特許 6009078 ポリアルキレンカーボネートの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6009078

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】ポリアルキレンカーボネートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08G 64/34 20060101AFI20161006BHJP

【ＦＩ】

   C08G64/34

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-525388(P2015-525388)

(86)(22)【出願日】2014年5月27日

(65)【公表番号】特表2015-523454(P2015-523454A)

(43)【公表日】2015年8月13日

(86)【国際出願番号】KR2014004727

(87)【国際公開番号】WO2014193144

(87)【国際公開日】20141204

【審査請求日】2015年1月30日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0059876

(32)【優先日】2013年5月27日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2014-0063539

(32)【優先日】2014年5月27日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000040

【氏名又は名称】特許業務法人池内・佐藤アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】キム、ユン−チョン

(72)【発明者】

【氏名】パク、スン−ヨン

(72)【発明者】

【氏名】チョン、テク−チュン

(72)【発明者】

【氏名】チョ、ユン−キ

【審査官】 繁田 えい子

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５００８６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｇ ６４

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記の化学式１で示される触媒及び溶媒存在下に、
エポキシド化合物と連続若しくは非連続投入される二酸化炭素を溶液重合する段階；を含み、
前記溶媒は、エチレンジクロライド、ベンゼン及びヘキサンからなる群より選択される、ポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【化5】

（上記の式において、
Ｑは、ハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、またはリン原子を含むか若しくは含まない炭素数１乃至２０のアルキレン、炭素数３乃至２０のシクロアルキレン、炭素数６乃至３０のアリーレン、または炭素数１乃至２０のジオキシラジカルであり、
Ｒ₁乃至Ｒ₇は、それぞれ独立して若しくは同時に、水素；またはハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、及びリン原子のうちの一つ以上を含むか若しくは含まない炭素数１乃至２０のアルキル基、炭素数２乃至２０のアルケニル基、炭素数７乃至２０のアルキルアリール基、または炭素数７乃至２０のアリールアルキル基であり、
Ｒ₈乃至Ｒ₁₃は、それぞれ独立して、水素または炭素数１乃至２０のアルキル基であり、
ｎは、１乃至１０の整数であり、
Ｘは、−Ｃｌ、−ＮＯ₃または−ＯＡｃである）

【請求項2】

前記溶媒は、エポキシド化合物対比１：０．１乃至１：２０の重量比で使用する請求項１に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【請求項3】

前記化学式１において、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅及びＲ₇は、それぞれ独立して、水素または炭素数１乃至２０のアルキル基であり、Ｒ₂、Ｒ₄及びＲ₆は、それぞれ独立して、炭素数１乃至２０のアルキル基であり、Ｑは炭素数３乃至２０のシクロアルキレンであり、ｎは１乃至１０の整数であり、Ｘは−Ｃｌ、−ＮＯ₃または−ＯＡｃである請求項１に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【請求項4】

前記化学式１において、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅及びＲ₇は、それぞれ独立して、水素であり、Ｒ₂、Ｒ₄及びＲ₆は、それぞれ独立して、ｔ−ブチル基であり、Ｑは炭素数３乃至２０のシクロアルキレンである請求項３に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【請求項5】

前記二酸化炭素は、エポキシド化合物対比０．５：１乃至１０：１の重量比率で投入される、請求項１に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【請求項6】

前記溶液重合は、５０乃至１００℃の温度で３０分乃至９時間行なう請求項１に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【請求項7】

前記溶液重合する段階で、
（ｎ−Ｂｕ）₄ＮＹ（ここで、Ｙ＝ＣｌまたはＯＡｃ）、［ＰＰＮ］Ｃｌ、［ＰＰＮ］Ｂｒ及び［ＰＰＮ］Ｎ₃からなる群より選択されるアンモニウム塩を助触媒として追加的に含む請求項１に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【請求項8】

前記エポキシド化合物は、ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数２乃至２０のアルキレンオキシド；ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数４乃至２０のシクロアルキレンオキシド；及びハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数８乃至２０のスチレンオキシド；からなる群より選択された１種以上である、請求項１に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【請求項9】

前記エポキシド化合物は、ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数２乃至２０のアルキレンオキシドを含み、カーボネート結合選択度（ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｌｉｎｋａｇｅ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が９９％以上である、請求項１に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【請求項10】

重量平均分子量が１０００乃至５０万であるポリエチレンカーボネートを含む、請求項１に記載のポリアルキレンカーボネートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はエポキシド化合物と二酸化炭素を溶液重合する段階を含むポリアルキレンカーボネートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリアルキレンカーボネートは包装材またはコーティング材などとして使用されるのに有用な高分子材料である。ポリアルキレンカーボネートはエポキシ化合物と二酸化炭素から製造する方法が知られているが、前記方法は有毒な化合物であるホスゲンを使用しないという点と空気中で二酸化炭素を得ることができるという点で環境に優しい価値が高い。よって、多くの研究者らがエポキシ化合物と二酸化炭素からポリアルキレンカーボネートを製造するために多様な形態の触媒を開発してきた。

【0003】

２０００年以後にこのような触媒開発分野で相当な進展が成された。そのうちの代表的なものは（Ｓａｌｅｎ）Ｃｏ化合物または（Ｓａｌｅｎ）Ｃｒ化合物［Ｈ₂Ｓａｌｅｎ＝Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ（３，５−ｄｉａｌｋｙｌｓａｌｉｃｙｌｉｄｅｎｅ）−１，２−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｉａｍｉｎｅ）］と［Ｒ₄Ｎ］ＣｌまたはＰＰＮＣｌ（ｂｉｓ（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｈｉｎｅ）ｉｍｉｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）のようなオニウム塩（ｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ）またはアミンまたはホスフィンのような塩基（ｂａｓｅ）を混用して使用する二成分（ｂｉｎａｒｙ）触媒系の開発である。（Ｓａｌｅｎ）Ｃｏ化合物の二成分（ｂｉｎａｒｙ）触媒系に対して、エポキシドがルイス酸基を有する金属センターに配位して活性化され、これをオニウム塩（ｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ）またはバルキーアミン塩基（ｂｕｌｋｙ ａｍｉｎｅ ｂａｓｅ）に由来したカーボネート陰イオンが求核性攻撃するメカニズムが提案されたことがある。

【0004】

一方、中国特許公開公報第１０１４１２８０９号（特許文献１）では一つまたは二つの立体的に大きい中性の有機塩基グループ（ＴＢＤ）を含むサレン類型のＣｏ錯化合物触媒の合成方法とこれを用いてエポキシド化合物及び二酸化炭素を共重合してポリアルキレンカーボネートを製造する方法を開示している。

【0005】

しかし、上記方法の場合はバルク重合を用いた共重合についてのみ言及されている。バルク重合の場合、触媒活性が優れているが、重合完了後にエポキシドの自家重合副反応制御、反応器クリーニング及び高分子内部の金属残渣除去のような後処理工程が難しい問題があるためスケールアップ（ｓｃａｌｅｕｐ）が容易でない問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】中国特許出願公開第１０１４１２８０９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、中性のシングルサイト触媒を有する特定のコバルト錯化合物存在下に溶液重合を用いてエポキシド化合物及び二酸化炭素の二元共重合体を製造することにより、高い選択度を維持しながら同時に反応物の安定性及び重合度を調節することができ、特にバルク重合を行なった場合に比べて重合後の後処理工程が有利なポリアルキレンカーボネートの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面によれば、下記の化学式１で示される触媒及び溶媒存在下に、エポキシド化合物と連続若しくは非連続投入される二酸化炭素を溶液重合する段階；を含み、
前記溶媒は、エチレンジクロライド、ベンゼン及びヘキサンからなる群より選択される、ポリアルキレンカーボネートの製造方法を提供する。

【0009】

【化1】

【0010】

（上記の式において、
Ｑは、ハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、またはリン原子を含むか若しくは含まない炭素数１乃至２０のアルキレン、炭素数３乃至２０のシクロアルキレン、炭素数６乃至３０のアリーレン、または炭素数１乃至２０のジオキシラジカルであり、
Ｒ₁乃至Ｒ₇は、それぞれ独立して若しくは同時に、水素；またはハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、及びリン原子のうちの一つ以上を含むか若しくは含まない炭素数１乃至２０のアルキル基、炭素数２乃至２０のアルケニル基、炭素数７乃至２０のアルキルアリール基、または炭素数７乃至２０のアリールアルキル基であり、
Ｒ₈乃至Ｒ₁₃は、それぞれ独立して、水素または炭素数１乃至２０のアルキル基であり、
ｎは、１乃至１０の整数であり、
Ｘは、−Ｃｌ、−ＮＯ₃または−ＯＡｃである）
前記溶媒は、エポキシド化合物対比１：０．１乃至１：２０の重量比で使用することが好ましい。

【0011】

前記化学式１において、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅及びＲ₇は、それぞれ独立して、水素または炭素数１乃至２０のアルキル基であり、Ｒ₂、Ｒ₄及びＲ₆は、それぞれ独立して、炭素数１乃至２０のアルキル基であり、Ｑは炭素数３乃至２０のシクロアルキレンであり、ｎは１乃至１０の整数であり、Ｘは−Ｃｌ、−ＮＯ₃または−ＯＡｃであり得る。

【0012】

また、前記化学式１において、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅及びＲ₇は、それぞれ独立して、水素であり、Ｒ₂、Ｒ₄及びＲ₆は、それぞれ独立して、ｔ−ブチル基であり、Ｑは炭素数３乃至２０のシクロアルキレンであり得る。前記二酸化炭素は、エポキシド化合物対比０．５：１乃至１０：１の重量比率で投入することができる。

【0013】

前記溶液重合は、５０乃至１００℃の温度で３０分乃至９時間行なうことが好ましい。

【0014】

さらに、本発明では必要によって、前記溶液重合する段階で、（ｎ−Ｂｕ）₄ＮＹ（ここで、Ｙ＝ＣｌまたはＯＡｃ）、［ＰＰＮ］Ｃｌ、［ＰＰＮ］Ｂｒ及び［ＰＰＮ］Ｎ₃からなる群より選択されるアンモニウム塩を助触媒として追加的に含むことができる。

【0015】

また、本発明で、前記エポキシド化合物は、ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数２乃至２０のアルキレンオキシド；ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数４乃至２０のシクロアルキレンオキシド；及びハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数８乃至２０のスチレンオキシド；からなる群より選択することができる。前記エポキシド化合物は、ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数２乃至２０のアルキレンオキシドを含み、カーボネート結合選択度（ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｌｉｎｋａｇｅ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が９９％以上であることが好ましい。

【0016】

また、本発明で、前記ポリアルキレンカーボネートを１０００乃至５０万の重量平均分子量を有するポリエチレンカーボネートを含むことができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、エポキシド化合物と二酸化炭素を用いたポリアルキレンカーボネート製造時に中性シングルサイト触媒を有する特定のコバルト錯化合物を触媒として用いて、また、溶液中で共重合を行うことによって、既存のバルク重合に比べて安定性に優れ、また、重合度を調節することができる。また、本発明の方法は、重合完了後にエポキシド化合物の濃度及び粘度を下降させ自家重合制御、反応器クリーニング、及び高分子内部の金属残渣を除去することが容易であるので、後処理工程でバルク重合より有利な効果を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施例１によって得られた高分子の¹ＨＮＭＲスペクトル結果である。

【図2】実施例２によって得られた高分子の¹ＨＮＭＲスペクトル結果である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明をさらに詳細に説明する。本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は通常的または辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者はその自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に立脚して本発明の技術的な思想に合致する意味と概念に解釈されなければならない。

【0020】

発明の実施形態によって、本発明によれば、下記の化学式１で示される触媒及び溶媒存在下に、エポキシド化合物と連続若しくは非連続投入される二酸化炭素を溶液重合する段階；を含み、前記溶媒は、エチレンジクロライド、ベンゼン及びヘキサンからなる群より選択される、ポリアルキレンカーボネートの製造方法が提供される。

【0021】

【化2】

【0022】

（上記の式において、
Ｑは、ハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、またはリン原子を含むか若しくは含まない炭素数１乃至２０のアルキレン、炭素数３乃至２０のシクロアルキレン、炭素数６乃至３０のアリーレン、または炭素数１乃至２０のジオキシラジカルであり、
Ｒ₁乃至Ｒ₇は、それぞれ独立して若しくは同時に、水素；またはハロゲン、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、及びリン原子のうちの一つ以上を含むか若しくは含まない炭素数１乃至２０のアルキル基、炭素数２乃至２０のアルケニル基、炭素数７乃至２０のアルキルアリール基、または炭素数７乃至２０のアリールアルキル基であり、
Ｒ₈乃至Ｒ₁₃は、それぞれ独立して、水素または炭素数１乃至２０のアルキル基であり、
ｎは、１乃至１０の整数であり、
Ｘは、−Ｃｌ、−ＮＯ₃または−ＯＡｃである）
本発明は、エポキシド化合物と二酸化炭素を用いたポリアルキレンカーボネートの製造方法で、特定の溶媒と触媒を用いた溶液重合方法を提供する特徴がある。

【0023】

即ち、既存にはポリアルキレンカーボネート製造時に主にバルク重合を使用するので、反応時間が長いか副反応が多く発生するので、重合完了後の後処理工程が必須なものとして要求される。しかし、本発明は、重合完了後にエポキシド化合物の自家重合制御、反応器から高分子除去及び、高分子内部の金属残渣を除去することが容易であるので、後処理工程でバルク重合より有利な効果がある。

【0024】

そして、本発明の方法は、触媒の重合活性が既存のバルク重合を行なう場合より１／３水準ではあるが、優れた熱安定性を確保し、重合度調節が容易である。

【0025】

特に、本発明は、高いカーボネート結合（ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｌｉｎｋａｇｅ）は維持しながら、反応後の溶液のＴＳＣを低くして溶液の粘度を相対的に低い状態に維持することによって、高分子溶液の後段工程への移送が容易である。また、本発明によれば、高分子から触媒残渣を除去するなどの追加工程を容易に行なうことができる。

【0026】

このような一実施形態による溶液重合方法で、本発明は候補群の溶媒を直接重合スクリーニング（ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ）する方法によって特定の溶媒を導出した。このような特定の溶媒としては、前述のエチレンジクロライド、ベンゼン及びヘキサンからなる群より選択されるものを使用することが好ましい。

【0027】

前記エチレンジクロライドは、ポリアルキレンカーボネートに対して溶解性（ｓｏｌｕｂｌｅ）を有するので、重合完了後にポリカーボネートが溶媒中に含まれるので、移送が円滑に行われる。したがって、本発明は溶液中に含まれている状態で最終重合体の移送が可能であるので、既存のバルク重合で製造されるポリアルキレンカーボネートの移動性が低い問題を改善することができる。

【0028】

また、ヘキサンはポリアルキレンカーボネートに対して不溶性（ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ）であるが、溶液重合が行われるので、重合完了後にろ過を通じてヘキサンを除去する工程で簡単に最終重合体を得ることができる。

【0029】

ここで、溶液重合時に他の溶媒を用いる場合、触媒の不活性化（ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）を促進し重合反応が全く行われないので、エポキシド化合物と二酸化炭素の二元共重合体を含むポリアルキレンカーボネートを製造することができない。

【0030】

前記溶媒は、エポキシド化合物対比１：０．１乃至１：２０の重量比で使用することが好ましい。この時、その比率が１：０．１未満で過度に少なければ、重合の進行に従ってＴＳＣ及び粘度（ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）が急激に上昇し重合反応が均一に行われないため反応器のモータに機械的な過負荷がかかることがあるので、溶液重合の効果を得にくいこともある。また、その比率が１：２０を超過すれば、収率（ｙｉｅｌｄ）及び分子量が減る問題がある。

【0031】

本発明の好ましい一実施形態において、前記化学式１の触媒は中性シングルサイトを有するコバルト錯化合物であって、ポリアルキレンカーボネートの共重合時に既存の触媒として使用する錯化合物より高い反応性と選択性を示すことができる。

【0032】

このような化学式１の錯化合物において、Ｘは−ＮＯ₃または−ＯＡｃであることがさらに好ましい。

【0033】

また、前記化学式１において、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅及びＲ₇は、それぞれ独立して、水素または炭素数１乃至２０のアルキル基、或いはより好ましく、水素または炭素数１乃至１０のアルキル基であり得、Ｒ₂、Ｒ₄及びＲ₆は、それぞれ独立して、炭素数１乃至２０のアルキル基であり得、或いはより好ましく、炭素数１乃至１０のアルキル基であり得る。最も好ましく、Ｒ₁、Ｒ₃、Ｒ₅及びＲ₇は、それぞれ独立して、水素であり得、Ｒ₂、Ｒ₄及びＲ₆は、それぞれ独立して、ｔ−ブチル基であり得る。

【0034】

また、前記化学式１において、ｎは１乃至１０の整数であり得、より好ましく、２乃至５の整数であり得る。

【0035】

前記化学式１において、Ｑは炭素数３乃至２０のシクロアルキレンであり得、より好ましく、１，２−シクロヘキシレン基であり得る。

【0036】

したがって、本発明の錯化合物は、好ましい実施形態によって下記の化学式１−１の構造を有し得る。

【0037】

【化3】

【0038】

（上記の式において、Ｘは−ＮＯ₃または−ＯＡｃである）
また、前記触媒はエポキシド化合物対比１：５００乃至１０００００のモル比で使用することができ、より好ましくは、１：１００００乃至１：６００００のモル比で使用することができる。この時、その比率が触媒対比１：５００未満であれば、触媒の使用量が多いため重合後に触媒の除去が容易でなく、重合された後に触媒残渣がバックバイティング（ｂａｃｋ ｂｉｔｉｎｇ）を誘導するなどの問題がある。また、その比率が触媒対比１：１０００００を超過すれば、触媒の濃度が低いため反応時間が長くかかり、最終収率（ｙｉｅｌｄ）が低い問題がある。

【0039】

また、本発明で、前記エポキシド化合物は、ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数２乃至２０のアルキレンオキシド；ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数４乃至２０のシクロアルキレンオキシド；及びハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数８乃至２０のスチレンオキシド；からなる群より選択された１種以上であり得る。より好ましく、前記エポキシド化合物は、ハロゲンまたは炭素数１乃至５のアルキル基で置換若しくは非置換された炭素数２乃至２０のアルキレンオキシドを含み、カーボネート結合選択度（ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｌｉｎｋａｇｅ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が９９％以上であり得る。

【0040】

また、前記エポキシド化合物の具体的な例としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテンオキシド、ペンテンオキシド、ヘキセンオキシド、オクテンオキシド、デセンオキシド、ドデセンオキシド、テトラデセンオキシド、ヘキサデセンオキシド、オクタデセンオキシド、ブタジエンモノオキシド、１，２−エポキシ−７−オクテン、エピフルオロヒドリン、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、イソプロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ｔ−ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、シクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、シクロオクテンオキシド、シクロドデセンオキシド、アルファ−ピネンオキシド、２，３−エポキシノルボルネン、リモネンオキシド、ジエルドリン、２，３−エポキシプロピルベンゼン、スチレンオキシド、フェニルプロピレンオキシド、スチルベンオキシド、クロロスチルベンオキシド、ジクロロスチルベンオキシド、１，２−エポキシ−３−フェノキシプロパン、ベンジルオキシメチルオキシラン、グリシジル−メチルフェニルエーテル、クロロフェニル−２，３−エポキシプロピルエーテル、エポキシプロピルメトキシフェニルエーテル、ビフェニルグリシジルエーテル、グリシジルナフチルエーテルなどがある。好ましく、前記エポキシド化合物はエチレンオキシドを使用する。

【0041】

また、前記溶液重合する段階で（ｎ−Ｂｕ）４ＮＹ（ここで、Ｙ＝ＣｌまたはＯＡｃ）、［ＰＰＮ］Ｃｌ、［ＰＰＮ］Ｂｒ及び［ＰＰＮ］Ｎ₃からなる群より選択されるアンモニウム塩を助触媒として追加的に含むことができる。

【0042】

また、本発明の一実施形態によるポリアルキレンカーボネートの製造方法で、ポリアルキレンカーボネート重合方法としては回分式重合法、半回分式重合法、または連続式重合法が使用可能である。

【0043】

また前記二酸化炭素はエポキシド化合物対比０．５：１乃至１０：１の重量比率で投入することができる。

【0044】

また、ポリアルキレンカーボネートを製造する溶液重合において、二酸化炭素の圧力は常圧から１００気圧であり得、好ましくは２乃至５０気圧であり得る。

【0045】

前記二酸化炭素は反応中に連続若しくは非連続で投入することができるが、連続投入されることが好ましく、このような場合、重合反応器はセミバッチ型（ｓｅｍｉ−ｂａｔｃｈ ｔｙｐｅ）または閉鎖型バッチシステム（ｃｌｏｓｅｄ ｂａｔｃｈ ｓｙｓｔｅｍ）を用いることが良い。前記重合で二酸化炭素を連続投入時、反応圧力は５乃至５０ｂａｒ、或いは１０乃至４０ｂａｒであり得る。

【0046】

一方、前記溶液重合は５０乃至１００℃の温度で行なうことができる。また、前記エポキシド化合物、好ましくエチレンオキシドの自家重合温度が９０℃であるので、自家重合によるポリアルキレングリコールなどの副産物含量を減らすためには、６０乃至８０度の温度で溶液重合を行うことがさらに好ましい。

【0047】

また、既存に知られた実験では重合に要求される時間を２０時間以上と明示しているが、このような場合、重合反応時間が過度に長くかかるため好ましくなく、高温で長時間を反応時（例えば、２０時間）、媒体（ｍｅｄｉｕｍ）上でバックバイティング（ｂａｃｋ ｂｉｔｉｎｇ）によってサイクリックカーボネートが形成され、得られた高分子の分子量がむしろ減少する余地が高い。

【0048】

しかし、本発明では溶液重合時、前述の溶媒と触媒の組み合わせで、重合反応を６時間以下、より好ましく３０分乃至９時間、最も好ましく３乃至５時間行う。即ち、本発明は短い重合時間でも既存と同等水準のエポキシド化合物の転換率を示すことができ、副産物の生成も減少させることができる。

【0049】

このような本発明の一実施形態によって製造されたポリアルキレンカーボネートはエチレンオキシドと二酸化炭素の二元共重合体であって、１０００乃至５０万の重量平均分子量を有するポリエチレンカーボネートを含むことができる。また、本発明によれば、ポリアルキレンカーボネートのＴＯＦは３００乃至１５００（ｍｏｌ／ｍｏｌ−ｃａｔ．ｈｒ）であって、単位時間当り単位活性点当り反応した分子数が多いためポリアルキレンカーボネート製造のための十分な活性を示すことができる。

【0050】

以下、本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。但し、これら実施例は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれら実施例によって制限されると解釈されないというべきである。

【実施例】

【0051】

［実施例１乃至２及び比較例１乃至６］
化学式１−１のコバルト触媒及び溶媒を用いてエチレンオキシドと連続投入される二酸化炭素の溶液重合を通じてポリエチレンカーボネートを製造した。実施例１乃至２の重合条件と結果は下記表１に示した。また、実施例１及び２の方法で製造されたポリエチレンカーボネートの¹Ｈ ＮＭＲスペクトル結果はそれぞれ図１及び２に示した。また、比較例１乃至６の重合条件と結果は表２に示した。

【0052】

【化4】

【0053】

【表1】

【0054】

【表2】

【0055】

上記表１及び２を通じて、本発明の場合、中性シングルサイトを有する触媒と共に溶媒として１，２−ＥＤＣまたはヘキサンを用いて溶液重合を行なう場合、ＥＯ／ＣＯ₂の共重合が起こるのが確認された。したがって、前記１，２−ＥＤＣまたはヘキサンは触媒自体に不活性化（ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）効果が非常に少ないながら、それぞれポリアルキレンカーボネート、特にポリエチレンカーボネートに対して溶解性若しくは非溶解性を有するものであって、ポリアルキレンカーボネートを溶液重合を通じて製造時に十分に溶媒（ｓｏｌｖｅｎｔ）として利用可能であるのを確認することができる。

【0056】

また、図１及び２に示されたように、実施例１及び２はエチレンオキシドと二酸化炭素の交互共重合がよく行なわれてポリエチレンカーボネートが製造されるのを確認することができる。また、溶液重合時にもポルリアルキルレングリコール及びサイクリックカーボネートなどの付加ピークがポリアルキレンカーボネート結合対比１％未満の極少量であると確認された。

【0057】

反面、比較例１乃至６の溶媒を用いる場合、共重合が全く行われず収率とＴＯＦ結果が全く測定できなかった。したがって、極性若しくは非極性を有する溶媒であっても、溶液重合時に特定の溶媒が使用されなければポリアルキレンカーボネートが製造できないのを確認することができた。

【0058】

以上、本発明内容の特定の部分を詳しく記述したところ、当業界の通常の知識を有する者にとって、このような具体的技術は単に好ましい実施様態に過ぎず、これによって本発明の範囲が制限されるのではない点は明白である。従って、本発明の実質的な範囲は添付された請求項とそれらの等価物によって定義されるというべきである。

【図1】

【図2】