介質中的磷化合物，例如亞磷酸鹽/酯或膦類化合物，作為催化劑用于一元酚的直接光氣化反應中。這里也沒有說明可行的催化劑回收，以及回收對作為光氣化反應的副產物的鄰羥基苯甲酸衍生物的影響或者所使用催化劑對形成這些副產物的影響。從現有技術中已知的方法都不足以滿足嚴格的經濟和生態要求，另外不足以確保高純度的產物，該產物本身是進一步的化學過程（其中副產物被破壞）的原料。對于將DPC進一步用于與雙酚縮聚得到聚碳酸酯（按照酯交換方法）有著嚴格的純度標準。能夠酯交換的副產物，例如水楊酸苯酯（Salol），可作為不同類型的端基被摻入到聚合物鏈中并有著不可預見的副作用。例如，Salol對由此制備的聚碳酸酯的質量有直接的影響，如從圖1中可獲知的。這類化合物在下文中統稱為術語“鄰羥基苯甲酸衍生物”；這意味著，單環或多環的芳族碳環除了在羧酸酯基團的鄰位上的羥基基團還可以在芳環上含有其它取代基。在碳酸二芳基酯中盡可能少量的這類化合物因此是所希望的。然而，直接光氣化，即酚在無溶劑存在下的光氣化，相比于酚在溶劑的存在下的光氣化恰好具有形成這些鄰羥基苯甲酸衍生物的缺點。因此，在直接光氣化方法中，回收催化劑是所不希望的，因為由此必然使鄰羥基苯甲酸衍生物進入到循環中并污染產物（碳酸二芳基酯），因此鑒于本申請的目的本領域的技術人員不會考慮回收催化劑。除了對產物的純度標準，其制備方法的效率是另一個重要的方法特征。例如，光氣與酚在冷凝的均相中的轉化率由于光氣在酚中提高的濃度而明顯高于在氣態光氣和液態酚的兩相混合物中的轉化率。同樣，溫度上升加快了反應速度，所以在100-250℃、優選110-220℃的升高溫度可以是有利的。然而，這樣的溫度對光氣在酚中的溶解度有反作用，因此在升高的溫度和在壓力下進行反應是特別有利的。因此，本專利技術的技術目的在于，開發一種按照直接光氣化方法在一元酚熔體中在不使用額外的溶劑的情況下在升高的溫度和任選在升高的壓力下制備碳酸二芳基酯的方法，其通過減少料流的排放（清洗）而經濟地運行，并在保持最終產物的好的質量的情況下，特別是提供鄰羥基苯甲酸衍生物（例如Salol）的含量小于1.5重量%、優選小于1.0重量%的碳酸二芳基酯。該技術目的可令人驚奇地通過將催化劑回收至轉化成碳酸二芳基酯的反應中而實現。本專利技術由三個方法階段組成：A）反應B）氯化氫后處理（任選）C）碳酸二芳基酯后處理。圖4給出了圖形總覽圖（整個方法）。在方法階段A）（反應）中，原料在上游的方法步驟中以這樣的方式相互混合，即存在光氣在熔融的一元酚中的盡可能均勻的溶液；這可以任選地通過使用升高的壓力在給定的熔體溫度下進行。術語“一元酚”在下文中用于所有的芳族單羥基化合物，其可以是單環或多環的、取代或未取代的芳族單羥基化合物。對于根據本專利技術的方法合適的一元酚是含有鍵合到環狀芳族碳環上的OH基團的芳族化合物。它們可以是單環或多環的芳族碳化合物，或者具有例如一個或多個氮原子或磷原子的單環或多環雜環化合物。這些芳族化合物也可在芳香環的不同位置上含有一個或多個取代基。在本專利技術的范圍中，合適的一種或多種在步驟（h）中使用的芳族羥基化合物（一元酚），優選具有如下通式（I）（I）其中R、R'和R''可各自獨立地為氫、鹵素或有支鏈或無支鏈的C1至C9-烷基或烷氧基羰基。這種芳族一元酚是例如：苯酚、鄰-、間-或對-甲酚或甲酚的混合物、二甲苯酚或其混合物，其中甲基基團可以在苯酚環上的任何位置，例如2,4-、2,6-或3,4-二甲基苯酚、鄰、間或對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
在至少一種催化劑的存在下和在不添加額外的溶劑的情況下通過單羥基芳族化合物與光氣在熔體中制備碳酸二芳基酯的方法，其特征在于，從碳酸二芳基酯的后處理中回收一種或多種催化劑。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.07.08 EP 11173302.81.在作為催化劑的一種或多種路易斯酸的存在下和在不添加額外的溶劑的情況下通過單羥基芳族化合物與光氣在熔體中反應制備碳酸二芳基酯的方法，其特征在于，將50重量%或更多的所述一種或多種催化劑由所述方法的后處理階段回收至該方法的反應階段，其中作為催化劑的一種或多種路易斯酸選自四氯化鈦、三氯化鋁、四氯化鋯和通過在所述方法的反應階段期間在反應條件下將上面的金屬氯化物相對迅速地轉化為相應的金屬酚鹽而獲得的均勻溶解的活性催化劑組分。2.根據權利要求1的方法，其特征在于，將所述催化劑在后處理中作為可能含有其它高沸點成分的底部產物分離并回收至所述方法的反應階段。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P烏姆斯，F里澤，A迪克斯，C布哈利，R萊貝里希，G龍格，K克雷默，R舍倫，KH克勒，J范登艾恩德，
申請(專利權)人：拜耳知識產權有限責任公司，
類型：
國別省市：