新技术直接催化二氧化碳合成聚碳酸酯

日本东北大学和东京理科大学2016年4月15日宣布,开发出了以催化剂方式使二氧化碳与二元醇(2个羟基与2个不同的碳结合的脂肪族或脂环化合物)直接聚合来直接合成聚碳酸酯的方法。

从减排二氧化碳以及实现低成本安全反应试剂的角度出发,利用二氧化碳合成有用化学品的技术备受期待。不过,二氧化碳的化学特性稳定,反应性较低,因此很难实现转换。

聚碳酸酯是有用的工程塑料,产量也很大,如果能够用二氧化碳来合成,便有望为二氧化碳减排做出巨大贡献。用二氧化碳和二元醇来合成聚碳酸酯被公认是最简单、最清洁的方法,但这种方法对基于化学平衡的转化率存在严格制约,以前未有研究称发现了有效的催化剂。

此次开发的方法使用氧化铈(SeO2)做催化剂,利用50个大气压(5MPa)的二氧化碳对添加有1,4-丁二醇和2-吡啶甲腈的溶剂加压,在130℃下使之反应。研究人员已经确认,通过8小时的反应,能够以97%的高收获率(分子量1070,分散度1.33)获得聚碳酸酯。另外,使用多种长链二元醇时也能够以高收获率(94~99%)获得可满足要求的聚碳酸酯。

以前在使用二元醇直接合成聚碳酸酯时,只有使用光气等有害试剂的方法。而此次的方法给出了用无害的二氧化碳和二元醇一步合成聚碳酸酯的可能性。另外,通过使用近年来研究趋于活跃的、源自生物质的二元醇,还有望合成出不使用石油资源的绿色聚合物。

此次研究是在日本公益信托ENEOS氢基金的资助下实施的。相关成果刊登在4月14日(英国时间)发行的学术期刊《ScientificReports》的电子版上。(本文来源 迅凯催化,仅供参考)

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