JPH04235951A - ジアリールカーボネートの連続的製造方法 - Google Patents
ジアリールカーボネートの連続的製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
類の連続的製造方法に関するものである。さらに詳しく
は、ジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物
とを原料として用いてジアリールカーボネートを効率よ
く製造する方法に関するものである。
としては従来、次のような方法が提案されている。 (1)ジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合
物をエステル交換反応させてジアリールカーボネートを
製造する方法、例えば、
ボネートと、ArOH(Arは1価の芳香族基)で表さ
れる芳香族モノヒドロキシ化合物を反応させる場合、そ
の反応式は次のような式で表される。
アリールカーボネートとジアルキルカーボネートを製造
する方法。例えば、
カーボネートを反応させる場合には、その反応は次式で
表される。
反応であって、しかもその平衡が原系に偏っていること
に加えて、反応速度が遅いことから、ジアリールカーボ
ネート類をこれらの方法で工業的に製造するのは多大の
困難を伴っていた。
されているが、その大部分は、反応速度を高めるための
触媒開発に関するものである。ジアルキルカーボネート
と芳香族ヒドロキシ化合物を反応させてジアリールカー
ボネートを製造する方法では、このような触媒として、
例えば、遷移金属ハライドなどのルイス酸またはルイス
酸を生成させる化合物類[特開昭51−105032号
公報、特開昭56−123948号公報、特開昭56−
123949号公報(西独特許公開公報第252841
2号、英国特許第1499530号明細書、米国特許第
4182726号明細書)]、有機スズアルコキシドや
有機スズオキシド類などのスズ化合物[特開昭54−4
8733号公報(西独特許公開公報第2736062号
)、特開昭54−63023号公報、特開昭60−16
9444号公報(米国特許第4554110号明細書)
、特開昭60−169445号公報(米国特許第455
2704号明細書)、特開昭62−277345号公報
、特開平1−265063号公報]、アルカリ金属また
はアルカリ土類金属の塩類およびアルコキシド類(特開
昭56−25138号公報)、鉛化合物類(特開昭57
−176932号公報)、銅、鉄、ジルコニウム等の金
属の錯体類(特開昭57−183745号公報)、チタ
ン酸エステル類[特開昭58−185536号公報(米
国特許第4410464号明細書)]、ルイス酸とプロ
トン酸の混合物[特開昭60−173016号公報(米
国特許第4609501号明細書)]、Sc,Mo,M
n,Bi,Teなどの化合物類(特開平1−26506
4号公報)、酢酸第2鉄(特開昭61−172852号
公報)などが提案されている。また、アルキルアリール
カーボネートを不均化させてジアリールカーボネートと
ジアルキルカーボネートを製造する方法では、このよう
な触媒として、例えば、ルイス酸およびルイス酸を発生
しうる遷移金属化合物の中から選ばれる触媒組成物[特
開昭51−75044号公報(西独特許公開公報第25
52907号、米国特許第4045464号明細書)]
、ポリマー性スズ化合物[特開昭60−169444号
公報(米国特許第4554110号明細書)]、一般式
R−X(=O)OH(式中XはSn及びTiから選択さ
れ、Rは1価炭化水素オキシ基から選択される。)で表
される化合物[特開昭60−169445号公報(米国
特許第4552704号明細書)]、ルイス酸とプロト
ン酸の混合物[特開昭60−173016号公報(米国
特許第4609501号明細書)]、鉛触媒(特開平1
−93560号公報)、チタンやジルコニウム化合物(
特開平1−265062号公報)、スズ化合物(特開平
1−265063号公報)、Sc,Mo,Mn,Bi,
Teなどの化合物(特開平1−265064号公報)な
どが提案されている。
ート類の収率を向上させるための他の試みは、平衡をで
きるだけ生成系側にずらせるようにするものである。こ
のような方法としては、ジアルキルカーボネートと芳香
族ヒドロキシ化合物からジアリールカーボネートを製造
する場合、例えば、ジメチルカーボネートとフェノール
との反応において、副生してくるメタノールを共沸形成
剤と共に共沸によって、留去する方法[特開昭54−4
8732号公報(西独特許公開公報第2736063号
)、特開昭61−291545号公報]、副生してくる
メタノールをモレキュラーシーブで吸着させて除去する
方法[特開昭58−185536号公報(米国特許第4
10464号明細書)]が提案されている。
明の中で好ましい反応方式として、反応によって副生し
てくるアルコール類を、原料あるいは生成物あるいは共
存させている溶媒類から、分離して留去するために、反
応器の上部に蒸留や分留機能を有する塔類を付加した装
置を用いることも知られている[特開昭56−1239
48号公報(米国特許第4182726号明細書)の実
施例、特開昭56−25138号公報の実施例、特開昭
60−169444号公報(米国特許第4554110
号明細書)の実施例、特開昭60−169445号公報
(米国特許第4552704号明細書)の実施例、特開
昭60−173016号公報(米国特許第460950
1号明細書)の実施例、特開昭61−172852号公
報の実施例、特開昭61−291545号公報の実施例
、特開昭62−277345号公報の実施例]。
の方法においては、いずれの場合もその反応は触媒の存
在する反応器中のみで進行していることは明らかである
。そして反応器の上部に設けられた蒸留塔部分は、反応
器中で生成したアルコール類を、反応器中に存在する他
の成分と分離するためにのみ使用されていることも明ら
かである。このことは特開昭61−291545号公報
に詳述されており、これによれば、例えば、「このよう
な反応には通常、反応器に蒸留塔を付加した反応蒸留を
用い塔底部の反応器で反応を行いながら、塔頂部より生
成する炭酸エステルより沸点の低いメタノールを留去す
る反応蒸留法が採用される」(同明細書第1頁右欄第1
2行〜第17行)と記載されている。
応蒸留とは、反応をさせる部分と蒸留をする部分とが別
々に存在する装置を用いて、蒸留塔部分で蒸留のみを行
ない反応は全く行わせないことを特徴とする方法である
。このようにこれらの方法においては反応は反応器中の
液相中で行われるが、副生する低沸点アルコール類が気
液界面を経て液相から気相に抜き出されることによって
はじめて反応の平衡が生成系側にずれ、反応が進行する
ことになる。しかしながら、これらの方法で使用されて
いる反応器は槽型のものであり、気液界面積が反応器の
断面積程度の小さいものであることから、反応が非常に
遅いことも知られており、例えば、特開昭61−291
545号公報の実施例や特開昭54−48732号公報
及び特開昭54−48733号公報の実施例においては
、バッチ式反応で8〜45時間もの長時間をかけて反応
している。このような長時間をかけた方法では、原料や
中間体の副反応だけでなく、生成したジアリールカーボ
ネート類の副反応が起こりやすくなり、選択率の低下を
招くことになる。
部分とが別々に存在する装置を用いるこれまでの反応蒸
留といわれる方法では、特開昭61−291545号公
報(第3頁左下欄第4行〜第9行)にも記載されている
ように「反応蒸留操作は回分式でも連続式でも可能であ
るが、炭酸ジメチルをフェノールでエステル交換する様
な場合は、その反応速度が遅いため、連続式で行うと大
きな設備を必要とするので回分式で行なう方が好ましい
。」とされており、事実、これまでに提案されている前
述の特許の実施例の全てにおいては、ジアルキルカーボ
ネートと芳香族ヒドロキシ化合物から成る反応試剤の少
なくとも一方(通常は、高沸点化合物である芳香族ヒド
ロキシ化合物)と、触媒をはじめに反応器に仕込んだま
まで反応させるバッチ方式である。従って、反応試剤を
連続的に供給し、生成物を連続的に抜き出す連続反応方
式については、これまで全く開示されていなかった。
れている方法が有している欠点がなく、ジアリールカー
ボネート類を高い反応速度かつ高選択率で連続的に製造
する方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。
在下でジアルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合
物からジアリールカーボネートを製造するに当り、外部
に反応器を設けた連続多段蒸留塔を用いて反応および蒸
留を行なう反応蒸留塔方式が前記の目的を容易に達成で
きる優れた方法であることを見出し、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。
トと芳香族ヒドロキシ化合物からジアリールカーボネー
トを製造するに際して (A)ジアルキルカーボネート及び芳香族ヒドロキシ化
合物を第1連続多段蒸留塔内へ連続的に供給し、該蒸留
塔内を流下する液を該蒸留塔の途中段及び/または最下
段に設けられたサイド抜き出し口より抜き出し、該蒸留
塔の外部に設けられた反応器へ導入してアルキルアリー
ルカーボネート化触媒の存在下で反応させた後に、該抜
き出し口のある段よりも上部の段に設けられた循環用導
入口へ導入することによって該蒸留塔へ循環させて、該
反応器内と該蒸留塔内の両方または該反応器内で反応さ
せながら、生成する脂肪族アルコールを含む低沸点成分
を蒸留によってガス状で該蒸留塔から連続的に抜き出し
、生成するアルキルアリールカーボネートを含む高沸点
成分を塔下部より液状で連続的に抜き出す第1工程(B
)アルキルアリールカーボネート類を含有する第1連続
多段蒸留塔の塔下部抜き出し液を第2連続多段蒸留塔内
に連続的に供給し、該第2連続多段蒸留塔内を流下する
液を該第2連続多段蒸留塔の途中段及び/または最下段
に設けられたサイド抜き出し口より抜き出し、該第2連
続多段蒸留塔の外部に設けられた反応器へ導入してジア
リールカーボネート化触媒の存在下で反応させた後に、
該抜き出し口のある段よりも上部の段に設けられた循環
用導入口へ導入することによって該第2連続多段蒸留塔
へ循環させて、該反応器内と該第2連続多段蒸留塔内の
両方または該反応器内で反応させながら、生成するジア
ルキルカーボネートを含む低沸点成分を蒸留によってガ
ス状で連続的に抜き出し、その一部または全部をガス状
または液状または気液混合状態で第1連続多段蒸留塔に
供給することによって循環させ、生成するジアリールカ
ーボネートを含む高沸点成分を塔下部より液状で連続的
に抜き出す第2工程を含むことを特徴とするジアリール
カーボネートの製造法を提供するものである。
収率と高い選択率を示す理由は定かではないが、次のよ
うなことが推定される。
程の主反応は例えばそれぞれ(I)式、(III)式で
表わされるものであり、それらはいずれも平衡反応であ
る。そしてそれらの平衡はいずれも極端に原系に偏って
いる。
、反応率を高めるためには、反応の結果生成する低沸点
生成物(通常、第1反応工程では脂肪族アルコール、第
2反応工程ではジアルキルカーボネート)を反応液中か
らできるだけ速く除去する必要がある。
蒸留塔を設置した反応釜を用いる反応方式では、どうし
ても反応速度を上げることができなかった。この理由は
、反応の場が触媒の存在する反応釜の部分にのみ限定さ
れているだけでなく反応によって生成した反応副生物を
反応釜部の液中から気相に蒸発させるための気液界面積
が小さいためである。
1および第2連続多段蒸留塔内を連続的に流下する、反
応させるべき液の一部または大部分を該蒸留塔の途中段
および/または最下段に設けられたサイド抜き出し口よ
り抜き出し、蒸留塔の外部に設けられた反応器へ導入し
て反応させた後に、該抜き出し口のある段よりも上部の
段へ導入することによって該蒸留塔へ循環させる方式で
あるので、反応器を出た、生成物濃度の高められた反応
混合物は気液界面積の大きい蒸留塔内に導入され、蒸留
塔内を下方から上昇してくる蒸気と気液接触を繰り返し
、反応液中の低沸点生成物を効率的に蒸気相へ蒸発させ
ることができ、蒸留塔内を流下していく液状混合物中の
低沸点反応生成物濃度を短時間のうちに効率的に低下さ
せることができ、その結果、芳香族カーボネート類を短
時間で高い収率で得ることができる。
いる反応方式では、反応速度が上げられないため、反応
釜部での滞留時間が長く、そのため副反応が進行して選
択率を高くすることができなかったのであるが、本発明
の方法によれば、短い滞留時間で生成物を得ることがで
き、そのため選択率が高くなるものと考えられる。
ジアルキルカーボネートとは、一般式
を表わし、R1とR2はそれぞれ同じものであってもよ
いし、異なってもよいし、R1とR2は環を構成する成
分であってもよい。)で表わされるものである。このよ
うな、R1,R2としては例えばメチル、エチル、プロ
ピル(各異性体)、アリル、ブチル(各異性体)、ブテ
ニル(各異性体)、ペンチル(各異性体)、ヘキシル(
各異性体)、ヘプチル(各異性体)、オクチル(各異性
体)、ノニル(各異性体)、デシル(各異性体)、シク
ロヘキシルメチルなどのアルキル基;シクロプロピル、
シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シク
ロヘプチルなどの脂環族基;ベンジル、フェネチル(各
異性体)、フェニルプロピル(各異性体)、フェニルブ
チル(各異性体)、メチルベンジル(各異性体)などの
アラールキル基があげられる。
ラールキル基において、他の置換基、例えば低級アルキ
ル基、低級アルコキシ基、シアノ基、ハロゲンで置換さ
れていてもよいし、不飽和結合を有していてもよい。
カーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート
、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート(各
異性体)、ジアリルカーボネート、ジブテニルカーボネ
ート(各異性体)、ブチルカーボネート(各異性体)、
ジペンチルカーボネート(各異性体)、ジヘキシルカー
ボネート(各異性体)、ジヘプチルカーボネート(各異
性体)、ジオクチルカーボネート(各異性体)、ジノニ
ルカーボネート(各異性体)、ジデシルカーボネート(
各異性体)、ジシクロペンチルカーボネート、ジシクロ
ヘキシルカーボネート、ジシクロヘプチルカーボネート
、ジベンジルカーボネート、ジフェネチルカーボネート
(各異性体)、ジ(フェニルプロピル)カーボネート(
各異性体)、ジ(フェニルブチル)カーボネート(各異
性体)、ジ(クロロベンジル)カーボネート(各異性体
)、ジ(メトキシベンジル)カーボネート(各異性体)
、ジ(メトキシメチル)カーボネート、ジ(メトキシエ
チル)カーボネート(各異性体)、ジ(クロロエチル)
カーボネート(各異性体)、ジ(シアノエチル)カーボ
ネート(各異性体)、メチルエチルカーボネート、メチ
ルプロピルカーボネート(各種異性体)、メチルブチル
カーボネート(各種異性体)、エチルプロピルカーボネ
ート(各種異性体)、エチルブチルカーボネート(各種
異性体)、ジベンジルカーボネート、エチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネートなどが用いられる。
本発明において好ましく用いられるのは、R1,R2が
それぞれ炭素数4以下のアルキル基からなるジアルキル
カーボネートであり、特に好ましいのはジメチルカーボ
ネートである。
族ヒドロキシ化合物とは、一般式 Ar1OH
(2)(Ar1は芳香族基を表わす)で表
わされるものであって、芳香族基に直接ヒドロキシ基が
結合しているものであれば、どのようなものであっても
よい。このようなAr1としては例えば、フェニル、ト
リル(各異性体)、キシリル(各異性体)、トリメチル
フェニル(各異性体)、テトラメチルフェニル(各異性
体)、エチルフェニル(各異性体)、プロピルフェニル
(各異性体)、ブチルフェニル(各異性体)、ジエチル
フェニル(各異性体)、メチルエチルフェニル(各異性
体)、ペンチルフェニル(各異性体)、ヘキシルフェニ
ル(各異性体)、シクロヘキシルフェニル(各異性体)
などの、フェニル基及び各種アルキルフェニル基類;メ
トキシフェニル(各異性体)、エトキシフェニル(各異
性体)、ブトキシフェニル(各異性体)などの各種アル
コキシフェニル基類;フルオロフェニル(各異性体)、
クロロフェニル(各異性体)、ブロモフェニル(各異性
体)、クロロ(メチルフェニル)(各異性体)、ジクロ
ロフェニル(各異性体)などの各種ハロゲン化フェニル
基類;式
CO−、−SO2−などの2価の基、または
】
4,R5,R6,R7はそれぞれ水素原子、低級アルキ
ル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基で
あって、場合により、ハロゲン原子、アルコキシ基で置
換されていてもよい)、または
であって、水素原子は低級アルキル基、アリール基、ハ
ロゲン原子等で置換されていてもよい)を表わし、また
芳香環は低級アルキル基、低級アルコキシ基、エステル
基、ヒドロキシル基、ニトロ基、ハロゲン、シアノ基な
どの置換基によって置換されていてもよい。]で示され
る各種置換フェニル基類;ナフチル(各異性体)、メチ
ルナフチル(各異性体)、ジメチルナフチル(各異性体
)、クロロナフチル(各異性体)、メトキシナフチル(
各異性体)、シアノナフチル(各異性体)などのナフチ
ル基および各種置換ナフチル基類;ピリジル(各異性体
)、クマリル(各異性体)、キノリル(各異性体)、メ
チルピリジル(各異性体)、クロルピリジル(各異性体
)、メチルクマリル(各異性体)、メチルキノリル(各
異性体)などの置換及び無置換の各種ヘテロ芳香族基類
などがあげられる。
シ化合物としては、例えば、フェノール;クレゾール(
各異性体)、キシレノール(各異性体)、トリメチルフ
ェノール(各異性体)、テトラメチルフェノール(各異
性体)、エチルフェノール(各異性体)、プロピルフェ
ノール(各異性体)、ブチルフェノール(各異性体)、
ジエチルフェノール(各異性体)、メチルエチルフェノ
ール(各異性体)、メチルプロピルフェノール(各異性
体)、ジプロピルフェノール(各異性体)、メチルブチ
ルフェノール(各異性体)、ペンチルフェノール(各異
性体)、ヘキシルフェノール(各異性体)、シクロヘキ
シルフェノール(各異性体)などの各種アルキルフェノ
ール類;メトキシフェノール(各異性体)、エトキシフ
ェノール(各異性体)などの各種アルコキシフェノール
類;式
;ナフトール(各異性体)および各種置換ナフトール類
;ヒドロキシピリジン(各異性体)、ヒドロキシクマリ
ン(各異性体)、ヒドロキシキノリン(各異性体)など
のヘテロ芳香族ヒドロキシ化合物類などが用いられる。 なお、ヒドロキシル基を2個有する芳香族ジヒドロキシ
化合物、例えばハイドロキノン、レゾルシン、カテコー
ル、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシアントラセ
ンおよびそれらのアルキル置換のジヒドロキシ化合物類
;式
、低級アルコキシ基、エステル基、ニトロ基、シアノ基
などの置換基によって置換されていてもよい。)で示さ
れる芳香族ジヒドロキシ化合物類なども用いることがで
きる。これらの芳香族ヒドロキシ化合物の中で、本発明
において好ましく用いられるのは、Ar1が炭素数6〜
10の芳香族基からなる芳香族モノヒドロキシ化合物で
あり、特に好ましいのはフェノールである。
ボネートとは、前記式(1)で表わされるジアルキルカ
ーボネートの1つのアルキル基が、芳香族基に置換され
たもので、一般式
前記の通り)で表わされるものである。また、前記式(
2)で表わされる芳香族ヒドロキシ化合物(Ar1OH
)がヒドロキシル基を2個有する芳香族ジヒドロキシ化
合物Ar2(OH)2
(4)の場合には、一般式
する2価の芳香族基を表わす。また、mは1または2を
表わす)で表わされるものもアルキルアリールカーボネ
ートに含まれる。
としては例えば、メチルフェニルカーボネート、エチル
フェニルカーボネート、プロピルフェニルカーボネート
(各異性体)、アリルフェニルカーボネート、ブチルフ
ェニルカーボネート(各異性体)、ペンチルフェニルカ
ーボネート(各異性体)、ヘキシルフェニルカーボネー
ト(各異性体)、ヘプチルフェニルカーボネート(各異
性体)、オクチルトリルカーボネート(各異性体)、ノ
ニル(エチルフェニル)カーボネート(各異性体)、デ
シル(ブチルフェニル)カーボネート(各異性体)、メ
チルトリルカーボネート(各異性体)、エチルトリルカ
ーボネート(各異性体)、プロピルトリルカーボネート
(各異性体)、ブチルトリルカーボネート(各異性体)
、アリルトリルカーボネート(各異性体)、メチルキシ
リルカーボネート(各異性体)、メチル(トリメチルフ
ェニル)カーボネート(各異性体)、メチル(クロロフ
ェニル)カーボネート(各異性体)、メチル(ニトロフ
ェニル)カーボネート(各異性体)、メチル(メトキシ
フェニル)カーボネート(各異性体)、メチルクミルカ
ーボネート(各異性体)、メチル(ナフチル)カーボネ
ート(各異性体)、メチル(ピリジル)カーボネート(
各異性体)、エチルクミルカーボネート(各異性体)、
メチル(ベンゾイルフェニル)カーボネート(各異性体
)、エチルキシリルカーボネート(各異性体)、ベンジ
ルキシリルカーボネート、メチル(ヒドロキシフェニル
)カーボネート(各異性体)、エチル(ヒドロキシフェ
ニル)カーボネート(各異性体)、メトキシカルボニル
オキシビフェニル(各異性体)、メチル(ヒドロキシフ
ェニル)カーボネート(各異性体)、メチル2−(ヒド
ロキシフェニル)プロピルフェニルカーボネート(各異
性体)、エチル2−(ヒドロキシフェニル)プロピルフ
ェニルカーボネート(各異性体)などが挙げられる。
トとは、ジアルキルカーボネートの2つのアルキル基が
芳香族基によって置換されたものであり、一般式
39】
明したのと同様の芳香族基を表わし、Ar4はAr2で
説明したのと同様の2価の芳香族基を表わす)で表わさ
れるものである。このようなジアリールカーボネートと
しては、例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカ
ーボネート(各種異性体)、フェニルトリルカーボネー
ト(各種異性体)、ジ(エチルフェニル)カーボネート
(各種異性体)、フェニル(エチルフェニル)カーボネ
ート(各種異性体)、ジナフチルカーボネート(各種異
性体)、ジ(ヒドロキシフェニル)カーボネート(各種
異性体)、ジ[2−(ヒドロキシフェニルプロピル)フ
ェニル]カーボネート(各種異性体)などが挙げられる
。
ルをガス状で抜き出し、生成する芳香族カーボネート類
を液状で塔下部より抜き出す。したがって、本発明では
、ジアルキルカーボネート及び芳香族ヒドロキシ化合物
は、生成する脂肪族アルコールの沸点が生成物である芳
香族カーボネート類の沸点より低くなるような組み合わ
せで使用される。このような好ましい組合せとしては、
式(1)で表わされるジアルキルカーボネートと式(2
)又は式(4)で表わされる芳香族ヒドロキシ化合物に
おいて、R1及びR2が炭素数1〜4のアルキル基であ
り、Ar1又はAr2が炭素数6〜10の芳香族基であ
る場合があげられる。特に好ましい組合せは、ジアルキ
ルカーボネートがジメチルカーボネートであり、芳香族
ヒドロキシ化合物がフェノールの場合である。この場合
、生成するアルキルアリールカーボネートはメチルフェ
ニルカーボネートであり、ジアリールカーボネートはジ
フェニルカーボネートである。
、アルキルアリールカーボネート化触媒であり、ジアル
キルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物との反応に
よりアルキルアリールカーボネート類を製造し得るもの
であればいかなるものでも使用することができる。例え
ば、 (鉛化合物)PbO,PbO2,Pb3O4などの酸化
鉛類;PbS,Pb2Sなどの硫化鉛類;Pb(OH)
2,Pb2O2(OH)2などの水酸化鉛類;Na2P
bO,K2PbO2,NaHPbO2,KHPbO2な
どの亜鉛酸塩類;Na2PbO3,Na2H2PbO4
,K2PbO3,K2[Pb(OH)6],K4PbO
4,Ca2PbO4,CaPbO3などの鉛酸塩類;P
bCO3,2PbCO3・Pb(OH)2などの鉛の炭
酸塩およびその塩基性塩類;Pb(OCOCH3)2,
Pb(OCOCH3)4,Pb(OCOCH3)2・P
bO・3H2Oなどの有機酸の鉛塩およびその炭酸塩や
塩基性塩類;Bu4Pb,Ph4Pb,Bu3PbCl
,Ph3PbBr,Ph3Pb(またはPh6Pb2)
,Bu3PbOH,Ph3PbOなどの有機鉛化合物類
(Buはブチル基、Phはフェニル基を示す);Pb(
OCH3)2,(CH3O)Pb(OPh),Pb(O
Ph)2などのアルコキシ鉛類、アリールオキシ鉛類;
Pb−Na,Pb−Ca,Pb−Ba,Pb−Sn,P
b−Sbなどの鉛の合金類;ホウエン鉱、センアエン鉱
などの鉛鉱物類、およびこれらの鉛化合物の水和物; (銅化合物)CuCl,CuCl2,CuBr,CuB
r2,CuI,CuI2,Cu(OAc)2,Cu(a
cac)2,オレイン酸銅,Bu2Cu,(CH3O)
2Cu,AgNO3,AgBr,ピクリン酸銀,AgC
6H6ClO4,Ag(ブルバレン)3NO3,[Au
C≡C−C(CH3)3]n[Cu(C7H8)Cl]
4等の銅族金属の塩並びに錯体(acacはアセチルア
セトンキレート配位子を表す); (アルカリ金属の錯体)Li(acac),LiN(C
4H9)2等のアルカリ金属の錯体; (亜鉛の錯体)Zn(acac)2等の亜鉛の錯体;(
カドミウムの錯体)Cd(acac)2等のカドミウム
の錯体; (鉄族金属の化合物)Fe(C10H8)(CO)5,
Fe(CO)5,Fe(C4H6)(CO)3,Co(
メシチレン)2(PEt2Ph)2,CoC5F6(C
O)7,Ni−π−C5H5NO、フェロセン等の鉄族
金属の錯体;(ジルコニウムの錯体)Zr(acac)
4,ジルコノセンなどのジルコニウムの錯体; (ルイス酸類化合物)AlX3,TiX3,TiX4,
VOX3,VX5,ZnX2,FeX3,SnX4(こ
こでXはハロゲン、アセトキシ基、アルコキシ基、アリ
ールオキシ基である)等のルイス酸およびルイス酸を発
生する遷移金属化合物; (有機スズ化合物)(CH3)3SnOCOCH3,(
C2H5)3SnOCOC6H5,Bu3SnOCOC
H3,Ph3SnOCOCH3,Bu2Sn(OCOC
H3)2,Bu2Sn(OCOC11H23)2,Ph
3SnOCH3,(C2H5)3SnOPh,Bu2S
n(OCH3)2,Bu2Sn(OC2H5)2,Bu
2Sn(OPh)2,Ph2Sn(OCH3)2,(C
2H5)3SnOH,Ph3SnOH,Bu2SnO,
(C8H17)2SnO,Bu2SnCl2,BuSn
O(OH)等の有機スズ化合物; (固体触媒)シリカ、アルミナ、チタニア、シリカチタ
ニア、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ガリウム、ゼ
オライト、希土類の酸化物等の固体触媒;これらの固体
触媒の表面酸点をシリル化などの方法により修飾したも
の;などが用いられる。
に溶解し得るものであっても、溶解し得ないものであっ
てもよい。また、これらの触媒は、反応に不活性な化合
物や担体と混合したり、あるいはこれらに担持させて使
用することもできる。
存在する有機化合物、例えば、脂肪族アルコール類、芳
香族ヒドロキシ化合物類、アルキルアリールカーボネー
ト類、ジアリールカーボネート類、ジアルキルカーボネ
ート類等と反応したものであっても良いし、反応に先立
って原料や生成物で加熱処理されたものであってもよい
。
るのは、PbO,PbO2,Pb3O4などの酸化鉛類
;Pb(OH)2,Pb2O2(OH)2などの水酸化
鉛類;PbCO3,2PbCO3・Pb(OH)2など
の鉛の炭酸塩およびその塩基性塩類;Pb(OCH3)
2,(CH3O)Pb(OPh),Pb(OPh)2な
どのアルコキシ鉛類、アリールオキシ鉛類などの鉛化合
物であり、さらにはこれらの鉛化合物が反応系中に存在
する有機化合物と反応したもの、あるいはこれらの鉛化
合物が反応に先立って原料や生成物で加熱処理されたも
のも好ましく用いられる。
リールカーボネート化触媒であり、アルキルアリールカ
ーボネートからジアリールカーボネート類を製造し得る
ものであればいかなるものでも使用することができる。 このような触媒としては、例えば本発明の第1工程で使
用される触媒が挙げられる。第2工程で用いられる触媒
は第1工程で用いられる触媒と同じものであってもよい
し異なっていてもよい。
れる連続多段蒸留塔とは、蒸留の段数が2段以上の多段
を有する蒸留塔であって、連続蒸留が可能なものである
ならばどのようなものであってもよい。(本発明でいう
蒸留塔の段数とは、棚段塔の場合には、その棚段の数を
表わし、充填塔式その他の蒸留塔については理論段数を
表わす。)このような連続多段蒸留塔としては、例えば
泡鐘トレイ、多孔板トレイ、バルブトレイ、向流トレイ
等のトレイを使用した棚段塔式のものや、ラシヒリング
、レッシングリング、ポールリング、ベルルサドル、イ
ンタロックスサドル、ディクソンパッキング、マクマホ
ンパッキング、ヘリパック、スルザーパッキング、メラ
パック等の各種充填物を充填した充填塔式のものなど、
通常、連続式の多段蒸留塔として用いられるものならば
どのようなものでも使用することができる。さらには、
棚段部分と充填物の充填された部分とを合わせ持つ蒸留
塔も好ましく用いられる。また、固体触媒を用いる場合
、この固体触媒を充填物の一部又は全部とする充填塔式
蒸留塔も好ましく用いられる。
連続多段蒸留塔のサイドに設けられるサイド抜き出し口
は、該蒸留塔の途中段および/または最下段までの間に
任意の数だけ設けることができる。また、循環用導入口
は、対応するサイド抜き出し口より上部にあれば良く、
任意の数だけ設けることができる。第1および/または
第2連続多段蒸留塔にサイド抜き出し口を複数設ける場
合は、異なる2カ所以上のサイド抜き出し口より抜き出
された液を合流させて反応器へ導入することもできるし
、反応器を複数用いる場合には、異なる2以上の反応液
を合流させた後に循環用導入口へ導くこともできる。 また、これらを組み合わせることもできる。好ましくは
、第1および第2連続多段蒸留塔の外部に設けられた反
応器がそれぞれ2基以上であり、かつ該反応器につなが
る該蒸留塔からの液抜き出し口の段が、それぞれ異なる
場合であり、さらに好ましくは、第1および第2連続多
段蒸留塔の外部に設けられた反応器がそれぞれ2基以上
であり、かつ、該反応器につながる該蒸留塔からの液抜
き出し口の段がそれぞれ異なり、かつ該反応器から該蒸
留塔へ循環するために該蒸留塔に設けられた循環用導入
口の段が、それぞれ異なる段である場合である。
段蒸留塔のサイド抜き出し口と該蒸留塔への循環用導入
口との間に反応器を設けるが、この反応器は流通式のも
のであればどのようなものであってもよく、例えば管型
反応器、撹拌槽型流通反応器などが用いられる。
の反応器中に触媒を存在させることが必要であり、さら
に加えて、第1および/または第2連続多段蒸留塔内部
にも触媒を存在させることも好ましい。
1および/または第2連続多段蒸留塔内からなる反応系
に触媒を存在させる方法はどのような方法であってもよ
いが、例えば、反応条件下で反応液に溶解するような均
一系触媒の場合、該反応器及び/または該蒸留塔に連続
的に触媒を供給することにより、反応系に触媒を存在さ
せることもできるし、あるいは反応条件下で反応液に溶
解しないような不均一系触媒の場合、該反応器内または
該反応器内と該蒸留塔内の両方に固体触媒を配置するこ
とにより、反応系に触媒を存在させることもできるし、
これらを併用した方法、例えば該反応器内または/及び
該蒸留塔内に固体触媒を配置した上で、さらに均一系触
媒を使用する方法であってもよい。
ネートと芳香族ヒドロキシ化合物とから成る原料化合物
を第1連続多段蒸留塔内へ連続的に供給するが、この場
合、該蒸留塔内へ直接導入してもよいし、反応器にこれ
らの原料化合物を導入し、その反応液として該蒸留塔内
に導入してもよい。また、これらの原料化合物はそれぞ
れ別々に、又は/及び混合して任意の数の導入口から、
該蒸留塔の任意の段又は/及び任意の反応器に導入する
ことができる。
ガスとの気液混合物として供給される。
塔内又は/及び反応器内に連続的に供給する以外に、付
加的にガス状の原料化合物を該蒸留塔の下部から断続的
または連続的に供給することも好ましい方法である。
シ化合物のうち、より高沸点の原料を最上部の反応器ま
たは/及び最上部の反応器への液抜き出し段よりも上部
の段に、液状または気液混合状態で、連続的に供給し、
より低沸点の原料をガス状で該蒸留塔の下部から連続的
に供給する方法も好ましい方法であり、より低沸点の原
料を液状又はガス状又は気液混合状態で最下部の反応器
に連続的に供給することも好ましい。この場合、上部よ
り供給する高沸点原料中に、低沸点原料が含まれていて
も、もちろん構わない。
族アルコールおよびアルキルアリールカーボネートまた
はジアリールカーボネートが含まれていてもよいが、本
反応は可逆反応であるため、これらの生成物の濃度があ
まり高い場合には原料の反応率を低下させるため好まし
くない。
ルコールはガス状で抜き出される。ガス状抜き出し物は
、脂肪族アルコール単独でも良いし、原料であるジアル
キルカーボネートや芳香族ヒドロキシ化合物との混合物
であっても良いし、また、アルキルアリールカーボネー
ト類を少量含んでいても良い。第1連続多段蒸留塔にお
ける脂肪族アルコール等からなるガスの抜き出し口は、
塔底以外の任意の位置に設けることができるが、生成す
る脂肪族アルコールの蒸気相中での濃度は、通常、塔の
上部ほど高い。したがって、原料供給位置から塔頂の間
または塔頂部にガスの抜き出し口を設けることが好まし
く、塔頂部に設けることがさらに好ましい。
ルキルアリールカーボネート類は第1連続多段蒸留塔の
下部より液状で抜き出される。液状抜き出し物は、アル
キルアリールカーボネート単独であっても良いし、原料
であるジアルキルカーボネート類や芳香族ヒドロキシ化
合物との混合物であっても良いし、脂肪族アルコールを
少量含んでいても良いし、さらにはジアリールカーボネ
ートを少量含んでいてもよい。反応条件において反応液
に溶解し得る触媒を用いる場合には液状抜き出し物に触
媒が含まれる。また、第1連続多段蒸留塔におけるアル
キルアリールカーボネート類等からなる液の抜き出し口
は、塔下部に設けられ、特に好ましくは塔底部に設けら
れる。本発明において塔下部とは通常、原料供給位置か
ら塔底までの間の部分を指し、通常は塔底部近くの部分
を指す。
し液をそのまま第2工程へ供給することも出来る。この
時、反応条件において反応液に溶解し得る触媒を用いる
場合には第1工程で用いた触媒はそのまま第2工程の触
媒として用いることもできる。また、第1連続多段蒸留
塔の塔下部からの抜き出し液を第1触媒分離装置に導き
、アルキルアリールカーボネートを含む低沸点成分とア
ルキルアリールカーボネート化触媒を含む高沸点成分と
に分離した後、該低沸点成分の一部または全部を第2連
続多段蒸留塔に供給することによって循環させ、一方、
該触媒を含有する高沸点成分の一部または全部を第1連
続多段蒸留塔に供給することによって循環させることも
好ましい方法である。アルキルアリールカーボネート化
触媒分離装置としては蒸留塔あるいは蒸発缶が好ましく
使用される。
塔の塔下部抜き出し液を第2連続多段蒸留塔内へ連続的
に供給するが、この場合、該蒸留塔内へ直接導入しても
よいし、反応器に第1連続多段蒸留塔の塔下部抜き出し
液を導入し、その反応液として該蒸留塔内に導入しても
よい。また、第1連続多段蒸留塔の塔下部抜き出し液は
任意の数の導入口から、該蒸留塔の任意の段又は/及び
任意の反応器に導入してもよい。
液状またはガス状または液とガスとの気液混合物として
供給される。
き出し液を第2連続多段蒸留塔及び/または第2連続多
段蒸留塔の外部に設けられた反応器内に連続的に供給す
る以外に、付加的にガス状の芳香族ヒドロキシ化合物お
よび/またはアルキルアリールカーボネートを該第2蒸
留塔の下部から断続的または連続的に供給することも好
ましい方法である。
、第2工程での生成物であるジアルキルカーボネートが
含まれていても良いが、本反応は可逆反応であるため、
これらの生成物濃度があまり高い場合には、アルキルア
リールカーボネートの反応率が低下するので好ましくな
い。
ルカーボネートはガス状で抜き出され、第1連続多段蒸
留塔に再循環される。ガス状抜き出し物は、ジアルキル
カーボネート単独でも良いし、原料であるアルキルアリ
ールカーボネート類や、芳香族ヒドロキシ化合物類との
混合物であっても良いし、脂肪族アルコールを少量含ん
でいてもよいし、さらには、ジアリールカーボネート類
を少量含んでいても良い。第2連続多段蒸留塔における
ジアルキルカーボネート等からなるガスの抜き出し口は
、塔底以外の任意の位置に設けることができるが、生成
するジアルキルカーボネートの蒸気相中での濃度は、通
常、塔の上部ほど高い。したがって、原料供給位置から
塔頂の間または塔頂部にガスの抜き出し口を設けること
が好ましく、塔頂部に設けることがさらに好ましい。
ルカーボネート類は第2連続多段蒸留塔の下部より液状
で抜き出される。液状抜き出し物は、ジアリールカーボ
ネート類単独であっても良いし、原料であるアルキルア
リールカーボネート類との混合物であっても良い。ジア
ルキルカーボネートや芳香族ヒドロキシ化合物を少量含
んでいても良い。反応条件で反応液に溶解し得る触媒を
用いる場合には液状抜き出し物中に触媒成分が含まれる
。また、第2連続多段蒸留塔におけるジアリールカーボ
ネート類等からなる液の抜き出し口は、塔下部に設けら
れ、特に好ましくは塔底部に設けられる。また、第2工
程の塔下部からの抜き出し液を第2触媒分離装置に導き
、ジアリールカーボネートを含む低沸点成分と、ジアリ
ールカーボネート化触媒を含む高沸点成分とに分離した
後、該触媒を含む高沸点成分の一部または全部を第2連
続多段蒸留塔に供給することによって循環させることも
好ましい方法である。ジアリールカーボネート化触媒分
離装置としては蒸留塔あるいは蒸発缶が使用される。
いは第2工程のいずれかで使用することもできるし、さ
らには第1工程及び第2工程の両方で使用することもで
きる。
1および第2連続多段蒸留塔内の流下液速度及び蒸気上
昇速度は使用する反応蒸留塔の種類により、また充填塔
を使用する場合には充填物の種類により異なるが、通常
、フラッディングを起こさない範囲で実施される。
、途中段および/または最下段に設けられたサイド抜き
出し口からは蒸留塔内の、該サイド抜き出し口が設けら
れた段を流下する液の一部または大部分が抜き出され、
反応器へ導入される。反応器での滞留時間は通常0.0
01〜100時間、好ましくは0.003〜50時間さ
らに好ましくは0.01〜10時間で行なわれる。
器内での反応に加えて、必要に応じて連続多段蒸留塔内
でも反応させることができ、好ましい方法である。この
場合、生成する反応生成物の量は、蒸留塔内のホールド
アップ液量にも依存する。つまり、同じ塔高、同じ塔径
の蒸留塔を用いる場合には液ホールドアップの高い蒸留
塔が反応液の蒸留塔内部での平均滞留時間即ち反応時間
が長くなるという点で好ましい。しかしながら、液ホー
ルドアップがあまりに高い場合には、滞留時間が長くな
るために副反応が進行したり、フラッディングが起こり
やすくなる。従って、本発明に用いる蒸留塔のホールド
アップ液量は蒸留条件や蒸留塔の種類によっても変わり
得るが、反応蒸留塔の空塔容積に対するホールドアップ
液量の容積比で表現して、通常、0.005〜0.75
で行われる。
蒸留塔内の反応液の滞留時間は反応条件によっても変わ
り得るが、通常0.001〜50時間、好ましくは0.
01〜10時間で行われる。
比を増加させると低沸点反応生成物である脂肪族アルコ
ールやジアルキルカーボネートの蒸気相への蒸留効率が
高くなるため、抜き出す蒸気中の低沸点反応生成物の濃
度を増加させることができる。しかしながら、あまりに
還流比を増加させると必要な熱エネルギーが大きくなる
ので好ましくない。したがって、還流比は、通常0〜2
0が用いられ、好ましくは、0〜10が用いられる。
に当たり、反応温度は用いる原料の種類によって異なる
が、通常50〜350℃、好ましくは100〜280℃
の範囲で行われる。また、反応器内と蒸留塔内の両方で
反応を行なわせる場合には、それぞれ異なった反応温度
および圧力で反応を行なうことができる。
応温度により異なるが、減圧、常圧、加圧いずれでも良
く、通常1mmHg〜200kg/cm2−Gで行なわ
れる。
連続多段蒸留塔の外部に設けているので、蒸留条件(温
度、圧力)と異なる温度、圧力の反応条件を採用できる
し、2基以上の反応器を設ける場合には、それぞれが異
なる反応条件を採用することができるという特徴をもっ
ている。
、必ずしも溶媒を使用する必要はないが、反応操作を容
易にする等の目的で適当な不活性溶媒、例えば、エーテ
ル類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン
化脂肪族炭化水素類、ハロゲン化芳香族炭化水素類等を
反応溶媒として用いることができる。
、反応に不活性な物質として窒素、ヘリウム、アルゴン
等の不活性ガスを反応系に共存させてもよい。また、副
生する脂肪族アルコール類やジアルキルカーボネート類
の除去を加速する目的でそれぞれの連続多段蒸留塔の下
部より不活性ガスや反応に不活性な低沸点有機化合物を
ガス状で導入してもよい。
塔に供給される原料中に反応生成物であるアルキルアリ
ールカーボネートまたはジアリールカーボネートが含有
されていても良いが、本反応は可逆反応であるため、ア
ルキルアリールカーボネートや、ジアリールカーボネー
トの濃度があまり高い場合には原料の反応率を低下させ
るため好ましくない。したがって、通常、原料中のアル
キルアリールカーボネートとジアリールカーボネートの
量は原料である芳香族ヒドロキシ化合物に対して20モ
ル%以下が好ましく、さらには10モル%以下が好まし
い。
塔に供給される原料中に芳香族ヒドロキシ化合物が含有
されていてもよいし、反応生成物であるジアリールカー
ボネートや、副生物であるジアルキルカーボネートが含
有されていても良いが、本反応は可逆反応であるため、
ジアルキルカーボネートや、ジアリールカーボネートの
濃度があまり高い場合には原料の反応率を低下させるた
め好ましくない。したがって、通常、原料中のジアルキ
ルカーボネートとジアリールカーボネートの量は原料で
あるアルキルアリールカーボネートに対して20モル%
以下が好ましく、さらには10モル%以下が好ましい。
シ化合物とジアルキルカーボネートの量比は反応条件に
よっても変わり得るが、通常、供給原料中のジアルキル
カーボネートに対する芳香族ヒドロキシ化合物のモル比
で表現して、0.001〜100の範囲で使用される。
用する触媒の活性によっても変わり得るが、触媒を連続
的に反応系に供給する場合には、通常、供給原料中のジ
アルキルカーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物の合計
重量に対する割合で表現して、0.0001〜50重量
%で使用される。また、固体触媒を用いる場合には、反
応器の内容積に対して通常10〜100体積%、好まし
くは50〜100体積%充填される。また蒸留塔内部に
固体触媒を設置する場合には、第1連続多段蒸留塔の空
塔容積に対して0.01〜75体積%の触媒量が用いら
れる。
用する触媒の活性によっても変わり得るが、触媒を連続
的に反応系に供給する場合には、通常、供給原料中のア
ルキルアリールカーボネートの重量に対する割合で表現
して、0.0001〜50重量%で使用される。また、
固体触媒を用いる場合には、反応器の内容積に対して1
0〜100体積%、好ましくは50〜100体積%充填
される。また、蒸留塔内部に固体触媒を設置する場合に
は、第2連続多段蒸留塔の空塔容積に対して0.01〜
75体積%の触媒量が用いられる。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
化鉛4kgを180℃で5時間加熱し、炭酸ガスを発生
させた。その後、10mmHgの圧力で残存するジフェ
ニルカーボネートの大部分を留去し、窒素雰囲気下で放
冷することにより触媒を調製した(触媒A)。 (ジフェニルカーボネートの製造)第1図に示される装
置を用いて第1工程および第2工程を行った。第1工程
の反応器の数は4基である。反応器A,B,C,Dはい
ずれも内容積0.5lであり、それぞれに充填物として
ステンレス製のディクソンパッキング(6φ)を充填し
た。反応器の充填物と同一の充填物を充填した、塔高4
m,塔径3インチの充填塔からなる第1連続多段蒸留塔
1の塔頂17から1mの位置へジメチルカーボネート、
フェノール及び触媒Aからなる混合物を原料導入管2か
ら、導管4、予熱器5、および導管6を経て液状で連続
的に供給した。蒸留塔1内を流下する液は、蒸留塔1の
途中段に設けられたサイド抜き出し口53から抜き出さ
れた後、各反応器A〜Dへ導入された。反応器A〜Dで
反応が進行し、アルキルアリールカーボネート濃度およ
び脂肪族アルコール濃度が高められた反応液は、循環用
導入口54から蒸留塔1へ循環された。蒸留塔1内を流
下する液は、蒸留塔1の塔底18より塔頂17に向かっ
て上昇してくる蒸気と気液接触するに従い、脂肪族アル
コールの濃度が低下した。蒸留に必要な熱量は塔下部液
をリボイラー10で加熱することにより供給した。塔頂
17から留出するガスは導管12を経て凝縮器13で凝
縮された。凝縮液の一部を導管15を経て第1連続多段
蒸留塔1に還流させ、残りを導管16から抜き出した。 この凝縮液から反応の副生物であるメタノールを含む低
沸点成分が得られた。また触媒成分及びメチルフェニル
カーボネートを含む高沸点成分は塔底18から導管8及
び19を経て抜き出された。このようにして第1工程が
行われた。
器E,F,G,Hはいずれも内容積0.5lであり、そ
れぞれに充填物としてステンレス製のディクソンパッキ
ング(6φ)を充填した。反応器の充填物と同一の充填
物を充填した、塔高4m、塔径3インチの充填塔からな
る第2連続多段蒸留塔20の塔頂26から1mの位置へ
第1連続多段蒸留塔の塔底抜き出し液を導管19を経て
液状で連続的に供給した。蒸留塔20内部を流下する液
は、蒸留塔20の途中段に設けられたサイド抜き出し口
53から抜き出された後、各反応器E〜Hへ導入された
。反応器E〜Hで反応が進行し、ジアリールカーボネー
ト濃度およびジアルキルカーボネート濃度が高められた
反応液は、循環用導入口54から蒸留塔20へ循環され
た。蒸留塔20内を流下する液は、蒸留塔20の塔底2
7より塔頂26に向かって上昇してくる蒸気と気液接触
をするに従い、ジアルキルカーボネートの濃度が低下し
た。蒸留に必要な熱量は塔下部液をリボイラー30で加
熱することにより供給した。なおこの第2連続多段蒸留
塔20ではジアリールカーボネート化触媒として第1連
続多段蒸留塔1でアルキルアリールカーボネート化触媒
としてもちいられたものが分離されずにそのまま用いら
れた。塔頂26から留出するジメチルカーボネートを含
むガスは導管21を経て凝縮器22で凝縮された。凝縮
液の1部は導管24を経て第2連続多段蒸留塔20に還
流された。残りの凝縮液は導管25より抜きだされ、予
熱器5及び導管6を経て第1連続多段蒸留塔1に循環さ
れた。また第2連続多段蒸留塔20の塔底27から導管
28及び32を経て触媒及びジフェニルカーボネートを
含む高沸点成分が得られた。このようにして第2工程が
行われた。反応の条件及び定常状態後の結果を第1表〜
第4表に示す。
ド4kgを180℃で10時間加熱し、生成する水をフ
ェノールと共に留去した。その後常圧で残存するフェノ
ールの大部分を留去し、窒素雰囲気下で放冷することに
より触媒を調製した(触媒B)。 (ジフェニルカーボネートの製造)実施例1で用いたの
と同一の装置を使用し、触媒Aの代わりに触媒Bを用い
る以外は実施例1と同様な方法により第1工程及び第2
工程を行った。反応の条件及び定常状態後の結果を第1
表〜第4表に示す。
第1酢酸鉛4kgを180℃で10時間加熱した。その
後100mmHgの圧力で残存するメチルフェニルカー
ボネート等の大部分を留去し、窒素雰囲気下で放冷する
ことにより触媒を調製した(触媒C)。 (ジフェニルカーボネートの製造)第2図に示される装
置を用いて第1工程及び第2工程を行った。第1工程の
反応器の数は4基である。反応器A,B,C,Dはいず
れも内容積0.5lであり、それぞれに充填物としてス
テンレス製のディクソンパッキング(6φ)を充填した
。反応器の充填物と同一の充填物を充填した、塔高4m
、塔径3インチの充填塔からなる第1連続多段蒸留塔1
の塔頂17から1mの位置へジメチルカーボネート、フ
ェノール及び触媒Cからなる混合物を原料導入管2から
、導管4、予熱器5、および導管6を経て液状で連続的
に供給し、第1連続多段蒸留塔1内を流下させることに
よって反応を行った。反応蒸留に必要な熱量は蒸発器1
0’で導管8’から新たに導入されたジメチルカーボネ
ートと第2連続多段蒸留塔20から循環されるジメチル
カーボネートを含む低沸点成分の一部とを加熱すること
により供給された。塔頂17から留出するガスは導管1
2を経て凝縮器13で凝縮され導管16から抜き出され
た。この凝縮液から反応の副生物であるメタノールを含
む低沸点成分が得られた。またメチルフェニルカーボネ
ート及び触媒成分を含む高沸点成分は塔底18から導管
19を経て抜き出された。このようにして第1工程が行
われた。
器E,F,G,Hはいずれも内容積0.5lであり、そ
れぞれに充填物としてステンレス製のディクソンパッキ
ング(6φ)を充填した。反応器の充填物と同一の充填
物を充填した、塔高4m、塔径3インチの充填塔からな
る第2連続多段蒸留塔20の塔頂26から1mの位置へ
第1連続多段蒸留塔1の塔底抜き出し液を導管19を経
て液状で連続的に供給した。蒸留塔20内部を流下する
液は、蒸留塔の途中段に設けられたサイド抜き出し口5
3から抜き出された後、各反応器E〜Hへ導入された。 反応器E〜Hで反応が進行し、ジアリールカーボネート
濃度およびジアルキルカーボネート濃度が高められた反
応液は、循環用導入口54から蒸留塔20へ循環された
。蒸留塔20内を流下する液は、蒸留塔20の塔底26
より塔頂27に向かって上昇してくる蒸気と気液接触を
するに従い、ジアルキルカーボネートの濃度が低下した
。蒸留に必要な熱量は塔下部液をリボイラー30で加熱
することにより供給した。なお、この第2連続多段蒸留
塔20ではジアリールカーボネート化触媒として第1連
続多段蒸留塔1でアルキルアリールカーボネート化触媒
として用いられたものが分離されずにそのまま用いられ
た。塔頂26から留出するジメチルカーボネートを含む
ガスは導管21を経て凝縮器22で凝縮された。凝縮液
の1部は導管24を経て第2連続多段蒸留塔20に還流
された。残りの凝縮液は導管25より抜き出され、予熱
器5及び導管6を経て第1連続多段蒸留塔1に循環され
た。なお導管25から抜き出された凝縮液の一部は導管
7及び蒸発器10’を経て第1連続多段蒸留塔1の下部
より循環された。また第2連続多段蒸留塔20の塔底2
7から導管28及び32を経て触媒及びジフェニルカー
ボネートを含む高沸点成分が得られた。このようにして
第2工程が行われた。反応の条件及び定常状態後の結果
を第1表〜第4表に示す。
180℃で10時間加熱し、生成する水をフェノールと
共に留去することにより触媒を調製した(触媒D)。 (ジフェニルカーボネートの製造)第3図に示されるよ
うな装置を用いて第1工程及び第2工程を行った。第1
工程の反応器の数は4基である。反応器A,B,C,D
はいずれも内容積4lであり、それぞれに充填物として
ステンレス製のディクソンパッキング(6φ)を充填し
た。段数20のシーブトレーを装着した塔高さ6m、塔
径10インチの棚段塔からなる第1連続多段蒸留塔1の
塔頂17から0.5mの位置へジメチルカーボネート、
フェノール及び触媒Eからなる混合物を原料導入管2か
ら、導管4、予熱器5、および導管6を経て液状で連続
的に供給した。蒸留塔1内を流下する液は、蒸留塔1の
途中段に設けられたサイド抜き出し口53から抜き出さ
れた後、各反応器A〜Dへ導入された。反応器A〜Dで
反応が進行し、アルキルアリールカーボネート濃度およ
び脂肪族アルコール濃度が高められた反応液は、循環用
導入口54から蒸留塔1へ循環された。蒸留塔1内を流
下する液は、蒸留塔1の塔底18より塔頂17に向かっ
て上昇してくる蒸気と気液接触するに従い、脂肪族アル
コールの濃度が低下した。蒸留に必要な熱量は蒸発器1
0’で導管8’から新たに導入されたジメチルカーボネ
ートと第2連続多段蒸留塔20から循環されるジメチル
カーボネートを含む低沸点成分の一部とを加熱すること
により供給された。塔頂17から留出するガスは導管1
2を経て凝縮器13で凝縮され導管16から抜き出され
た。この凝縮液から反応の副生物であるメタノールを含
む低沸点成分が得られた。また塔底18から抜き出され
た反応液は導管19を経て第1触媒分離装置である蒸発
缶33へ導入された。メチルフェニルカーボネート化触
媒を含む高沸点成分は蒸発缶33の底部から導管34、
38、39及び予熱器5を経て第1連続多段蒸留塔1へ
循環された。なお、循環する触媒が所定濃度に達した段
階で導管2から導入される触媒Eの供給を停止した。こ
のようにして第1工程が行われた。リボイラー36で加
熱されることにより蒸発缶33から留出した、メチルフ
ェニルカーボネートを含む低沸点成分からなるガスは導
管40を経て塔頂26から1.5mの位置に設けられた
導入管41から、段数20のシーブトレーを装着した塔
高6m、塔径10インチの棚段塔からなる第2連続多段
蒸留塔20に連続的に供給された。ジアリールカーボネ
ート化触媒(触媒E)は、導管51を経て、塔頂から1
.5mの位置に設けられた導入管48から第2連続多段
蒸留塔に液状で連続的に供給された。第2連続多段蒸留
塔に供給されたガス状のメチルフェニルカーボネートの
大部分は塔内で液状となり、これが触媒と塔内を流下す
ることによって、反応が行われる。
器E,F,G,Hはいずれも内容積0.5lであり、そ
れぞれに充填物としてステンレス製のディクソンパッキ
ング(6φ)を充填した。蒸留塔20内部を流下する液
は、蒸留塔20の途中段に設けられたサイド抜き出し口
53から抜き出された後、各反応器E〜Hへ導入された
。反応器E〜Hで反応が進行し、ジアリールカーボネー
ト濃度およびジアルキルカーボネート濃度が高められた
反応液は、循環用導入口54から蒸留塔20へ循環され
た。蒸留塔20内を流下する液は、蒸留塔20の塔底2
7より塔頂26に向かって上昇してくる蒸気と気液接触
をするに従い、ジアルキルカーボネートの濃度が低下し
た。蒸留に必要な熱量は塔下部液をリボイラー30で加
熱することにより供給した。塔頂26から留出するジメ
チルカーボネートを含む低沸点成分は導管21を経て凝
縮器22で凝縮された。凝縮液の1部は導管24を経て
第2連続多段蒸留塔20に還流された。残りの凝縮液は
導管25より抜き出され、予熱器5及び導管6を経て第
1連続多段蒸留塔1に循環された。なお導管25から抜
き出された凝縮液の一部は導管7及び蒸発器10’を経
て第1連続多段蒸留塔1の下部より循環された。また第
2連続多段蒸留塔20の塔底27から抜き出された触媒
及びジフェニルカーボネートを含む高沸点成分は導管2
8及び32を経て第2触媒分離装置である蒸発缶42へ
導入された。リボイラー45で加熱されることにより蒸
発缶42から留出した成分は導管52及び凝縮器49を
経て液状で抜き出された。この留出物はジフェニルカー
ボネートを主成分とするものであった。またジアリール
カーボネート化触媒を含む高沸点成分は蒸発缶42の底
部から導管43、47、48を経て第2連続多段蒸留塔
へ循環された。なお、循環する触媒が所定濃度に達した
時点で導管51から導入される触媒Eの供給を停止した
。このようにして第2工程が行われた。また、反応の条
件及び定常状態後の結果を第1表〜第4表に示す。
[ステンレス製のディクソンパッキング(6φ)を充填
したもの]と撹拌機71を備えた、容量15リットルの
オートクレーブの反応釜62へ、実施例2の導管6から
の供給液組成と同一組成の液12.8kgを導管61か
ら仕込んだ。撹拌しながら反応釜62を電気炉70を用
いて加熱しながら液温が202℃で一定となるようにし
て反応を行った。蒸留塔63の塔頂69から留出するガ
スは導管64を経て凝縮器65で凝縮された。凝縮液の
一部を導管67を経て還流させ、残りを導管68から1
.0kg/hrの速度で連続的に抜きだした。凝縮液が
12.1kg抜き出された時点で、反応釜62を冷却し
、反応液を導管72から抜きだしたところ、その重量は
0.7kgであった。本比較例における仕込液量と釜部
に残った液量の比は、実施例2における導管6からの供
給量と導管32からの塔底液抜き出し量の比と同じであ
る。分析の結果、反応液中にはジフェニルカーボネート
が14.0重量%生成していた。1時間当り反応液1k
g当りのジフェニルカーボネートの生成量は12g/k
g・hrであった。フェノール基準のジフェニルカーボ
ネートの選択率は83%であった。また、凝縮液を分析
したところ反応副生物であるアニソールが検出された。 フェノール基準のアニソール選択率は5%であった。こ
の結果を実施例2の結果(ジフェニルカーボネート生成
量561g/kg・hr、選択率95%)と比較すると
本発明の方法によればジアリールカーボネートが高い収
率及び高い選択率で得られることを示している。
ネート類と芳香族ヒドロキシ化合物類を原料として、ジ
アリールカーボネート類を連続的に高収率、高選択率で
得ることができる。
概略図である。
概略図である。
概略図である。
ある。
器 13,22,49 凝縮器 17,26 塔頂 18,27 塔底 A,B,C,D,E,F,G,H 反応器53A,5
3B,53C,53D,53E,53F,53G,53
H サイド抜き出し口 54A,54B,54C,54D,54E,54F,5
4G,54H 循環用導入口 20 第2連続多段蒸留塔 33 第1触媒分離装置である蒸発缶42 第2触
媒分離装置である蒸発缶62 反応釜 63 蒸留塔 65 凝縮器 70 電気炉 71 撹拌器
Claims (8)
- 【請求項1】 ジアルキルカーボネートと芳香族ヒド
ロキシ化合物からジアリールカーボネートを製造するに
際して (A)ジアルキルカーボネート及び芳香族ヒドロキシ化
合物を第1連続多段蒸留塔内へ連続的に供給し、該蒸留
塔内を流下する液を該蒸留塔の途中段及び/または最下
段に設けられたサイド抜き出し口より抜き出し、該蒸留
塔の外部に設けられた反応器へ導入してアルキルアリー
ルカーボネート化触媒の存在下で反応させた後に、該抜
き出し口のある段よりも上部の段に設けられた循環用導
入口へ導入することによって該蒸留塔へ循環させて、該
反応器内と該蒸留塔内の両方または該反応器内で反応さ
せながら、生成する脂肪族アルコールを含む低沸点成分
を蒸留によってガス状で該蒸留塔から連続的に抜き出し
、生成するアルキルアリールカーボネート類を含む高沸
点成分を塔下部より液状で連続的に抜き出す第1工程(
B)アルキルアリールカーボネート類を含有する第1連
続多段蒸留塔の塔下部抜き出し液を第2連続多段蒸留塔
内に連続的に供給し、該第2連続多段蒸留塔内を流下す
る液を該第2連続多段蒸留塔の途中段及び/または最下
段に設けられたサイド抜き出し口より抜き出し、該第2
連続多段蒸留塔の外部に設けられた反応器へ導入してジ
アリールカーボネート化触媒の存在下で反応させた後に
、該抜き出し口のある段よりも上部の段に設けられた循
環用導入口へ導入することによって該第2連続多段蒸留
塔へ循環させて、該反応器内と該第2連続多段蒸留塔内
の両方または該反応器内で反応させながら、生成するジ
アルキルカーボネートを含む低沸点成分を蒸留によって
ガス状で連続的に抜き出し、その一部または全部をガス
状または液状又は気液混合状態で第1連続多段蒸留塔に
供給することによって循環させ、生成するジアリールカ
ーボネートを含む高沸点成分を塔下部より液状で連続的
に抜き出す第2工程を含むことを特徴とするジアリール
カーボネートの連続的製造方法。 - 【請求項2】 第1および第2連続多段蒸留塔の外部
に設けられた反応器がそれぞれ2基以上であり、且つ、
該反応器につながる該蒸留塔からの液抜き出し口の段が
、それぞれ異なる段である請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 第1および第2連続多段蒸留塔の外部
に設けられた反応器がそれぞれ2基以上であり、且つ、
該反応器から該蒸留塔へ循環するために該蒸留塔に設け
られた循環用導入口の段が、それぞれ異なる段である請
求項2記載の方法。 - 【請求項4】 蒸留塔内および反応器内の液に溶解し
得る触媒を該蒸留塔および/または該反応器に連続的に
供給することによりアルキルアリールカーボネート化触
媒および/またはジアリールカーボネート化触媒を存在
させる請求項1、請求項2又は請求項3のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項5】 蒸留塔内および反応器内の液に実質的
に溶解しない固体触媒を、該反応器内と該蒸留塔内の両
方または該反応器内に配置することによりアルキルアリ
ールカーボネート化触媒および/またはジアリールカー
ボネート化触媒を存在させる請求項1、請求項2または
請求項3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 第1連続多段蒸留塔の塔下部抜き出し
液を第2連続多段蒸留塔に供給するに際して、該抜き出
し液を第1触媒分離装置に導き、アルキルアリールカー
ボネートを含む低沸点成分とアルキルアリールカーボネ
ート化触媒を含む高沸点成分とに分離した後、該低沸点
成分の一部または全部を第2連続多段蒸留塔に供給する
ことによって循環させ、一方、該触媒を含有する高沸点
成分の一部または全部を第1連続多段蒸留塔に供給する
ことによって循環させることを特徴とする請求項4記載
の方法。 - 【請求項7】 第2連続多段蒸留塔の塔下部抜き出し
液を第2触媒分離装置に導き、ジアリールカーボネート
を含む低沸点成分と、ジアリールカーボネート化触媒を
含む高沸点成分とに分離した後、該触媒を含む高沸点成
分の一部または全部を第2連続多段蒸留塔に供給するこ
とによって循環させることを特徴とする請求項4記載の
方法。 - 【請求項8】 第1連続多段蒸留塔の塔下部抜き出し
液を第2連続多段蒸留塔に供給するに際して、該抜き出
し液を第1触媒分離装置に導き、アルキルアリールカー
ボネートを含む低沸点成分とアルキルアリールカーボネ
ート化触媒を含む高沸点成分とに分離した後、該低沸点
成分の一部または全部を第2連続多段蒸留塔に供給する
ことによって循環させ、一方、該触媒を含有する高沸点
成分の一部または全部を第1連続多段蒸留塔に供給する
ことによって循環させ、さらに第2連続多段蒸留塔の塔
下部抜き出し液を第2触媒分離装置に導き、ジアリール
カーボネートを含む低沸点成分と、ジアリールカーボネ
ート化触媒を含む高沸点成分とに分離した後、該触媒を
含む高沸点成分の一部または全部を第2連続多段蒸留塔
に供給することによって循環させることを特徴とする請
求項4記載の方法。
Priority Applications (1)
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ID=11810136
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---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-01-11 JP JP3012610A patent/JPH0772158B2/ja not_active Expired - Lifetime
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