JP2002322171A - 高純度ビニレンカーボネートの製造方法 - Google Patents
高純度ビニレンカーボネートの製造方法Info
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Abstract
度ビニレンカーボネートの製造方法を提供する。 【解決手段】 粗ビニレンカーボネートを極性溶媒、芳
香族化合物溶媒および脂肪族炭化水素溶媒から選択され
る溶媒を用いた晶析工程および蒸留工程を組み合わせて
精製する。
Description
液溶媒等として有用な高純度ビニレンカーボネートの製
造方法に関する。
ンカーボネートを塩素化して得られるクロロエチレンカ
ーボネートの脱塩化水素反応により製造されている
(M.S.Newman and R.W.Addor
(J.Am.Chem.Soc.,75,1263(1
953)、J.Am.Chem.Soc.,77,37
89(1955))、特開平11−180974号公
報)。しかしながら、この製造方法で得られるビニレン
カーボネートには、クロロエチレンカーボネート、ジク
ロロエチレンカーボネート、クロロアセトアルデヒド、
クロロエタノールおよびジメトキシメチルクロライド等
の有機塩素化合物ならびに塩酸等の無機塩素化合物(以
下、併せて「塩素化合物」という。)が含まれており、
このままでは電解液溶媒としては使用できない。
は、減圧蒸留(M.S.Newman and R.
W.Addor(J.Am.Chem.Soc.,7
5,1263(1953)、J.Am.Chem.So
c.,77,3789(1955))、特開2000−
26449号および同2000−138071号公
報)、溶融晶析法(英国特許899205号)およびゾ
ーンメルティングによる方法(M.Zief,H.Ru
ch and C.H.Schramm,J.Che
m.Education、40,351(1963))
等が提案されているが、いずれも、純度または収率に問
題があり、キャパシタの電解液溶媒等として使用するビ
ニレンカーボネートの製造方法としては不十分なもので
あった。
として使用可能なビニレンカーボネートを高純度かつ高
収率で製造する方法を提供しようとするものである。
に鑑み、晶析工程と蒸留工程とでは残存する不純物が異
なるという知見に基づき、鋭意検討した結果、本発明を
完成するに至った。
トを晶析工程および蒸留工程に付すことを特徴とする高
純度ビニレンカーボネートの製造方法である。
本発明では、いずれの製造方法で製造された粗ビニレン
カーボネートでも精製原料として使用することができる
が、通常は前述したエチレンカーボネートの塩素化およ
び脱塩化水素により製造した塩素化合物を含む粗ビニレ
ンカーボネートを用いる。
については、単蒸留等により好ましくは95%以上、よ
り好ましくは97%以上まで精製したものがよい。晶析
工程および蒸留工程は、通常はそれぞれ1回行えば十分
であるが、必要に応じて各工程を繰り返してもよい。ま
た、いずれの工程を先に行ってもよいが、先に晶析工程
を行い、次いで蒸留工程を行う方法が、溶媒中で晶析を
行った場合でも残留溶媒を除去することができるので好
ましい。
ずれの方法でもよい。晶析に用いる溶媒は、ビニレンカ
ーボネートを分解させない限り、任意のものを用いるこ
とができる。具体的には、極性溶媒、芳香族化合物溶
媒、脂肪族炭化水素溶媒およびこれらの2種以上の混合
溶媒から選ばれる適宜の溶媒、好ましくは芳香族化合物
と脂肪族炭化水素化合物の混合溶媒に粗ビニレンカーボ
ネートを溶解し、溶媒中に結晶を析出させる。なお、こ
の操作では、粗ビニレンカーボネートの大部分を溶解さ
せれば足り、全体としてエマルション、サスペンション
の状態であってもよい。
ル、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノ
ール、2−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノー
ル、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタ
ノール、イソペンチルアルコール、1−ヘキサノール、
2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、2−メチル−2
−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、3−
メチル−3−ペンタノール、1−ヘプタノール、2−ヘ
プタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、2
−メチル−2−ヘキサノール、3−メチル−3−ヘキサ
ノール、4−メチル−4−ヘキサノール、2−メチル−
4−ヘキサノール、4−メチル−2−ヘキサノール、2
−エチルヘキサノール、ベンジルアルコール、1−フェ
ニルエタノール、2−フェニルエタノール、1−フェニ
ル−2−ブタノール、3−フェニル−1−ブタノール、
1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオー
ル、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、グ
リセロール等のアルコール類;フェノール、レソルシノ
ル等のフェノール類;エタノールアミン、プロパノール
アミン等のアミノアルコール類;メチルアミン、ジメチ
ルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチル
アミン、トリエチルアミン、メチルエチルアミン、メチ
ルブチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、
トリプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソ
プロピルアミン、t−ブチルアミン、1,2−エチレン
ジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチル−1,2
−エチレンジアミン、ジ(n−ブチル)アミン、トリブ
チルアミン等のアミン類;アニリン、N−メチルアニリ
ン、N,N−ジメチルアニリン、トルイジン、N,N−
ジメチルトルイジン等の芳香族アミン類;アセトアルデ
ヒド、ブチルアルデヒド、ヘキサナール、プロピオンア
ルデヒド等のアルデヒド類;ブタノン、アセトン、メチ
ルプロピルケトン、ジエチルケトン等のケトン類;ギ酸
メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢酸
メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロ
ピオン酸メチル、γ−ブチロラクトン、プロピオン酸ブ
チル等のカルボン酸エステル類;ジメチルエーテル、ジ
エチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジブチルエー
テル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、トリオキ
サン、テトラヒドロフラン、メチル−t−ブチルエーテ
ル、ジメトキシエタン等のエーテル類;フラン、ピロー
ル、ピリジン、チオフェン等のヘテロ芳香族化合物類;
ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、ジエチルアセトアミ
ド、N−メチルピロリドン等のカルボキシアミド類;ア
セトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等の
ニトリル類;臭化エチル、塩化エチル、フッ化エチル、
臭化ブチル、塩化ブチル、塩化メチル、クロロホルム、
ジクロロエタン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水
素類;ニトロメタン、ニトロエタン、1−ニトロプロパ
ン、2−ニトロプロパン、1−ニトロブタン、2−ニト
ロブタン、ニトロベンゼン、2−ニトロトルエン、3−
ニトロトルエン等のニトロ化合物が挙げられる。これら
の中、エーテル類、ケトン類、カルボン酸エステル類、
アルコール類が好ましい。
ルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、イソ
プロピルベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロベンゼ
ン、1,2−ジクロロベンゼン、1,3−ジクロロベン
ゼン、ブロモベンゼン等のハロ芳香族化合物が挙げられ
る。これらの中、芳香族炭化水素類が好ましく、トルエ
ンが特に好ましい。
ブタン、イソブタン、ペンタン、2−メチルブタン、ネ
オペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、2−メチルペ
ンタン、3−メチルペンタン、ヘプタン、2−メチルヘ
キサン、3−メチルヘキサン、シクロヘキサン、オクタ
ン、イソオクタン、ノナン、イソノナン、デカン等が挙
げられる。これらの中、ヘキサンが好ましい。
合物の溶解度がその溶媒100g当たり0.1g以上、
特に1g以上となるようなものを使用するのが好まし
い。溶媒の使用量は、粗ビニレンカーボネートに対し
て、通常0.5〜20重量倍、好ましくは0.7〜5重
量倍、より好ましくは0.8〜3重量倍である。
析出は、冷却により行うのが好ましい。とりわけ、ビニ
レンカーボネート溶液を0〜20℃に冷却し、更に攪拌
下に0.1〜10℃/時の速度で5〜15℃冷却し、こ
の温度で攪拌することにより晶析させるという手法が好
ましい。
溶液に冷却した溶媒を添加する方法、ドライアイス等の
低温物質を投入する方法、脂肪族炭化水素等のビニレン
カーボネートの貧溶媒を添加する方法なども用いること
ができる。また、種晶を加えるのも好ましい。
ートの収率は、使用する溶媒量および溶媒に対する溶解
度に依存するので、温度および溶媒量を選択することに
より任意に収率を設定することができる。通常は、精製
効率の点からして、97%程度以下に設定する。
分離した後、必要に応じて結晶表面を適当な溶媒で洗浄
する。通常は、加熱してビニレンカーボネートを液体と
して取得した後、必要に応じてトッピング等で残留溶媒
を除去する。
で実施することもできる。蒸留工程では、2〜10段程
度の多段が好ましく、還流比3〜15で行うのが好まし
い。なお、蒸留に際しては、必要に応じて、ブチルヒド
ロキシトルエン等の重合禁止剤を添加することもでき
る。
塩素化合物含有率50ppm以下、好ましくは30pp
m以下でエチレンカーボネートが実質上検出されない高
純度ビニレンカーボネートを製造することができる。
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。
エチレンカーボネートの脱塩化水素反応(M.S.Ne
wman and R.W.Addor(J.Am.C
hem.Soc.,75,1263(1953)、J.
Am.Chem.Soc.,77,3789(195
5))により製造したものを使用した。分析は、ガスク
ロマトグラフィー(GC14B、島津製作所製;カラム
TC5HT、GLサイエンス製;50℃から10℃/分
で250℃まで昇温し3分間保持;インジェクション、
ディテクター(FID)ともに250℃)で実施した。
ットした数値を使用し、以下の式により求めた。 純度=(ビニレンカーボネート面積)/(全面積−残留
溶媒ピーク面積) 実施例1 攪拌機を備えた250L反応器に、粗ビニレンカーボネ
ート(純度98.69%、塩素化合物3160ppm、
エチレンカーボネート1000ppm)40.0kg、
トルエン40.0kgおよびヘキサン40.0kgを仕
込み、攪拌しながら冷却した。14.7℃で種晶40g
を添加し、30分間攪拌した後、14.3〜14.5℃
で6時間攪拌し、更に4時間かけて4.0℃まで冷却し
た。析出した固体を濾別し、5℃に冷却したヘキサン5
0kgで2回洗浄することにより、純度99.94%の
ビニレンカーボネートを収率93.3%で固体として得
た。得られたビニレンカーボネートは、塩素化合物15
ppm、エチレンカーボネート400ppmを含有して
いた。
論段数3段、還流比10)して、純度100%のビニレ
ンカーボネートを収率89.4%(晶析を含む通算収率
83.4%)で得た。得られた高純度ビニレンカーボネ
ートは、塩素化合物を3ppm含み、エチレンカーボネ
ートを含んでいなかった。
物1875ppm、エチレンカーボネート1000pp
m)を理論段数4段の蒸留塔を使用し、還流比5〜10
で2回精密蒸留することにより純度99.80%のビニ
レンカーボネートを収率69%で得た。このビニレンカ
ーボネートは、塩素化合物を530ppm含み、エチレ
ンカーボネートを含んでいなかった。
に、蒸留で得られたビニレンカーボネート150g、ト
ルエン135gおよびヘキサン15gを室温で仕込み7
時間かけて−5℃まで冷却した。析出した固体を濾別
し、5℃に冷却したヘキサン75gで2回洗浄し、純度
99.99%のビニレンカーボネートを収率88%(蒸
留を含めた通算収率は60%)で得た。得られた高純度
ビニレンカーボネートは、塩素化合物を25ppm含
み、エチレンカーボネートを含んでいなかった。
トを晶析と蒸留とを組み合わせて精製することによっ
て、高純度のビニレンカーボネートを高収率で得ること
ができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 粗ビニレンカーボネートを晶析工程およ
び蒸留工程に付すことを特徴とする高純度ビニレンカー
ボネートの製造方法。 - 【請求項2】 粗ビニレンカーボネートがエチレンカー
ボネートを塩素化して得られるクロロエチレンカーボネ
ートの脱塩化水素反応により製造されたビニレンカーボ
ネートであることを特徴とする請求項1記載の製造方
法。 - 【請求項3】 晶析工程を芳香族化合物および脂肪族炭
化水素化合物の混合溶媒で行うことを特徴とする請求項
1または2記載の製造方法。 - 【請求項4】 エチレンカーボネートを塩素化して得ら
れるクロロエチレンカーボネートの脱塩化水素反応によ
り製造された粗ビニレンカーボネートを、トルエンおよ
びヘキサンの混合溶媒から晶析させた後、蒸留すること
を特徴とする高純度ビニレンカーボネートの製造方法。
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