JP2011162488A - Method for producing asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分子状酸素の存在下、パラジウムを含む触媒を用いて、フタル酸ジエステルを酸化カップリングさせてビフェニルテトラカルボン酸テトラエステル、特に2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルのような非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルを連続して製造する製造方法に関する。 The present invention relates to biphenyltetracarboxylic acid tetraester, particularly 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, by oxidative coupling of phthalic acid diester using a catalyst containing palladium in the presence of molecular oxygen. The present invention relates to a production method for continuously producing asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraesters such as tetraesters.
フタル酸ジエステルを分子状酸素の存在下、パラジウムを含む触媒を用いて酸化カップリングさせて非対称の2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステル(以下、a−BPTTと略記することもある)を選択的に製造する製造方法については、既にいくつかの例が知られている。 Asymmetric 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid tetraester (hereinafter abbreviated as a-BPTT) by oxidative coupling of phthalic diester with a catalyst containing palladium in the presence of molecular oxygen. There are already some examples of the production method for selectively producing the same.
例えば特許文献1には、分子状酸素が存在する雰囲気で、反応液中に有機パラジウム塩と有機銅塩とを存在させ、フタル酸ジエステルを酸化カップリングさせてa−BPTTを製造する製造方法が開示されている。
For example,
特許文献2には、分子状酸素の存在する雰囲気下、高温で、パラジウム塩と銅塩とを用い、反応系にβ-ジケトン類を連続的または断続的に補給しながら、フタル酸ジエステルを酸化カップリングさせることを特徴とするa−BPTTの製造方法が開示されている。
In
しかしながら、前記特許文献の製造方法はいずれも回分操作によるものであり、この方法を特に工業的な規模で実施する場合には、反応開始時や終了時における仕込み、取出し等の操作が煩雑であること、また昇温・冷却操作をその都度行うためにエネルギー面の損失が大きいこと、さらに反応以外に操作時間を要するために生産性を向上し難いことなどの面で、改善の余地があった。なお、前記特許文献には連続して製造する製造方法のための具体的な手段や方法について何ら示されていなかった。 However, all of the production methods of the above-mentioned patent documents are based on batch operations. When this method is carried out particularly on an industrial scale, operations such as preparation and removal at the start and end of the reaction are complicated. In addition, there is room for improvement in terms of large loss of energy in order to perform heating and cooling operations each time, and difficulty in improving productivity because of the time required for operations other than reactions. . In addition, the said patent document did not show at all about the concrete means and method for the manufacturing method manufactured continuously.
一方、特許文献3には、ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルを連続操作により製造する方法について開示されている。すなわち、反応装置へフタル酸ジエステルとパラジウム化合物を含む触媒とを均一に攪拌した混合物として連続的または断続的に供給する工程と、前記反応装置に分子状酸素を供給しながらフタル酸ジエステルの酸化二量化反応を140℃以上且つ250℃未満の温度範囲でおこなう工程と、前記反応装置から反応混合液の一部を連続的または断続的に取出す工程とを、同時並行でおこなうことを特徴とするビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルの製造方法が開示されている。ここでa−BPTTの生成に関し[生成物(モル数)/触媒パラジウム(モル数)]で表される触媒回転数(以下、TONと略記することもある)に着目すると、この方法におけるパラジウムのTONは、見かけの反応時間である滞留時間10時間の反応においてTONが約33であり、パラジウムの利用効率は十分とは云えず、高価な貴金属であるパラジウムの利用効率について改良の余地があった。
On the other hand,
なお、特許文献3では、触媒成分(特にβ―ジカルボニル化合物)は第1の反応器のみに導入されており、第2の反応器以降の反応器に対して触媒成分を新たに補充することに関しては言及されていない。
In
本発明は、分子状酸素の存在下、パラジウムを含む触媒を用いて、フタル酸ジエステルを酸化カップリングさせてビフェニルテトラカルボン酸テトラエステル、特に2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルのような非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルを連続して製造する製造方法であって、簡便な装置、簡単な操作、及び高い生産性をもって実施することができ、且つ触媒効率(触媒回転数)を高く保持してより経済的に実施することができる製造方法を提案することである。 The present invention relates to biphenyltetracarboxylic acid tetraester, particularly 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, by oxidative coupling of phthalic acid diester using a catalyst containing palladium in the presence of molecular oxygen. A production method for continuously producing asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraesters such as tetraesters, which can be carried out with simple equipment, simple operation, and high productivity, and catalyst efficiency (catalyst rotation speed) ) Is kept high and a manufacturing method that can be carried out more economically is proposed.
本発明は、次の各項の発明に関する。
(1) 液相部が単数又は複数の反応区域を有する反応装置において、第1の反応区域へ、フタル酸ジエステルと、少なくともパラジウム化合物とパラジウム化合物に対して2〜20倍モルの銅塩とからなる触媒成分とを連続的または断続的に供給し、前記第1の反応区域に分子状酸素を供給し、且つ前記第1の反応区域から反応混合液の一部を連続的または断続的に取出しながらフタル酸ジエステルの酸化二量化反応をおこなうことを特徴とする非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルの製造方法。
(2) 液相部が複数の反応区域を有する反応装置において、第2の反応区域以降の反応区域で、前の反応区域から反応混合液の一部を連続的または断続的に取出して次の反応区域へ順次導入し、反応区域に分子状酸素を供給し、且つ最後の反応区域から反応混合液の一部を連続的または断続的に取出しながらフタル酸ジエステルの酸化二量化反応をおこなうことを特徴とする前記項1に記載の非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルの製造方法。
(3) 触媒成分として、さらにβ−ジカルボニル化合物を連続的または断続的に供給することを特徴とする前記項1又は2に記載の非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルの製造方法。
(4) 液相部が複数の反応区域を有する反応装置において、第2の反応区域以降の反応区域に対して、さらに少なくともβ−ジカルボニル化合物からなる触媒成分を連続的または断続的に供給することを特徴とする前記項1〜3のいずれかに記載の非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルの製造方法。
The present invention relates to the inventions of the following items.
(1) In a reactor having a liquid phase part having one or a plurality of reaction zones, from the phthalic acid diester and at least a palladium compound and a copper salt of 2 to 20 moles relative to the palladium compound to the first reaction zone The catalyst component is continuously or intermittently supplied, molecular oxygen is supplied to the first reaction zone, and a part of the reaction mixture is continuously or intermittently removed from the first reaction zone. A process for producing an asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraester, characterized by carrying out an oxidative dimerization reaction of a phthalic acid diester.
(2) In a reaction apparatus having a plurality of reaction zones in the liquid phase part, in the reaction zone after the second reaction zone, a part of the reaction mixture is continuously or intermittently removed from the previous reaction zone, and the next Introduce sequentially into the reaction zone, supply molecular oxygen to the reaction zone, and carry out an oxidative dimerization reaction of phthalic acid diester while continuously or intermittently removing a part of the reaction mixture from the last reaction zone.
(3) The method for producing an asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraester as described in (1) or (2) above, wherein a β-dicarbonyl compound is further continuously or intermittently supplied as a catalyst component.
(4) In a reaction apparatus having a plurality of reaction zones in the liquid phase part, a catalyst component comprising at least a β-dicarbonyl compound is continuously or intermittently supplied to the reaction zones after the second reaction zone. Item 4. The method for producing an asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraester according to any one of
本発明によって、分子状酸素の存在下、パラジウムを含む触媒を用いて、フタル酸ジエステルを酸化カップリングさせてビフェニルテトラカルボン酸テトラエステル、特に2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルのような非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルを連続して製造する製造方法であって、簡便な装置、簡単な操作、及び高い生産性をもって実施することができ、且つ触媒効率(触媒回転数)を高く保持してより経済的に実施することができる製造方法を得ることができる。 According to the present invention, a phthalic acid diester is oxidatively coupled with a catalyst containing palladium in the presence of molecular oxygen to form a biphenyltetracarboxylic acid tetraester, particularly 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid. A production method for continuously producing asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraesters such as tetraesters, which can be carried out with simple equipment, simple operation, and high productivity, and catalyst efficiency (catalyst rotation speed) ) Can be kept high and a production method that can be carried out more economically can be obtained.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の製造方法は、液相部が単数又は複数の反応区域を有する反応装置において、第1の反応区域へ、フタル酸ジエステルと、少なくともパラジウム化合物とパラジウム化合物に対して2〜10倍モルの銅塩とからなる触媒成分とを連続的または断続的に供給し、前記第1の反応区域に分子状酸素を供給し、且つ前記第1の反応区域から反応混合液の一部を連続的または断続的に取出しながらフタル酸ジエステルの酸化二量化反応をおこなうことを特徴とする非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルの製造方法である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the production method of the present invention, in a reactor having a liquid phase part having one or a plurality of reaction zones, the phthalic acid diester, at least a palladium compound and a palladium compound at 2 to 10 times mol to the first reaction zone. A catalyst component comprising a copper salt is supplied continuously or intermittently, molecular oxygen is supplied to the first reaction zone, and a part of the reaction mixture is continuously or partially supplied from the first reaction zone. A process for producing an asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraester, characterized in that an oxidative dimerization reaction of a phthalic acid diester is carried out while intermittently taking out.
さらに、本発明の製造方法は、液相部が複数の反応区域を有する反応装置において、第2の反応区域以降の反応区域で、前の反応区域から反応混合液の一部を連続的または断続的に取出して次の反応区域へ順次導入し、反応区域に分子状酸素を供給し、且つ最後の反応区域から反応混合液の一部を連続的または断続的に取出しながらフタル酸ジエステルの酸化二量化反応をおこなうことを特徴とする非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルの製造方法である。 Further, in the production method of the present invention, in a reaction apparatus having a plurality of reaction zones in the liquid phase part, a part of the reaction mixture is continuously or intermittently passed from the previous reaction zone in the reaction zone after the second reaction zone. And then sequentially introduced into the next reaction zone, supplying molecular oxygen to the reaction zone, and continuously or intermittently removing a portion of the reaction mixture from the last reaction zone, A method for producing an asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraester, characterized by performing a quantification reaction.
本発明で使用するフタル酸ジエステルの具体例としては、フタル酸ジメチルエステル、フタル酸ジエチルエステル、フタル酸ジプロピルエステル、フタル酸ジブチルエステル、フタル酸ジオクチルエステル、フタル酸ジフェニルエステルなどを好適に挙げることができる。これらのフタル酸ジエステルは、フタル酸、フタル酸無水物、フタル酸ハロゲン化物などと、水酸基を有する化合物、例えば低級脂肪族アルコール、芳香族アルコール、フェノール類などとを反応して容易に得ることができる。 Specific examples of the phthalic diester used in the present invention preferably include dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, diphenyl phthalate, and the like. Can do. These phthalic acid diesters can be easily obtained by reacting phthalic acid, phthalic anhydride, phthalic acid halide, and the like with a compound having a hydroxyl group, such as lower aliphatic alcohols, aromatic alcohols, and phenols. it can.
本発明で使用するパラジウム化合物としては、例えば塩化パラジウム、臭化パラジウム、硝酸パラジウム、硫酸パラジウム、水酸化パラジウム、酢酸パラジウム、トリフルオロ酢酸パラジウム、プロピオン酸パラジウム、ピバル酸パラジウム、トリフルオロメタンスルホン酸パラジウム、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム、及びビス(1,1,1−5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトナト)パラジウムなどを具体例として挙げることができる。特に、酢酸パラジウム、プロピオン酸パラジウム、ピバル酸パラジウム、トリフルオロ酢酸パラジウム、水酸化パラジウム、及び硝酸パラジウムは、高い触媒活性を示すので好適である。 Examples of the palladium compound used in the present invention include palladium chloride, palladium bromide, palladium nitrate, palladium sulfate, palladium hydroxide, palladium acetate, palladium trifluoroacetate, palladium propionate, palladium pivalate, palladium trifluoromethanesulfonate, Specific examples include bis (acetylacetonato) palladium and bis (1,1,1-5,5,5-hexafluoroacetylacetonato) palladium. In particular, palladium acetate, palladium propionate, palladium pivalate, palladium trifluoroacetate, palladium hydroxide, and palladium nitrate are preferable because they exhibit high catalytic activity.
パラジウム化合物の使用量は、反応原料のフタル酸ジエステル1モルに対して、1×10−5〜1×10−2倍モル、好ましくは5×10−5〜5×10−4倍モル、より好ましくは8×10−5〜3×10−4倍モル、更に好ましくは1×10−4〜2×10−4倍モルである。本規定の範囲より多くパラジウムを使用すると、TON向上効果が十分でなくなることがある。一方、本規定の範囲より少ないパラジウムを使用すると、収率が低くなり、実用的でなくなることがある。 The amount of the palladium compound used is 1 × 10 −5 to 1 × 10 −2 times mol, preferably 5 × 10 −5 to 5 × 10 −4 times mol, with respect to 1 mol of phthalic acid diester as a reaction raw material. The amount is preferably 8 × 10 −5 to 3 × 10 −4 times mol, more preferably 1 × 10 −4 to 2 × 10 −4 times mol. If palladium is used in an amount greater than the specified range, the TON improvement effect may not be sufficient. On the other hand, if palladium less than the specified range is used, the yield may be low and impractical.
本発明で使用する銅塩としては、例えば酢酸銅、プロピオン酸銅、ノルマルブチル酸銅、2−メチルプロピオン酸銅、ピバル酸銅、乳酸銅、酪酸銅、安息香酸銅、トリフルオロ酢酸銅、ビス(アセチルアセトナト)銅、ビス(1,1,1−5,5,5−ヘキサフルオロアセチルアセトナト)銅、塩化銅、臭化銅、沃化銅、硝酸銅、亜硝酸銅、硫酸銅、リン酸銅、酸化銅、水酸化銅、トリフルオロメタンスルホン酸銅、パラトルエンスルホン酸銅、及びシアン化銅等を好適に挙げることができる。特に、酢酸銅、プロピオン酸銅、ノルマルブチル酸銅、ピバル酸銅、及びビス(アセチルアセトナト)銅は、酸化カップリング反応を促進する効果が高いので好適である。これらの銅塩は、無水物でも水和物でも、好適に用いることができる。 Examples of the copper salt used in the present invention include copper acetate, copper propionate, copper normal butyrate, copper 2-methylpropionate, copper pivalate, copper lactate, copper butyrate, copper benzoate, copper trifluoroacetate, bis (Acetylacetonato) copper, bis (1,1,1-5,5,5-hexafluoroacetylacetonato) copper, copper chloride, copper bromide, copper iodide, copper nitrate, copper nitrite, copper sulfate, Preferred examples include copper phosphate, copper oxide, copper hydroxide, copper trifluoromethanesulfonate, copper paratoluenesulfonate, and copper cyanide. In particular, copper acetate, copper propionate, normal butyrate, copper pivalate, and bis (acetylacetonato) copper are preferable because they have a high effect of promoting the oxidative coupling reaction. These copper salts can be suitably used in the form of anhydrides or hydrates.
銅塩の使用量は、特に第1の反応区域において、パラジウム化合物に対して、2〜20倍モル、好ましくは2倍モル超〜20倍モル、より好ましくは3〜20倍モル、更に好ましくは3〜10倍モル、特に好ましくは4〜6倍モルである。銅塩の使用量が2倍モル未満では触媒効率(触媒回転数)を高く保持することが難しく、また20倍モルの多量の銅塩を用いるのは経済的ではなくなる。ただし、液相部が複数の反応区域からなる反応装置を用いる場合、第2の反応区域以降の銅塩の使用量は前記範囲に限定されない。 The amount of copper salt used is 2 to 20 times mol, preferably more than 2 times mol to 20 times mol, more preferably 3 to 20 times mol, more preferably in the first reaction zone, relative to the palladium compound. The amount is 3 to 10 times mol, particularly preferably 4 to 6 times mol. If the amount of copper salt used is less than 2 times mol, it is difficult to maintain high catalyst efficiency (catalyst rotation speed), and it is not economical to use a large amount of copper salt of 20 times mol. However, when using the reaction apparatus whose liquid phase part consists of a plurality of reaction zones, the amount of copper salt used after the second reaction zone is not limited to the above range.
なお、本発明で使用する銅塩のフタル酸ジエステルに対する溶解度によっては、前記濃度範囲での使用において、銅塩をフタル酸ジエステルに完全に溶解させることができず、スラリー状となる場合がある。このような場合、銅塩はスラリー状態で用いても差し支えない。 Depending on the solubility of the copper salt used in the present invention in the phthalic acid diester, the copper salt cannot be completely dissolved in the phthalic acid diester when used in the above concentration range, and may become a slurry. In such a case, the copper salt may be used in a slurry state.
本発明においては、フタル酸ジエステルと、少なくともパラジウム化合物とパラジウム化合物に対して2〜20倍モルの銅塩とからなる触媒成分とを、第1の反応区域へ連続的または断続的に供給する。
ここで「連続的または断続的に供給する」とは、連続供給または所定間隔の供給停止期間を挟んだ断続供給を意味する。そして、本発明においては、連続供給(供給停止期間が0分)から供給停止期間が2時間未満好ましくは1時間未満より好ましくは30分間未満の断続供給であることが好ましい。
In the present invention, a phthalic acid diester and a catalyst component composed of at least a palladium compound and a copper salt of 2 to 20 moles relative to the palladium compound are continuously or intermittently supplied to the first reaction zone.
Here, “continuously or intermittently supplied” means continuous supply or intermittent supply with a predetermined interval between supply stop periods. And in this invention, it is preferable that it is intermittent supply from a continuous supply (a supply stop period is 0 minute) to a supply stop period of less than 2 hours, preferably less than 1 hour, more preferably less than 30 minutes.
本発明においては、触媒成分として、さらにβ−ジカルボニル化合物を連続的または断続的に供給することが好ましい。
β−ジカルボニル化合物は、脂肪族及び芳香族のβ-ジカルボニル化合物をいずれも好適に用いることができる。β-ジカルボニル化合物の具体例としては、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、2,4−ペンタンジオン、2,4−ヘキサンジオン、2,4−ヘプタンジオン、1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオン、1,1,1−トリフルオロ−2,4−ヘキサンジオンなどの1,3−ジケトン類、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、3−オキソ吉草酸メチルなどのアシル酢酸エステル類、ベンゾイル酢酸エチルなどのアルコイル酢酸エステル類、マロン酸ジエチル、メルドラム酸などのマロン酸エステル類などを好適に挙げることができる。これらの中でも、好ましくは1,3−ジケトン類である。
In the present invention, it is preferable to continuously or intermittently supply a β-dicarbonyl compound as a catalyst component.
As the β-dicarbonyl compound, both aliphatic and aromatic β-dicarbonyl compounds can be suitably used. Specific examples of β-dicarbonyl compounds include acetylacetone, benzoylacetone, trifluoroacetylacetone, 2,4-pentanedione, 2,4-hexanedione, 2,4-heptanedione, 1,3-diphenyl-1,3. -1,3-diketones such as propanedione, 1,1,1-trifluoro-2,4-hexanedione, acylacetates such as methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate and methyl 3-oxovalerate, benzoyl Preferable examples include alcoyl acetates such as ethyl acetate, and malonates such as diethyl malonate and meltrum acid. Among these, 1,3-diketones are preferable.
触媒成分としてβ−ジカルボニル化合物を第1の反応区域へ連続的または断続的に供給する場合、連続供給または30分間未満の間隔好ましくは10分間未満の間隔で断続供給することが好ましい。
β−ジカルボニル化合物の供給の間隔(供給停止期間)が30分間以上になると、高価な貴金属であるパラジウムの消費量を抑制することが困難になり、[生成物(モル数)/触媒パラジウム(モル数)]で示されるTONが低くなって、経済的な製造方法を得ることが難しくなる。
When the β-dicarbonyl compound is continuously or intermittently supplied to the first reaction zone as the catalyst component, it is preferable to supply continuously or intermittently at intervals of less than 30 minutes, preferably at intervals of less than 10 minutes.
When the supply interval of β-dicarbonyl compound (supply stop period) is 30 minutes or more, it becomes difficult to suppress the consumption of palladium, which is an expensive noble metal, and [product (number of moles) / catalyst palladium ( The TON indicated by the number of moles)] becomes low, making it difficult to obtain an economical production method.
β−ジカルボニル化合物を装置内の各反応区域に供給するにあたり、供給を受ける装置内の反応区域に既に含有される、フタル酸ジエステル、分子状酸素、パラジウム化合物、銅塩などからなる反応混合物の温度は130℃以上であることが好ましい。例えば、新たに又は休止状態から連続反応運転を立ち上げる際に、反応区域内に含有される前記反応混合物を目的の温度まで昇温する過程において、前記混合物の温度が130℃に達しない状態でβ−ジカルボニル化合物を供給する、或いは仕込みとして予め反応区域内に他の触媒成分と共存させると、β−ジカルボニル化合物の蒸発や分解が起こりにくいため、前記混合物中のβ−ジカルボニル化合物量が過剰になり反応の阻害要因となるために、少なくとも連続反応の初期段階において、反応成績が低下するなど、安定して定常運転できない場合がある。
よって本発明において、β―ジカルボニル化合物の供給は、各反応区域の温度が130℃以上、好ましくは140℃以上、より好ましくは150℃以上で開始するのが好適である。
In supplying the β-dicarbonyl compound to each reaction zone in the apparatus, a reaction mixture consisting of phthalic acid diester, molecular oxygen, palladium compound, copper salt, etc., already contained in the reaction zone in the apparatus receiving the supply. The temperature is preferably 130 ° C. or higher. For example, when starting up a continuous reaction operation from a new state or a pause state, in the process of raising the temperature of the reaction mixture contained in the reaction zone to a target temperature, the temperature of the mixture does not reach 130 ° C. If the β-dicarbonyl compound is supplied or charged in advance together with other catalyst components in the reaction zone, the β-dicarbonyl compound is unlikely to evaporate or decompose, so the amount of β-dicarbonyl compound in the mixture May become an obstacle to the reaction, and at least in the initial stage of the continuous reaction, there may be a case where the steady operation cannot be performed stably, such as a decrease in the reaction result.
Therefore, in the present invention, the supply of the β-dicarbonyl compound is preferably started when the temperature of each reaction zone is 130 ° C. or higher, preferably 140 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher.
本発明において、液相部が複数の反応区域からなる反応装置を用いる場合、第2の反応区域以降の反応区域では、前の反応区域の反応混合液の一部が当該反応区域へ導入されるが、これとは別に、さらに反応原料のフタル酸ジエステルや触媒成分を追加で供給してもよいが、特に少なくともβ−ジカルボニル化合物からなる触媒成分を連続的または断続的に追加で供給することが好ましい。β−ジカルボニル化合物は、分解や蒸発等により反応混合液から容易に失われるため、第1の反応区域だけでなく、第2の反応区域以降にも別に追加で供給することが、全ての反応区域において触媒効率(触媒回転数)を高く保持する上で好適である。なお、第2の反応区域以降の反応区域へ追加で供給されるβ―ジカルボニル化合物は、必ずしも反応原料のフタル酸ジエステルや他の触媒成分であるパラジウム化合物や銅塩などと共に供給される必要はない。反応原料のフタル酸ジエステルや触媒成分のパラジウム化合物や銅塩などと共に供給する場合でも、第1の反応区域へ供給するものと種類や組成比が同一である必要はない。 In the present invention, when a reaction apparatus having a plurality of reaction zones in the liquid phase portion is used, in the reaction zone after the second reaction zone, a part of the reaction mixture in the previous reaction zone is introduced into the reaction zone. However, in addition to this, phthalic acid diester as a raw material for the reaction and a catalyst component may be additionally supplied. In particular, a catalyst component consisting of at least a β-dicarbonyl compound may be additionally supplied continuously or intermittently. Is preferred. Since the β-dicarbonyl compound is easily lost from the reaction mixture due to decomposition, evaporation, etc., not only the first reaction zone but also the second reaction zone and beyond can be supplied separately. This is suitable for keeping the catalyst efficiency (catalyst rotation speed) high in the zone. It should be noted that the β-dicarbonyl compound additionally supplied to the reaction zone after the second reaction zone is not necessarily supplied together with the phthalic acid diester as the reaction raw material and the palladium compound or copper salt as other catalyst components. Absent. Even when supplying together with phthalic acid diester as a reaction raw material or palladium compound or copper salt as a catalyst component, the type and composition ratio need not be the same as those supplied to the first reaction zone.
β−ジカルボニル化合物を反応区域へ供給する際のβ−ジカルボニル化合物の状態或いは形態は特に限定されない。β-ジカルボニル化合物が液体であればそのまま送液ポンプなどにより断続的および連続的に供給してもよく、β-ジカルボニル化合物を例えば反応原料のフタル酸エステルに溶解した溶液または分散させたサスペンジョンとして、送液ポンプなどによって断続的および連続的に供給してもよい。 The state or form of the β-dicarbonyl compound when supplying the β-dicarbonyl compound to the reaction zone is not particularly limited. If the β-dicarbonyl compound is liquid, it may be supplied intermittently and continuously by a liquid feed pump or the like, and the β-dicarbonyl compound dissolved in, for example, a phthalate ester as a reaction raw material or a suspended suspension As an alternative, it may be supplied intermittently and continuously by a liquid feed pump or the like.
本発明の製造方法において、β−ジカルボニル化合物の供給量は、反応圧力や反応温度などの影響を勘案し適宜決定する必要があるが、通常は、反応区域に供給されるパラジウム化合物に対して、滞留時間1時間あたり0.1〜50倍モル、好ましくは1〜10倍モル、より好ましくは2〜9倍モル、更に好ましくは3〜8倍モルの割合で当該反応区域に断続的または連続的に供給することが好適である。滞留時間が長い場合には、滞留時間に比例して供給量を増やすのが好適である。 In the production method of the present invention, the supply amount of the β-dicarbonyl compound needs to be appropriately determined in consideration of the influence of the reaction pressure, reaction temperature, etc., but usually, relative to the palladium compound supplied to the reaction zone. The reaction time is intermittently or continuously in the reaction zone at a rate of 0.1 to 50 times mol, preferably 1 to 10 times mol, more preferably 2 to 9 times mol, further preferably 3 to 8 times mol per hour. It is preferable to supply them automatically. When the residence time is long, it is preferable to increase the supply amount in proportion to the residence time.
反応区域に単位時間当たりに供給されるパラジウム化合物に対し、β―ジカルボニル化合物が前記の割合で断続的または連続的に供給されるのであれば、他の触媒成分であるパラジウム化合物や銅塩を、β―ジカルボニル化合物と共に、第2の反応区域以降の反応区域に追加で供給しても構わない。すなわち、パラジウム化合物と共に追加で供給する際には、当該反応区域にその前の反応区域から供給される反応混合液に含まれるパラジウム化合物と、追加で供給するパラジウム化合物の総量に対して、β―ジカルボニル化合物の供給量が、前記の好適な割合になるように追加で供給するのが好ましい。一方、銅塩を追加で供給する場合には、当該反応区域に供給されるパラジウム化合物の総量に対して銅塩が2〜20倍モルである必要はなく、2倍モル未満になっても構わない。 If the β-dicarbonyl compound is intermittently or continuously supplied at the above rate relative to the palladium compound supplied per unit time to the reaction zone, other catalyst components such as palladium compound and copper salt are added. The β-dicarbonyl compound may be additionally supplied to the reaction zones after the second reaction zone. That is, when additionally supplying together with the palladium compound, β− with respect to the total amount of the palladium compound contained in the reaction mixture supplied from the previous reaction zone and the additional palladium compound supplied to the reaction zone. It is preferable to additionally supply the dicarbonyl compound so that the supply amount thereof becomes the above-mentioned preferable ratio. On the other hand, when the copper salt is additionally supplied, it is not necessary that the copper salt is 2 to 20 times mol based on the total amount of the palladium compound supplied to the reaction zone, and it may be less than 2 times mol. Absent.
本発明の製造方法では、反応溶媒を用いても構わないが、反応原料が反応条件下で液体のときは用いなくても構わない。工業的には実質的に反応溶媒を用いないで反応することが好ましい。反応溶媒を用いる場合は、限定されるものではないが、例えばエチレングリコールジアセテート、アジピン酸ジメチルなどの有機エステル化合物、n-ブチルメチルケトン、メチルエチルケトン、イソプロピルエチルケトンなどのケトン化合物などを好適に挙げることができる。 In the production method of the present invention, a reaction solvent may be used, but may not be used when the reaction raw material is liquid under the reaction conditions. Industrially, it is preferable to carry out the reaction substantially without using a reaction solvent. In the case of using a reaction solvent, although not limited, organic ester compounds such as ethylene glycol diacetate and dimethyl adipate, and ketone compounds such as n-butyl methyl ketone, methyl ethyl ketone, and isopropyl ethyl ketone are preferably exemplified. be able to.
本発明の製造方法では、各反応区域に分子状酸素を供給して、反応が行われる。分子状酸素は、純酸素ガスでもよいが、爆発の危険性を考慮すると、窒素ガスや炭酸ガスなどの不活性ガスで酸素含有量が約5体積%〜50体積%程度まで希釈された酸素含有混合ガス、或いは空気を用いることが好ましい。また、例えば空気を用いる場合には、反応液1000ミリリットル当たり約1〜20000ミリリットル/分、特に10〜10000ミリリットル/分の供給速度で、反応混合液中に均一に行き渡るように供給することが好ましい。具体的な供給方法としては、例えば、反応混合液の液面に沿って分子状酸素含有ガスを流通させて気液接触させる方法、反応混合液の上部に設けられたノズルから前記ガスを噴出させて吹き込む方法、反応混合液の底部に設けられたノズルから前記ガスを気泡状で供給しその気泡を反応混合液中に流動させて気液接触させる方法、反応混合液の底部に設けられた多孔板から前記ガスを気泡状で供給する方法、或は導管内に反応混合液を流動させその反応混合液に導管の側部から前記ガスを気泡状に噴出させる方法などを好適に挙げることができる。 In the production method of the present invention, molecular oxygen is supplied to each reaction zone to carry out the reaction. The molecular oxygen may be pure oxygen gas, but considering the risk of explosion, the oxygen content is diluted to about 5% to 50% by volume with an inert gas such as nitrogen gas or carbon dioxide. It is preferable to use a mixed gas or air. For example, when air is used, it is preferable to supply the reaction mixture uniformly in the reaction mixture at a supply rate of about 1 to 20000 ml / min, particularly 10 to 10000 ml / min per 1000 ml of the reaction solution. . Specific supply methods include, for example, a method in which a molecular oxygen-containing gas is circulated along the liquid surface of the reaction mixture and brought into gas-liquid contact, and the gas is ejected from a nozzle provided at the top of the reaction mixture. A method in which the gas is supplied in the form of bubbles from a nozzle provided at the bottom of the reaction mixture, and the bubbles are caused to flow into the reaction mixture to be in gas-liquid contact, and a porous is provided at the bottom of the reaction mixture. Preferred examples include a method of supplying the gas in the form of bubbles from a plate, or a method of causing the reaction mixture to flow into the conduit and jetting the gas into the reaction mixture from the side of the conduit. .
本発明の製造方法の反応圧力は特に制限はなく、触媒や分子状酸素、β−ジカルボニル化合物が規定の濃度範囲で反応系内に滞留できれば、減圧、常圧、加圧のいずれの条件でも差し支えない。通常は、設備や操作が簡便になるため常圧が好ましい。 The reaction pressure of the production method of the present invention is not particularly limited. If the catalyst, molecular oxygen, and β-dicarbonyl compound can stay in the reaction system within the specified concentration range, the reaction pressure can be reduced, normal, or pressurized. There is no problem. Usually, normal pressure is preferred because facilities and operations become simple.
本発明の製造方法における反応温度は好ましくは140〜250℃、より好ましくは170〜240℃、更に好ましくは180〜220℃である。また、反応時間、即ち原料混合液の反応区域全体への平均滞留時間は、限定はなく適宜決定されれば良いが、通常は1〜20時間、好ましくは5〜10時間程度である。 The reaction temperature in the production method of the present invention is preferably 140 to 250 ° C, more preferably 170 to 240 ° C, still more preferably 180 to 220 ° C. The reaction time, that is, the average residence time of the raw material mixture in the entire reaction zone is not limited and may be appropriately determined, but is usually about 1 to 20 hours, preferably about 5 to 10 hours.
本発明において、液相部が複数の反応区域からなる反応装置を用いる場合、各反応区域における反応温度は、同一であっても良く、また異なってもかまわない。特に、各反応区域の反応温度が140℃以上且つ250℃ 未満の温度範囲であって、(n+1)番目の反応区域の反応温度がn番目の反応区域の反応温度よりも高いことが好適である。(ここで、nは1以上の整数である。) In the present invention, when a reaction apparatus having a liquid phase part composed of a plurality of reaction zones is used, the reaction temperature in each reaction zone may be the same or different. In particular, it is preferable that the reaction temperature of each reaction zone is a temperature range of 140 ° C. or more and less than 250 ° C., and the reaction temperature of the (n + 1) th reaction zone is higher than the reaction temperature of the nth reaction zone. . (Here, n is an integer of 1 or more.)
本発明において、連続操作によって酸化二量化反応をおこなわせることができるのであれば、反応原料のフタル酸ジエステルや触媒成分を、各反応区域へ連続的または断続的に供給する方法は特に限定されない。具体的には、触媒成分であるパラジウム化合物、銅塩をフタル酸ジエステルで均一なスラリー状にして供給してもよく、あるいはフタル酸ジエステルをポンプなどで供給し、触媒成分は別途粉体として反応区域へ供給してもよい。特に、触媒成分を完全に溶解し均一溶液とするか、固体成分が十分に微細なスラリー状とすれば、煩雑な操作や複雑な設備などを必要とせず簡便な送液ポンプで供給が可能となるため好適である。また、これらの反応原料や触媒成分は必要に応じて溶媒と共に供給しても構わない。 In the present invention, as long as the oxidative dimerization reaction can be carried out by continuous operation, the method for continuously or intermittently supplying the reaction raw material phthalic acid diester and the catalyst component to each reaction zone is not particularly limited. Specifically, palladium compounds and copper salts as catalyst components may be supplied in a uniform slurry form with phthalic diester, or phthalic diester is supplied with a pump or the like, and the catalyst component reacts as a separate powder. It may be supplied to the area. In particular, if the catalyst component is completely dissolved to form a uniform solution, or if the solid component is made into a sufficiently fine slurry, it can be supplied with a simple liquid pump without requiring complicated operations and complicated equipment. Therefore, it is preferable. Moreover, you may supply these reaction raw materials and catalyst components with a solvent as needed.
本発明において、連続操作によって酸化二量化反応をおこなわせることができるのであれば、各反応区域から反応液を取出す(抜き出す)方法は、特に限定されない。具体的には、反応区域内の反応液が所定の液面に達したら抜き出しを開始し、所定の液面まで下がれば抜き出しを停止する、といった間欠抜き出しでもよく、供給される液量とほぼ等量の反応液をポンプで連続的に抜き出しても良い。特に、反応区域の所定の高さに横管あるいは連通孔を設置し、オーバーフローにより抜き出す方法が、複雑な設備を必要とせず簡便に所定の液量に保つことが出来るため好ましい。 In the present invention, the method of taking out (withdrawing) the reaction solution from each reaction zone is not particularly limited as long as the oxidation dimerization reaction can be performed by continuous operation. Specifically, intermittent extraction may be performed such that extraction starts when the reaction liquid in the reaction zone reaches a predetermined liquid level and stops extraction when the reaction liquid falls to a predetermined liquid level, and is approximately equal to the amount of liquid supplied. An amount of the reaction solution may be continuously extracted with a pump. In particular, a method of installing a horizontal tube or a communication hole at a predetermined height in the reaction zone and extracting it by overflow is preferable because a predetermined amount of liquid can be easily maintained without requiring complicated equipment.
本発明で用いる反応装置は、加熱機能、攪拌機能、ガスなどの供給や排出機能を備え、連続的に反応を行えるものであれば、特に限定されるものではない。
本発明では、液相部が単数又は複数の反応区域を有する反応装置が使用される。本発明の反応装置において、反応区域の数は特に制限されるものではないが、1〜30、特に1〜10、更には1〜5であることが好ましい。このような反応装置としては、例えば、図1、2に示されるような、原料供給ライン1、反応区域2(反応区域が複数の場合、2−1、2−2、2−3、2−4など)、攪拌装置3、気相部抜き出しライン4、液相部抜き出しライン5、空気供給用ライン6、追加添加溶液供給ライン7などを備えた、液相部が少なくとも1つの反応区域を構成する単数又は複数の反応器からなる反応装置(各反応区域が独立した構造を有する単槽又は多槽式の反応装置)が挙げられる。また、図3、4に示されるような、原料供給ライン1、反応区域2(2−1、2−2、2−3、2−4など)、気相部抜き出しライン4、液相部抜き出しライン5、空気供給用ライン6、追加添加溶液供給ライン7、反応区域仕切り板8、連通孔9などを備えた、液相部が複数の反応区域を構成し、かつ気相部が連通している反応器からなる反応装置も挙げられる。さらに、図3、4のような反応装置を、図2のように複数連結した反応装置も挙げられる。このように、本発明で使用される反応装置としては、複数の反応区域が独立した構造をもつものか、あるいは内部が反応区域仕切り板で複数の反応区域(液相部)に区切られていて、各反応区域の気相部が連通している構造をもつものなどが好適に使用される。なお、気相部抜き出しライン4には凝縮器(図示せず)が設置される。
The reaction apparatus used in the present invention is not particularly limited as long as it has a heating function, a stirring function, a gas supply and discharge function, and can continuously react.
In the present invention, a reactor having a liquid phase part having one or a plurality of reaction zones is used. In the reaction apparatus of the present invention, the number of reaction zones is not particularly limited, but is preferably 1 to 30, particularly 1 to 10, and more preferably 1 to 5. Examples of such a reaction apparatus include a raw
図3、4に示される反応装置では、反応区域仕切り板は、図3のように高さが順次低くなっていてもよく、図4のように高さが同一であってもよい。このような反応装置では、仕切り板は任意の位置に1個以上の連通孔をそれぞれ有しているが、前者の場合は仕切り板は連通孔を有していなくてもよい。また、反応液は、連通孔を通して連続する反応区域に順次導かれるが、連通孔のない前者の場合は各反応区域を順次オーバーフローして最終反応区域に導かれる。なお、各反応区域の液相部は、攪拌機、ポンプ循環、ガス吹き込みなどによって強制的に攪拌・混合されてもよく、液相部の流れや対流などによって攪拌・混合される程度でもよい。また、反応装置は、例えば、外部ジャケット等に熱媒を通して加熱される。 In the reaction apparatus shown in FIGS. 3 and 4, the height of the reaction zone partition plate may be sequentially reduced as shown in FIG. 3, or may be the same as shown in FIG. In such a reaction apparatus, the partition plate has one or more communication holes at arbitrary positions, but in the former case, the partition plate may not have the communication holes. In addition, the reaction liquid is sequentially led to the continuous reaction zone through the communication hole, but in the former case without the communication hole, each reaction zone is sequentially overflowed and led to the final reaction zone. The liquid phase part in each reaction zone may be forcibly stirred and mixed by a stirrer, pump circulation, gas blowing, or the like, or may be stirred or mixed by the flow or convection of the liquid phase part. In addition, the reaction apparatus is heated by passing a heat medium through an external jacket or the like, for example.
次に、本発明の製造方法について、実施例などを用いて説明する。尚、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Next, the manufacturing method of this invention is demonstrated using an Example etc. The present invention is not limited to the following examples.
以下の実施例では、反応原料としてフタル酸ジメチルエステル(以下、DMPと略すこともある)を用いて、酸化カップリング反応の生成物であるビフェニルテトラカルボン酸テトラメチルエステル(以下、BPTTと略すこともある)を製造している。ここで、酸化カップリング反応生成物中の異性体である3,4,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸テトラメチルエステル(以下、s−BPTTと略記することもある)と2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸テトラメチルエステル(以下、a−BPTTと略すこともある)の生成量の比(以下、S/Aと略すこともある)、及び主たる生成物であるa−BPTTに対する触媒回転数(以下、TONと略すこともある)は、次の計算式に従って算出した。 In the following examples, dimethyl phthalate (hereinafter sometimes abbreviated as DMP) is used as a reaction raw material, and biphenyltetracarboxylic acid tetramethyl ester (hereinafter abbreviated as BPTT), which is a product of an oxidative coupling reaction. Is also manufactured). Here, 3,4,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid tetramethyl ester (hereinafter sometimes abbreviated as s-BPTT) which is an isomer in the oxidative coupling reaction product, The ratio of the amount of 3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid tetramethyl ester (hereinafter sometimes abbreviated as a-BPTT) (hereinafter also abbreviated as S / A) and the main product a The catalyst rotation speed with respect to -BPTT (hereinafter sometimes abbreviated as TON) was calculated according to the following calculation formula.
〔実施例1〕
図1に示す、原料供給ラインと気相部抜き出しラインと空気供給用ラインとを備え、さらに反応区域の液量が100mlに達すると、オーバーフローにより反応液が自重により抜き出されるように、反応器内部の所定の位置に液相部抜き出しラインを設置した、内容積100mlのガラス製反応器を用いて、以下の要領で酸化二量化反応を行なった。
DMP0.613モル、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモルを反応器(反応区域)に仕込み、攪拌しながら、100ml/分の供給速度で空気の流通を開始した後、2.4℃/分の速度で185℃に昇温した。反応器内部が185℃に達した時点で、DMP0.613モルに対し、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモル、アセチルアセトン(以下、acachと略すこともある)1.1ミリモルからなる原料混合液を0.28ミリリットル/分で連続供給した。前記原料混合液の連続供給とともに、液相部抜き出しラインより反応混合液がオーバーフローにより抜き出され、反応区域の反応混合液量は、常に100ミリリットルに保たれた。以降、反応器内部の温度を185℃、および反応区域の液量を100ミリリットルに保ちながら、原料混合液の連続供給を継続し、反応を行った。反応混合液の反応区域への平均滞留時間は6.0時間となった。
15時間経過後、反応混合液をサンプリングし、10ミリモルりん酸Na緩衝溶液とアセトニトリルで希釈し、高速液体クロマトグラフィーにて反応混合液の各成分の濃度を定量した。その結果に基づいて生成物のa−BPTTのTONを算出した。
結果を表1に示した。TONは99であった。
[Example 1]
The reactor is equipped with a raw material supply line, a gas phase part extraction line, and an air supply line as shown in FIG. 1, and when the liquid volume in the reaction zone reaches 100 ml, the reaction liquid is extracted by its own weight due to overflow. An oxidation dimerization reaction was carried out in the following manner using a glass reactor having an internal volume of 100 ml and a liquid phase part extraction line installed at a predetermined position inside.
0.613 mol of DMP, 0.09 mmol of palladium acetate and 0.50 mmol of acetylacetone copper were charged into the reactor (reaction zone), and the air flow was started at a feed rate of 100 ml / min while stirring, and then 2.4. The temperature was raised to 185 ° C at a rate of ° C / min. When the inside of the reactor reaches 185 ° C., it consists of 0.09 mmol of palladium acetate, 0.50 mmol of copper acetylacetone, and 1.1 mmol of acetylacetone (hereinafter sometimes abbreviated as “acach”) per 0.613 mol of DMP. The raw material mixture was continuously supplied at 0.28 ml / min. With the continuous supply of the raw material mixture, the reaction mixture was withdrawn from the liquid phase part withdrawal line due to overflow, and the amount of the reaction mixture in the reaction zone was always kept at 100 ml. Thereafter, while maintaining the temperature inside the reactor at 185 ° C. and the liquid volume in the reaction zone at 100 milliliters, the raw material mixture was continuously supplied to carry out the reaction. The average residence time of the reaction mixture in the reaction zone was 6.0 hours.
After 15 hours, the reaction mixture was sampled, diluted with 10 mM Na phosphate buffer solution and acetonitrile, and the concentration of each component of the reaction mixture was quantified by high performance liquid chromatography. Based on the result, TON of the product a-BPTT was calculated.
The results are shown in Table 1. The TON was 99.
〔実施例2〕
100ミリリットルスケールの反応器の代わりに50ミリリットルスケールの反応器を用い、内部容積が50ミリリットルで一定に保たれるように反応を行ったこと以外は、実施例1と同様に酸化二量化反応を行った。反応は7時間継続して行った。反応混合液の反応器への平均滞留時間は3.0時間となった。
結果を表1に示した。TONは59であった。
[Example 2]
The oxidation dimerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that a 50 ml scale reactor was used instead of the 100 ml scale reactor and the reaction was carried out so that the internal volume was kept constant at 50 ml. went. The reaction was continued for 7 hours. The average residence time of the reaction mixture in the reactor was 3.0 hours.
The results are shown in Table 1. The TON was 59.
〔実施例3〕
DMP0.613モルに対し、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモル、アセチルアセトン1.1ミリモルからなる原料混合液の代わりとして、DMP0.613モルに対し、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモルからなる原料混合液を連続供給したこと以外は、実施例1と同様に酸化二量化反応を行った。
結果を表1に示した。TONは58であった。
Example 3
As an alternative to the raw material mixture consisting of 0.09 mmol of palladium acetate, 0.50 mmol of copper acetylacetone and 1.1 mmol of acetylacetone with respect to 0.613 mol of DMP, 0.09 mmol of palladium acetate with respect to 0.613 mol of DMP, acetylacetone The oxidation dimerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the raw material mixture composed of 0.50 mmol of copper was continuously supplied.
The results are shown in Table 1. The TON was 58.
〔比較例1〕
反応器に仕込むアセチルアセトン銅を0.50ミリモルから0.20ミリモルにしたことと、DMP0.613モルに対し、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモル、アセチルアセトン1.1ミリモルからなる原料混合液の代わりとして、DMP0.613モルに対し、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.20ミリモル、アセチルアセトン1.6ミリモルからなる原料混合液を連続供給したこと以外は、実施例1と同様に酸化二量化反応を行った。反応は10時間継続して行った。
結果を表1に示した。TONは2であった。
[Comparative Example 1]
Raw material comprising 0.09 mmol of palladium acetate, 0.50 mmol of copper acetylacetone, and 1.1 mmol of acetylacetone with respect to 0.613 mol of DMP with 0.50 mmol to 0.20 mmol of acetylacetone copper charged in the reactor As in the case of Example 1, except that the raw material mixed solution composed of 0.09 mmol of palladium acetate, 0.20 mmol of acetylacetone copper, and 1.6 mmol of acetylacetone was continuously supplied to 0.613 mol of DMP instead of the mixed solution. Oxidation dimerization reaction was performed. The reaction was continued for 10 hours.
The results are shown in Table 1. The TON was 2.
〔実施例4〕
図2に示す、原料供給ラインと気相部抜き出しラインと空気供給用ラインと追加添加溶液供給用ラインとを備え、さらに反応区域の液量が一定量に達すると、オーバーフローにより反応液が自重により抜き出されるように、反応器内部の所定の位置に液相部抜き出しラインを設置したガラス製反応器を2つ連結した反応装置を用い、以下の要領で酸化二量化反応を行なった。尚、第1の反応器の内容積は100ミリリットル、第2の反応器の内容積は50ミリリットルであり、第1の反応器から取出された(抜き出された)反応混合液は第2の反応器に導入される。
DMP0.613モル、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモルを第1の反応器に、DMP0.306ミリモル、酢酸パラジウム0.045ミリモル、アセチルアセトン銅0.25ミリモルを第2の反応器に仕込み、攪拌しながら、100ミリリットル/分の供給速度で空気の流通を開始した後、2.4℃/分の速度で185℃に昇温した。反応器内部が185℃に達した時点で、DMP0.613モルに対し、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモル、アセチルアセトン0.8ミリモルからなる原料混合液を第1の反応器に0.42ミリリットル/分で連続供給を開始した。同時に、DMP0.0613モルに対し、アセチルアセトン2.4ミリモルからなるアセチルアセトン混合液を第2の反応器に0.01ミリリットル/分で連続供給を開始した。反応混合液の連続供給とともに、液相部抜き出しラインより反応混合液がオーバーフローにより抜き出され、第1の反応区域の反応混合液量は、常に100ミリリットル、第2の反応区域の反応混合液量は常に50ミリリットルに保たれた。以降、各反応器内部の温度を185℃に保ちながら、原料混合液とアセチルアセトン混合液の連続供給を継続し、酸化二量化反応を行った。反応混合液の第1の反応器(反応区域)への平均滞留時間は4〜4.6時間、第2の反応器(反応区域)への平均滞留時間は2〜2.4時間、合計で6〜7時間となった。
数時間経過する毎に反応混合液をサンプリングし、10ミリモルりん酸Na緩衝溶液とアセトニトリルで希釈し、高速液体クロマトグラフィーにて反応混合液の各成分の濃度を定量した。その結果に基づいて生成物のa−BPTTのTONを算出した。尚、反応は36時間まで継続して行った。
結果を表2に示した。TONは119であった。
Example 4
As shown in FIG. 2, a raw material supply line, a gas phase part extraction line, an air supply line, and an additional additive solution supply line are provided, and when the amount of liquid in the reaction zone reaches a certain level, the reaction liquid is caused by its own weight due to overflow. An oxidation dimerization reaction was performed in the following manner using a reaction apparatus in which two glass reactors having a liquid phase extraction line installed at predetermined positions inside the reactor so as to be extracted. The internal volume of the first reactor is 100 milliliters, the internal volume of the second reactor is 50 milliliters, and the reaction mixture taken out (extracted) from the first reactor is the second reactor. Introduced into the reactor.
DMP 0.613 mol, palladium acetate 0.09 mmol, acetylacetone copper 0.50 mmol in the first reactor, DMP 0.306 mmol, palladium acetate 0.045 mmol, acetylacetone copper 0.25 mmol in the second reactor Then, while stirring, air circulation was started at a supply rate of 100 ml / min, and then the temperature was increased to 185 ° C. at a rate of 2.4 ° C./min. When the inside of the reactor reaches 185 ° C., a raw material mixed solution composed of 0.09 mmol of palladium acetate, 0.50 mmol of acetylacetone copper and 0.8 mmol of acetylacetone is added to the first reactor with respect to 0.613 mol of DMP. Continuous feeding was started at 0.42 ml / min. At the same time, a continuous supply of an acetylacetone mixed solution composed of 2.4 mmol of acetylacetone to 0.0613 mol of DMP was started at 0.01 ml / min to the second reactor. Along with continuous supply of the reaction mixture, the reaction mixture is withdrawn from the liquid phase part extraction line due to overflow, the amount of the reaction mixture in the first reaction zone is always 100 ml, the amount of the reaction mixture in the second reaction zone Was always kept at 50 milliliters. Thereafter, while the temperature inside each reactor was kept at 185 ° C., the raw material mixture and the acetylacetone mixture were continuously supplied to carry out an oxidation dimerization reaction. The average residence time of the reaction mixture in the first reactor (reaction zone) is 4 to 4.6 hours, and the average residence time in the second reactor (reaction zone) is 2 to 2.4 hours in total. It was 6-7 hours.
The reaction mixture was sampled every several hours, diluted with 10 mM Na phosphate buffer solution and acetonitrile, and the concentration of each component of the reaction mixture was quantified by high performance liquid chromatography. Based on the result, TON of the product a-BPTT was calculated. The reaction was continued up to 36 hours.
The results are shown in Table 2. The TON was 119.
〔実施例5〕
図2に示す、原料供給ラインと気相部抜き出しラインと空気供給用ラインと追加添加溶液供給用ラインとを備え、さらに反応区域の液量が一定量に達すると、オーバーフローにより反応液が自重により抜き出されるように、反応器内部の所定の位置に液相部抜き出しラインを設置したガラス製反応器を2つ連結した反応装置を用い、以下の要領で酸化二量化反応を行なった。尚、第1の反応器の内容積は100ミリリットル、第2の反応器の内容積は50ミリリットルであり、第1の反応器から取出された(抜き出された)反応混合液は第2の反応器に導入される。
DMP0.613モル、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモルを第1の反応器に、DMP0.306ミリモル、酢酸パラジウム0.045ミリモル、アセチルアセトン銅0.25ミリモルを第2の反応器に仕込み、攪拌しながら、100ミリリットル/分の供給速度で空気の流通を開始した後、2.0℃/分の速度で185℃に昇温した。185℃で30分間反応させた後、DMP0.613モルに対し、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモル、アセチルアセトン1.6ミリモルからなる原料混合液を第1の反応器に0.42ミリリットル/分で連続供給を開始した。同時に、DMP0.0613モルに対し、アセチルアセトン3.0ミリモルからなるアセチルアセトン混合液を第2の反応器に0.01ミリリットル/分で連続供給を開始した。さらに、第2の反応器のみ0.7℃/分の速度で185℃から215℃に昇温した。反応混合液の供給とともに、液相部抜き出しラインより反応混合液がオーバーフローにより抜き出され、第1の反応区域の反応混合液量は、常に100ミリリットル、第2の反応区域の反応混合液量は常に50ミリリットルに保たれた。以降、第1の反応器内部の温度を185℃、第2の反応器内部の温度を215℃に保ちながら、原料混合液とアセチルアセトン混合液の供給を継続し、酸化二量化反応を行った。反応混合液の第1の反応器(反応区域)への平均滞留時間は4.0時間、第2の反応器(反応区域)への平均滞留時間は2.0時間、合計で6.0時間となった。
15時間経過後、10ミリモルりん酸Na緩衝溶液とアセトニトリルで希釈し、高速液体クロマトグラフィーにて反応混合液の各成分の濃度を定量した。その結果に基づいて生成物のa−BPTTのTONを算出した。
結果を表3に示した。TONは145であった。
Example 5
As shown in FIG. 2, a raw material supply line, a gas phase part extraction line, an air supply line, and an additional additive solution supply line are provided, and when the amount of liquid in the reaction zone reaches a certain level, the reaction liquid is caused by its own weight due to overflow. An oxidation dimerization reaction was performed in the following manner using a reaction apparatus in which two glass reactors having a liquid phase extraction line installed at predetermined positions inside the reactor so as to be extracted. The internal volume of the first reactor is 100 milliliters, the internal volume of the second reactor is 50 milliliters, and the reaction mixture taken out (extracted) from the first reactor is the second reactor. Introduced into the reactor.
DMP 0.613 mol, palladium acetate 0.09 mmol, acetylacetone copper 0.50 mmol in the first reactor, DMP 0.306 mmol, palladium acetate 0.045 mmol, acetylacetone copper 0.25 mmol in the second reactor Then, the air flow was started at a supply rate of 100 ml / min while stirring, and then the temperature was raised to 185 ° C. at a rate of 2.0 ° C./min. After reacting at 185 ° C. for 30 minutes, a raw material mixture composed of 0.09 mmol of palladium acetate, 0.50 mmol of acetylacetone copper and 1.6 mmol of acetylacetone was added to 0.613 mol of DMP in the first reactor. Continuous feeding was started at 42 ml / min. At the same time, a continuous supply of an acetylacetone mixed solution consisting of 3.0 mmol of acetylacetone to 0.016 mol / min of DMP was started at 0.01 ml / min. Furthermore, only the second reactor was heated from 185 ° C. to 215 ° C. at a rate of 0.7 ° C./min. Along with the supply of the reaction mixture, the reaction mixture is withdrawn from the liquid phase part extraction line due to overflow, the amount of the reaction mixture in the first reaction zone is always 100 ml, and the amount of the reaction mixture in the second reaction zone is Always kept at 50 ml. Thereafter, while maintaining the temperature inside the first reactor at 185 ° C. and the temperature inside the second reactor at 215 ° C., the supply of the raw material mixture and the acetylacetone mixture was continued to carry out the oxidation dimerization reaction. The average residence time of the reaction mixture in the first reactor (reaction zone) is 4.0 hours, the average residence time in the second reactor (reaction zone) is 2.0 hours, a total of 6.0 hours It became.
After 15 hours, the solution was diluted with 10 mM Na phosphate buffer and acetonitrile, and the concentration of each component of the reaction mixture was quantified by high performance liquid chromatography. Based on the result, TON of the product a-BPTT was calculated.
The results are shown in Table 3. The TON was 145.
〔実施例6〕
図1に示す、原料供給ラインと気相部抜き出しラインと空気供給用ラインとを備え、さらに反応区域の液量が100mlに達すると、オーバーフローにより反応液が自重により抜き出されるように、反応器内部の所定の位置に液相部抜き出しラインを設置した、内容積100mlのガラス製反応器を用い、以下の要領で酸化二量化反応を行なった。
実施例5の反応終了後の、第1の反応区域の反応混合液約110グラムを仕込み、攪拌しながら、100ml/分の供給速度で空気の流通を開始した後、4.6℃/分の速度で220℃に昇温した。反応器内部が220℃に達した時点で、DMP0.613モルに対し、酢酸パラジウム0.09ミリモル、アセチルアセトン銅0.50ミリモル、アセチルアセトン1.8ミリモルからなる原料混合液を0.42ml/分で連続供給した。原料混合液の供給とともに、液相部抜き出しラインより反応混合液がオーバーフローにより抜き出され、反応区域の反応混合液量は、常に100mlに保たれた。以降、反応器内部の温度を220℃、および反応区域の液量を100mlに保ちながら、原料混合液の連続供給を継続し、酸化二量化反応を行った。反応混合液の反応区域への平均滞留時間は4.0時間となった。
12時間経過後、反応混合液をサンプリングし、10ミリモルりん酸Na緩衝溶液とアセトニトリルで希釈し、高速液体クロマトグラフィーにて反応混合液の各成分の濃度を定量した。その結果に基づいて生成物のa−BPTTのTONを算出した。
結果を表4に示した。TONは144であった。なお、表4には、本実施例の反応温度を185℃で行ったことに相当する実施例5の第1の反応区域の結果を共に示した。
Example 6
The reactor is equipped with a raw material supply line, a gas phase part extraction line, and an air supply line as shown in FIG. 1, and when the liquid volume in the reaction zone reaches 100 ml, the reaction liquid is extracted by its own weight due to overflow. An oxidation dimerization reaction was carried out in the following manner using a glass reactor having an internal volume of 100 ml in which a liquid phase part extraction line was installed at a predetermined position inside.
After the reaction of Example 5 was completed, about 110 grams of the reaction mixture in the first reaction zone was charged, and while stirring, air flow was started at a supply rate of 100 ml / min, and then 4.6 ° C./min. The temperature was raised to 220 ° C. at a rate. When the inside of the reactor reached 220 ° C., a raw material mixed solution composed of 0.09 mmol of palladium acetate, 0.50 mmol of acetylacetone copper and 1.8 mmol of acetylacetone was added at 0.42 ml / min with respect to 0.613 mol of DMP. Continuous supply. Along with the supply of the raw material mixture, the reaction mixture was extracted from the liquid phase part extraction line due to overflow, and the amount of the reaction mixture in the reaction zone was always kept at 100 ml. Thereafter, while maintaining the temperature inside the reactor at 220 ° C. and the amount of liquid in the reaction zone at 100 ml, the raw material mixture was continuously supplied to carry out the oxidation dimerization reaction. The average residence time of the reaction mixture in the reaction zone was 4.0 hours.
After 12 hours, the reaction mixture was sampled, diluted with 10 mM Na phosphate buffer solution and acetonitrile, and the concentration of each component of the reaction mixture was quantified by high performance liquid chromatography. Based on the result, TON of the product a-BPTT was calculated.
The results are shown in Table 4. The TON was 144. Table 4 shows the results of the first reaction zone of Example 5 corresponding to the reaction temperature of this example being 185 ° C.
本発明によって、分子状酸素の存在下、パラジウムを含む触媒を用いて、フタル酸ジエステルを酸化カップリングさせてビフェニルテトラカルボン酸テトラエステル、特に2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルのような非対称ビフェニルテトラカルボン酸テトラエステルを連続して製造する製造方法であって、簡便な装置、簡単な操作、及び高い生産性をもって実施することができ、且つ触媒効率(触媒回転数)を高く保持してより経済的に実施することができる製造方法を得ることができる。 According to the present invention, a phthalic acid diester is oxidatively coupled with a catalyst containing palladium in the presence of molecular oxygen to form a biphenyltetracarboxylic acid tetraester, particularly 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid. A production method for continuously producing asymmetric biphenyltetracarboxylic acid tetraesters such as tetraesters, which can be carried out with simple equipment, simple operation, and high productivity, and catalyst efficiency (catalyst rotation speed) ) Can be kept high and a production method that can be carried out more economically can be obtained.
1 :原料供給ライン
2(2−1、2−2、2−3、2−4など): 反応区域
3: 攪拌装置
4:気相部抜き出しライン
5:液相部抜き出しライン
6:空気供給用ライン
7:追加添加溶液供給ライン
8:反応区域仕切り板
9:連通孔
1: Raw material supply line 2 (2-1, 2-2, 2-3, 2-4, etc.): Reaction zone 3: Stirrer 4: Gas phase part extraction line 5: Liquid phase part extraction line 6: For air supply Line 7: Additional solution supply line 8: Reaction zone partition plate 9: Communication hole
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