JP2012162523A - 炭酸エステルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体触媒とニトリル化合物の存在下で、一価アルコールと二酸化炭素を反応させて、炭酸エステルと水を生成し、前記ニトリル化合物と前記生成した水との水和反応によりアミド化合物を生成して、前記生成した水を反応系から除去又は低減することにより、前記炭酸エステルの生成を促進させる。
【選択図】なし
Description
前記式(1)で表される化合物が、2−シアノピリジン、シアノピラジン、2−シアノピリミジンからなる群から選ばれた一種または二種以上からなることを特徴とする炭酸エステルの製造方法である。
本発明の炭酸エステルの製造方法は、固体触媒と前記式(1)〜式(4)からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物の存在下、一価アルコールと二酸化炭素を直接反応させて炭酸エステルを生成するものである。一価アルコールと二酸化炭素を反応させると炭酸エステルの他に水も生成するが、前記化合物が存在することで、生成した水との水和反応によりアミド化合物を生成し、生成した水を反応系から除去又は低減することで、炭酸エステルの生成を促進させることが可能となる。
酸化セリウム(第一稀元素製:不純物濃度0.02%以下)を873Kで空気雰囲気下、3時間焼成し、粉末状の固体触媒を得た。そこで、190mlのオートクレーブ(反応器)に磁気攪拌子、上記固体触媒(1mmol)、メタノール(100mmol)及び2−シアノピリジン(20mmol)を導入し、約5gのCO2でオートクレーブ内の空気を3回パージした後、所定の量のCO2を導入・昇圧した。そのオートクレーブをバンドヒーター、ホットスターラーにより363Kまで攪拌しながら昇温し、目的の温度に達した時間を反応開始時間とした。363Kで2時間反応させた後、オートクレーブを水冷し、室温まで冷えたら減圧して内部標準物質の2−プロパノールを加え、生成物を採取し、GC(ガスクロマトグラフィー)で分析した。このようにして、CO2の導入量及び反応圧力を変えて表1に示す試験No.1〜9の実験を行った。
2−シアノピリジン(CP)を下記表2に示すような量にする他は実施例1と同様にして、反応圧力が1MPaになるようにCO2量を80mmol導入した後、383Kで2h反応を行った。その結果を表2に示す。
2−シアノピリジン(CP)を用い、下記表3に示すような反応温度にする他は実施例1と同様にして、反応圧力が1MPaになるようにCO2量を80mmol導入した後、各温度で2h反応を行った。その結果を表2に示す。
固体触媒の酸化セリウムを0.17g(1mmol)用い、反応温度を393K、反応圧力が5MPaになるようにCO2量を400mmol、脱水剤として2−シアノピリジンを50mmol反応器へ導入し、反応時間を表3に示すように他は実施例1と同様にして反応を行った。その結果を表4に示す。
反応圧力が1MPaになるようにCO2量を80mmol導入し、反応時間を下記表5に示すようにする他は実施例4と同様にして、393Kで反応を行った。その結果を表5に示す。
固体触媒の酸化セリウムを0.17g(1mmol)用い、脱水剤として2−シアノピラジンを50mmol用いる他は全て実施例5と同様にして反応を行った。その結果を表6に示す。
脱水剤として2−シアノピリミジンを50mmol用いる他は全て実施例5と同様にして反応を行った。その結果を表7に示す。
脱水剤としてチオフェン−2−カルボニトリルを50mmol用いる他は全て実施例5と同様にして反応を行った。その結果を表8に示す。
脱水剤として2−フルオロニトリルを50mmol用いる他は全て実施例5と同様にして反応を行った。その結果を表9に示す。
脱水剤としてプロピオニトリルを50mmol用いる他は全て実施例5と同様にして反応を行った。その結果を表10に示す。
脱水剤としてブチロニトリルを50mmol用いる他は全て実施例5と同様にして反応を行った。その結果を表11に示す。
脱水剤としてアクリロニトリルを50mmol用いる他は全て実施例5と同様にして反応を行った。その結果を表12に示す。
脱水剤としてフェニルアセトニトリルを50mmol用いる他は全て実施例5と同様にして反応を行った。その結果を表13に示す。
酸化ジルコニウム(ナカライテスク製:不純物濃度0.08%以下)を673Kで空気雰囲気下、3時間焼成したほかは、実施例1と同様にして実験した。尚、この場合は反応温度を443Kにて行った。その結果を表14に示す。
硝酸セリウムと硝酸ジルコニウムをセリウムが20原子量%となるように溶解させた溶液に水酸化ナトリウムを導入して沈殿物を生成させた後、この沈殿物を濾過、水洗した後、1273Kで空気雰囲気下、3時間焼成し、粉末状の固体触媒を得た。それ以外は実施例1と同様にして実験した。尚、この場合、反応温度は443Kにて行った。その結果を表15に示す。
メタノールの代わりにエタノールを用いたほかは、実施例1と同様にして実験した。その結果を表16に示す。
メタノールの代わりにプロパノールを用いたほかは、実施例1と同様にして実験した。その結果を表17に示す。
メタノールの代わりにイソプロパノールを用いたほかは、実施例1と同様にして実験した。その結果を表18に示す。
メタノールの代わりにt−ブチルアルコールを用いたほかは、実施例1と同様にして実験した。その結果を表19に示す。
固体触媒の酸化セリウムを0.17g(1mmol)用い、且つ2−シアノピリジンを用いないほかは実施例1と同様にして実験した。その結果を表20に示す。
2−シアノピリジンの代わりに2,2−ジメトキシプロパンを20mmol用いたほかは実施例1と同様にして実験した。その結果を表21に示す。
Claims (9)
- 前記固体触媒と前記化合物の存在下で、一価アルコールと二酸化炭素を反応させて、炭酸エステルと水を生成すると共に、前記化合物と前記生成した水との水和反応によりアミド化合物を生成させて、前記生成した水を反応系から除去又は低減することにより、前記炭酸エステルの生成を促進させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。
- 前記固体触媒が、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、及び酸化セリウムと酸化ジルコニウムの化合物からなる群から選ばれた一種または二種以上からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。
- 前記一価アルコールがメタノールであり、炭酸エステルとして炭酸ジメチルを製造することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。
- 前記反応時の圧力が5MPa以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。
- 前記反応時の圧力が3MPa以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。
- 前記反応時の圧力が0.1〜1MPaであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。
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