DE19749860A1 - Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat

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DE19749860A1
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diaryl carbonate
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Masamichi Mizukami
Yoshihisa Arai
Hidefumi Harada
Tokuo Ohshida
Hiroaki Ohgi
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C68/00Preparation of esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C68/06Preparation of esters of carbonic or haloformic acids from organic carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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Description

1. Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat und speziell auf ein Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat unter Verwendung von Harnstoff als Ausgangsmaterial via Dialkylcarbonat als Zwischenprodukt. Diarylcarbonat ist eine Verbindung, die als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Polycarbonat nach einem Umesterungsverfahren in der Schmelze verwendbar ist.
2. Stand der Technik
Bisher wurde Diarylcarbonat durch die Reaktion einer aromatischen Hydroxy-Verbindung mit Phosgen hergestellt. Allerdings wurde nach einem Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat ohne Verwendung von Phosgen verlangt, da Phosgen eine hohe Toxizität und starkes Korrosionsverhalten für Geräte aufweist und da außerdem eine große Alkalimenge notwendig ist, um das Nebenprodukt Chlorwasserstoff zu neutralisieren. Daher wurden einige Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat ohne Verwendung von Phosgen ausprobiert.
Beispielsweise wurde ein Verfahren vorgeschlagen, das die Durchführung einer Carbonylierung einer aromatischen Hydroxy- Verbindung mit Oxidation unter Verwendung von Kohlenmonoxid und Sauerstoff umfaßt (japanische Offenlegungsschrift Nr.
53-68744). Allerdings beinhaltet dieses Verfahren ein sehr kompliziertes Reaktionssystem, da sehr teures Palladium als Hauptkatalysator eingesetzt wird und darüber hinaus Co-Katalysator, Trocknungsmittel, Oxidationsmittel, usw. ebenfalls erforderlich sind. Außerdem ist es bei der vorliegenden Situation schwierig, den Katalysator wieder zu gewinnen, und das Verfahren erreicht auch hinsichtlich Ausbeute und Reaktionsgeschwindigkeit nicht den Industriestandard.
Andererseits wurde versucht, Diphenylcarbonat durch direkte Reaktion von Harnstoff mit Phenol herzustellen; allerdings ist die Ausbeute sehr niedrig (japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-92167). Ferner ist bekannt, Harnstoff in Diphenylharnstoff umzuwandeln und diesen weiter in Phenylurethan unzuwandeln und dann eine Disproportionierungsreaktion von Phenylurethan ablaufen zu lassen; allerdings ist das Verfahren kompliziert (japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-198815).
Als andere Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat als die oben aufgeführten Verfahren offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 51-105032 ein Verfahren zur Herstellung von Diphenylcarbonat durch die Reaktion von Phenol mit Dimethylcarbonat unter Atmosphärendruck oder unter erhöhtem Druck in Gegenwart eines Katalysators, der aus der Gruppe bestehend aus Lewis-Säure und Übergangsmetallverbindungen, die fähig sind, eine Lewis-Säure zu bilden, ausgewählt wird; allerdings ist die Selektivität für Diphenylcarbonat gering.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 51-75044 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Diphenylcarbonat durch Inkontaktbringen von Phenylmethylcarbonat oder Phenylethylcarbonat mit einer Katalysatorzusammensetzung, die aus der Gruppe bestehend aus einer Lewis-Säure und Übergangsmetallverbindungen, die zur Bildung eine Lewis-Säure fähig sind, ausgewählt wird; allerdings ist die Umwandlungsrate von Phenylmethylcarbonat oder Phenylethylcarbonat gering.
Außerdem wurde bei der Herstellung von Diphenylcarbonat aus Dimethylcarbonat eine Trennung zwischen Dimethylcarbonat und Methanol sehr problematisch, das Dimethylcarbonat mit Methanol ein azeotropes Gemisch bildet. Zur Vermeidung einer solchen Azeotropie wurde jede Anstrengung unternommen (japanische Offenlegungsschriften Nr. 54-48732, 61-291545 und 7-330687, usw.). Allerdings wurde das grundsätzliche Problem, daß die Reaktionseffizienz schlecht ist, nicht gelöst, da Dialkylcarbonat als Ausgangsmaterial während der Reaktion entweicht.
Es gibt folgende Verfahren zur Synthese von Dialkylcarbonat: (1) ein Verfahren der oxidativen Carbonylierung, das ein Umsetzen von Alkohol mit Kohlenmonoxid und Sauerstoff umfaßt (japanische Offenlegungsschrift Nr. 51-138620), (2) ein Nitrit-Ester-Verfahren, das eine Umsetzung eines Nitritesters mit Kohlenmonoxid umfaßt (japanische Offenlegungsschrift Nr. 3-141243), (3) ein Ethylencarbonat-Verfahren, das ein Ablaufenlassen einer Umesterung zwischen Ethylencarbonat und Alkylalkohol umfaßt (japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-176071) und (4) ein Harnstoff-Verfahren, das eine direkte Umsetzung von Harnstoff mit Alkylalkohol umfaßt (japanische Offenlegungsschriften Nr. 55-102542 und 8-119907).
Bei den oben beschriebenen Verfahren (1), das Verfahren der oxidativen Carbonylierung, und (2), das Nitritester-Verfahren, wird die Reaktionsapparatur kompliziert, da toxisches CO verwendet wird. Das Verfahren (3), das Ethylencarbonat-Verfahren, beinhaltet sowohl ein Verfahren unter Verwendung von Ethylenoxid und Kohlendioxid als auch ein Verfahren unter Verwendung von Harnstoff und Ethylenglykol als Ausgangsmaterial für Ethylencarbonat. Das Verfahren unter Verwendung von Ethylenoxid als Ausgangsmaterial ist nicht günstig, da gleichzeitig Ethylenglykole produziert werden. Das Verfahren unter Verwendung von Harnstoff als Ausgangsmaterial ist komplizierter als das Verfahren (4) zur direkten Herstellung von Dialkylcarbonat aus Harnstoff.
In einem Verfahren, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 55-102542 beschrieben ist und das dem Verfahren (4), das Verfahren, das eine direkte Umsetzung von Harnstoff mit Alkylalkohol umfaßt, entspricht, wird Dialkylcarbonat erhalten, indem ein höherer Alkohol mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen verwendet wird. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-119907 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Dialkylcarbonat aus Methanol oder Ethanol; allerdings ist die Ausbeute sehr gering.
In der gegenwärtigen Situation wurde bisher noch kein Verfahren eingeführt, in dem Diarylcarbonat in hoher Ausbeute durch einen einfachen Arbeitsgang ohne Verwendung von toxischem Phosgen hergestellt werden kann.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zur Lösung der oben genannten Probleme besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Diarylcarbonat in hoher Ausbeute durch ein einfaches Verfahren ohne Verwendung von toxischem Phosgen.
Die Erfinder führten ausgedehnte Untersuchungen zur Lösung der oben erwähnten Probleme des Standes der Technik durch. Die Erfinder probierten ein Verfahren aus, das eine Umsetzung von Harnstoff mit Alkylalkohol unter Erhalt von Dialkylcarbonat und anschließende Umsetzung von Dialkylcarbonat, das auf diese Weise erhalten wurde, mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung und so Herstellung von Diarylcarbonat umfaßt. Das Ergebnis war, daß die Erfinder feststellten, daß Alkylarylcarbonat durch die Reaktion von Dialkylcarbonat, das durch die Reaktion zwischen Harnstoff und Alkylalkohol erhalten wird, mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung erhalten wird, und das Diarylcarbonat durch weitere Reaktion von Alkylarylcarbonat, das auf diese Weise erhalten wird, mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung erhalten werden kann, daß aber Diarylcarbonat nicht in hoher Ausbeute erhalten werden kann, da die Reaktion zwischen Alkylarylcarbonat und der aromatischen Hydroxy-Verbindung nur bis zu einem gewissen Grad abläuft und dann stoppt.
Als Resultat weiterer ausgedehnter Untersuchungen fanden die Erfinder heraus, daß Alkylarylcarbonat als Reaktionsprodukt zwischen Dialkylcarbonat und einer Hydroxy-Verbindung erhalten wird, und daß dann Diarylcarbonat in hoher Ausbeute erhalten werden kann, indem eine Disproportionierungsreaktion von nicht-umgesetzten Alkylarylcarbonat, das nicht mehr mit der aromatischen Hydroxy-Verbindung reagiert, unter einem niedrigeren Druck als der Reaktionsdruck bei der Reaktion von Dialkylcarbonat mit der aromatischen Hydroxy-Verbindung ablaufen gelassen wird, wobei Dialkylcarbonat aus dem Reaktionssystem abgezogen wird; auf diese Weise wurde die vorliegende Erfindung vollendet.
Ferner haben die Erfinder festgestellt, daß Alkohol in einfacher Weise abgetrennt wird, wenn ein Alkylalkohol mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen als Ausgangsmaterial verwendet wird, da die Siedepunktdifferenz zwischen dem Alkohol, der durch die Reaktion von Dialkylcarbonat mit der aromatischen Hydroxy-Verbindung als Nebenprodukt gebildet wird, und Dialkylcarbonat günstig ist, und praktisch kein Alkohol verbraucht wird, da der als Nebenprodukt auftretende Alkohol in der Reaktion mit Harnstoff erneut eingesetzt werden kann.
D.h., die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat bereit, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • A) einen Schritt zur Herstellung von Dialkylcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt wird, durch Umsetzen von Harnstoff mit Alkylalkohol, der durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird;
  • B) einen Schritt zur Herstellung sowohl von Alkylarylcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel (4) dargestellt wird, als auch von Diarylcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel (5) dargestellt wird, durch Umsetzen von Dialkylcarbonat, das im oben angegebenen Schritt (A) hergestellt wird, mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt wird, und
  • C) einen Schritt zur Herstellung von Diarylcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel (5) dargestellt wird, in dem eine Disproportionierungsreaktion von nicht­ umgesetztem Alkylarylcarbonat, das im oben angegebenen Schritt (B) hergestellt wird, ablaufen gelassen wird;
    ROH (1)
    RO-CO-OR (2)
    ArOH (3)
    RO-CO-OAr (4)
    ArO-CO-OAr (5)
    worin R eine Alkyl-Gruppe darstellt und Ar eine nicht­ substituierte Phenyl-Gruppe oder eine Phenyl-Gruppe, die durch eine Alkyl-Gruppe, Alkoxy-Gruppe, Aryl-Gruppe, Aryloxy-Gruppe oder Halogen substituiert ist, darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend detailliert beschrieben.
In der vorliegenden Erfindung wird Dialkylcarbonat als Vorstufe hergestellt, bevor Diarylcarbonat produziert wird.
NH2-CO-NH2 + ROH → NH2-CO-OR+NH3 (I)
NH2-CO-OR + ROH → RO-CO-OR+NH3 (II)
In der Reaktionsstufe (I) reagiert Harnstoff mit Alkylalkohol unter Herstellung von Alkylcarbamat, und in der Reaktionsstufe (II) reagiert das auf diese Weise hergestellte Alkylcarbamat mit Alkylalkohol unter Herstellung Dialkylcarbamat. Normalerweise ist die Reaktion zur Herstellung von Carbamat aus Harnstoff schnell; die Reaktion zur Herstellung von Carbonat aus Carbamat ist langsam. In jeder der Reaktionsstufen (I) und (II) unterscheiden sich die bevorzugten Reaktionsbedingungen voneinander. Wenn die Reaktionen (I) und (II) kontinuierlich durchgeführt werden, ist es daher notwendig, jede Reaktion durchzuführen, indem sie in zwei Stufen aufgetrennt wird. Wenn die Reaktionen (I) und (II) chargenweise durchgeführt werden, können sie nacheinander in ein und demselben Reaktor durchgeführt werden.
In der Reaktionsstufe (I), in der Carbamat aus Harnstoff produziert wird, ist es möglich, die Reaktion bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur durchzuführen, da die Reaktion schnell ist. Vorzugsweise liegt die Reaktionstemperatur zwischen 100 und 200°C. Wenn die Reaktionstemperatur in der Reaktionsstufe (I) zu hoch ist, ist dies nicht günstig, da Seitenreaktionen auftreten.
Der Reaktionsdruck liegt vorzugsweise zwischen Atmosphärendruck und 2 MPa. Im Reaktionssystem ist ein Drucksteuerungsventil angebracht, da Ammoniak produziert wird; die Reaktion wird durchgeführt, während der Innendruck des Reaktionssystems bei einem spezifiziertem Druck gehalten wird und Ammoniak abgeleitet wird. Um selektiv nur Ammoniak aus dem Reaktionssystem nach außen zu bringen, ist es günstig, eine Destillationssäule im oberen Bereich des Reaktors einzubauen.
Die Reaktionszeit liegt bei etwa 1 bis 4 Stunden. Die Reaktion kann durchgeführt werden, währen ein Inertgas wie z. B. Stickstoff in das Reaktionssystem strömt, obgleich dies normalerweise nicht notwendig ist, da die Reaktion ausreichend schnell abläuft.
In der Reaktionsstufe (II), wo Carbonat aus Carbamat hergestellt wird, ist eine Reaktionstemperatur von 180 bis 260°C günstig, da die Reaktion vergleichsweise langsam ist.
Der Reaktionsdruck ist vorzugsweise Atmosphärendruck bis 3 MPa. Auch in diesem Reaktionssystem ist ein Drucksteuerungsventil angebracht, da Ammoniak produziert wird. Die Reaktion wird durchgeführt, während der Innendruck des Reaktionssystems bei einem spezifizierten Druck gehalten wird und Ammoniak abgeleitet wird. Um selektiv nur Ammoniak aus dem Reaktionssystem nach außen zu führen, ist es vorteilhaft, im oberen Bereich des Reaktors eine Destillationssäule anzuordnen.
Die Reaktionszeit ist etwa 1 bis 20 h. Wenn notwendig, kann die Reaktion durchgeführt werden, während ein Inertgas wie Stickstoff durchströmt, um die Entfernung von Ammoniak zu begünstigen.
Die oben aufgeführten Reaktionen (I) und (II) können in ein und demselben Reaktor oder jeweils in getrennten Reaktoren durchgeführt werden. In jedem Fall ist es günstig, denselben Katalysator zu verwenden.
Als Katalysator für die Reaktionen (I) und (II) wurden viele Katalysatoren in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 55-102542, 57-26645 und 57-175147, usw. beschrieben. Diese können alle in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Unter diesen wird vorzugsweise ein Oxid, ein Alkoxid, ein Aryloxid oder ein Alkyl-substituiertes Metalloxid eines Metalls, das aus der Gruppe bestehend aus Zink, Kupfer, Blei, Zinn und Titan ausgewählt wird, ein Addukt dieser Verbindung und einer anderen Verbindung oder ein Gemisch, das mindestens ein Glied, das unter den vorstehend genannten Verbindungen ausgewählt wird, verwendet. Beispiele für den Katalysator umfassen Zinkoxid, Diamylzinnoxid, Diamylzinndiamyloxid, Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndibutoxid, Tetraamyloxyzinn, Tetrabutoxyzinn, Tetraaymloxytitan, Tetrabutoxytitan, usw. wobei die oben genannten Verbindungen alle Isomeren derselben einschließen.
Alkylalkohol wird in einer Menge von etwa 0,5 bis 10 mol pro mol Harnstoff verwendet.
Die Menge des Katalysators ist 0,1 bis 20 Mol-%, bezogen auf Harnstoff. In den Reaktionen (I) und (II) ist es vorteilhaft, wenn der Alkylalkohol ein Alkohol mit 3 oder mehr Kohlenstoffatomen ist. Wenn der Kohlenstoffatom-Gehalt des Alkylalkohols 2 oder weniger ist, ist dies nicht günstig, da die Ausbeute niedrig ist und der Druck während der Reaktion erhöht ist.
Nach Beendigung der Reaktionen (I) und (II), werden nicht­ umgesetzter Alkohol, Carbamat als Zwischenprodukt und der Katalysator durch Destillation entfernt und auf diese Weise Dialkylcarbonat erhalten. Abgetrennter Alkohol, Carbamat und Katalysator werden zurückgeführt, um sie wieder zu verwenden.
Auf diese Weise erhaltenes Dialkylcarbonat kann in der nächsten Reaktion so wie es ist eingesetzt werden. Wenn es keine ausreichende Reinheit hat, kann es durch Kristallisieren von Carbamat zur Trennung und Entfernung oder durch Auswaschen von Carbamat mit warmem Wasser gereinigt werden. Außerdem ist es möglich, es nach dem Waschen durch Destillation weiter zu reinigen.
Als Kristallisationsverfahren ist es möglich, ein schlechtes Lösungsmittel wie z. B. Hexan, Heptan, Octan, usw. zuzusetzen, und dann abzukühlen. Nach Untersuchungen der Erfinder wird Carbamat durch bloßes Abkühlen eines flüssigen Gemisches aus Carbonat und Carbamat ausgefällt, wodurch reines Carbonat erhalten werden kann. Die Kühltemperatur liegt vorzugsweise zwischen -40°C und Raumtemperatur. Nachdem Carbamat durch Kühlen ausgefällt worden ist, kann reines Dialkylcarbonat durch Filtrieren der Flüssigkeit erhalten werden. Die Flüssigkeit zur Reinigung durch Kühlung kann eine Reaktionsflüssigkeit selbst sein oder ein Destillat nach Destillation der Reaktionsflüssigkeit sein. Es ist günstig, nach der Reinigung auch eine weitere Reinigung durch Destillation durchzuführen.
Verfahren zum Waschen mit warmen Wasser beinhalten ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus Carbonat und Carbamat mit dem 1- bis 10-fachen Volumen warmes Wasser in Kontakt gebracht wird, oder ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus Carbonat und Carbamat in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Toluol aufgelöst wird, und dann mit warmen Wasser in Kontakt gebracht wird. Vorteilhafterweise ist die Temperatur des warmen Wassers 60 bis 100°C. Nach der Reinigung durch Waschen ist es günstig, noch eine weitere Reinigung durch Destillation durchzuführen.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat durch Umsetzung von Dialkylcarbonat, das auf diese Weise erhalten wird, mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung (ArOH) beschrieben.
RO-CO-OR + ArOH ↔ RO-CO-OAr+ROH (III)
RO-CO-OAr + ArOH ↔ ArO-CO-OAr+ROH (IV)
In der Reaktionsstufe (III), reagiert Dialkylcarbonat mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung unter Bildung von Alkylarylcarbonat (RO-CO-OAr). Danach reagiert in der Reaktionsstufe (IV) ein Teil des auf diese Weise produzierten Alkylarylcarbonat weiter mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung unter Bildung von Diarylcarbonat (ArO-CO-OAr). Beide Reaktionen werden durchgeführt, während Alkylalkohol abgezogen wird, da beide Reaktionen (III) und (IV) Gleichgewichtsreaktionen sind. Die Reaktionsbedingungen beider Reaktionen müssen nicht unterschieden werden, da beide Reaktionen in gleicher Weise ablaufen.
Die beiden Reaktionen (III) und (IV) werden bei einer Reaktionstemperatur von 160 bis 250°C unter einem Reaktionsdruck von 0,01 bis 1 MPa durchgeführt. Es ist notwendig, beide Reaktionen unter Abziehen von Alkylalkohol durchzuführen, um beide Reaktionen zu begünstigen, da beide Reaktionen Gleichgewichtsreaktionen sind. Um selektiv nur Alkylalkohol aus dem Reaktionssystem abzuziehen, ist es vorteilhaft, eine Destillationssäule im oberen Bereich des Reaktors anzubringen.
Die Reaktionszeit beträgt 1 bis 10 h. Es ist auch möglich, beide Reaktionen durchzuführen, während ein Inertgas, z. B. Stickstoff, in das Reaktionssystem strömt, obgleich dies normalerweise nicht notwendig ist. In beiden Reaktionen wird normalerweise ein Gemisch aus Alkylarylcarbonat und Diarylcarbonat produziert.
Es wurde festgestellt, daß die obige Reaktion (IV) nur bis zu einem gewissen Grad abläuft und dann stoppt; auf diese Weise konnte Diarylcarbonat nicht in hoher Ausbeute erhalten werden. Als Ergebnis weiterer Untersuchungen der Erfinder wurde festgestellt, daß Diarylcarbonat in hoher Ausbeute erhalten werden konnte, wenn eine Disproportionierungsreaktion von nicht-umgesetzten Alkylarylcarbonat, das in der Reaktion (III) produziert wird und das noch nicht Reaktion (IV) reagiert hat, ablaufen gelassen wird. D.h., die folgende Reaktion (V), die Disproportionierungsreaktion wird ablaufen gelassen:
2RO-CO-OAr ↔ ArO-CO-OAr+RO-CO-OR (V)
Die obige Reaktion (V) ist eine Gleichgewichtsreaktion.
In den Reaktionsstufen (III) und (IV) werden die Reaktionen (III) und (IV) durchgeführt, während Alkylalkohol abgezogen wird. In der Reaktionsstufe (V) der Disproportionierung wird die Reaktion (V) durchgeführt, während Dialkylcarbonat abgezogen wird. Damit sind die bevorzugten Reaktionsbedingungen der Reaktionsstufen (III) und (IV) und der Reaktionsstufe (V) unterschiedlich. Wenn die Reaktionen (III), (IV) und (V) kontinuierlich durchgeführt werden, ist es notwendig, die Reaktionen in zwei Stufen aufzuteilen. Wenn die Reaktionen (III), (IV) und (V) chargenweise durchgeführt werden, können sie nacheinander in ein- und demselben Reaktor durchgeführt werden.
In der Reaktionsstufe (III), in der Alkylarylcarbonat produziert wird, wird Dialkylcarbonat umgesetzt, bis die Umwandlungsrate von Dialkylcarbonat etwa 20 bis 60% wird, dann wird Alkylalkohol unter Zurückführung in den Kreislauf entfernt, und das auf diese Weise Alkylarylcarbonat wird in der nächsten Reaktionsstufe (V) als Ausgangsmaterial eingesetzt. Das in der Reaktion (III) produzierte Alkylarylcarbonat reagiert ferner mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung, wobei eine geringe Menge Diarylcarbonat in der Reaktion (IV) produziert wird. Die folgende Disproportionierungsreaktion (V) kann durchgeführt werden, ohne daß in der Reaktion (IV) produziertes Alkylarylcarbonat abgetrennt wird. In den Stufen (III) und (IV) erhaltener Alkylalkohol wird zurückgeführt, um wieder als Ausgangsmaterial in den Reaktionsstufen (I) und (II) verwendet zu werden.
In der Reaktionsstufe (V), in der Diarylcarbonat produziert wird, beträgt die Reaktionstemperatur 160 bis 250°C. Vorteilhafterweise ist der Reaktionsdruck in der Reaktion (V) niedriger als der in den Reaktionen (III) und (IV). Der Reaktionsdruck ist 0,001 bis 0,1 MPa und vorzugsweise 0,01 bis 0,05 MPa. Es ist notwendig, die Reaktion (V) durchzuführen, während Dialkylcarbonat entzogen wird, um die Reaktion (V) zu begünstigen, da die Reaktion (V) eine Gleichgewichtsreaktion ist. Um selektiv nur Dialkylcarbonat aus dem Reaktionssystem nach außen abzuziehen, ist es vorteilhaft, im oberen Bereich des Reaktors eine Destillationssäule anzuordnen.
Die Reaktionszeit beträgt etwa 1 bis 10 h. Es ist auch möglich, die Reaktion (V) durchzuführen, während ein Inertgas, z. B. Stickstoff, in das Reaktionssystem strömt, obgleich dies üblicherweise nicht notwendig ist. Die Reaktion (V) wird durchgeführt, bis die Umwandlungsrate von Alkylarylcarbonat etwa 80 bis 100% wird; danach werden nicht-umgesetztes Alkylarylcarbonat und Katalysator durch Destillation entfernt und auf diese Weise wird Diarylcarbonat erhalten.
Die Reaktionen (III), (IV) und (V) können in ein und demselben Reaktor oder jeweils in getrennten Reaktoren durchgeführt werden. In allen Fällen ist es vorteilhaft, denselben Katalysator zu verwenden.
Der Katalysator, der in den Reaktionen (III), (IV) und (V) zu verwenden ist, ist unter der Bedingung, daß er normalerweise als Umesterungskatalysator bekannt ist, nicht limitiert. Vorzugsweise wird insbesondere ein Oxid, ein Alkoxid, ein Aryloxid, ein Alkyl-substituiertes Metalloxid oder ein Acetylacetonat eines Metalls, das aus der Gruppe bestehend aus Titan, Aluminium, Gallium, Zinn und Yttrium ausgewählt ist, oder ein Addukt dieser Verbindung und einer anderen Verbindung verwendet.
Unter den oben aufgeführten Katalysatoren werden insbesondere Titan-Verbindungen, die durch die allgemeine Formel Ti(OX)4, in der X eine Alkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe ist, dargestellt werden, ein Addukt einer Titan-Verbindung, die durch die allgemeine Formel Ti(OX)4.XOH, in der X eine Alkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe ist, dargestellt wird, bevorzugt eingesetzt.
Beispiele für den Katalysator, der durch die oben angeführten allgemeinen Formeln dargestellt wird, umfassen Titantetrapropoxid einschließlich aller Isomeren, Titantetrabutoxid einschließlich aller Isomeren, Titantetraamyloxid einschließlich aller Isomeren, Titantetrahexyloxid einschließlich aller Isomeren, Titantetraphenoxid, Titantetra(4-methylphenoxid), ein Addukt von Titantetraphenoxid und Phenol, usw.
Außerdem ist es auch vorteilhaft, Zinn-Verbindungen zu verwenden, die durch die allgemeinen Formeln R'2SnO, R'2Sn(OR'')2 und Sn(OR)4 dargestellt werden, in denen R' eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt und R'' eine Alkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt.
Beispiele für den Katalysator, der durch die oben aufgeführten allgemeinen Formeln dargestellt wird, umfassen Diethylzinnoxid, Dipropylzinnoxid einschließlich aller Isomeren, Dibutylzinnoxid einschließlich aller Isomeren, Diamylzinnoxid einschließlich aller Isomeren, Dioctylzinnoxid einschließlich aller Isomeren, Dibutyldibutoxyzinn einschließlich aller Isomeren, Diethyldiamyloxyzinn einschließlich aller Isomeren, Tetrabutoxyzinn einschließlich aller Isomeren, Tetraisoamyloxyzinn einschließlich aller Isomeren, usw. Außerdem werden Verbindungen, die unter den Reaktionsbedingungen in diese Verbindungen übergeführt werden, z. B. Trialkylmonoalkoxid und Monoalkyltrialkoxid in geeigneter Weise verwendet.
In der Reaktion (III) wird die aromatische Hydroxy-Verbindung in einer Menge des 0,2- bis 10-fachen und vorzugsweise des 1- bis 5-fachen der Molmenge von Dialkylcarbonat verwendet.
Vorzugsweise ist die Katalysatormenge 0,01 bis 10 Mol-%, bezogen auf Dialkylcarbonat. In der Reaktion (V) wird die Reaktionsflüssigkeit von (III) üblicherweise als Ausgangsmaterial, so wie sie ist, eingesetzt. Wenn notwendig kann ein Katalysator zugesetzt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren reagiert Alkylalkohol, der als Nebenprodukt bei der Reaktion von Dialkylcarbonat mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung entsteht, mit Harnstoff, um dann erneut in Dialkylcarbonat umgewandelt zu werden. Daher kann Alkylalkohol zur Verwendung wieder zurückgeführt werden. Dies wird nur dadurch erreicht, daß jede Reaktion in ausreichend hoher Ausbeute abläuft. Wenn Alkylalkohol 3 bis 6 Kohlenstoffatome hat, kann dies in einfacher Weise erreicht werden.
D.h., es ist bevorzugt, daß Dialkylcarbonat in der Reaktion (III) ein Produkt aus Alkohol mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen ist. Wenn sein Gehalt an Kohlenstoffatomen zwei oder weniger ist, ist es schwierig, selektiv nur Alkohol in der Reaktionsstufe (III) zu entfernen, da die Siedepunktsdifferenz zwischen Alkohol und Dialkylcarbonat klein ist. Wenn sein Gehalt an Kohlenstoffatomen 7 oder darüber ist, ist es schwierig, reines Diarylcarbonat durch Destillation abzutrennen, da der Siedepunkt von Diarylcarbonat als das Produkt nahe dem von Alkylarylcarbonat als das Ausgangsmaterial ist. Außerdem ist es zum Abziehen von Alkylalkohol (ROH) notwendig, daß der Siedepunkt der aromatischen Hydroxy-Verbindung (ArOH) höher als der von ROH ist. Wenn der Kohlenstoffatom-Gehalt 7 oder mehr ist, ist es schwierig, selektiv ROH abzuziehen, da der Siedepunkt von ROH dem von ArOH nahe kommt.
Die Vorteile, die durch die Verwendung von Alkohol mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bereitgestellt werden sollen, werden nachfolgend zusammengefaßt.
Im Schritt der Herstellung von Diarylcarbonat aus Dialkylcarbonat wird die Trennung zwischen Alkohol und Dialkylcarbonat einfach, da die Siedepunktsdifferenz zwischen Alkohol und Dialkylcarbonat durch Verwendung von Alkohol mit 3 oder mehr Kohlenstoffatomen groß gemacht wurde. Dadurch kann das Problem, daß es schwierig ist, Methanol von Dimethylcarbonat zu trennen, gelöst werden.
Die Reaktion wird effizient durchgeführt, da ein Ausströmen von Dialkylcarbonat, das von Alkohol begleitet wird, aus dem Reaktionssystem während der Reaktion unterdrückt wird. Wenn ein Alkohol mit 7 oder mehr Kohlenstoffatomen verwendet wird, so ist dies nicht günstig, da der Siedepunkt von Alkohol dem der aromatischen Hydroxy-Verbindung, gegen die er ausgetauscht werden soll, entspricht oder höher als dieser ist; darüber hinaus wird die Trennung zwischen Diarylcarbonat als Produkt und Alkylarylcarbonat als Zwischenprodukt schwierig. Im allgemeinen ist Dialkylcarbonat, das aus einem Alkohol mit 3 bis Kohlenstoffatomen gebildet ist, nicht einfach verfügbar.
Wenn ein Alkohol mit 3 oder mehr Kohlenstoffatomen eingesetzt wird, kann das oben genannte Problem gelöst werden, indem Alkohol unter erneuter Bildung von Carbonat zurückgeführt wird, da Alkohol mit 3 oder mehr Kohlenstoffatomen direkt mit Harnstoff unter Bereitstellung von Carbonat in hoher Ausbeute reagiert. D.h., um alle Reaktionen in hoher Ausbeute zu begünstigen, ist es unterläßlich, einen Alkohol mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen zu verwenden.
Beispiele für Alkohol mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, der in der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, umfassen n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sek-Butanol, tert-Butanol, 1-Pentanol, 2-Pentanol, 3-Pentanol, 2-Methyl-1- butanol, 2-Methyl-2-butanol, 3-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-2- butanol, 2, 2-Dimethyl-1-propanol, Cyclopentanol, 1-Hexanol, 2-Hexanol, 3-Hexanol, 2-Methyl-1-pentanol, 3-Methyl-1- pentanol, 4-Methyl-1-pentanol, 2,2-Dimethyl-1-butanol, 2,3- Dimethyl-1-butanol, 3, 3-Dimethyl-1-butanol, 2-Ethyl-1-butanol und 3-Ethyl-1-butanol.
Die aromatische Hydroxy-Verbindung, die durch die allgemeine Formel (3) dargestellt wird und die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist Phenol oder Alkyl- Gruppen-, Alkoxy-Gruppe-, Aryl-Gruppen-, Aryloxy-Gruppen- oder Halogen-substituiertes Phenol. Beispiele für die aromatische Hydroxy-Verbindung umfassen Phenol, o-Kresol, m-Kresol, p-Kresol, 2,4-Dimethylphenol, 3,4-Dimethylphenol, 3,5-Dimethylphenol, o-Ethylphenol, m-Ethylphenol, p-Ethylphenol, p-n-Propylphenol, p-Isopropylphenol, p-n-Butylphenol, p-Isobutylphenol, p-tert-Butylphenol, p-Phenylphenol, p-Methoxyphenol, p-Propoxyphenol, p-Chlorphenol, 2,4-Dichlorphenol, usw.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Reaktionen unter Verwendung eines Lösungsmittels, das für die Reaktionen inert ist, oder in Gegenwart eines Inertgases oder unter Druck mit einem Inertgas durchzuführen. Es ist natürlich vorteilhaft, wenn jedes der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Ausgangsmaterialien rein ist. Vorzugsweise haben sie eine Reinheit von 95 bis 100%. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn Dialkylcarbonat als das Zwischenprodukt eine Reinheit von 90 bis 100% hat.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden einige der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen beschrieben, welche den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung allerdings nicht beschränken sollen.
In den Beispielen meint der Begriff "Vorstufen-Reaktion", Reaktionen zur Herstellung von Dialkylcarbonat aus Harnstoff, und meint der Ausdruck "Nachstufenreaktion" Reaktionen zur Herstellung von Alkylarylcarbonat und Diarylcarbonat aus Dialkylcarbonat.
BEISPIEL 1 [Synthese von Diisoamylcarbonat]
Eine Füllsäule mit einem Innendurchmesser von 34 mm und einer Länge von 500 mm wurde an einen Autoklaven mit einer Kapazität von 3 l, hergestellt von SUS316, der mit einem Rührer ausgestattet war, angeschlossen und auf diese Weise ein Reaktor hergestellt. Ein Drucksteuerungsventil wurde an einem Ende der Füllsäule angeordnet, um es so zu ermöglichen, den Innendruck des Reaktors bei einem spezifizierten Druck zu halten. Außerdem wurde die Füllsäule mit einer Dixon-Packung gefüllt.
212,8 g (3,54 mol) Harnstoff, 810,8 g (9,20 mol) Isoamylalkohol und 10,7 g (0,13 mol) Zinkoxid wurden in den Reaktor gefüllt. Der Innenraum des Reaktors wurde durch Stickstoff ersetzt, dann wurde die Innentemperatur des Reaktors über einen Zeitraum von 1 h auf 180°C erhöht; der Zustand wurde für eine weitere Stunde bei 180°C aufrecht erhalten. Obgleich der Innendruck des Reaktors durch Erzeugung von Ammoniak während der Reaktion anstieg, wurde der Innendruck durch Ableiten von Ammoniak über das Drucksteuerungsventil aus dem Reaktor bei 0,4 MPa (Meßgerät) gehalten. Zu dieser Zeit war Harnstoff größtenteils in Carbamat umgewandelt worden und die Bildung von Ammoniak wurde langsam.
Dann wurde die Temperatur über 8 h auf bis zu 250°C erhöht, der Druck wurde so eingestellt, daß er 0,4 bis 0,5 MPa (Manometer) war; auf diese Weise wurde die Reaktion durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wurden 186,1 g überschüssiger Isoamylalkohol durch Destillation entfernt, und dann wurde ein Gemisch aus Diisoamylcarbonat und Isoamylcarbamat durch Destillation erhalten. Die Flüssigkeit enthielt 91% Diisoamylcarbonat. Das rohe Diisoamylcarbonat wurde 12 h bei 0°C stehen gelassen und dann kristallisiertes Carbamat wurde durch Filtration entfernt, wobei 98% Diisoamylcarbonat erhalten wurde. Die Ausbeute an Diisoamylcarbonat war 467,2 g (2,31 mol).
[Synthese von Diphenylcarbonat]
Eine Füllsäule mit einem Innendurchmesser von 50 mm und einer Länge von 500 mm, die mit Dixon-Packung gefüllt war, wurde an einen Kolben mit einer Kapazität von 2 l angeschlossen und auf diese Weise ein Reaktor hergestellt. 467,2 g (2,31 mol) Diisoamylcarbonat, das auf diese Weise erhalten worden war, 439,7 g (4,67 mol) Phenol und 9,71 g (0,023 mol) Titantetraphenoxid wurden in den Reaktor gefüllt und dann in einem Ölbad mit einer Badtemperatur von 220°C 4 h unter Rühren erhitzt. Die Temperatur der Reaktionsflüssigkeit wurden von 180°C zu Beginn auf 210°C am Schluß erhöht. Außerdem wurde mittlerweile der Druck von 760 mmHg auf 460 mmHg mit einer Reduktionsrate von etwa 75 mmHg/h unter Durchführung der Reaktion verringert, während Isoamylalkohol abdestilliert wurde (die abdestillierte Menge: 86,4 g).
Danach wurde der Druck auf 100 mmHg reduziert, um eine Disproportionierungsreaktion von Isoamylphenylcarbonat über 2 h durchzuführen, während sowohl Phenol als auch Diisoamylcarbonat abdestilliert wurden. Nach Beendigung der Reaktion über insgesamt 6 h wurde Diphenylcarbonat durch Destillation isoliert. Die Ausbeute an Diphenylcarbonat war 93,0 g (0,4341 mol). Die Umwandlungsrate von Isoamylphenylcarbonat betrug 84,1%. Die Flüssigkeitsmenge, die während der Reaktionen abdestilliert wurde, war insgesamt 657,2 g und setzte sich aus 325,4 g (3,46 mol) Phenol und 331,8 g (1,64 mol) Diisoamylcarbonat zusammen.
[Recycling von Isoamylalkohol]
810,8 g Isoamylalkohol, wobei 538,3 g neuer Isoamylalkohol zu 272,5 g Isoamylalkohol, der sowohl in der Vorstufenreaktion als auch in der Nachstufenreaktion wiedergewonnen worden war, gegeben wurden, wurde verwendet, um wieder eine Vorstufenreaktion durchzuführen. Es wurde keine Änderung bei der Ausbeute beobachtet.
BEISPIEL 2 [Synthese von Diisoamylcarbonat]
659 g rohes Diisoamylcarbonat, das eine Reinheit von 91% hatte, wurden in der selben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Das rohe Diisoamylcarbonat wurde mit der 10-fachen Volumenmenge an warmem Wasser von 80°C in Kontakt gebracht und durch Flüssigkeitstrennung gewaschen. Das Waschen wurde 3-mal wiederholt. Die Reinheit wurde beim ersten Waschen 95%; beim zweiten Waschen 97%; beim dritten Waschen 98%. Das auf diese Weise erhaltene Diisoamylcarbonat wurde erneut destilliert, um als Ausgangsmaterial für die nächste Reaktion eingesetzt zu werden. Die Ausbeute an Diisoamylcarbonat war 595 g.
[Synthese von Diphenylcarbonat]
Diphenylcarbonat wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß 467,2 g Diisoamylcarbonat, das mit warmem Wasser gewaschen worden war, verwendet wurden, synthetisiert. Die Ausbeute an Diphenylcarbonat war 83,1 g (0,388 mol). Die Umwandlungsrate für Isoamylphenylcarbonat war 81,5%.
[Recycling von Isoamylalkohol]
810,8 g Isoamylalkohol, wobei 530,5 g frischer Isoamylalkohol zu 186,1 g Isoamylalkohol, der in der Vorstufenreaktion wiedergewonnen worden war, und 94,2 g Isoamylalkohol, der in der Nachstufenreaktion wiedergewonnen worden war, gegeben wurden, wurden verwendet, um wieder eine Vorstufenreaktion durchzuführen. Es wurde keine Veränderung bei der Ausbeute beobachtet.
BEISPIEL 3
94,8 g (1,58 mol) Harnstoff, 1392 g (15,8 mol) Isoamylalkohol und 14,5 g (0,058 mol) Di-n-butylzinnoxid wurden in denselben Reaktor wie in Beispiel 1 gefüllt. Der Innenraum des Reaktors wurde durch Stickstoff ersetzt, dann wurde die Innentemperatur des Reaktors über eine Stunde auf 180°C erhöht und der Zustand für eine weitere Stunde bei 180°C aufrecht erhalten. Obgleich der Innendruck des Reaktors aufgrund der Bildung von Ammoniak während der Reaktion anstieg, wurde der Innendruck durch Ableitung von Ammoniak über das Drucksteuerungsventil aus dem Reaktor bei 0,4 MPa (Meßgerät) gehalten: Zu dieser Zeit war Harnstoff größtenteils in Carbamat umgewandelt und die Erzeugung von Ammoniak wurde langsam.
Dann wurde die Temperatur für 3 h bis zu 230°C erhöht und der Druck so eingestellt, daß er 0,6 bis 0,9 MPa (Manometer) war; auf diese Weise wurde die Reaktion durchgeführt. Danach wurde die Reaktion für 3 h bei einer Reaktionstemperatur von 230°C unter einem Druck von 0,9 MPa durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wurden 1058 g überschüssiger Isoamylalkohol durch Destillation entfernt und danach ein Gemisch aus Diisoamylcarbonat und Isoamylcarbamat durch Destillation erhalten. Die Flüssigkeit enthielt 96% Diisoamylcarbonat. Dieses wurde so verwendet wie es war. Die Ausbeute an Diisoamylcarbonat war 296 g (1,48 mol).
[Synthese von Diphenylcarbonat]
290,0 g (1,43 mol) Diisoamylcarbonat, das auf diese Weise erhalten worden war, 272,9 g (2,90 mol) Phenol und 6,03 g (0,014 mol) Titantetraphenoxid wurden in denselben Reaktor wie in Beispiel 1 gefüllt und es wurde dieselbe Reaktion wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Ausbeute an Diphenylcarbonat war 52,8 g (0,247 mol). Die Menge an wiedergewonnenem Isoamylalkohol war 56 g. Die Umwandlungsrate von Isoamylphenylcarbonat war 80,2%.
[Recycling von Isoamylalkohol]
1392 g Isoamylalkohol, wobei 278 g frischer Isoamylalkohol zu 1114 g Isoamylalkohol, der sowohl aus der Vorstufenreaktion wie aus der Nachstufenreaktion wiedergewonnen worden war, gegeben worden waren, wurden verwendet, um wieder eine Vorstufenreaktion durchzuführen. Es wurde keine Änderung bei der Ausbeute beobachtet.
BEISPIEL 4 [Synthese von Di-n-butylcarbonat]
212,8 g (3,54 mol) Harnstoff, 681,9 g (9,20 mol) n-Butylalkohol und 10,7 g (0,13 mol) Zinkoxid wurden in denselben Reaktor wie in Beispiel 1 gefüllt. Der Innenraum des Reaktors wurde mit Stickstoff ersetzt und dann wurde die Innentemperatur des Reaktors über eine Stunde auf 180°C erhöht und der Zustand bei 180°C für eine weitere Stunde aufrecht erhalten. Obgleich der Innendruck des Reaktors durch Bildung von Ammoniak während der Reaktion sich erhöhte, wurde der Innendruck durch Ableitung von Ammoniak über das Drucksteuerungsventil aus dem Reaktor bei 0,5 MPa (Manometer) gehalten. Zu dieser Zeit war Harnstoff größtenteils in Carbamat umgewandelt und die Bildung von Ammoniak wurde langsam.
Dann wurde die Temperatur über 8 h bis zu 250°C erhöht und der Druck wurde so eingestellt, daß er 0,8 bis 1,0 MPa (Meßgerät) war; auf diese Weise wurde die Reaktion ausgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wurden 156,6 g überschüssiger n-Butylalkohol durch Destillation entfernt, danach wurde ein Gemisch aus Di-n-butylcarbonat und n-Butylcarbamat durch Destillation erhalten. Die Flüssigkeit enthielt 80% Di-n-butylcarbonat. Die Reaktionsflüssigkeit wurde 12 h bei 0°C stehengelassen und dann filtriert; auf diese Weise wurde Di-n-butylcarbonat mit einer Reinheit von 97% erhalten. Die Ausbeute an Di-n-butylcarbonat war 259 g (1,50 mol).
[Synthese von Diphenylcarbonat]
Eine Füllsäule mit einem Innendurchmesser von 22 mm und einer Länge von 200 mm, die mit Dixon-Packung gefüllt war, wurde an einen Kolben mit einer Kapazität von 300 ml angeschlossen; auf diese Weise wurde ein Reaktor hergestellt. 100 g (0,574 mol) Di-n-butylcarbonat, das auf diese Weise erhalten worden war, 108 g (1,15 mol) Phenol und 1,43 g (0,006 mol) Din-n-butylzinnoxid wurden in den Reaktor gefüllt und dann 4 h in einem Ölbad bei einer Badtemperatur von 215°C unter Rühren erhitzt. Die Temperatur der Reaktionsflüssigkeit wurde von 180°C am Anfang auf 200°C am Ende erhöht. Außerdem war der Druck inzwischen Atmosphärendruck, um die Reaktion durchzuführen, während n-Butylalkohol abdestilliert wurde (die abdestillierte Menge war 16,6 g).
Danach wurde der Druck auf 125 mmHg reduziert, um die Disproportionierungsreaktion von D-n-butylcarbonat 2 h lang durchzuführen, während sowohl Phenol wie auch Di-n-butylcarbonat abdestilliert wurden. Nach Beendigung der Reaktion nach insgesamt 6 h wurde Diphenylcarbonat durch Destillation isoliert. Die Ausbeute an Diphenylcarbonat war 24,9 g (0,116 mol). Die Umwandlungsrate von n-Butylphenylcarbonat war 83,2%.
[Recycling von n-Butylalkohol]
681,9 g n-Butylalkohol, wobei 508,7 g frischer n-Butylalkohol zu 173,2 g n-Butylalkohol, der bei der Vorstufenreaktion und der Nachstufenreaktion wiedergewonnen worden war, gegeben worden war, wurden wieder zur Durchführung einer Vorstufenreaktion eingesetzt. Es wurde keine Änderung bei der Ausbeute beobachtet.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat, umfassend:
  • A) einen Schritt zur Herstellung von Dialkylcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt wird, durch Umsetzen von Harnstoff mit Alkylalkohol, der durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird;
  • B) einen Schritt zur Herstellung sowohl von Alkylarylcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel (4) dargestellt wird, als auch von Diarylcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel (5) dargestellt wird, durch Umsetzen von Dialkylcarbonat, das im oben angegebenen Schritt (A) hergestellt wird, mit einer aromatischen Hydroxy-Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt wird, und
  • C) einen Schritt zur Herstellung von Diarylcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel (5) dargestellt wird, in dem eine Disproportionierungsreaktion von nicht umgesetztem Alkylarylcarbonat, das im oben angegebenen Schritt (B) hergestellt wird, ablaufen gelassen wird;
    ROH (1)
    RO-CO-OR (2)
    ArOH (3)
    RO-CO-OAr (4)
    ArO-CO-OAr (5)
    worin R eine Alkyl-Gruppe darstellt und Ar eine nicht­ substituierte Phenyl-Gruppe oder eine Phenyl-Gruppe, die durch eine Alkyl-Gruppe, Alkoxy-Gruppe, Aryl-Gruppe, Aryloxy-Gruppe oder Halogen substituiert ist, darstellt.
2. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat gemäß Anspruch 1, wobei der Alkylalkohol, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, ein Alkohol mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.
3. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat gemäß Anspruch 2, wobei der Alkylalkohol, der durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, und der in Schritt (B) als Nebenprodukt produziert wird, in Schritt (A) als Ausgangsmaterial eingesetzt wird.
4. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat nach Anspruch 1, wobei ein Katalysator, der in Schritt (A) verwendet wird, ein Oxid, ein Alkoxid, ein Aryloxid oder ein Alkyl-substituiertes Metalloxid eines Metalls, das aus der Gruppe bestehend aus Zink, Kupfer, Blei, Zinn oder Titan ausgewählt wird, ein Addukt dieser Verbindung und einer weiteren Verbindung oder ein Gemisch, das mindestens ein Glied, das aus den vorstehenden Verbindungen ausgewählt ist, enthält, ist.
5. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat nach Anspruch 4, wobei ein Katalysator, der in Schritt (A) zu verwenden ist, ZnO, R'2SnO, R'2Sn(OR'')2, Sn(OR)4, ein Addukt dieser Verbindung und einer anderen Verbindung oder ein Gemisch, das mindestens ein Glied, das aus den vorhergehenden Verbindungen ausgewählt ist, enthält, ist, wobei R' eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, und R'' eine Alkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt.
6. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat nach Anspruch 1, wobei ein Katalysator, der in den Schritten (B) und (C) verwendet wird, ein Oxid, ein Alkoxid, ein Aryloxid oder ein Alkyl-substituiertes Metalloxid eines Metalls, das aus der Gruppe bestehend aus Zinn und Titan ausgewählt wird, ein Addukt dieser Verbindung und einer anderen Verbindung oder ein Gemisch, das mindestens ein Glied, das aus den vorhergehenden Verbindungen ausgewählt ist, enthält, ist.
7. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat nach Anspruch 6, wobei der Katalysator, der in den Schritten (B) und (C) verwendet wird, Ti(OX)4, R'2SnO, R'2Sn(OR'')2, Sn(OR)4, ein Addukt dieser Verbindung und einer anderen Verbindung oder ein Gemisch, das mindestens ein Glied, das unter den vorherstehenden Verbindungen ausgewählt ist, enthält, ist, wobei X eine Alkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe darstellt; R' ein Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt und R'' eine Alkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt.
8. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat nach Anspruch 1, wobei das Ar eine Phenyl-Gruppe ist.
9. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat nach Anspruch 1, wobei Dialkylcarbonat, das in Schritt (A) erhalten wird, durch Destillation gereinigt wird und das auf diese Weise gereinigte Dialkylcarbonat dann als Ausgangsmaterial im Schritt (B) eingesetzt wird.
10. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat nach Anspruch 1, wobei das in Schritt (A) erhaltene Dialkylcarbonat zur Abtrennung durch Abkühlen auf -40 bis 20°C gereinigt wird, und das auf diese Weise gereinigte Dialkylcarbonat dann als Ausgangsmaterial im Schritt (B) eingesetzt wird.
11. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat gemäß Anspruch 1, wobei Dialkylcarbonat, das in Schritt (A) erhalten wird, durch Inkontaktbringen mit Wasser von 60 bis 100°C gereinigt wird, und dann das auf diese Weise gereinigte Dialkylcarbonat als Ausgangsmaterial im Schritt (B) eingesetzt wird.
12. Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat gemäß Anspruch 1, wobei der Reaktionsdruck im Schritt (C) niedriger ist als der im Schritt (B).
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