JP2017160132A - Method for producing carbonic acid ester - Google Patents

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真宏 高田
田中 淳
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淳 田中
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宏 北川
浩和 小林
Hirokazu Kobayashi
浩和 小林
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マイケル テイラー ジャレド
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing carbonic acid esters that increases the concentration of carbonic acid esters produced in the system.SOLUTION: A method for producing carbonic acid esters includes making an alcohol and carbon dioxide react with each other in the presence of a porous metal complex composed of a metal and an organic ligand, to produce a carbonic acid ester.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、アルコールと二酸化炭素とを触媒の存在下で反応させて炭酸エステルを製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a carbonate ester by reacting alcohol and carbon dioxide in the presence of a catalyst.

炭酸エステルとは、炭酸CO(OH)の2原子の水素のうち1原子または2原子をアルキル基またはアリール基で置換した化合物の総称であり、RO−C(=O)−OR’(R、R’は飽和炭化水素基や不飽和炭化水素基を表す)の構造を持つものである。 Carbonic acid ester is a general term for compounds in which one or two of hydrogen atoms of carbonic acid CO (OH) 2 is substituted with an alkyl group or an aryl group, and RO—C (═O) —OR ′ (R , R ′ represents a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group).

炭酸エステルは、オクタン価向上のためのガソリン添加剤、排ガス中のパーティクルを減少させるためのディーゼル燃料添加剤等の添加剤として使われるほか、ポリカーボネートやウレタン、医薬・農薬等の樹脂・有機化合物を合成する際のアルキル化剤、カルボニル化剤、溶剤等、あるいはリチウム電池の電解液、潤滑油原料、ボイラー配管の防錆用の脱酸素剤の原料として使われるなど、非常に有用な化合物である。   Carbonate esters are used as additives such as gasoline additives to improve octane number and diesel fuel additives to reduce particles in exhaust gas, as well as resins and organic compounds such as polycarbonate, urethane, pharmaceuticals and agricultural chemicals. It is an extremely useful compound such as an alkylating agent, a carbonylating agent, a solvent, or the like, or a lithium battery electrolyte, a lubricating oil raw material, or a raw material for an oxygen scavenger for rust prevention of boiler piping.

例えば、特許文献1には、「固体触媒とアセトニトリルの存在下で、一価アルコールと二酸化炭素とを反応させて、炭酸エステルを製造することを特徴とする炭酸エステルの製造方法。」が記載されている([請求項1])。   For example, Patent Document 1 describes “a method for producing a carbonate ester, wherein a carbonate ester is produced by reacting a monohydric alcohol and carbon dioxide in the presence of a solid catalyst and acetonitrile”. ([Claim 1]).

特開2009−132673号公報JP 2009-132673 A

本発明者らは、特許文献1に記載された炭酸エステルの製造方法について検討したところ、メタノールと二酸化炭素から炭酸ジメチルを合成する際に副生される水とアセトニトリル(水和剤)の水和反応によりアセトアミドが生成し、また、このアセトアミドと原料であるメタノールとの反応から酢酸メチルが生成し、更に、原料であるメタノールとアセトニトリルとの反応からオルト酢酸トリメチル等が生成するため、系内に生成する炭酸エステルの濃度が低くなり、回収効率が劣る問題点があることが分かった。   The inventors of the present invention have studied the method for producing a carbonate ester described in Patent Document 1. As a result, hydration of water and acetonitrile (wetting agent) by-produced when synthesizing dimethyl carbonate from methanol and carbon dioxide is performed. Acetamide is produced by the reaction, and methyl acetate is produced from the reaction between this acetamide and the raw material methanol, and further, trimethyl orthoacetate is produced from the reaction between the raw material methanol and acetonitrile. It was found that there was a problem that the concentration of the carbonate ester produced was low and the recovery efficiency was poor.

そこで、本発明は、系内に生成する炭酸エステルの濃度が高くなる炭酸エステルの製造方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the carbonate ester from which the density | concentration of the carbonate ester produced | generated in a system becomes high.

本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、固体触媒に代えて、金属および有機配位子から構成される多孔性金属錯体を用いることにより、系内に生成する炭酸エステルの濃度が高くなることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
As a result of intensive investigations to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have used a porous metal complex composed of a metal and an organic ligand in place of a solid catalyst, thereby producing a carbonate ester produced in the system. The present inventors have found that the concentration is high and completed the present invention.
That is, it has been found that the above-described problem can be achieved by the following configuration.

[1] 金属および有機配位子から構成される多孔性金属錯体の存在下で、アルコールと二酸化炭素とを反応させ、炭酸エステルを生成する、炭酸エステルの製造方法。
[2] 金属が、周期表の第3族、第4族およびランタノイド元素から選ばれる少なくとも一種の金属である、[1]に記載の炭酸エステルの製造方法。
[3] 有機配位子が、二座以上で配位可能な有機配位子である、[1]または[2]に記載の炭酸エステルの製造方法。
[4] 金属が、第4族の金属である、[1]〜[3]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[5] 有機配位子が、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸およびアミン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の配位子である、[1]〜[4]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[6] 金属が、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群から選択される少なくとも1種の金属である、[1]〜[5]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[7] 有機配位子が、テレフタル酸、イソフタル酸、2−アミノテレフタル酸、2,5−ジアミノテレフタル酸、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、フマル酸、マロン酸、アジピン酸、ビフェニル−3,4’,5−トリカルボン酸、1,3,5−トリス(4’−カルボキシ[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸およびこれらの誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の配位子である、[1]〜[6]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[8] 多孔性金属錯体のBET比表面積が、500m2/g以上3000m2/g以下である、[1]〜[7]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[9] アルコールが、一価アルコールである、[1]〜[8]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[10] 炭酸エステルが、炭酸ジメチルである、[1]〜[9]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[11] アルコールと二酸化炭素とを、2.5MPa以下の圧力で反応させる、[1]〜[10]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[12] アルコールと二酸化炭素とを、50℃以上150℃以下の温度で反応させる、[1]〜[11]のいずれかに記載の炭酸エステルの製造方法。
[1] A method for producing a carbonate ester, wherein an alcohol and carbon dioxide are reacted in the presence of a porous metal complex composed of a metal and an organic ligand to produce a carbonate ester.
[2] The method for producing a carbonate ester according to [1], wherein the metal is at least one metal selected from Group 3 and Group 4 of the periodic table and a lanthanoid element.
[3] The method for producing a carbonate ester according to [1] or [2], wherein the organic ligand is an organic ligand capable of coordination at bidentate or higher.
[4] The method for producing a carbonate ester according to any one of [1] to [3], wherein the metal is a Group 4 metal.
[5] The organic ligand is any one of [1] to [4], which is at least one ligand selected from the group consisting of dicarboxylic acids, tricarboxylic acids, tetracarboxylic acids, and amine compounds. Of carbonic acid ester.
[6] The method for producing a carbonate ester according to any one of [1] to [5], wherein the metal is at least one metal selected from the group consisting of zirconium and hafnium.
[7] The organic ligand is terephthalic acid, isophthalic acid, 2-aminoterephthalic acid, 2,5-diaminoterephthalic acid, 2,5-dihydroxyterephthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalene. Dicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 3,3'-biphenyldicarboxylic acid, fumaric acid, malonic acid, adipic acid, biphenyl-3,4 ', 5-tricarboxylic acid, 1,3,5-tris ( 4'-carboxy [1,1'-biphenyl] -4-yl) benzene, 1,3,5-tris (4-carboxyphenyl) benzene, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid and their derivatives The method for producing a carbonate ester according to any one of [1] to [6], which is at least one ligand selected from the group consisting of:
[8] The method for producing a carbonate ester according to any one of [1] to [7], wherein the porous metal complex has a BET specific surface area of 500 m 2 / g or more and 3000 m 2 / g or less.
[9] The method for producing a carbonate ester according to any one of [1] to [8], wherein the alcohol is a monohydric alcohol.
[10] The method for producing a carbonate ester according to any one of [1] to [9], wherein the carbonate ester is dimethyl carbonate.
[11] The method for producing a carbonate ester according to any one of [1] to [10], wherein alcohol and carbon dioxide are reacted at a pressure of 2.5 MPa or less.
[12] The method for producing a carbonate ester according to any one of [1] to [11], wherein the alcohol and carbon dioxide are reacted at a temperature of 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.

本発明によれば、系内に生成する炭酸エステルの濃度が高くなる炭酸エステルの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the carbonate ester from which the density | concentration of the carbonate ester produced | generated in a system becomes high can be provided.

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

本発明の炭酸エステルの製造方法(以下、「本発明の製造方法」ともいう。)は、金属および有機配位子から構成される多孔性金属錯体の存在下で、アルコールと二酸化炭素とを反応させ、炭酸エステルを生成する方法である。   The method for producing a carbonate ester of the present invention (hereinafter also referred to as “the production method of the present invention”) reacts alcohol and carbon dioxide in the presence of a porous metal complex composed of a metal and an organic ligand. And a carbonate ester is produced.

〔多孔性金属錯体〕
金属および有機配位子から構成される多孔性金属錯体は、二座または多座の有機配位子と配位する構造体の中心位置を占める金属イオンまたは金属イオンクラスターにより構成される多孔性の結晶性物質であり、多孔性配位高分子(Porous Coordination Polymer:POP)や、金属有機構造体(Metal Organic Frameworks:MOF)とも呼ばれる材料である。
本発明においては、このような多孔性金属錯体を用いることにより、系内に生成する炭酸エステルの濃度が高くなる。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
すなわち、多孔性金属錯体が有する細孔(おそらく金属サイト)に二酸化炭素が吸着することで、局所的に二酸化炭素が濃縮された結果、二酸化炭素とアルコールとの反応が促進され、炭酸エステルの濃度が高くなったと考えられる。
[Porous metal complex]
A porous metal complex composed of a metal and an organic ligand is a porous metal complex composed of metal ions or metal ion clusters that occupy the central position of the structure coordinated with a bidentate or multidentate organic ligand. It is a crystalline substance, and is also a material called a porous coordination polymer (PoP) or a metal organic framework (MOF).
In the present invention, by using such a porous metal complex, the concentration of the carbonate ester generated in the system is increased.
Although this is not clear in detail, the present inventors presume as follows.
That is, carbon dioxide is adsorbed in the pores (possibly metal sites) of the porous metal complex, and as a result of the local concentration of carbon dioxide, the reaction between carbon dioxide and alcohol is promoted, and the concentration of carbonate ester It is thought that became higher.

本発明においては、上記多孔性金属錯体のBET比表面積は、500m2/g以上であるのが好ましく、500〜10000m2/gであるのがより好ましく、500〜3000m2/gであるのが更に好ましい。
ここで、BET比表面積とは、BET法で求めた比表面積のことをいい、窒素分子を上記多孔性金属錯体に吸着させ、吸着した窒素分子の量から値を得ることができる。なお、本明細書においては、BET比表面積は、JIS Z8830:2013で規定される「多点法による気体吸着量の測定方法」に従って測定した値をいう。
In the present invention, BET specific surface area of the porous metal complex is preferably at 500 meters 2 / g or more, more preferably from 500~10000m 2 / g, in the range of 500~3000m 2 / g Further preferred.
Here, the BET specific surface area means a specific surface area obtained by the BET method, and a value can be obtained from the amount of adsorbed nitrogen molecules by adsorbing nitrogen molecules to the porous metal complex. In the present specification, the BET specific surface area is a value measured in accordance with “Measurement method of gas adsorption amount by multipoint method” defined in JIS Z8830: 2013.

<金属>
多孔性金属錯体を構成する金属としては、周期表の第3族、第4族およびランタノイド元素から選ばれる少なくとも一種の金属であることが好ましい。
これらのうち、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)などの第4族元素の金属であるのがより好ましく、安定な構造を有する多孔性金属錯体が得られやすいという理由から、ジルコニウム(Zr)およびハフニウム(Hf)からなる群から選択される少なくとも1種の金属であることが更に好ましい。
<Metal>
The metal constituting the porous metal complex is preferably at least one metal selected from Group 3 and Group 4 of the periodic table and lanthanoid elements.
Of these, metals of Group 4 elements such as titanium (Ti), zirconium (Zr), and hafnium (Hf) are more preferable, because a porous metal complex having a stable structure is easily obtained. More preferably, it is at least one metal selected from the group consisting of zirconium (Zr) and hafnium (Hf).

<有機配位子>
多孔性金属錯体を構成する有機配位子としては、二座以上で配位可能な有機配位子を少なくとも一種使用することが望ましい。
二座以上で配位可能な有機配位子としては、例えば、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸、アミン化合物等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Organic ligand>
As the organic ligand constituting the porous metal complex, it is desirable to use at least one organic ligand capable of coordinating at a bidentate or higher.
Examples of organic ligands that can be coordinated at bidentate or higher include dicarboxylic acids, tricarboxylic acids, tetracarboxylic acids, amine compounds, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. May be.

(ジカルボン酸)
ジカルボン酸としては、具体的には、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2−アミノテレフタル酸、2,5−ジアミノテレフタル酸、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、フマル酸、マロン酸、アジピン酸、これらの誘導体などが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Dicarboxylic acid)
Specific examples of the dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, 2-aminoterephthalic acid, 2,5-diaminoterephthalic acid, 2,5-dihydroxyterephthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2, Examples include 6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 3,3′-biphenyldicarboxylic acid, fumaric acid, malonic acid, adipic acid, and derivatives thereof, and these may be used alone. In addition, two or more kinds may be used in combination.

(トリカルボン酸)
トリカルボン酸としては、具体的には、例えば、ビフェニル−3,4’,5−トリカルボン酸、1,3,5−トリス(4’−カルボキシ[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸(以下、「BTC」とも略す。)、これらの誘導体などが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Tricarboxylic acid)
Specific examples of the tricarboxylic acid include biphenyl-3,4 ′, 5-tricarboxylic acid and 1,3,5-tris (4′-carboxy [1,1′-biphenyl] -4-yl) benzene. 1,3,5-tris (4-carboxyphenyl) benzene, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid (hereinafter also abbreviated as “BTC”), derivatives thereof, and the like. You may use, and may use 2 or more types together.

(テトラカルボン酸)
テトラカルボン酸としては、具体的には、例えば、p−テルフェニル−3,3’,5,5’−テトラカルボン酸〔別名称:5,5’−(1,4−フェニレン)ビスイソフタル酸〕、1,2,4,5−テトラキス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン等のテトラカルボン酸、これらの誘導体などが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Tetracarboxylic acid)
Specific examples of the tetracarboxylic acid include p-terphenyl-3,3 ′, 5,5′-tetracarboxylic acid [another name: 5,5 ′-(1,4-phenylene) bisisophthalic acid. ], Tetracarboxylic acids such as 1,2,4,5-tetrakis (4-carboxyphenyl) benzene, derivatives thereof, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Also good.

(アミン化合物)
アミン化合物としては、具体的には、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類およびその誘導体;4,4’−ビピリジン、1,4−ビス(4−ピリジル)ベンゼン、2,2’−ジメチル−4,4’−ビピリジン、1,4−ビス(4−ピリジル)ブタジイン、1,2−ビス(4−ピリジル)エタン、3,6−ジ(4−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン等のピリジン環を有する化合物およびその誘導体;ピラジン、2,5−ジメチルピラジン等のピラジン環を有する化合物およびその誘導体;その他上記以外の1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等の環状アミン類およびその誘導体;等が挙げられる。
(Amine compound)
Specific examples of the amine compound include imidazoles such as imidazole, 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole and derivatives thereof; 4,4′-bipyridine, 1,4-bis (4-pyridyl) benzene, 2,2′-dimethyl-4,4′-bipyridine, 1,4-bis (4-pyridyl) butadiyne, 1,2-bis (4-pyridyl) ethane, 3,6-di (4-pyridyl) -1 , 2,4,5-tetrazine and the like having a pyridine ring and derivatives thereof; pyrazine, 2,5-dimethylpyrazine and the like having a pyrazine ring and derivatives thereof; and 1,4-diazabicyclo [2. 2.2] cyclic amines such as octane and derivatives thereof;

これらの有機配位子のうち、安定な構造を有する多孔性金属錯体が得られやすいという理由から、上述したジカルボン酸、トリカルボン酸であることが好ましく、ジカルボン酸であることがより好ましい。   Of these organic ligands, the above-mentioned dicarboxylic acids and tricarboxylic acids are preferable, and dicarboxylic acids are more preferable because porous metal complexes having a stable structure are easily obtained.

上記多孔性金属錯体としては、例えば、上述した金属および有機配位子の例を組み合わせたものが挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、ジルコニウムまたはハフニウムを金属として用い、テレフタル酸を有機配位子として用いた多孔性金属錯体(UiO−66);ジルコニウムまたはハフニウムを金属として用い、ビフェニルジカルボン酸を有機配位子として用いた多孔性金属錯体(UiO−67);ジルコニウムまたはハフニウムを金属として用い、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸を有機配位子として用いた多孔性金属錯体;等が好適に挙げられる。
As said porous metal complex, what combined the example of the metal mentioned above and the organic ligand is mentioned, for example, These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Of these, porous metal complexes using zirconium or hafnium as a metal and terephthalic acid as an organic ligand (UiO-66); using zirconium or hafnium as a metal and using biphenyldicarboxylic acid as an organic ligand Suitable porous metal complexes (UiO-67); porous metal complexes using zirconium or hafnium as a metal and 1,3,5-benzenetricarboxylic acid as an organic ligand;

また、上記多孔性金属錯体としては、その形状は特に限定されず、粉体として用いてもよく、成形体として用いてもよい。
成型体の場合には球状、ペレット状、シリンダー状、リング状、ホイール状、顆粒状などいずれでもよい。
Further, the shape of the porous metal complex is not particularly limited, and it may be used as a powder or a molded body.
In the case of a molded body, any of a spherical shape, a pellet shape, a cylinder shape, a ring shape, a wheel shape, a granular shape and the like may be used.

本発明においては、上記多孔性金属錯体の調製方法は特に限定されず、POPやMOFの調製方法として従来公知の方法を適宜採用することができ、例えば、上述した金属の金属イオンを含む溶液と上述した有機配位子を含む溶液との2種類の溶液を液−液界面で徐々に拡散し、反応させる拡散法;上述した金属の金属イオンを含む溶液を撹拌しながら、上述した有機配位子を含む溶液を滴下する撹拌法;圧力容器内で上述した金属の金属イオンおよび上述した有機配位子を含む溶液を反応させるソルボサーマル法;等を用いることにより調製することができる。   In the present invention, the method for preparing the porous metal complex is not particularly limited, and a conventionally known method can be appropriately employed as a method for preparing POP or MOF. For example, the above-described solution containing metal ions of the metal and Diffusion method of gradually diffusing and reacting two kinds of solutions with the above-mentioned solution containing an organic ligand at the liquid-liquid interface; the above-mentioned organic coordination while stirring the solution containing the metal ion of the above-mentioned metal It can be prepared by using a stirring method in which a solution containing a child is dropped; a solvothermal method in which a solution containing a metal ion of the above-described metal and the above-described organic ligand is reacted in a pressure vessel;

〔アルコール〕
本発明の製造方法の原料に用いるアルコールは特に限定されないが、得られる炭酸エステルの有用性が高い等の観点から一価アルコールが好ましい。
一価アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、メチルシクロヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
なお、一価アルコールに何を用いるかは、製造すべき炭酸エステルの種類に応じて適宜決めればよく、例えば、炭酸エステルとして炭酸ジメチルを製造する場合は、メタノールを用いればよい。
〔alcohol〕
Although the alcohol used for the raw material of the manufacturing method of this invention is not specifically limited, A monohydric alcohol is preferable from a viewpoint that the usefulness of the carbonate ester obtained is high.
Examples of the monohydric alcohol include methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, methylcyclohexanol, cyclohexanol, and benzyl alcohol.
Note that what is used for the monohydric alcohol may be appropriately determined according to the type of carbonate to be produced. For example, when dimethyl carbonate is produced as the carbonate, methanol may be used.

〔二酸化炭素〕
本発明の製造方法の原料に用いる二酸化炭素は、工業的に精製されたものだけでなく、各種工場や製鉄所、発電所等から排出されるガスを分離回収したものを用いてもよい。
〔carbon dioxide〕
The carbon dioxide used as a raw material for the production method of the present invention is not limited to industrially purified carbon dioxide, but may be gas separated and recovered from various factories, steelworks, power plants and the like.

〔反応条件〕
上記多孔性金属錯体を用いた炭酸エステルの合成反応は、用いる反応器や反応形態等について特に制限されず、例えば、回分反応器、半回分反応器、連続槽型反応器、管型反応器等のような流通反応器のいずれを用いてもよい。
また、炭酸エステルの合成反応は、上記多孔性金属錯体と原料のアルコールとを反応容器内に導入した後に、他方の原料である二酸化炭素を導入して反応を進行させるのが好ましい。
[Reaction conditions]
Carbonate ester synthesis reaction using the porous metal complex is not particularly limited with respect to the reactor and reaction form used, for example, batch reactor, semi-batch reactor, continuous tank reactor, tubular reactor, etc. Any of the flow reactors such as
In addition, in the synthesis reaction of carbonic acid ester, it is preferable that the porous metal complex and the raw material alcohol are introduced into the reaction vessel, and then the carbon dioxide which is the other raw material is introduced to advance the reaction.

反応圧力については、製造設備コスト等の観点から、2.5MPa以下とすることが好ましく、2MPa以下とすることがより好ましい。また、炭酸エステルの収率の観点から、0.1MPa以上とすることが好ましい。   The reaction pressure is preferably 2.5 MPa or less, more preferably 2 MPa or less, from the viewpoint of manufacturing equipment costs and the like. Moreover, it is preferable to set it as 0.1 Mpa or more from a viewpoint of the yield of carbonate ester.

反応温度については、生産性、製造コスト等の観点から、50℃以上150℃以下の温度とすることが好ましく、100℃以上150℃以下の温度とすることがより好ましい。   About reaction temperature, it is preferable to set it as the temperature of 50 to 150 degreeC from a viewpoint of productivity, manufacturing cost, etc., and it is more preferable to set it as the temperature of 100 to 150 degreeC.

反応時間については、生産性、製造コスト等の観点から、0.5時間以上24時間以下であることが好ましく、12時間以下であることがより好ましい。   The reaction time is preferably 0.5 hours or more and 24 hours or less, more preferably 12 hours or less from the viewpoint of productivity, production cost, and the like.

以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the following examples.

〔多孔性金属錯体の合成〕
<UiO−66(Zr)の合成>
窒素雰囲気のグローブボックス内にて、酢酸(CHCOOH、和光純薬工業製、試薬特級)7.5mlに、塩化ジルコニウム(ZrCl、和光純薬工業製、95.0+%)0.703g(3mmol)を投入し、グローブボックスから取り出した後、超音波処理を数分間行うことで、塩化ジルコニウムを酢酸に溶解させた塩化ジルコニウム溶液を調製した。
調製した塩化ジルコニウム溶液に、N,N−ジメチルホルムアミド(和光純薬工業製、和光一級)50mLを加え、再度超音波処理を数分間行った。
次いで、テレフタル酸(C(COOH)、和光純薬工業製、和光一級)0.501g(3mmol)と、精製水200μLとを加え、超音波処理を10分間行うことで、透明なUiO−66(Zr)前駆体溶液を調製した。
調製したUiO−66(Zr)前駆体溶液をテフロン製のオートクレーブに入れて密閉し、撹拌を行いながら4℃/minの昇温速度で120℃まで昇温させた後、120℃で24時間保持し、室温まで自然冷却を行った。
次いで、反応溶液を遠心分離することによって白色の沈殿のみを得た後、エタノールで10分間撹拌した後、再び遠心分離にて沈殿を得た。
得られた沈殿をアセトンに24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行った後、更に水に24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行うことで、残存するN,N−ジメチルホルムアミド等の不純物を除去した。
得られた白色沈殿を60℃のホットプレート上で2時間乾燥させた後、真空乾燥機中で200℃、12時間の真空乾燥を行うことにより、多孔性金属錯体であるUiO−66(Zr)の粉体を得た。
得られたUiO−66(Zr)のBET比表面積を、自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORP−miniII、マイクロトラック・ベル社製)で測定したところ、下記表1に示す通り、1280m2/gであった。
(Synthesis of porous metal complex)
<Synthesis of UiO-66 (Zr)>
In a glove box in a nitrogen atmosphere, 7.5 ml of acetic acid (CH 3 COOH, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, reagent special grade), 0.703 g of zirconium chloride (ZrCl 4 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 95.0 +%) ( 3 mmol), and after removing from the glove box, ultrasonic treatment was performed for several minutes to prepare a zirconium chloride solution in which zirconium chloride was dissolved in acetic acid.
To the prepared zirconium chloride solution, 50 mL of N, N-dimethylformamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Wako First Grade) was added, and sonication was performed again for several minutes.
Next, 0.501 g (3 mmol) of terephthalic acid (C 6 H 4 (COOH) 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Wako First Grade) and 200 μL of purified water are added, and ultrasonic treatment is performed for 10 minutes. A UiO-66 (Zr) precursor solution was prepared.
The prepared UiO-66 (Zr) precursor solution was sealed in a Teflon autoclave, heated to 120 ° C. at a heating rate of 4 ° C./min while stirring, and then kept at 120 ° C. for 24 hours. Then, it was naturally cooled to room temperature.
Next, the reaction solution was centrifuged to obtain only a white precipitate, stirred for 10 minutes with ethanol, and then centrifuged again to obtain a precipitate.
The obtained precipitate was soaked in acetone for 24 hours and centrifuged again for 3 times, and further immersed in water for 24 hours and centrifuged again for 3 times, thereby remaining N, N- Impurities such as dimethylformamide were removed.
The obtained white precipitate was dried on a hot plate at 60 ° C. for 2 hours and then vacuum-dried at 200 ° C. for 12 hours in a vacuum dryer to obtain UiO-66 (Zr) which is a porous metal complex. Of powder was obtained.
When the BET specific surface area of the obtained UiO-66 (Zr) was measured with an automatic specific surface area / pore distribution measuring device (BELSORP-miniII, manufactured by Microtrack Bell), as shown in Table 1 below, 1280 m 2 / G.

<UiO−66(Hf)の合成>
窒素雰囲気のグローブボックス内にて、酢酸(CHCOOH、和光純薬工業製、試薬特級)7.5mlに、塩化ハフニウム(HfCl、和光純薬工業製、99.5%)0.962g(3mmol)を投入し、グローブボックスから取り出した後、超音波処理を数分間行うことで、塩化ハフニウムを酢酸に溶解させた塩化ハフニウム溶液を調製した。
調製した塩化ハフニウム溶液に、N,N−ジメチルホルムアミド(和光純薬工業製、和光一級)50mLを加え、再度超音波処理を数分間行った。
次いで、テレフタル酸(C(COOH)、和光純薬工業製、和光一級)0.501g(3mmol)と、精製水200μLとを加え、超音波処理を10分間行うことで、透明なUiO−66(Hf)前駆体溶液を調製した。
調製したUiO−66(Hf)前駆体溶液をテフロン製のオートクレーブに入れて密閉し、撹拌を行いながら4℃/minの昇温速度で120℃まで昇温させた後、120℃で24時間保持し、室温まで自然冷却を行った。
次いで、反応溶液を遠心分離することによって白色の沈殿のみを得た後、エタノールで10分間撹拌した後、再び遠心分離にて沈殿を得た。
得られた沈殿をアセトンに24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行った後、更に水に24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行うことで、残存するN,N−ジメチルホルムアミド等の不純物を除去した。
得られた白色沈殿を60℃のホットプレート上で2時間乾燥させた後、真空乾燥機中で200℃、12時間の真空乾燥を行うことにより、多孔性金属錯体であるUiO−66(Hf)の粉体を得た。
得られたUiO−66(Hf)のBET比表面積を、自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORP−miniII、マイクロトラック・ベル社製)で測定したところ、下記表1に示す通り、1180m2/gであった。
<Synthesis of UiO-66 (Hf)>
In a glove box in a nitrogen atmosphere, 7.5 ml of acetic acid (CH 3 COOH, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, reagent special grade) and 0.962 g of hafnium chloride (HfCl 4 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 99.5%) ( 3 mmol), and after removing from the glove box, ultrasonic treatment was performed for several minutes to prepare a hafnium chloride solution in which hafnium chloride was dissolved in acetic acid.
To the prepared hafnium chloride solution, 50 mL of N, N-dimethylformamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Wako First Grade) was added, and sonication was performed again for several minutes.
Next, 0.501 g (3 mmol) of terephthalic acid (C 6 H 4 (COOH) 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Wako First Grade) and 200 μL of purified water are added, and ultrasonic treatment is performed for 10 minutes. A UiO-66 (Hf) precursor solution was prepared.
The prepared UiO-66 (Hf) precursor solution was placed in a Teflon autoclave, sealed, heated to 120 ° C. at a rate of 4 ° C./min while stirring, and then kept at 120 ° C. for 24 hours. Then, it was naturally cooled to room temperature.
Next, the reaction solution was centrifuged to obtain only a white precipitate, stirred for 10 minutes with ethanol, and then centrifuged again to obtain a precipitate.
The obtained precipitate was soaked in acetone for 24 hours and centrifuged again for 3 times, and further immersed in water for 24 hours and centrifuged again for 3 times, thereby remaining N, N- Impurities such as dimethylformamide were removed.
The obtained white precipitate was dried on a hot plate at 60 ° C. for 2 hours and then vacuum-dried at 200 ° C. for 12 hours in a vacuum dryer to obtain UiO-66 (Hf) which is a porous metal complex. Of powder was obtained.
The BET specific surface area of the obtained UiO-66 (Hf) was measured with an automatic specific surface area / pore distribution measuring device (BELSORP-miniII, manufactured by Microtrack Bell). As shown in Table 1 below, 1180 m 2 / G.

<UiO−66(Zr)−NHの合成>
窒素雰囲気のグローブボックス内にて、酢酸(CHCOOH、和光純薬工業製、試薬特級)7.5mlに、塩化ジルコニウム(ZrCl、和光純薬工業製、95.0+%)0.703g(3mmol)を投入し、グローブボックスから取り出した後、超音波処理を数分間行うことで、塩化ジルコニウムを酢酸に溶解させた塩化ジルコニウム溶液を調製した。
調製した塩化ジルコニウム溶液に、N,N−ジメチルホルムアミド(和光純薬工業製、和光一級)50mLを加え、再度超音波処理を数分間行った。
次いで、2−アミノテレフタル酸(CNO、東京化成工業製、98%以上)0.501g(3mmol)と、精製水200μLとを加え、超音波処理を10分間行うことで、透明なUiO−66(Zr)−NH前駆体溶液を調製した。
調製したUiO−66(Zr)−NH前駆体溶液をテフロン製のオートクレーブに入れて密閉し、攪拌を行いながら4℃/minの昇温速度で120℃まで昇温させた後、120℃で24時間保持し、室温まで自然冷却を行った。
次いで、反応溶液を遠心分離することによって白色の沈殿のみを得た後、エタノールで10分間撹拌した後、再び遠心分離にて沈殿を得た。
得られた沈殿をアセトンに24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行った後、更に水に24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行うことで、残存するN,N−ジメチルホルムアミド等の不純物を除去した。
得られた白色沈殿を60℃のホットプレート上で2時間乾燥させた後、真空乾燥機中で200℃、12時間の真空乾燥を行うことにより、多孔性金属錯体であるUiO−66(Zr)−NHの粉体を得た。
得られたUiO−66(Zr)−NHのBET比表面積を、自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORP−miniII、マイクロトラック・ベル社製)で測定したところ、下記表1に示す通り、1170m2/gであった。
<Synthesis of UiO-66 (Zr) -NH 2 >
In a glove box in a nitrogen atmosphere, 7.5 ml of acetic acid (CH 3 COOH, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, reagent special grade), 0.703 g of zirconium chloride (ZrCl 4 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 95.0 +%) ( 3 mmol), and after removing from the glove box, ultrasonic treatment was performed for several minutes to prepare a zirconium chloride solution in which zirconium chloride was dissolved in acetic acid.
To the prepared zirconium chloride solution, 50 mL of N, N-dimethylformamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Wako First Grade) was added, and sonication was performed again for several minutes.
Then, 2-amino-terephthalic acid (C 8 H 7 NO 4, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo, 98%) and 0.501 g (3 mmol), and purified water 200μL addition, by performing sonication for 10 minutes, transparent A UiO-66 (Zr) -NH 2 precursor solution was prepared.
The prepared UiO-66 (Zr) -NH 2 precursor solution was sealed in a Teflon autoclave, heated to 120 ° C. at a heating rate of 4 ° C./min while stirring, and then heated at 120 ° C. It was kept for 24 hours and naturally cooled to room temperature.
Next, the reaction solution was centrifuged to obtain only a white precipitate, stirred for 10 minutes with ethanol, and then centrifuged again to obtain a precipitate.
The obtained precipitate was soaked in acetone for 24 hours and centrifuged again for 3 times, and further immersed in water for 24 hours and centrifuged again for 3 times, thereby remaining N, N- Impurities such as dimethylformamide were removed.
The obtained white precipitate was dried on a hot plate at 60 ° C. for 2 hours and then vacuum-dried at 200 ° C. for 12 hours in a vacuum dryer to obtain UiO-66 (Zr) which is a porous metal complex. A powder of —NH 2 was obtained.
The BET specific surface area of the obtained UiO-66 (Zr) -NH 2 was measured with an automatic specific surface area / pore distribution measuring device (BELSORP-miniII, manufactured by Microtrac Bell Co.), as shown in Table 1 below. 1170 m 2 / g.

<UiO−67(Zr)の合成>
窒素雰囲気のグローブボックス内にて、塩化ジルコニウム(ZrCl、和光純薬工業製、95.0+%)0.368g(1.58mmol)を秤量し、N,N−ジメチルホルムアミド60mLを加えて溶解し、塩化ジルコニウム溶液を調製した。
調製した塩化ジルコニウム溶液に、安息香酸(CCOOH,和光純薬工業製、試薬特級)5.654g(46.3mmol)を加え、超音波処理を5分間施した。
次いで、4,4−ビフェニルジカルボン酸(C1410、東京化成工業製、95.0%以上)0.375g(1.55mmol)と、精製水36μLとを加え、超音波処理を10分間行なうことで、UiO−67(Zr)前駆体溶液を調製した。
調製したUiO−66(Zr)前駆体溶液をテフロン製のオートクレーブに入れて密閉し、攪拌を行いながら3℃/minの昇温速度で120℃まで昇温させた後、120℃で24時間保持し、室温まで自然冷却を行った。
次いで、反応溶液を遠心分離することによって白色の沈殿のみを得た後、エタノールで10分間撹拌した後、再び遠心分離にて沈殿を得た。
得られた沈殿をN,N−ジメチルホルムアミドに24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行った後、アセトンに24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行うことで残存する不純物を除去した。
得られた白色沈殿を60℃のホットプレート上で2時間乾燥させることにより、多孔性金属錯体であるUiO−67(Zr)の粉体を得た。
得られたUiO−67(Zr)のBET比表面積を、自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORP−miniII、マイクロトラック・ベル社製)で測定したところ、下記表1に示す通り、2480m2/gであった。
<Synthesis of UiO-67 (Zr)>
In a glove box in a nitrogen atmosphere, 0.368 g (1.58 mmol) of zirconium chloride (ZrCl 4 , Wako Pure Chemical Industries, 95.0 +%) is weighed and dissolved by adding 60 mL of N, N-dimethylformamide. A zirconium chloride solution was prepared.
To the prepared zirconium chloride solution, 5.654 g (46.3 mmol) of benzoic acid (C 6 H 5 COOH, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade) was added and subjected to ultrasonic treatment for 5 minutes.
Then, 0.375 g (1.55 mmol) of 4,4-biphenyldicarboxylic acid (C 14 H 10 O 4 , manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 95.0% or more) and 36 μL of purified water were added, and sonication was performed for 10 times. A UiO-67 (Zr) precursor solution was prepared by performing for a minute.
The prepared UiO-66 (Zr) precursor solution was placed in a Teflon autoclave, sealed, heated to 120 ° C. at a rate of 3 ° C./min with stirring, and then kept at 120 ° C. for 24 hours. Then, it was naturally cooled to room temperature.
Next, the reaction solution was centrifuged to obtain only a white precipitate, stirred for 10 minutes with ethanol, and then centrifuged again to obtain a precipitate.
The resulting precipitate is immersed in N, N-dimethylformamide for 24 hours, centrifuged again three times, then immersed in acetone for 24 hours, and then centrifuged again three times for residual impurities. Was removed.
The obtained white precipitate was dried on a hot plate at 60 ° C. for 2 hours to obtain a powder of UiO-67 (Zr), which is a porous metal complex.
The BET specific surface area of the obtained UiO-67 (Zr) was measured with an automatic specific surface area / pore distribution measuring device (BELSORP-miniII, manufactured by Microtrack Bell). As shown in Table 1 below, 2480 m 2 / G.

<Zr−BTCの合成>
窒素雰囲気のグローブボックス内にて、酢酸(CHCOOH、和光純薬工業製、試薬特級)16.8mlに、塩化ジルコニウム(ZrCl、和光純薬工業製、95.0+%)0.703g(3mmol)を投入し、グローブボックスから取り出した後、超音波処理を数分間行うことで、塩化ジルコニウムを酢酸に溶解させた塩化ジルコニウム溶液を調製した。
調製した塩化ジルコニウム溶液に、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸(和光純薬工業製、和光特級)0.210g(1mmol)を加え、超音波処理を5分間行った。
次いで、N,N−ジメチルホルムアミド(和光純薬工業製、和光一級)30mLを加え、再度超音波処理を20分間行うことで、透明なZr−BTC前駆体溶液を調製した。
調製したUiO−66(Zr)前駆体溶液をテフロン製のオートクレーブに入れて密閉し、撹拌を行いながら4℃/minの昇温速度で135℃まで昇温させた後、135℃で24時間保持し、室温まで自然冷却を行った。
次いで、反応溶液を遠心分離することによって白色の沈殿のみを得た。
得られた沈殿をN,N−ジメチルホルムアミドに24時間浸し、再び遠心分離を行なう処理を3回行った後、アセトンに24時間浸し、再び遠心分離を行い、更にエタノールに24時間浸し、再び遠心分離を行なうことで、残存する不純物を除去した。
得られた白色沈殿を60℃のホットプレート上で2時間乾燥させることにより、多孔性金属錯体であるZr−BTCの粉体を得た。
得られたZr−BTCのBET比表面積を、自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORP−miniII、マイクロトラック・ベル社製)で測定したところ、下記表1に示す通り、576m2/gであった。
<Synthesis of Zr-BTC>
In a glove box under a nitrogen atmosphere, 16.8 ml of acetic acid (CH 3 COOH, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, reagent special grade), 0.703 g of zirconium chloride (ZrCl 4 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 95.0 +%) ( 3 mmol), and after removing from the glove box, ultrasonic treatment was performed for several minutes to prepare a zirconium chloride solution in which zirconium chloride was dissolved in acetic acid.
To the prepared zirconium chloride solution, 0.210 g (1 mmol) of 1,3,5-benzenetricarboxylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Wako Special Grade) was added, and sonication was performed for 5 minutes.
Next, 30 mL of N, N-dimethylformamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Wako No. 1) was added, and ultrasonic treatment was performed again for 20 minutes to prepare a transparent Zr-BTC precursor solution.
The prepared UiO-66 (Zr) precursor solution was sealed in a Teflon autoclave, heated to 135 ° C. at a rate of 4 ° C./min while stirring, and then kept at 135 ° C. for 24 hours. Then, it was naturally cooled to room temperature.
Subsequently, only white precipitate was obtained by centrifuging the reaction solution.
The obtained precipitate was immersed in N, N-dimethylformamide for 24 hours and centrifuged again three times, then immersed in acetone for 24 hours, centrifuged again, further immersed in ethanol for 24 hours, and centrifuged again. By performing the separation, the remaining impurities were removed.
The obtained white precipitate was dried on a hot plate at 60 ° C. for 2 hours to obtain a powder of Zr—BTC which is a porous metal complex.
When the BET specific surface area of the obtained Zr-BTC was measured with an automatic specific surface area / pore distribution measuring device (BELSORP-miniII, manufactured by Microtrack Bell), it was 576 m 2 / g as shown in Table 1 below. there were.

〔実施例1:UiO−66(Zr)〕
メタノール(超脱水、和光純薬工業製、有機合成用)19.75mL(488mmol)と、上記手法で得られたUiO−66(Zr)の粉末0.28g(1/6mmol)とを、100mLテフロン製反応容器に入れ、ガス置換型反応装置にセットした。
次いで、ガス置換型反応装置内にCOガスを10分間フローした後、反応容器内をCOガスで0.5MPaになるまで加圧充填した。
次いで、ガス置換型反応装置を撹拌しながら加熱し、150℃まで15℃/minで昇温した後、150℃で2時間保持し、メタノールと二酸化炭素とを反応させた後、自然冷却を行い、反応溶液を得た。
なお、反応時の反応容器内の到達圧力は2.5MPaであった。
[Example 1: UiO-66 (Zr)]
Methanol (super dehydration, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for organic synthesis) 19.75 mL (488 mmol) and 0.28 g (1/6 mmol) of UiO-66 (Zr) powder obtained by the above method were added to 100 mL Teflon. It put into the reaction container made, and set to the gas displacement type | mold reaction apparatus.
Next, after flowing CO 2 gas into the gas displacement reactor for 10 minutes, the inside of the reaction vessel was pressurized and filled with CO 2 gas to 0.5 MPa.
Next, the gas displacement reactor is heated with stirring, heated to 150 ° C. at 15 ° C./min, held at 150 ° C. for 2 hours, reacted with methanol and carbon dioxide, and then naturally cooled. A reaction solution was obtained.
The ultimate pressure in the reaction vessel during the reaction was 2.5 MPa.

〔実施例2:UiO−66(Zr)〕
150℃での保持時間(反応時間)を12時間に変更した以外は、実施例1と同様の手法で反応を行い、反応溶液を得た。
[Example 2: UiO-66 (Zr)]
A reaction solution was obtained by carrying out the reaction in the same manner as in Example 1 except that the holding time (reaction time) at 150 ° C. was changed to 12 hours.

〔実施例3:UiO−66(Zr)〕
反応容器内をCOガスで0.2MPaになるまで加圧充填した以外は、実施例1と同様の手法で反応を行い、反応溶液を得た。
[Example 3: UiO-66 (Zr)]
A reaction solution was obtained by performing the reaction in the same manner as in Example 1 except that the inside of the reaction vessel was pressurized and filled with CO 2 gas to 0.2 MPa.

〔実施例4:UiO−66(Zr)〕
2時間保持する温度(反応温度)を100℃に変更した以外は、実施例1と同様の手法で反応を行い、反応溶液を得た。
[Example 4: UiO-66 (Zr)]
A reaction solution was obtained by carrying out the reaction in the same manner as in Example 1 except that the temperature (reaction temperature) maintained for 2 hours was changed to 100 ° C.

〔実施例5:UiO−66(Hf)〕
UiO−66(Zr)に代えて、UiO−66(Hf)の粉末0.364g(1/6mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の手法で反応を行い、反応溶液を得た。
[Example 5: UiO-66 (Hf)]
A reaction solution was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.364 g (1/6 mmol) of UiO-66 (Hf) powder was used instead of UiO-66 (Zr).

〔実施例6:UiO−66(Zr)−NH
UiO−66(Zr)に代えて、UiO−66(Zr)−NHの粉末0.292g(1/6mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の手法で反応を行い、反応溶液を得た。
Example 6: UiO-66 (Zr) -NH 2 ]
Instead of UiO-66 (Zr), the reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that 0.292 g (1/6 mmol) of UiO-66 (Zr) -NH 2 powder was used, and the reaction solution was Obtained.

〔実施例7:UiO−67(Zr)〕
UiO−66(Zr)に代えて、UiO−67(Zr)の粉末0.353g(1/6mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の手法で反応を行い、反応溶液を得た。
[Example 7: UiO-67 (Zr)]
A reaction solution was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.353 g (1/6 mmol) of UiO-67 (Zr) powder was used instead of UiO-66 (Zr).

〔実施例8:Zr−BTC〕
UiO−66(Zr)に代えて、Zr−BTCの粉末0.243g(1/6mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の手法で反応を行い、反応溶液を得た。
[Example 8: Zr-BTC]
A reaction solution was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.243 g (1/6 mmol) of Zr-BTC powder was used instead of UiO-66 (Zr).

〔比較例1:ZrO
UiO−66(Zr)に代えて、酸化ジルコニウム(ZrO、和光純薬工業製、和光特級)0.123g(1mmol)を用いた以外は、実施例1と同様の手法で反応を行い、反応溶液を得た。
なお、使用した酸化ジルコニウムのBET比表面積を、自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORP−miniII、マイクロトラック・ベル社製)で測定したところ、下記表1に示す通り、2.7m2/gであった。
[Comparative Example 1: ZrO 2 ]
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 0.123 g (1 mmol) of zirconium oxide (ZrO 2 , Wako Pure Chemical Industries, Wako Special Grade) was used instead of UiO-66 (Zr). A solution was obtained.
In addition, when the BET specific surface area of the used zirconium oxide was measured with an automatic specific surface area / pore distribution measuring device (BELSORP-miniII, manufactured by Microtrack Bell), as shown in Table 1 below, 2.7 m 2 / g.

実施例1および5〜8ならびに比較例1で調製した各反応溶液について、ガスクロマトグラフ装置(島津製作所製、GC−2014)を用い、炭酸ジメチル濃度を測定した。結果を下記表1に示す。   About each reaction solution prepared in Example 1 and 5-8 and the comparative example 1, the dimethyl carbonate density | concentration was measured using the gas chromatograph apparatus (The Shimadzu Corporation make, GC-2014). The results are shown in Table 1 below.

表1に示す結果から、特許文献1などに記載された酸化ジルコニウム(固体触媒)を用いた場合には、生成する炭酸ジメチルの濃度が10ppm以下と低くなることが分かった(比較例1)。
これに対し、多孔性金属錯体を用いた場合には、生成する炭酸ジメチルの濃度がいずれも30ppm以上と高くなることが分かった(実施例1および5〜8)。
なお、実施例2〜4で調製した各反応溶液についても炭酸ジメチル濃度を測定したところ、実施例1と同様、生成する炭酸ジメチルの濃度がいずれも30ppm以上と高くなることが確認できた。
From the results shown in Table 1, it was found that when zirconium oxide (solid catalyst) described in Patent Document 1 was used, the concentration of dimethyl carbonate produced was as low as 10 ppm or less (Comparative Example 1).
On the other hand, when a porous metal complex was used, it turned out that all the density | concentrations of the dimethyl carbonate to produce | generate become as high as 30 ppm or more (Examples 1 and 5-8).
In addition, when the dimethyl carbonate density | concentration was measured also about each reaction solution prepared in Examples 2-4, it has confirmed that all the density | concentrations of the produced | generated dimethyl carbonate become 30 ppm or more like Example 1.

Claims (12)

金属および有機配位子から構成される多孔性金属錯体の存在下で、アルコールと二酸化炭素とを反応させ、炭酸エステルを生成する、炭酸エステルの製造方法。   A method for producing a carbonate ester, wherein an alcohol and carbon dioxide are reacted to form a carbonate ester in the presence of a porous metal complex composed of a metal and an organic ligand. 前記金属が、周期表の第3族、第4族およびランタノイド元素から選ばれる少なくとも一種の金属である、請求項1に記載の炭酸エステルの製造方法。   The method for producing a carbonate ester according to claim 1, wherein the metal is at least one metal selected from Group 3, Group 4 and lanthanoid elements of the periodic table. 前記有機配位子が、二座以上で配位可能な有機配位子である、請求項1または2に記載の炭酸エステルの製造方法。   The method for producing a carbonate ester according to claim 1, wherein the organic ligand is an organic ligand capable of coordinating at a bidentate or higher. 前記金属が、第4族の金属である、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。   The method for producing a carbonate ester according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal is a Group 4 metal. 前記有機配位子が、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸およびアミン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の配位子である、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。   The carbonic acid according to any one of claims 1 to 4, wherein the organic ligand is at least one ligand selected from the group consisting of dicarboxylic acids, tricarboxylic acids, tetracarboxylic acids, and amine compounds. Ester production method. 前記金属が、ジルコニウムおよびハフニウムからなる群から選択される少なくとも1種の金属である、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。   The method for producing a carbonate ester according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal is at least one metal selected from the group consisting of zirconium and hafnium. 前記有機配位子が、テレフタル酸、イソフタル酸、2−アミノテレフタル酸、2,5−ジアミノテレフタル酸、2,5−ジヒドロキシテレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、フマル酸、マロン酸、アジピン酸、ビフェニル−3,4’,5−トリカルボン酸、1,3,5−トリス(4’−カルボキシ[1,1’−ビフェニル]−4−イル)ベンゼン、1,3,5−トリス(4−カルボキシフェニル)ベンゼン、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸およびこれらの誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の配位子である、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。   The organic ligand is terephthalic acid, isophthalic acid, 2-aminoterephthalic acid, 2,5-diaminoterephthalic acid, 2,5-dihydroxyterephthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid. 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 3,3'-biphenyldicarboxylic acid, fumaric acid, malonic acid, adipic acid, biphenyl-3,4 ', 5-tricarboxylic acid, 1,3,5-tris (4' -Carboxy [1,1'-biphenyl] -4-yl) benzene, 1,3,5-tris (4-carboxyphenyl) benzene, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid and their derivatives The method for producing a carbonate ester according to any one of claims 1 to 6, which is at least one kind of ligand. 前記多孔性金属錯体のBET比表面積が、500m2/g以上3000m2/g以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。 The method for producing a carbonate ester according to claim 1, wherein the porous metal complex has a BET specific surface area of 500 m 2 / g or more and 3000 m 2 / g or less. 前記アルコールが、一価アルコールである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。   The method for producing a carbonate ester according to any one of claims 1 to 8, wherein the alcohol is a monohydric alcohol. 前記炭酸エステルが、炭酸ジメチルである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。   The method for producing a carbonate ester according to claim 1, wherein the carbonate ester is dimethyl carbonate. 前記アルコールと前記二酸化炭素とを、2.5MPa以下の圧力で反応させる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。   The method for producing a carbonate ester according to any one of claims 1 to 10, wherein the alcohol and the carbon dioxide are reacted at a pressure of 2.5 MPa or less. 前記アルコールと前記二酸化炭素とを、50℃以上150℃以下の温度で反応させる、請求項1〜11のいずれか1項に記載の炭酸エステルの製造方法。   The manufacturing method of the carbonate ester of any one of Claims 1-11 with which the said alcohol and the said carbon dioxide are made to react at the temperature of 50 to 150 degreeC.
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