JP2002053573A - Method for producing alkylene carbonate compound - Google Patents

Method for producing alkylene carbonate compound

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JP2002053573A
JP2002053573A JP2000243238A JP2000243238A JP2002053573A JP 2002053573 A JP2002053573 A JP 2002053573A JP 2000243238 A JP2000243238 A JP 2000243238A JP 2000243238 A JP2000243238 A JP 2000243238A JP 2002053573 A JP2002053573 A JP 2002053573A
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alkylene
oxide
reaction
group
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Yutaka Ikushima
豊 生島
Hajime Kawanami
肇 川波
Kazuo Torii
一雄 鳥居
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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    • C07D317/34Oxygen atoms
    • C07D317/36Alkylene carbonates; Substituted alkylene carbonates
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for synthesizing an alkylene carbonate from an alkylene oxide by using supercritical carbon dioxide without using a metal catalyst. SOLUTION: This method for producing an alkylene carbonate comprises reacting an alkylene oxide with carbon dioxide kept under >=60 kg/cm2 pressure in the presence of a polar organic solvent having amide group or sulfinyl group.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】(発明の属する技術分野)本発明は、均一
系あるいは不均一系の金属触媒を用いないで、超臨界二
酸化炭素または亜臨界二酸化炭素条件下でアミド基ある
いはスルホニル基を有する極性有機溶媒を存在させてア
ルキレンオキシドを反応させ、カーボネートを効率良く
合成する方法に関するものである。
[0001] The present invention relates to a polar organic solvent having an amide group or a sulfonyl group under supercritical carbon dioxide or subcritical carbon dioxide conditions without using a homogeneous or heterogeneous metal catalyst. And a method for efficiently synthesizing a carbonate by reacting an alkylene oxide.

【0002】(従来の技術)近年、温暖化による地球環
境の悪化が深刻な問題になりつつあり、国際的にも化石
エネルギーの使用を押さえて二酸化炭素量を削減するこ
となどが求められている。二酸化炭素量を削減する方法
の一つとして多くの二酸化炭素固定化技術の開発研究が
実施されてきている。アルキレンオキシドからアルキレ
ンカーボネートを合成する反応は古くから注目され、多
数の研究が存在する。しかし、今までに報告された内容
は、固体酸触媒、アルカリ金属塩触媒、均一系有機金属
触媒等を使用した反応条件での報告が多い。例えば、ア
ルキル基置換アンモニウムカチオンを対カチオンとする
カルボン酸型陽イオン交換樹脂を触媒とするアルキレン
カーボネートの製造方法(特開平7−206846)、
タングステン酸化物ないしはモリブデン酸化物からなる
触媒を用いるアルキレンカーボネートの製造方法(特開
平7−206847)、3級アミン官能基ないしは4級
アンモニウム官能基を有する陰イオン交換樹脂を触媒と
するアルキレンカーボネートの製造方法(特開平7−2
06848)、アルカリ金属塩を触媒としたアリール置
換アルキレンカーボネートの合成(特開平8−5339
6)、相間移動有機金属錯体触媒を用いるアルケニルエ
ーテルカーボネートの製造方法(米国特許5,095,1
24)等がある。しかし、二酸化炭素中で機能する触媒
の設計が困難であること、触媒が空気中の水分等に対し
て不安定であり取り扱いが非常に難しい点、生成物と触
媒の分離が困難であること(特に有機金属錯体触媒に関
して)、触媒が高価であること、副生成物の生成等の問
題を生じている。特に自然環境に対して有害な金属系触
媒を使用する場合は廃触媒の処理など課題が多い。
(Prior Art) In recent years, the deterioration of the global environment due to global warming has become a serious problem, and internationally, it has been required to reduce the amount of carbon dioxide by suppressing the use of fossil energy. . As one of the methods for reducing the amount of carbon dioxide, development research on many carbon dioxide fixing technologies has been carried out. The reaction of synthesizing alkylene carbonate from alkylene oxide has been attracting attention for a long time, and there are many studies. However, the contents reported so far are often reported under reaction conditions using a solid acid catalyst, an alkali metal salt catalyst, a homogeneous organic metal catalyst, or the like. For example, a method for producing an alkylene carbonate using a carboxylic acid type cation exchange resin having an alkyl group-substituted ammonium cation as a counter cation (JP-A-7-206846),
Process for producing alkylene carbonate using catalyst comprising tungsten oxide or molybdenum oxide (JP-A-7-206847) Production of alkylene carbonate using anion exchange resin having tertiary amine functional group or quaternary ammonium functional group as catalyst Method (JP-A-7-2
06848), Synthesis of aryl-substituted alkylene carbonates catalyzed by alkali metal salts (JP-A-8-5339)
6), a method for producing alkenyl ether carbonate using a phase transfer organometallic complex catalyst (US Pat. No. 5,095,1)
24). However, it is difficult to design a catalyst that functions in carbon dioxide, it is very difficult to handle because the catalyst is unstable to moisture in the air, and it is difficult to separate the product from the catalyst ( In particular, with respect to organometallic complex catalysts), there are problems such as expensive catalysts and by-product formation. In particular, when a metal-based catalyst harmful to the natural environment is used, there are many problems such as treatment of a waste catalyst.

【0003】(発明が解決しようとする課題)アルキレ
ンオキシドと二酸化炭素からアルキレンカーボネートを
合成する反応は経済的であり、地球環境の面からも有意
義な方法であるが、環境負荷低減化を目的とした工業生
産を達成するためには、種々の課題が山積している金属
触媒を使用しない新たなプロセスを開発することが求め
られている。本発明においては、これらの問題点を解決
すべく鋭意検討を行った結果、アミド基等を有する極性
溶媒が二酸化炭素中でアルキレンカーボネートの合成を
促進する特異機能を見いだし、本発明を完成するに至っ
た。
(Problem to be Solved by the Invention) The reaction of synthesizing alkylene carbonate from alkylene oxide and carbon dioxide is economical and a meaningful method from the viewpoint of the global environment, but is aimed at reducing the environmental load. In order to achieve such industrial production, it is required to develop a new process that does not use a metal catalyst, which has various problems. In the present invention, as a result of intensive studies to solve these problems, a polar solvent having an amide group or the like has found a specific function of promoting the synthesis of alkylene carbonate in carbon dioxide, and the present invention has been completed. Reached.

【0004】(発明が解決するための手段)すなわち、
本発明は、アミド基あるいははスルフィニル基を有する
極性溶媒存在下でアルキレンオキシドと二酸化炭素が反
応し、アルキレンカーボネートを製造する新規方法であ
る。本発明を実施することにより、従来必要とされてき
た金属触媒を一切用いずとも、極めて高い効率でアルキ
レンカーボネートを製造することを可能にした。以下、
本発明による、アルキレンカーボネート化合物の製造方
法について詳細に説明する。本発明において原料として
使用するアルキレンオキシドとしては下記一般式(1)
[化1]
(Means for Solving the Invention)
The present invention is a novel method for producing an alkylene carbonate by reacting an alkylene oxide with carbon dioxide in the presence of a polar solvent having an amide group or a sulfinyl group. By carrying out the present invention, it has become possible to produce an alkylene carbonate with extremely high efficiency without using any conventionally required metal catalyst. Less than,
The method for producing an alkylene carbonate compound according to the present invention will be described in detail. The alkylene oxide used as a raw material in the present invention is represented by the following general formula (1)
[Formula 1]

【0005】[化1] (上式中、R、R、RおよびRはそれぞれ同一
の基でも異なる基でも良く、水素または置換基を有する
か、もしくは無置換の炭素数1から15のアリール基、
アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリー
ルアルキル基を表す。またここで言う置換基とはハロゲ
ン原子、アミノ基、ニトロ基、カルボニル基、カルボキ
シル基、アルコキシ基、アセトキシ基、水酸基、メルカ
プト基、スルホン基、スルホニル基等である。)で表さ
れるアルキレンオキシドである。
## STR1 ## (In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different groups, and each may be hydrogen or a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 15 carbon atoms,
Represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or an arylalkyl group. The substituents referred to herein include a halogen atom, an amino group, a nitro group, a carbonyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, an acetoxy group, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfone group and a sulfonyl group. ).

【0006】具体的に例示すれば、スチレンオキシド、
エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキ
シド、ハロゲノプロピレンオキシド等のアルキレンオキ
シド類及びこれらの、置換基を有する環状オキシド類、
シクロヘキシレンオキシド、置換基を有するなどシクロ
ヘキシレンオキシド類等の脂環式オキシド、置換基を有
するスチレンオキシド類等のアリールアルキルオキシド
類が挙げられるが、本発明においてはこれらのアルキレ
ンオキシドのみに限定されるものではなく、炭素原子2
つと酸素原子1つで形成される三員環をその構造式の中
に少なくとも1つを含むもの、いわゆるエポキシ系化合
物であれば差し支えない。本発明では、これらの1種以
上を反応に供する。従って、本発明において製造される
アルキレンカーボネートとは、該アルキレンオキシドか
ら製造されるカーボネートであり一般式(2)[化2]
Specifically, styrene oxide,
Alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and halogenopropylene oxide, and cyclic oxides having these substituents;
Cyclohexylene oxide, alicyclic oxides such as cyclohexylene oxides having a substituent, and arylalkyl oxides such as styrene oxides having a substituent, but in the present invention, are limited to only these alkylene oxides. Not carbon atoms
Any compound having at least one three-membered ring formed by one and one oxygen atom in its structural formula, a so-called epoxy compound, may be used. In the present invention, one or more of these are subjected to the reaction. Therefore, the alkylene carbonate produced in the present invention is a carbonate produced from the alkylene oxide and represented by the general formula (2)

【0007】[化2] (式中、R、R2、およびRはそれぞれ同一の
基でも異なる基でもよく、水素または置換基を有する
か、もしくは無置換の炭素数1から15のアルキル基、
アリール基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリー
ルアルキル基を表す。更にここで言う置換基はハロゲン
原子、アミノ基、ニトロ基、カルボニル基、アルコキシ
基、アセトキシ基、カルボキシル基、水酸基、メルカプ
ト基、スルホン、スルホニル基等である。)で表される
カーボネートである。
[0007] (Wherein, R 1 , R 2, R 3 and R 4 may be the same or different groups, and each may be hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms;
Represents an aryl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, or an arylalkyl group. Further, the substituent referred to herein is a halogen atom, an amino group, a nitro group, a carbonyl group, an alkoxy group, an acetoxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfone, a sulfonyl group, or the like. ).

【0008】具体例を例示すれば、スチレンカーボネー
ト、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、
クロロメチルエチレンカーボネート、クロロプロピレン
カーボネート、シクロヘキサンカーボネート、シクロペ
ンタンカーボネート、スチレンカーボネート等が例示さ
れる。
As specific examples, styrene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate,
Butylene carbonate, vinyl ethylene carbonate,
Chloromethyl ethylene carbonate, chloropropylene carbonate, cyclohexane carbonate, cyclopentane carbonate, styrene carbonate and the like are exemplified.

【0009】本発明で使用する溶媒はアミド基あるいは
スルフィニル基を有する有機化合物であり、一般式
(3)
The solvent used in the present invention is an organic compound having an amide group or a sulfinyl group.

【0010】[化3] (RおよびRはそれぞれ置換基を有するアルキル
基、アリール基、シクロアルキル基を表す。更にここで
言う置換基はハロゲン原子、アルコキシ基、アセトキシ
基、カルボキシル基、アミド基である。また、R7は水
素またはそれぞれ置換基を有するアルキル基、アリール
基、シクロアルキル基で、置換基はハロゲン原子、アル
コキシ基、アセトキシ基、カルボキシル基、アミド基を
表す。)はアミド基を有する有機化合物である。また一
般式(4)
[Chemical Formula 3] (R 5 and R 6 each represent an alkyl group, an aryl group, or a cycloalkyl group having a substituent. Further, the substituent referred to herein is a halogen atom, an alkoxy group, an acetoxy group, a carboxyl group, or an amide group. R7 is hydrogen or an alkyl group, an aryl group, or a cycloalkyl group each having a substituent, and the substituents are a halogen atom, an alkoxy group, an acetoxy group, a carboxyl group, or an amide group.) Is an organic compound having an amide group. . The general formula (4)

【0011】[化4] (RおよびRはそれぞれ置換基を有するアルキル
基、アリール基、シクロアルキル基を表す。更にここで
言う置換基はハロゲン原子、アルコキシ基、アセトキシ
基、カルボキシル基、アミド基である。)はスルフィニ
ル基を有する有機化合物である。更に化合物によって
は、[化3]と[化4]を単分子中に複数組み合わせで構成
される有機化合物である場合もある。
## STR4 ## (R 8 and R 9 each represent a substituted alkyl group, an aryl group, or a cycloalkyl group. Further, the substituents are a halogen atom, an alkoxy group, an acetoxy group, a carboxyl group, and an amide group.) It is an organic compound having a sulfinyl group. Furthermore, some compounds may be organic compounds composed of a combination of [Chemical Formula 3] and [Chemical Formula 4] in a single molecule.

【0012】具体例を例示すれば、アミド基を有するN,
N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、
N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセトアミ
ド、N-メチルピロリドン、テトラメチル尿素、N,N′―
ジメチルエチレン尿素、またはスルフィニル基を有する
ジメチルスルホキシド等が挙げられるが、本発明では、
構造式中にアミド基ないしはスルフィニル基を有する
C,H,N,O,S,P,X(ハロゲン)からなる分子
量1000以下の有機化合物であれば差し支えない。た
だし、1)先のアルキレンオキシドとこれら有機化合物
が沸点以下の範囲で十分溶媒として作用すること、2)
強塩基性、3)強酸性でないことが望ましい。また、使
用の際は、必要では無いが、有機化合物に含まれる水分
をあらかじめ除いていた方がアルキレンオキシドの加水
分解が起こらないので、好ましい。
As an example, N, having an amide group,
N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide,
N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, N, N'-
Dimethyl ethylene urea, or dimethyl sulfoxide having a sulfinyl group, and the like.In the present invention,
Any organic compound having a molecular weight of 1000 or less composed of C, H, N, O, S, P, and X (halogen) having an amide group or a sulfinyl group in the structural formula may be used. However, 1) that the above-mentioned alkylene oxide and these organic compounds sufficiently act as a solvent within the range of the boiling point or lower; 2)
3) It is desirable not to be strongly basic. In addition, it is not necessary for use, but it is preferable to remove water contained in the organic compound in advance, since hydrolysis of the alkylene oxide does not occur.

【0013】本発明では、これら有機化合物とアルキレ
ンオキシドを混合溶解させ、超臨界二酸化炭素と反応さ
せる。有機化合物の添加量は特には限定されないが、ア
ルキレンオキシド1当量に対して、好適には2モル以下
の範囲で使用でき、より好適には0.02〜1当量の範
囲で使用でき、更に最も好適には0.1〜0.6当量の
範囲で使用するのが好ましい。
In the present invention, these organic compounds and alkylene oxide are mixed and dissolved, and reacted with supercritical carbon dioxide. The amount of the organic compound added is not particularly limited, but it can be preferably used in an amount of 2 mol or less, more preferably in a range of 0.02 to 1 equivalent, based on 1 equivalent of the alkylene oxide. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 0.6 equivalent.

【0014】反応は通常50〜300℃の温度範囲で好
適に進行し、50〜200℃の温度範囲でより好適に進
行し、最も好適には70〜180℃の温度範囲で進行す
る。特に限定しないが、通常はアルキレンオキシドと有
機化合物の沸点以上では副生成物を生じるため、沸点以
下で行うのが効率的である。ただし、アルキレンオキシ
ドの沸点が50℃以下の場合は、0℃以上の温度で反応
を行ってもアルキレンカーボネートは製造可能である。
その際には、添加した有機化合物の沸点付近で反応させ
るのが好ましい。
The reaction usually proceeds suitably in a temperature range of 50 to 300 ° C, more preferably in a temperature range of 50 to 200 ° C, and most preferably in a temperature range of 70 to 180 ° C. Although there is no particular limitation, since by-products are usually generated at a temperature higher than the boiling point of the alkylene oxide and the organic compound, it is efficient to perform the reaction at a temperature lower than the boiling point. However, when the boiling point of the alkylene oxide is 50 ° C. or lower, alkylene carbonate can be produced even when the reaction is carried out at a temperature of 0 ° C. or higher.
In that case, it is preferable to carry out the reaction near the boiling point of the added organic compound.

【0015】超臨界ないしは亜臨界二酸化炭素圧力は通
常は60 kg/cm2 以上の圧力範囲で好適に反応が進行す
るが、より好適には60 kg/cm2〜120 kg/cm2の圧力範囲
で実施でき、更に 60 kg/cm2〜90 kg/cm2の圧力範囲
で最も好適に反応は進行する。圧力を120 kg/cm2以上で
行う場合は、製造可能であるものの、収率が低くなるた
め好ましくない。
The reaction proceeds preferably in a supercritical or subcritical carbon dioxide pressure range of usually 60 kg / cm 2 or more, more preferably 60 kg / cm 2 to 120 kg / cm 2 . The reaction proceeds most preferably in a pressure range of 60 kg / cm 2 to 90 kg / cm 2 . When the pressure is 120 kg / cm 2 or more, although production is possible, it is not preferable because the yield is low.

【0016】反応は、バッチ式、セミバッチ式、連続流
通式いずれの場合において実施される。また、反応時間
は、アルキレンオシドの種類によって最適時間は変わる
ため特には限定できないが、一般的に好適には5分〜4
8時間程度であり、より好適には5分〜24時間であ
り、最も好適には30分〜24時間である。また、反応
時は攪拌することによって、その反応効率を高めること
が出来るが、特に攪拌する必要はない。本発明を実施し
た結果、生成した生成物には全く副生成物は得られず、
通常の蒸留、抽出、再結晶の分離生成方法により簡単に
単離精製される。
The reaction is carried out in any of a batch system, a semi-batch system and a continuous flow system. In addition, the reaction time is not particularly limited because the optimum time varies depending on the type of alkylene oside, but is generally preferably 5 minutes to 4 minutes.
It is about 8 hours, more preferably 5 minutes to 24 hours, and most preferably 30 minutes to 24 hours. The reaction efficiency can be increased by stirring during the reaction, but there is no particular need to stir. As a result of carrying out the present invention, no by-product is obtained in the produced product,
It is easily isolated and purified by the usual separation, production method of distillation, extraction and recrystallization.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。しかし、本実施例は本発明を具体的に説明したも
のであり、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
では無い。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present embodiment specifically describes the present invention, and the present invention is not limited to only these embodiments.

【0018】実施例1 スチレンオキシド50mmolとジメチルホルムアミド
50mmolをステンレス製オートクレーブの反応容器
(50mL)に入れ、120度に加熱した後、二酸化炭
素を導入して78 kg/cm2の圧力に調整し、15時間反
応させた。反応終了後、反応容器を冷却し、放圧後、ガ
スクロマトグラフによって分析を行った。得られたスチ
レンカーボネートの収率は60%であった。副生成物は
全く生成しなかった。
Example 1 50 mmol of styrene oxide and 50 mmol of dimethylformamide were placed in a reaction vessel (50 mL) of a stainless steel autoclave, heated to 120 ° C., and introduced with carbon dioxide to adjust the pressure to 78 kg / cm 2 . The reaction was performed for 15 hours. After the completion of the reaction, the reaction vessel was cooled, and after the pressure was released, analysis was performed by gas chromatography. The yield of the obtained styrene carbonate was 60%. No by-products were formed.

【0019】実施例2 実施例1と同様に反応を行った。ただし、N,N-ジメチル
ホルムアミド量を25mmolとして実施した。得られ
たスチレンカーボネートの収率は53%であった。
Example 2 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, the test was performed with the amount of N, N-dimethylformamide being 25 mmol. The yield of the obtained styrene carbonate was 53%.

【0020】実施例3 実施例1と同様に反応を行った。ただし、N,N-ジメチル
ホルムアミド量を5mmolとして実施した。得られた
スチレンカーボネートの収率は48%であった。
Example 3 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, the test was performed with the amount of N, N-dimethylformamide being 5 mmol. The yield of the obtained styrene carbonate was 48%.

【0021】実施例4 実施例1と同様に反応を行った。ただし、反応温度を1
60℃として実施した。得られたスチレンカーボネート
の収率は85%であった。
Example 4 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, if the reaction temperature is 1
The test was performed at 60 ° C. The yield of the obtained styrene carbonate was 85%.

【0022】実施例5 実施例1と同様に反応を行った。ただし、反応圧力を7
2 kg/cm2として実施した。得られたスチレンカーボネ
ートの収率は45%であった。
Example 5 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, when the reaction pressure is 7
The test was performed at 2 kg / cm 2 . The yield of the obtained styrene carbonate was 45%.

【0023】実施例6 実施例1と同様に反応を行った。ただし、反応圧力を8
7 kg/cm2として実施した。得られたスチレンカーボネ
ートの収率は34%であった。
Example 6 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, when the reaction pressure is 8
The test was performed at 7 kg / cm 2 . The yield of the obtained styrene carbonate was 34%.

【0024】実施例7 実施例1と同様に反応を行った。ただし、N,N-ジメチル
ホルムアミドの代わりN,N-ジエチルホルムアミド50m
molを使用して実施した。得られたスチレンカーボネ
ートの収率は35%であった。
Example 7 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, instead of N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide 50m
Performed using mol. The yield of the obtained styrene carbonate was 35%.

【0025】実施例8 実施例1と同様に反応を行った。ただし、N,N-ジメチル
ホルムアミドの代わりN,N-ジエチルアセトアミド50m
molを使用して実施した。得られたスチレンカーボネ
ートの収率は96%であった。
Example 8 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, instead of N, N-dimethylformamide, N, N-diethylacetamide 50m
Performed using mol. The yield of the obtained styrene carbonate was 96%.

【0026】実施例9 実施例8と同様に反応を行った。ただし、反応温度を7
0℃とした。得られたスチレンカーボネートの収率は5
1%であった。
Example 9 A reaction was carried out in the same manner as in Example 8. However, when the reaction temperature is 7
0 ° C. The yield of the obtained styrene carbonate is 5
1%.

【0027】実施例10 実施例1と同様に反応を行った。ただし、N,N-ジメチル
ホルムアミドの代わりにN−メチルピロリドン50mm
olを使用して実施した。得られたスチレンカーボネー
トの収率は48%であった。
Example 10 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, instead of N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone 50 mm
ol. The yield of the obtained styrene carbonate was 48%.

【0028】実施例11 実施例1と同様に反応を行った。ただし、N,N-ジメチル
ホルムアミドの代わりにテトラメチル尿素50mmol
を使用して実施した。得られたスチレンカーボネートの
収率は31%であった。
Example 11 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, instead of N, N-dimethylformamide, 50 mmol of tetramethylurea is used.
Was performed using The yield of the obtained styrene carbonate was 31%.

【0029】実施例12 実施例1と同様に反応を行った。ただし、N,N-ジメチル
ホルムアミドの代わりにN,N′―ジメチルエチレン尿素
50mmolを使用して実施した。得られたスチレンカ
ーボネートの収率は36%であった。
Example 12 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, the test was carried out using 50 mmol of N, N'-dimethylethylene urea instead of N, N-dimethylformamide. The yield of the obtained styrene carbonate was 36%.

【0030】実施例13 実施例1と同様に反応を行った。ただし、反応温度を1
50℃とし、かつN,N-ジメチルホルムアミドの代わりに
ジメチルスルホキシド50mmolを使用して実施し
た。得られたスチレンカーボネートの収率は57%であ
った。
Example 13 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, if the reaction temperature is 1
The reaction was carried out at 50 ° C. and using 50 mmol of dimethyl sulfoxide instead of N, N-dimethylformamide. The yield of the obtained styrene carbonate was 57%.

【0031】実施例14 スチレンオキシドの代わりに、1,2-エポキシヘキサン
50mmolを使用し、実施例1と同じ条件で反応を行
った。得られた1,2-ヘキシルエチレンカーボネートの
収率は54%であった。
Example 14 A reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 50 mmol of 1,2-epoxyhexane was used instead of styrene oxide. The yield of the obtained 1,2-hexylethylene carbonate was 54%.

【0032】実施例15 スチレンオキシドの代わりに、フェノキシプロピレンオ
キシド50mmolを使用し、実施例1と同じ条件で反
応を行った。得られたヘキシルカーボネートの収率は8
5%であった。
Example 15 A reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 50 mmol of phenoxypropylene oxide was used instead of styrene oxide. The yield of hexyl carbonate obtained was 8
5%.

【0033】実施例16 スチレンオキシドの代わりに、メトキシプロピレンオキ
シド50mmolを使用し、実施例1と同じ条件で反応
を行った。得られたヘキシルカーボネートの収率は36
%であった。
Example 16 A reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 50 mmol of methoxypropylene oxide was used instead of styrene oxide. The yield of the obtained hexyl carbonate is 36
%Met.

【0034】実施例17 スチレンオキシドの代わりに、(R)−スチレンオキシ
ド50mmolを使用し、実施例1と同じ条件で反応を
行った。得られたスチレンカーボネートは立体を保持し
たR体であり、収率は62%であった。
Example 17 A reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 50 mmol of (R) -styrene oxide was used instead of styrene oxide. The obtained styrene carbonate was an R-isomer having a three-dimensional shape, and the yield was 62%.

【0035】実施例18 スチレンオキシドの代わりに、(S)−スチレンオキシ
ド50mmolを使用し、実施例1と同じ条件で反応を
行った。得られたスチレンカーボネートは立体を保持し
たS体であり、収率は59%であった。
Example 18 A reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 50 mmol of (S) -styrene oxide was used instead of styrene oxide. The obtained styrene carbonate was an S-isomer having a three-dimensional shape, and the yield was 59%.

【0036】実施例19 スチレンオキシドの代わりに、3−フェニルプロピレン
オキシド50mmolを使用し、実施例1と同じ条件で
反応を行った。得られた3−フェニルプロピレンカーボ
ネートの収率は30%であった。
Example 19 A reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 50 mmol of 3-phenylpropylene oxide was used instead of styrene oxide. The yield of the obtained 3-phenylpropylene carbonate was 30%.

【0037】実施例20 実施例1と同様に反応を行った。ただし、N,N-ジメチル
ホルムアミドの代わりN,N-ジメチルアセトアミド50m
molを使用して実施した。得られたスチレンカーボネ
ートの収率は92%であった。
Example 20 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, instead of N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide 50m
Performed using mol. The yield of the obtained styrene carbonate was 92%.

【0038】比較例1 実施例1と同様に反応を行った。ただし、反応圧力を5
2 kg/cm2として実施した。得られたスチレンカーボネ
ートの収率は11%であった。
Comparative Example 1 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, if the reaction pressure is 5
The test was performed at 2 kg / cm 2 . The yield of the obtained styrene carbonate was 11%.

【0039】比較例2 実施例1と同様に反応を実施を行った。ただし、反応圧
力を20 kg/cm2として実施した。得られたスチレンカ
ーボネートの収率は11%であった。
Comparative Example 2 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, the reaction was carried out at a reaction pressure of 20 kg / cm 2 . The yield of the obtained styrene carbonate was 11%.

【0040】比較例3 実施例1と同様に反応を実施を行った。ただし、使用す
るN,N-ジメチルホルムアミドの代わりに、アセトン50
mmolを使用して実施した。スチレンカーボネートは
全く得られず、収率は0%であった。
Comparative Example 3 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, instead of N, N-dimethylformamide used, acetone 50
Performed using mmol. No styrene carbonate was obtained, and the yield was 0%.

【0041】比較例4 実施例1と同様に反応を実施を行った。ただし、使用す
るN,N-ジメチルホルムアミドの代わりに、アセトニトリ
ル50mmolを使用して実施した。スチレンカーボネ
ートは全く得られず、収率は0%であった。
Comparative Example 4 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1. However, the test was performed using 50 mmol of acetonitrile instead of the N, N-dimethylformamide used. No styrene carbonate was obtained, and the yield was 0%.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明により、超臨界二酸化炭素を用
い、アミド基あるいはスルフィニル基を有する有機化合
物存在させることによって、金属触媒を一切使用するこ
と無く、アルキレンカーボネートを製造することがで出
来る。加えて、この製造過程において、他の不純物は基
本的には生成しないため、結晶化、蒸留、抽出の従来か
ら技術的に確立されている簡便な方法で単離可能であ
る。それ故に、製造過程をシンプルにすることが出来、
触媒にかかるコストを削減できる等、工業的利点はきわ
めて大きい。
According to the present invention, alkylene carbonate can be produced without using any metal catalyst by using supercritical carbon dioxide and allowing an organic compound having an amide group or a sulfinyl group to be present. In addition, since other impurities are not basically generated during this production process, it can be isolated by a simple method conventionally established in the art of crystallization, distillation, and extraction. Therefore, the manufacturing process can be simplified,
The industrial advantages are extremely large, such as the cost for the catalyst can be reduced.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルキレンオキシドと二酸化炭素との反応
によりアルキレンカーボネートを製造する方法におい
て、アミド基あるいはスルフィニル基を有する少なくと
も1種以上の極性有機溶媒存在下で反応させることを特
徴とするアルキレンカーボネートの製造方法。
1. A method for producing an alkylene carbonate by reacting an alkylene oxide with carbon dioxide, wherein the reaction is carried out in the presence of at least one or more polar organic solvents having an amide group or a sulfinyl group. Production method.
【請求項2】二酸化炭素圧力が、60 kg/cm2以上である
請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the pressure of carbon dioxide is 60 kg / cm 2 or more.
【請求項3】反応温度が50℃以上である請求項1または
2記載の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the reaction temperature is 50 ° C. or higher.
【請求項4】アミド基を有する極性有機溶媒として、N,
N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、
N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミ
ド、N−メチルピロリドン、テトラメチル尿素、N,
N’−ジメチルエチレン尿素、またはスルフィニル基を
有する極性溶媒としてジメチルスルホキシドの少なくと
も1種類以上を使用する請求項1、2または3記載の製
造方法。
4. A polar organic solvent having an amide group, N,
N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide,
N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, N,
4. The method according to claim 1, wherein at least one of dimethyl sulfoxide is used as N'-dimethylethylene urea or a polar solvent having a sulfinyl group.
【請求項5】使用する極性有機溶媒量が原料のアルキレ
ンオキシド1当量に対して、2当量以下の量を使用する
請求項1、2、3または4記載の製造方法。
5. The process according to claim 1, wherein the amount of the polar organic solvent used is not more than 2 equivalents relative to 1 equivalent of the starting alkylene oxide.
【請求項6】反応圧力が60 kg/cm2以上120 kg/cm2以下
である請求項1、2、3、4または5記載の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the reaction pressure is 60 kg / cm 2 or more and 120 kg / cm 2 or less.
【請求項7】アルキレンオシドがスチレンオキシドであ
り、アルキレンカーボネートがスチレンカーボネートで
ある請求項1記載の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the alkylene oside is styrene oxide and the alkylene carbonate is styrene carbonate.
【請求項8】アルキレンオシドがフェノキシプロピレン
オキシドであり、アルキレンカーボネートがフェノキシ
プロピレンカーボネートである請求項1記載の製造方
法。
8. The method according to claim 1, wherein the alkylene oside is phenoxypropylene oxide and the alkylene carbonate is phenoxypropylene carbonate.
【請求項9】アルキレンオシドがメトキシプロピレンオ
キシドであり、アルキレンカーボネートがメトキシプロ
ピレンカーボネートである請求項1記載の製造方法。
9. The method according to claim 1, wherein the alkylene oside is methoxy propylene oxide and the alkylene carbonate is methoxy propylene carbonate.
【請求項10】アルキレンオシドが3−フェニルプロピ
レンオキシドであり、アルキレンカーボネートが3−フ
ェニルプロピレンカーボネートである請求項1記載の製
造方法。
10. The method according to claim 1, wherein the alkylene oside is 3-phenylpropylene oxide and the alkylene carbonate is 3-phenylpropylene carbonate.
【請求項11】アルキレンオシドがクロロプロピレンオ
キシドであり、アルキレンカーボネートがクロロプロピ
レンカーボネートである請求項1記載の製造方法。なお
ハロゲノとはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素を表す。
11. The method according to claim 1, wherein the alkylene oside is chloropropylene oxide and the alkylene carbonate is chloropropylene carbonate. Note that halogeno represents fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
【請求項12】アルキレンオシドが1,2−エポキシヘ
キサンであり、アルキレンカーボネートが1,2−ヘキ
シルエチレンカーボネートである請求項1記載の製造方
法。
12. The method according to claim 1, wherein the alkylene oside is 1,2-epoxyhexane and the alkylene carbonate is 1,2-hexylethylene carbonate.
【請求項13】アルキレンオシドが(R)−スチレンオ
キシドであり、アルキレンカーボネートが(R)−スチ
レンカーボネートである請求項1記載の製造方法。
13. The method according to claim 1, wherein the alkylene oside is (R) -styrene oxide and the alkylene carbonate is (R) -styrene carbonate.
【請求項14】アルキレンオシドが(S)−スチレンオ
キシドであり、アルキレンカーボネートが(S)−スチ
レンカーボネートである請求項1記載の製造方法。
14. The method according to claim 1, wherein the alkylene oside is (S) -styrene oxide and the alkylene carbonate is (S) -styrene carbonate.
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