JP3332999B2 - 芳香族炭酸エステルの製造方法 - Google Patents

芳香族炭酸エステルの製造方法

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特定の触媒系を用いた
芳香族炭酸エステルの製造方法に関するものである。芳
香族炭酸エステル、特に炭酸ジフェニルは、ポリカーボ
ネート等の原料として有用なものである。
【0002】
【従来の技術】従来、芳香族炭酸エステルの製造法とし
ては、芳香族ヒドロキシ化合物とホスゲンを反応させる
方法が用いられてきた。しかし、ホスゲンは毒性が強い
ため、この方法は好ましくない。そこで、ホスゲンを用
いない方法として、芳香族ヒドロキシ化合物と一酸化炭
素及び酸素とから芳香族炭酸エステルを製造する方法が
提案されている。
【0003】この方法における触媒として、特公昭56ー3
8144号公報には、パラジウム化合物と周期律表のIII
A、IVA、VA、VIA、IB、IIB、VIBまたはVIIB族
の金属を含む化合物及び塩基を用いる方法が記載されて
いる。また、特公昭56-38145号公報には、パラジウム化
合物、マンガン錯体またはコバルト錯体、塩基及び乾燥
剤を用いる方法;特開平1-165551号公報には、パラジウ
ム化合物、ヨウ素及びゼオライト類を用いる方法;特開
平2-104564号公報には、パラジウム化合物、二価または
三価のマンガン化合物、テトラアルキルアンモニウムハ
ライド及びキノン類を用いる方法;特開平2-142754号公
報には、パラジウム化合物、二価または三価のコバルト
化合物、テトラアルキルアンモニウムハライド及びキノ
ン類を用いる方法;特開平5-25095号公報には、パラジ
ウム化合物、コバルト化合物、有機または無機ハロゲン
化物及び塩基性化合物を用いる方法;特開平5-58961号
公報には、パラジウム化合物、コバルト化合物及びアル
カリ金属ハロゲン化物を用いる方法が記載されている。
また、特開平5-97775号公報には、パラジウム化合物
と、コバルト、鉄、セリウム、マンガン、モリブデン、
サマリウム、バナジウム、クロム、銅から選ばれた無機
化合物の助触媒と、芳香族ケトン、脂肪族ケトン、芳香
族多環式炭化水素から選ばれた有機の助触媒と、4級ア
ンモニウム塩からなる混合物を用いる方法が記載されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】芳香族炭酸エステルを
製造するための従来の触媒系は、目的化合物を高収率で
得るために4級アンモニウム塩や、有機の助触媒を必要
とするものであり、そのために触媒は複雑となり、触媒
のリサイクルが難しく、一方、これらの化合物を使用し
ないと収率が低く、実用的でなかった。本発明の課題
は、従来よりも単純でリサイクルが可能な触媒系を用い
て、目的とする芳香族炭酸エステルを高い収率で製造す
る方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは触媒とし
て、下記の特定の触媒系を用いることにより芳香族炭酸
エステルの生産効率が向上することを見いだし本発明を
完成した。本発明は、芳香族ヒドロキシ化合物と一酸化
炭素及び酸素を反応させて、芳香族炭酸エステルを製造
する方法において、(A)パラジウム及びパラジウム化
合物から選ばれた一種以上、(B)三価または四価セリ
ウム化合物の一種以上、および(C)アルカリ金属ハロ
ゲン化物およびアルカリ土類金属ハロゲン化物から選ば
れた無機ハロゲン化物の一種以上を存在させて、該反応
を行うことを特徴とする芳香族炭酸エステルの製造方法
である。
【0006】[発明の具体的説明] 1.反応原料 (1)芳香族ヒドロキシ化合物 本発明に用いられる芳香族ヒドロキシ化合物は、芳香族
モノまたはポリヒドロキシ化合物であり、例えばフェノ
ール;クレゾール、キシレノール、トリメチルフェノー
ル、テトラメチルフェノール、エチルフェノール、プロ
ピルフェノール、メトキシフェノール、エトキシフェノ
ール、クロロフェノール、ジクロロフェノール、ブロモ
フェノール、ジブロモフェノールなどの置換フェノール
類及びそれらの異性体;ナフトール、メチルナフトー
ル、エチルナフトール、クロロナフトール、ブロモナフ
トールなどの置換ナフトール類及びそれらの異性体;
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなど
の各種ビスフェノール類;各種ビフェノール類;各種ヘ
テロ芳香族ヒドロキシ化合物及びそれらの異性体、さら
にそれらのアルキル、ハロゲンなどによる置換体などで
ある。これらの中でフェノールが特に好ましい。
【0007】(2)一酸化炭素 本発明に用いられる一酸化炭素は、高純度のものはもと
より、窒素、アルゴン、二酸化炭素、水素など反応に悪
影響をおよぼさない他のガスで希釈されているものでも
使用することができる。
【0008】(3)酸素 本発明に用いられる酸素は、高純度のものはもとより、
空気、または窒素、アルゴン、二酸化炭素、水素など反
応に悪影響をおよぼさない他のガスで希釈されているも
のでも使用することができる。
【0009】2.触媒 本発明の反応に使用される触媒は、下記の(A)〜
(C)の3成分を含有するものである。 (A)パラジウムまたはパラジウム化合物 本発明に用いられるパラジウムまたはパラジウム化合物
は、パラジウム黒;パラジウム/カーボン、パラジウム
/アルミナ、パラジウム/シリカなどの担持パラジウ
ム;塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウ
ム、硫酸パラジウム、硝酸パラジウムなどのパラジウム
の無機塩類;酢酸パラジウム、シュウ酸パラジウムなど
のパラジウムの有機酸塩類等である。またパラジウム
(II)アセチルアセトナートや、パラジウムに一酸化炭
素、ニトリル類、アミン類、ホスフィン類、オレフィン
類などが配位したパラジウムの錯化合物、例えばPdC
2(PhCN)2、PdCl2(PPh32、Pd(C
O)(PPh33、[Pd(NH34]Cl2、Pd
(C24)(PPh32など、あるいはそれら錯化合物
が反応系中で生成されるような化合物類とパラジウムと
の混合物を使用することもできる。特に、担持パラジウ
ムが好ましい。反応に用いられるパラジウム成分の量
は、芳香族ヒドロキシ化合物に対してモル比で10-5
1の範囲であることが好ましく、特に10-4〜10-1
範囲であることが特に好ましい。
【0010】(B)三価または四価のセリウム化合物 本発明に用いられる三価または四価のセリウム化合物
は、塩化セリウム、臭化セリウム、硫酸セリウム、硝酸
セリウムなどの無機塩類;酢酸セリウム、シュウ酸セリ
ウムなどの有機酸塩類である。また、セリウムアセチル
アセトナートや、セリウムに一酸化炭素、ニトリル類、
アミン類、ホスフィン類、オレフィン類などが配位した
セリウムの錯化合物、あるいはそれら錯化合物が反応系
中で生成されるような化合物類とセリウムとの混合物で
もよい。反応に用いられるセリウム化合物の量は特に制
限はないが、パラジウム成分(A)に対してモル比で1
-3〜102の範囲であることが好ましく、特に10-2
〜10の範囲であることが特に好ましい。
【0011】(C)無機ハロゲン化物 本発明に用いられる無機ハロゲン化物は、アルカリ金属
またはアルカリ土類金属のハロゲン化物である。ハロゲ
ン化物としては、塩化物および臭化物が好ましく、特
に、塩化セシウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭
化ルビジウム、臭化セシウム、臭化バリウムが好まし
い。反応に用いられる無機ハロゲン化物の量は特に制限
はないが、パラジウム成分(A)に対してモル比で10
-2〜103の範囲であることが好ましく、特に10-1
102の範囲であることが特に好ましい。
【0012】3.反応条件 反応は上記芳香族ヒドロキシ化合物と、上記成分
(A)、(B)および(C)からなる触媒とを反応装置
に仕込み、一酸化炭素および酸素により加圧し、加温下
に行われる。反応圧力は0.1〜500気圧、好ましく
は1〜250気圧の範囲である。一酸化炭素と酸素の組
成比は、その燃焼範囲からはずれた組成比であることが
好ましい。反応温度は20〜300℃、好ましくは60
〜250℃、より好ましくは80〜130℃の範囲であ
る。反応時間は数分から数時間である。反応に際して
は、溶媒として、例えばヘキサン、ヘプタン、シクロヘ
キサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、塩化メチレ
ン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジエチルエーテ
ル、ジフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキ
サン、酢酸エチル、ギ酸メチル、アセトニトリルなどの
不活性な溶媒を用いることができる。なお、原料の芳香
族ヒドロキシ化合物が反応溶媒となる場合もあるので、
このときは特に他の溶媒を用いる必要はない。
【0013】
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
詳細に説明する。 実施例1 容量30mlのハステロイ製オートクレーブにフェノール
3.0g(32mmol)、5%パラジウム/カーボン25.
8mg(0.012mmol Pd)、酢酸セリウム(III)・1水
和物4.2mg(0.012mmol)、臭化セシウム51.
8mg(0.24mmol)を入れ、系内を一酸化炭素で置換
した後、一酸化炭素60kg/cm2、乾燥空気30kg/cm2
導入し、100℃で3時間反応させ、反応液をガスクロ
マトグラフィーにより分析した。その結果、炭酸ジフェ
ニルが収率9.4%(1.5mmol)で得られた。また、副
生成物としてサリチル酸フェニルは0.32%(0.05
mmol)、p−フェノキシフェノールは0.13%(0.0
2mmol)生成した。また、反応終了後の気相中には二酸
化炭素が0.4%の濃度で含まれていた。
【0014】実施例2−6 臭化セシウムの代わりに、種々のハロゲン化物を用いた
以外は実施例1と同様に反応を行った。使用したハロゲ
ン化物および炭酸ジフェニルの収率を表1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】比較例1 フェノール3.0g(32mmol)、5%パラジウム/カ
ーボン25.6mg(0.012mmol Pd)、酢酸コバルト(I
I)・4水和物3.0mg(0.012 mmol)、臭化セシウ
ム51.4mg(0.24mmol)を用い、実施例1と同様の
操作を行った。その結果、炭酸ジフェニルの収率は1.
5%(0.24mmol)であった。また、反応終了後の気
相中には二酸化炭素が0.3%の濃度で含まれていた。
【0017】比較例2 フェノール3.0g(32mmol)、5%パラジウム/カ
ーボン25.8mg(0.012mmol Pd)、酢酸セリウム(I
II)・1水和物4.2mg(0.012 mmol)、ヨウ化セシ
ウム62.7mg(0.24mmol)を用い、実施例1と同様
の操作を行った。その結果、炭酸ジフェニルの収率は
0.8%(0.12mmol)であった。また、反応終了後の
気相中には二酸化炭素が10.6%の濃度で含まれてい
た。
【0018】実施例7 容量30mlのハステロイ製オートクレーブにフェノール
12.0g(128mmol)、5%パラジウム/カーボン
101mg(0.048mmol Pd)、酢酸セリウム(III)・
1水和物16mg(0.048mmol)、塩化セシウム16
5mg(0.98mmol)を入れ、系内を一酸化炭素で置換
した後、一酸化炭素60kg/cm2、乾燥空気30kg/cm2
導入し、100℃で3時間反応させた。炭酸ジフェニル
が収率7.3%(4.7mmol)で得られた。この反応液を
50mlのフラスコに移し、減圧下に50℃まで加熱しフ
ェノールを留去し、引き続き150℃まで加熱して炭酸
ジフェニルを留去した。残った触媒をオートクレーブに
移し、フェノール11.4g(121mmol)を加えた。
系内を一酸化炭素で置換した後、一酸化炭素60kg/c
m2、乾燥空気30kg/cm2を導入し、再び100℃で3時
間反応させた。その結果、炭素ジフェニルが収率6.8
%(4.1mmol)で得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−58961(JP,A) 特開 平4−261142(JP,A) 特開 平4−257546(JP,A) 特開 平1−165551(JP,A) 特開 平4−312554(JP,A) 特開 昭54−135743(JP,A) 特開 平5−25095(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 68/00 C07C 69/96

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族ヒドロキシ化合物と一酸化炭素及
    び酸素を反応させて芳香族炭酸エステルを製造する方法
    において、反応系に(A)パラジウム及びパラジウム化
    合物から選ばれた一種以上、(B)三価または四価セリ
    ウム化合物の一種以上、および(C)アルカリ金属ハロ
    ゲン化物およびアルカリ土類金属ハロゲン化物から選ば
    れた無機ハロゲン化物の一種以上を存在させて、該反応
    を行うことを特徴とする芳香族炭酸エステルの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 前記無機ハロゲン化物が塩化物または臭
    化物である請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記無機ハロゲン化物が、塩化セシウ
    ム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化ルビジウム、
    臭化セシウムまたは臭化バリウムである請求項1記載の
    方法。
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