JP2009242302A - Method for producing alkylaryl carbonate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an alkylaryl carbonate wherein the transesterification of an aromatic hydroxy compound and a dialkyl carbonate is efficiently carried out. <P>SOLUTION: The method for producing an alkylaryl carbonate by causing an aromatic hydroxy compound and a dialkyl carbonate to react with each other by a gas phase reaction, is characterized by using as a catalyst, a metal oxide at least containing iron or cerium as metal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

炭酸エステルは、ホスゲンを使用しないポリカーボネートの原料、リチウム電池電解液やオクタン価向上のためのガソリン添加剤、各種反応におけるアルキル化剤、カルボニル化剤などで有用な化合物である。
従来の炭酸エステルの製造方法としては、まず、ホスゲンをカルボニル化剤としてメタノール、エタノールなどのアルコール、もしくはフェノールなどと反応させて炭酸エステルを製造する方法が知られており、工業的な規模で製造されている。しかし この方法では、極めて毒性が強く腐食性も有するホスゲンを用いるため、その輸送や貯蔵など取り扱いに注意が必要であり、製造設備の維持管理や廃棄物処理、作業員の安全性確保などのために多大なコストがかかっていた。そのためホスゲンを使用しないで炭酸エステルを製造する方法が望まれ、様々な方法が検討されてきた。ホスゲンを使用しない炭酸エステルの製造法としては一酸化炭素をカルボニル化剤としてアルコール及び酸素と反応させる酸化的カルボニル化法、オキシランと二酸化炭素を反応させる方法、尿素とアルコールを反応させる方法などが知られている(非特許文献1)。
Carbonate is a useful compound for polycarbonate raw materials not using phosgene, lithium battery electrolytes, gasoline additives for improving octane number, alkylating agents in various reactions, carbonylating agents, and the like.
As a conventional method for producing a carbonate ester, first, a method for producing a carbonate ester by reacting phosgene with an alcohol such as methanol, ethanol or phenol using a carbonylating agent as a carbonylating agent is known and produced on an industrial scale. Has been. However, since this method uses phosgene, which is extremely toxic and corrosive, care must be taken in handling such as transportation and storage. For maintenance and management of manufacturing facilities, waste disposal, ensuring worker safety, etc. Was costly. Therefore, a method for producing a carbonate ester without using phosgene is desired, and various methods have been studied. Known methods for producing carbonate esters without using phosgene include oxidative carbonylation, in which carbon monoxide is used as a carbonylating agent to react with alcohol and oxygen, a method in which oxirane and carbon dioxide are reacted, and a method in which urea and alcohol are reacted. (Non-Patent Document 1).

ジアリールカーボネートの製造法としては、ジメチルカーボネートのように安価で一般に入手しやすいジアルキルカーボネートとフェノール類などのアリール化合物とをエステル交換反応させて、目的とするジアリールカーボネートを製造する方法が知られており、通常、以下のような反応の組み合わせにより進行していることが知られている。
1)ジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物をエステル交換反応させて、アルキルアリールカーボネートを生成する。
2)アルキルアリールカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物をエステル交換反応させて、ジアリールカーボネートを生成する。
3)アルキルアリールカーボネートの不均化により、ジアリールカーボネートとジアルキルカーボネートを生成させ、精製分離する。
上記の反応は、共に平衡反応であるが、特に1)に記載の反応の平衡状態が原料側(ジアルキルカーボネート側)に偏っているので、ジアリールカーボネート製造反応全体の反応性の向上させるためには、1)に記載の反応における平衡状態を製品側(アルキルアリールカーボネート側)にずらすことが重要となる。
As a method for producing a diaryl carbonate, a method for producing a target diaryl carbonate by transesterifying a dialkyl carbonate, such as dimethyl carbonate, which is generally easily available and an aryl compound such as phenols, is known. In general, it is known that the reaction proceeds by a combination of the following reactions.
1) A transalkylation reaction between a dialkyl carbonate and an aromatic hydroxy compound is performed to produce an alkyl aryl carbonate.
2) The alkylaryl carbonate and the aromatic hydroxy compound are transesterified to produce a diaryl carbonate.
3) Diaryl carbonate and dialkyl carbonate are produced by disproportionation of alkylaryl carbonate, and purified and separated.
Both of the above reactions are equilibrium reactions. In particular, since the equilibrium state of the reaction described in 1) is biased toward the raw material side (dialkyl carbonate side), in order to improve the overall reactivity of the diaryl carbonate production reaction, It is important to shift the equilibrium state in the reaction described in 1) to the product side (alkyl aryl carbonate side).

これまで、上記1)に記載の反応における平衡状態を製品側に移動させる方法として、1)に記載の反応を気相状態で、シリカ担体に酸化チタンを担持させた触媒を用いて、高い反応温度で実施することにより平衡を製品側(アルキルアリールカーボネート側)に偏らせ、反応を進行させる方法が開示されている(特許文献1、非特許文献2)。しかし、上記の反応では、高温で反応を実施しているので、副反応の反応速度も増加し、アルキルアリールカーボネートの選択性が低下する傾向が見られるという難点があった。
Ullmann’s Encyclopedia Of Industrial Chemistry, 6th Edition, Vol.6 P427−455 Catalysis Letters, 59,83−89(1999) WO2001−00560号公報
Up to now, as a method for moving the equilibrium state in the reaction described in 1) above to the product side, the reaction described in 1) is performed in a gas phase state, using a catalyst in which titanium oxide is supported on a silica support, A method has been disclosed in which the equilibrium is biased toward the product side (alkyl aryl carbonate side) by carrying out the reaction to advance the reaction (Patent Document 1, Non-Patent Document 2). However, in the above reaction, since the reaction is performed at a high temperature, the reaction rate of the side reaction is increased, and there is a difficulty in that the selectivity of the alkylaryl carbonate tends to be lowered.
Ullmann's Encyclopedia Of Industrial Chemistry, 6th Edition, Vol. 6 P427-455 Catalysis Letters, 59, 83-89 (1999) WO2001-00560

本発明は、芳香族ヒドロキシ化合物とジアルキルカーボネートのエステル交換反応を効率よく行うアルキルアリールカーボネートの製造方法の提供を課題とする。さらには、上記で製造されたアルキルアリールカーボネートを用いたジアルキルカーボネートの製造方法、および該ジアルキルカーボネートを用いたポリカーボネートの製造方法の提供を課題とする。   This invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the alkyl aryl carbonate which performs efficiently the transesterification reaction of an aromatic hydroxy compound and a dialkyl carbonate. Furthermore, it is an object to provide a method for producing a dialkyl carbonate using the alkylaryl carbonate produced above and a method for producing a polycarbonate using the dialkyl carbonate.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、芳香族ヒドロキシ化合物とジアルキルカーボネートのエステル交換反応を気相で行う場合、金属として少なくても 鉄もしくはセリウムを含んでいる金属酸化物を触媒として用いることにより、充分な反応速度を保ちながら、高い選択性でアルキルアリールカーボネートが生成されることを見いだし、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention contain at least iron or cerium as a metal when the transesterification reaction of an aromatic hydroxy compound and a dialkyl carbonate is performed in a gas phase. It has been found that by using a metal oxide as a catalyst, an alkylaryl carbonate is produced with high selectivity while maintaining a sufficient reaction rate, and the present invention has been completed.

即ち、本発明は、
(1)芳香族ヒドロキシ化合物とジアルキルカーボネートを気相で反応させてアルキルアリールカーボネートを生成させるアルキルアリールカーボネートの製造方法において、少なくとも鉄もしくはセリウムを含む金属酸化物を触媒として用いることを特徴とするアルキルアリールカーボネートの製造法、
(2)金属酸化物が、酸化鉄(III)である上記(1)記載のアルキルアリールカーボネートの製造法、
(3)金属酸化物が、酸化セリウム(IV)である上記(1)記載のアルキルアリールカーボネートの製造法、
(4)上記(1)〜(3)に記載の方法により製造されたアルキルアリールカーボネートをエステル交換反応させることを特徴とするジアリールカーボネートの製造法、
(5)前記ジアリールカーボネートがジフェニルカーボネートである上記(4)に記載のジアリールカーボネートの製造法、
(6)上記(5)に記載の方法により製造されたジフェニルカーボネートとビスフェノールAを溶融重合させることを特徴とするポリカーボネートの製造法、
である。
That is, the present invention
(1) In an alkylaryl carbonate production method for producing an alkylaryl carbonate by reacting an aromatic hydroxy compound and a dialkyl carbonate in a gas phase, an alkyl characterized by using a metal oxide containing at least iron or cerium as a catalyst. Production method of aryl carbonate,
(2) The method for producing an alkylaryl carbonate according to the above (1), wherein the metal oxide is iron (III) oxide,
(3) The method for producing an alkylaryl carbonate according to the above (1), wherein the metal oxide is cerium (IV) oxide,
(4) A method for producing a diaryl carbonate, comprising transesterifying the alkylaryl carbonate produced by the method according to (1) to (3) above,
(5) The method for producing a diaryl carbonate according to (4), wherein the diaryl carbonate is diphenyl carbonate,
(6) A method for producing a polycarbonate, comprising melt-polymerizing diphenyl carbonate and bisphenol A produced by the method described in (5) above,
It is.

本発明により、芳香族ヒドロキシ化合物とジアルキルカーボネートのエステル交換反応でアルキルアリールカーボネートを製造する方法において、充分な反応速度を保ちながら、選択性の高い方法が提供された。また、このように製造されたアルキルアリールカーボネートを原料としてジアリールカーボネートを製造し、さらにこれを用いてポリカーボネートを、効率よく、有害な成分を用いることなく製造する方法が提供された。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is provided a method with high selectivity while maintaining a sufficient reaction rate in a method for producing an alkylaryl carbonate by transesterification of an aromatic hydroxy compound and a dialkyl carbonate. In addition, a method for producing diaryl carbonate using the alkylaryl carbonate thus produced as a raw material, and further using this to produce a polycarbonate efficiently without using harmful components has been provided.

本発明のアルキルアリールカーボネートの製造法は、芳香族ヒドロキシ化合物とジアルキルカーボネートとを、金属として少なくとも鉄もしくはセリウムを含んでいる金属酸化物を触媒として用いて、気相反応により反応させることを特徴とするものである。
(原料)
本発明の方法に用いられる芳香族ヒドロキシ化合物としては、芳香環に置換されているヒドロキシ基の数によって芳香族モノヒドロキシ化合物、芳香族ジヒドロキシ化合物、芳香族トリヒドロキシ化合物などがあるが、好ましくは芳香族モノヒドロキシ化合物がよい。具体的には、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、2−(又は3−、4−)エチルフェノール等の炭素数1〜12のアルキル基を有するアルキルフェノールや、2−(又は3−、4−)メトキシフェノール、2−(又は3−、4−)エトキシフェノール等の炭素数1〜12のアルコキシ基を有するアルコキシフェノールや、2−(又は3−、4−)ニトロフェノール等のニトロ基を有するニトロフェノールや、2−(又は3−、4−)フルオロフェノール、2−(又は3−、4−)クロロフェノール等のハロゲン原子を有するハロゲノフェノールや、α−ナフトール、β−ナフトール等のナフトール等が挙げられるが、これらのうち、特にフェノールが好ましい。
The method for producing an alkylaryl carbonate of the present invention is characterized in that an aromatic hydroxy compound and a dialkyl carbonate are reacted by a gas phase reaction using a metal oxide containing at least iron or cerium as a metal as a catalyst. To do.
(material)
Examples of the aromatic hydroxy compound used in the method of the present invention include an aromatic monohydroxy compound, an aromatic dihydroxy compound, and an aromatic trihydroxy compound depending on the number of hydroxy groups substituted on the aromatic ring. Group monohydroxy compounds are preferred. Specifically, for example, phenol, cresol, xylenol, alkylphenol having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as 2- (or 3-, 4-) ethylphenol, 2- (or 3-, 4-) Alkoxyphenol having an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms such as methoxyphenol and 2- (or 3-, 4-) ethoxyphenol, and nitro having a nitro group such as 2- (or 3-, 4-) nitrophenol Halogenophenol having a halogen atom such as phenol, 2- (or 3-, 4-) fluorophenol, 2- (or 3-, 4-) chlorophenol, naphthol such as α-naphthol, β-naphthol, etc. Among these, phenol is particularly preferable.

また、ジアルキルカーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジイソブチルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、ジオクチルカーボネート等の炭素数1〜12の直鎖アルキル基および分岐アルキル基を有するカーボネートがよい。また、メチルエチルカーボネートのような異なる二つのアルキル基を有するカーボネートでもよく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートのような環状カーボネートでもよい。この中でも特にジメチルカーボネートが好ましい。   In addition, as the dialkyl carbonate, a carbonate having a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and a branched alkyl group such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, diisopropyl carbonate, dibutyl carbonate, diisobutyl carbonate, dihexyl carbonate, dioctyl carbonate, etc. Is good. Moreover, the carbonate which has two different alkyl groups like methyl ethyl carbonate may be sufficient, and cyclic carbonates, such as ethylene carbonate and propylene carbonate, may be sufficient. Of these, dimethyl carbonate is particularly preferred.

(金属酸化物)
本発明の方法で触媒として用いられる金属酸化物とは、少なくとも鉄もしくはセリウムを含むものである。具体的には、鉄を含有している場合は酸化鉄(III)、セリウムを含有している場合は酸化セリウム(IV)として金属酸化物中に含有しているのが好ましい。
これら金属酸化物は、通常の金属酸化物触媒を調製する方法を用いることが出来る。具体的には、例えば、鉄もしくはセリウム化合物を含有する水溶液(または水分散液)を乾燥して得られた粉体を熱処理した後、成型、焼成処理をして得る方法等(例えば、講談社サイエンティフィク 触媒調製化学、講談社(1980)、p214−215)が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。
(Metal oxide)
The metal oxide used as a catalyst in the method of the present invention contains at least iron or cerium. Specifically, when iron is contained, it is preferably contained in the metal oxide as iron (III) oxide and when cerium is contained, as cerium (IV) oxide.
For these metal oxides, a conventional method for preparing a metal oxide catalyst can be used. Specifically, for example, a powder obtained by drying an aqueous solution (or aqueous dispersion) containing iron or a cerium compound is heat-treated, and then molded and fired (for example, Kodansha Scientific) Tifik Catalyst Preparation Chemistry, Kodansha (1980), p214-215) is mentioned, but it is not particularly limited to these.

鉄もしくはセリウム化合物としては、具体的には、鉄もしくはセリウムのハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、アンモニウム塩、酸化物、カルボン酸塩、カルボン酸アンモニウム塩、ハロゲン化アンモニウム塩、水素酸、アセチルアセトナート、アルコキシド等が挙げられる。
本発明のアルキルアリールカーボネートの製造方法で用いられる触媒には、上記金属酸化物以外に、一般的に触媒の熱安定性、強度などの触媒の物性を向上させることが知られている物質を添加して用いてもよい。また、触媒を成型するためにバインダー成分などを添加することも好ましい。さらには、上記金属酸化物を一般的に用いられるアルミナ等の担体に担持して用いることもできる。
Specific examples of iron or cerium compounds include iron or cerium halides, sulfates, nitrates, ammonium salts, oxides, carboxylates, ammonium carboxylates, ammonium halides, hydrogen acids, acetylacetonates. And alkoxides.
In addition to the above-mentioned metal oxide, a substance generally known to improve the physical properties of the catalyst such as thermal stability and strength of the catalyst is added to the catalyst used in the method for producing an alkylaryl carbonate of the present invention. May be used. It is also preferable to add a binder component or the like in order to mold the catalyst. Furthermore, the above metal oxide can be supported on a carrier such as alumina which is generally used.

本発明の金属酸化物には、上記の鉄、セリウム以外に、ナトリウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属、チタン、ジルコニウム、タングステンなどの金属をさらに含んでいてもよい。   In addition to the above iron and cerium, the metal oxide of the present invention may further contain an alkali metal such as sodium or magnesium, an alkaline earth metal, a metal such as titanium, zirconium or tungsten.

(エステル交換反応)
本発明のアルキルアリールカーボネートの製造法で行われるエステル交換反応は、気相で行われる。反応条件、方法は、反応原料、触媒、装置などに応じて、一般的に用いられる方法から適宜選択することができるが、原料である芳香族ヒドロキシ化合物、ジアルキルカーボネートが共に気体状態となる温度、条件であることが必要である。具体的には、320〜600℃の温度で反応を行うことが好ましい。また、金属複合酸化物の量は、空間速度(SV)が1000〜10000となる範囲が好ましい。
(Transesterification reaction)
The transesterification performed in the method for producing an alkylaryl carbonate of the present invention is performed in the gas phase. The reaction conditions and method can be appropriately selected from commonly used methods according to the reaction raw materials, catalysts, equipment, etc., but the temperature at which both the aromatic hydroxy compound and dialkyl carbonate as raw materials are in a gaseous state, It must be a condition. Specifically, the reaction is preferably performed at a temperature of 320 to 600 ° C. The amount of the metal composite oxide is preferably in a range where the space velocity (SV) is 1000 to 10,000.

本発明のエステル交換反応では、通液を開始してからしばらくは安定化しないので、ある程度反応液を通液してから反応を開始させることがよい。この安定化のための通液時間は、好ましくは通液開始後8時間以上であり、さらに好ましくは12時間以上である。
かくして製造された、アルキルアリールカーボネートはそれ自体公知の通常用いられる方法により適宜精製され、取得することができる。
In the transesterification reaction of the present invention, since the liquid is not stabilized for a while after the start of the liquid flow, it is preferable to start the reaction after passing the reaction liquid to some extent. The liquid passing time for stabilization is preferably 8 hours or longer after the start of liquid passing, and more preferably 12 hours or longer.
The alkylaryl carbonate thus produced can be appropriately purified and obtained by a commonly used method known per se.

(ジアリールカーボネートの製造方法)
本発明のアルキルアリールカーボネートの製造法により得られたアルキルアリールカーボネートを、酸性触媒存在下、液相で不均化反応させて、生成するジアルキルカーボネートを除去することによりジアリールカーボネートが製造される。酸性触媒は公知の触媒を用いることができる。
上記不均化反応は、公知の温度、圧力で行うことが出来るが、150〜250℃、0.01〜2.0Paの反応条件で反応させることが好ましい。生成するジアルキルカーボネートの除去方法に制限はないが、反応蒸留装置により、生成物を除去しながら反応を進行させる方法が好ましい。必要に応じて、残存触媒の除去などの精製をさらに行っても良い。
(Method for producing diaryl carbonate)
The alkylaryl carbonate obtained by the method for producing an alkylaryl carbonate of the present invention is subjected to a disproportionation reaction in the liquid phase in the presence of an acidic catalyst, and the resulting dialkyl carbonate is removed to produce a diaryl carbonate. A known catalyst can be used as the acidic catalyst.
The disproportionation reaction can be carried out at a known temperature and pressure, but it is preferable to carry out the reaction under reaction conditions of 150 to 250 ° C. and 0.01 to 2.0 Pa. Although there is no restriction | limiting in the removal method of the dialkyl carbonate to produce | generate, The method of advancing reaction, removing a product with a reactive distillation apparatus is preferable. If necessary, purification such as removal of residual catalyst may be further performed.

(ポリカーボネートの製造方法)
上述のごとく得られたジアルキルカーボネートとして、ジフェニルカーボネートについては、ビスフェノールAをアルカリ触媒存在下、反応させてポリカーボネートを製造することができる。このポリカーボネートの製造方法としては、それ自体公知の通常用いられる方法が挙げられるが、例えば、プラスティック材料講座 ポリカーボネート樹脂、第2版、p62−65、日刊工業新聞社(1976)に記載の方法等が用いられる。また、アルカリ触媒としては、水酸化ナトリウムのようなアルカリ金属の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸セシウムのような炭酸塩などの各種塩、水酸化テトラメチルアンモニウムのような水酸化アンモニウム化合物などを使用することができる。
(Polycarbonate production method)
As the dialkyl carbonate obtained as described above, with respect to diphenyl carbonate, bisphenol A can be reacted in the presence of an alkali catalyst to produce a polycarbonate. Examples of the method for producing this polycarbonate include publicly known and commonly used methods. For example, the method described in Plastic Materials Course, Polycarbonate Resin, Second Edition, p62-65, Nikkan Kogyo Shimbun (1976), etc. Used. In addition, as alkali catalysts, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, various salts such as carbonates such as sodium carbonate and cesium carbonate, ammonium hydroxide compounds such as tetramethylammonium hydroxide, etc. are used. can do.

反応温度は、120〜300℃の範囲において重合が進行するに従い、段階的に温度をあげていくのが好ましく、最終重合段階の温度は250℃〜300℃が好ましい。反応圧力も重合が進行するに従い、段階的に減圧度をあげていくのが好ましく、最終重合段階の減圧度は1kPa以下が好ましい。   The reaction temperature is preferably raised stepwise as the polymerization proceeds in the range of 120 to 300 ° C, and the temperature of the final polymerization step is preferably 250 ° C to 300 ° C. The reaction pressure is preferably increased stepwise as the polymerization proceeds, and the pressure reduction in the final polymerization step is preferably 1 kPa or less.

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
実施例1
(1)触媒調整
硝酸鉄(III)水溶液265.4g(酸化鉄(III)換算で38.74g)を、4規定に調製したアンモニア水溶液(和光純薬社製、特級試薬)により、5℃〜10℃の低温で中和処理した。生成したヒドロゲルを、吸引ろ過し、純水洗浄して鉄のヒドロゲルケーキとした。得られたヒドロゲルケーキを純水に分散し、50重量%メタタングステン酸アンモニウム水溶液(日本無機化学工業社製)22.50gを添加した後、分散器で混合撹拌(7500rpm、15分)し、得られたスラリー溶液を、恒温乾燥機にて250℃で一晩濃縮乾燥、塩分解を行った。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
Example 1
(1) Catalyst preparation 265.4 g of iron nitrate (III) aqueous solution (38.74 g in terms of iron (III) oxide) was added to an aqueous ammonia solution (manufactured by Wako Pure Chemicals, special grade reagent) at 5 ° C to Neutralization treatment was performed at a low temperature of 10 ° C. The produced hydrogel was filtered by suction and washed with pure water to obtain an iron hydrogel cake. The obtained hydrogel cake was dispersed in pure water, and after adding 22.50 g of 50 wt% ammonium metatungstate aqueous solution (manufactured by Nippon Inorganic Chemical Industry Co., Ltd.), the mixture was stirred and mixed (7500 rpm, 15 minutes) with a disperser. The resulting slurry solution was concentrated and dried overnight at 250 ° C. in a constant temperature dryer and subjected to salt decomposition.

次いで、得られた固体に水を添加し、クリーム状になるまで自動乳鉢により30分程度粉砕混合した。このクリーム状スラリーをテフロン(登録商標)バットに移し変え、循環式乾燥機で150℃一晩乾燥した。得られた固体をプレス成型器により約2cmφのディスク状に成型した後、マッフル炉にて500℃、3時間焼成して触媒とした。以上の操作はすべて空気中で行った。仕込み量により算出した触媒中の金属成分モル組成を表1に示す。   Next, water was added to the obtained solid, and pulverized and mixed for about 30 minutes with an automatic mortar until it became creamy. This creamy slurry was transferred to a Teflon (registered trademark) vat and dried at 150 ° C. overnight in a circulation dryer. The obtained solid was molded into a disk shape of about 2 cmφ with a press molding machine, and then calcined in a muffle furnace at 500 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. All the above operations were performed in air. Table 1 shows the molar composition of metal components in the catalyst calculated from the charged amount.

(2)反応及び、分析
上記(1)の方法で得られた触媒を、評価のために10〜20メッシュに粉砕製粒し、内径10mmのSUS製反応管に充填した。その後、反応器の周りにセラミックヒーターを取り付け、窒素ガスを0.5L/hrで流しながら1時間かけて400℃に加熱した。次いで炭酸ジメチル−フェノール混合液(炭酸ジメチル:フェノール(モル比)=10:1)をプランジャーポンプを用いて12ml/hrで48時間、反応管にフィードした。
(2) Reaction and analysis The catalyst obtained by the above method (1) was pulverized and granulated to 10 to 20 mesh for evaluation, and filled into a SUS reaction tube having an inner diameter of 10 mm. Thereafter, a ceramic heater was attached around the reactor and heated to 400 ° C. over 1 hour while flowing nitrogen gas at 0.5 L / hr. Next, a dimethyl carbonate-phenol mixed solution (dimethyl carbonate: phenol (molar ratio) = 10: 1) was fed to the reaction tube at 12 ml / hr for 48 hours using a plunger pump.

得られた反応生成物を1時間毎に採取して、ガスクロマトグラフィー(島津GC−2014 カラム:GLscience社製TC−5、カラム温度:50℃〜300℃、注入口温度:300℃)により分析したところ、通液開始8時間で反応が安定したので、反応液を採取して分析した。通液時間8時間の採取液で炭酸メチルフェニルの収率は32.2%、選択率は96.7%、通液時間48時間の採取液で炭酸メチルフェニルの収率は34.5%、選択率は98.5%であった。この結果は表1に示した。   The obtained reaction product was collected every hour and analyzed by gas chromatography (Shimadzu GC-2014 column: TC-5 manufactured by GLscience, column temperature: 50 ° C. to 300 ° C., inlet temperature: 300 ° C.). As a result, the reaction was stabilized 8 hours after the start of liquid flow, and the reaction liquid was collected and analyzed. The yield of methyl phenyl carbonate is 32.2%, the selectivity is 96.7%, and the yield of methyl phenyl carbonate is 34.5% in the collected liquid of 48 hours. The selectivity was 98.5%. The results are shown in Table 1.

実施例2
実施例1の触媒調製において、硝酸鉄(III)水溶液代わりに、硝酸セリウム(IV)水溶液111.7g(酸化セリウム(IV)換算で44.06g)を使用し、50重量%メタタングステン酸アンモニウム水溶液の添加量を11.87gとした他は実施例1と同様に触媒調製を行った。
Example 2
In the catalyst preparation of Example 1, 111.7 g of cerium (IV) nitrate aqueous solution (44.06 g in terms of cerium (IV) oxide) was used instead of the iron (III) nitrate aqueous solution, and a 50 wt% ammonium metatungstate aqueous solution. The catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of addition was 11.87 g.

反応及び分析においては、実施例1と同様の装置を使用して、窒素ガス流量0.99L/hr、反応温度320℃、GHSV3000hr−1の条件で反応を行い、実施例1と同様に分析を行った。その結果、通液時間8時間の採取液で炭酸メチルフェニルの収率は14.5%、選択率は46.6%であった。この結果を表1に示した。   In the reaction and analysis, using the same apparatus as in Example 1, the reaction was carried out under the conditions of a nitrogen gas flow rate of 0.99 L / hr, a reaction temperature of 320 ° C., and GHSV 3000 hr-1, and the analysis was performed in the same manner as in Example 1. went. As a result, the yield of methyl carbonate was 14.5% and the selectivity was 46.6% in the collected liquid having a flow time of 8 hours. The results are shown in Table 1.

比較例1
実施例1の触媒調製において、硝酸鉄(III)水溶液の代わりに、四塩化チタン水溶液100ml(チタニア換算で38.74g)を使用して、50重量%メタタングステン酸アンモニウム水溶液(日本無機化学工業製)の添加量を22.50gとした他は実施例1と同様に触媒調製を行った。
反応及び分析においては実施例1と同様に行った。通液時間8時間の採取液で炭酸メチルフェニルの収率は2.0%、選択率は62.5%、通液時間30時間の採取液で炭酸メチルフェニルの収率は1.3%、選択率は78.4%であった。この結果を表1に示した。
Comparative Example 1
In the catalyst preparation of Example 1, instead of the iron (III) nitrate aqueous solution, 100 ml of titanium tetrachloride aqueous solution (38.74 g in titania conversion) was used, and a 50 wt% aqueous solution of ammonium metatungstate (manufactured by Nippon Inorganic Chemical Industry). ) Was added in the same manner as in Example 1 except that the amount added was 22.50 g.
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1. The yield of methyl phenyl carbonate is 2.0%, the selectivity is 62.5%, and the yield of methyl phenyl carbonate is 1.3% in the collected liquid for 30 hours. The selectivity was 78.4%. The results are shown in Table 1.

比較例2
テトラブトキシチタン(東京化成)7.11gのトルエン溶液にシリカゲル(富士シリシア)10gを含浸、濃縮乾固、乾燥(110℃、12時間)、焼成(500℃、4時間)することにより担持触媒(触媒組成:シリカゲルに対しチタンが10重量パーセント)を調製した。
この担持触媒を使用して実施例1と同様に反応、分析を行った。その結果、通液時間8時間の採取液で炭酸メチルフェニルの収率は25.6%、選択率は96.9%であった。この結果を表1に示した。
Comparative Example 2
Tetrabutoxytitanium (Tokyo Kasei) 7.11 g of toluene solution was impregnated with 10 g of silica gel (Fuji Silysia), concentrated to dryness, dried (110 ° C., 12 hours), and calcined (500 ° C., 4 hours). Catalyst composition: 10 weight percent titanium with respect to silica gel).
Using this supported catalyst, the reaction and analysis were conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the yield of methyl phenyl carbonate was 25.6% and the selectivity was 96.9% in the collected liquid having a flow time of 8 hours. The results are shown in Table 1.

Figure 2009242302
Figure 2009242302

実施例3 ジフェニルカーボネートの製造方法
高さ30cmの充填塔が備え付けられた容積1Lのステンレス製オートクレーブに、実施例1で得られたメチルフェニルカーボネート380g(2.5mol)とジブチルスズオキシド6.3g(0.025mol)加え、窒素雰囲気下180℃,9.5atmで反応蒸留した。反応は充填塔上部より抜き出されるジメチルカーボネートが留出しなくなるまで行った。
塔底よりジフェニルカーボネートを主成分とする塔底液267gを得た。これをさらに窒素雰囲気下、180℃、20Torrで減圧蒸留することにより、搭頂より高純度のジフェニルカーボネート242gを得た。
Example 3 Production Method of Diphenyl Carbonate A 1 L stainless steel autoclave equipped with a 30 cm high packed tower was charged with 380 g (2.5 mol) of methyl phenyl carbonate obtained in Example 1 and 6.3 g of dibutyl tin oxide (0 0.025 mol), and reactive distillation was performed at 180 ° C. and 9.5 atm in a nitrogen atmosphere. The reaction was carried out until dimethyl carbonate extracted from the upper part of the packed column was not distilled.
From the bottom of the tower, 267 g of a bottom liquid containing diphenyl carbonate as a main component was obtained. This was further distilled under reduced pressure at 180 ° C. and 20 Torr in a nitrogen atmosphere to obtain 242 g of high-purity diphenyl carbonate from the top.

実施例4 ポリカーボネートの製造方法
実施例3で得られたジフェニルカーボネート220g(1.03mol)と、ビスフェノールA(三菱化学社製)226g(1.00mol)、及び触媒として炭酸セシウムを水溶液(0.005mol/l)で0.1mlで加え、高粘度における攪拌が可能な重合装置に充填し、窒素置換した後に、210℃まで加熱溶融させた。100Torrまで減圧にし、留出してくるフェノールを除去しながら60分間反応させたのちに、さらに 240℃、15Torr、260℃、0.5Torr、270℃、0.5Torrと減圧度と温度を段階的に上昇させながら、それぞれ各60分づつ反応させて、透明なポリカーボネートを得た。得られたポリカーボネートの粘度平均分子量はMv=21000であった。
Example 4 Production Method of Polycarbonate 220 g (1.03 mol) of diphenyl carbonate obtained in Example 3, 226 g (1.00 mol) of bisphenol A (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and an aqueous solution (0.005 mol) of cesium carbonate as a catalyst / L) was added at 0.1 ml, charged into a polymerization apparatus capable of stirring at high viscosity, purged with nitrogen, and then heated and melted to 210 ° C. After reducing the pressure to 100 Torr and reacting for 60 minutes while removing the distilled phenol, 240 ° C, 15 Torr, 260 ° C, 0.5 Torr, 270 ° C, 0.5 Torr and the degree of pressure reduction and the temperature stepwise. While raising, each was reacted for 60 minutes to obtain a transparent polycarbonate. The viscosity average molecular weight of the obtained polycarbonate was Mv = 21000.

Claims (6)

芳香族ヒドロキシ化合物とジアルキルカーボネートを気相で反応させてアルキルアリールカーボネートを生成させるアルキルアリールカーボネートの製造法において、少なくとも鉄もしくはセリウムを含む金属酸化物を触媒として用いることを特徴とするアルキルアリールカーボネートの製造法。   In an alkylaryl carbonate production method for producing an alkylaryl carbonate by reacting an aromatic hydroxy compound and a dialkyl carbonate in a gas phase, a metal oxide containing at least iron or cerium is used as a catalyst. Manufacturing method. 金属酸化物が、酸化鉄(III)である請求項1記載のアルキルアリールカーボネートの製造法。   The method for producing an alkylaryl carbonate according to claim 1, wherein the metal oxide is iron (III) oxide. 金属酸化物が、酸化セリウム(IV)である請求項1記載のアルキルアリールカーボネートの製造法。   The process for producing an alkylaryl carbonate according to claim 1, wherein the metal oxide is cerium (IV) oxide. 請求項1〜3に記載の方法により製造されたアルキルアリールカーボネートをエステル交換反応させることを特徴とするジアリールカーボネートの製造法。   A process for producing a diaryl carbonate, comprising transesterifying the alkylaryl carbonate produced by the method according to claim 1. 前記ジアリールカーボネートがジフェニルカーボネートである請求項4に記載のジアリールカーボネートの製造法。   The method for producing a diaryl carbonate according to claim 4, wherein the diaryl carbonate is diphenyl carbonate. 請求項5に記載の方法により製造されたジフェニルカーボネートとビスフェノールAを溶融重合させることを特徴とするポリカーボネートの製造法。   A method for producing a polycarbonate, comprising melt-polymerizing diphenyl carbonate and bisphenol A produced by the method according to claim 5.
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CN104478711B (en) * 2014-12-04 2016-04-06 陕西延长石油(集团)有限责任公司 The method of microreactor continuous synthesis methyl benzol carbonate

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