JPH05148189A - Production of aromatic carbonic acid esters - Google Patents

Production of aromatic carbonic acid esters

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JPH05148189A
JPH05148189A JP3355389A JP35538991A JPH05148189A JP H05148189 A JPH05148189 A JP H05148189A JP 3355389 A JP3355389 A JP 3355389A JP 35538991 A JP35538991 A JP 35538991A JP H05148189 A JPH05148189 A JP H05148189A
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carbonic acid
ester
reaction
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carbonate
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俊一 浜本
Noboru Kakeya
登 掛谷
Hitoshi Fujimura
整 藤村
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject compound useful as a raw material for polycarbonate resin, etc., in high selectivity and in high yield by subjecting a carbonic acid dialkyl ester, etc., to ester exchange reaction in the presence of a specific catalyst. CONSTITUTION:A carbonic acid dialkyl ester or a carbonic acid alkyl aryl ester is subjected to ester exchange reaction by using a catalyst which is pretreated by heating at 120-250 deg.C in the presence of 3-100 molar times a phenol and 1-20 molar times a carbonic acid dialkyl ester and/or a carbonic acid alkyl aryl ester of a catalyst as a treatment before reaction and comprises one or more compounds of element selected from rare earth elements such as Yb, Tm, Ho, Dy, Tb, Sm, Nd and Pr as the catalyst.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エステル交換法による
炭酸エステル類の製造方法に関する。さらに詳細には特
定の触媒存在下に炭酸ジアルキルエステル類をフェノー
ル類およびそのアシルエステルと反応させ、炭酸アルキ
ルアリールエステル類および/または炭酸ジアリールエ
ステル類を製造する方法、あるいは炭酸アルキルアリー
ルエステル類とフェノール類およびそのアシルエステル
から炭酸ジアリールエステル類を製造する方法に関す
る。炭酸ジアリールエステル類、例えば、炭酸ジフェニ
ルは、ポリカーボネート樹脂等の原料として工業的に重
要である。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing carbonic acid esters by a transesterification method. More specifically, a method for producing a carbonic acid alkylaryl ester and / or a carbonic acid diaryl ester by reacting a carbonic acid dialkyl ester with a phenol and its acyl ester in the presence of a specific catalyst, or a carbonic acid alkylaryl ester and a phenol And a method for producing carbonic acid diaryl esters from the acyl esters thereof. Carbonic acid diaryl esters, such as diphenyl carbonate, are industrially important as raw materials for polycarbonate resins and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】フェノール類およびそのアシルエステル
と炭酸ジアルキルエステル類または炭酸アルキルアリー
ルエステル類とのエステル交換反応により、炭酸アルキ
ルアリールエステル類および/または炭酸ジアリールエ
ステル類を製造する方法は、種々の方法で開示されてい
る。そのエステル交換反応を化学式(I,II)で示し
た反応式は、平衡反応である(式I及びIIでXは水素
またはアシル基で示される)が、式中での反応遷移状態
において脱離能の高いアリールオキシ基(ArO−)
が、アルコキシ基(RO−)に優先して脱離し生成物を
与えるため(Arはアリール基、Rはアルキル基を示
す)、平衡反応は大きく原料系に偏っている。従って、
これらのエステル交換反応は、反応速度も非常に遅く、
生成物の収率も非常に低いという問題点を有している。
2. Description of the Related Art There are various methods for producing carbonic acid alkylaryl esters and / or carbonic acid diaryl esters by transesterification of phenols and their acyl esters with carbonic acid dialkyl esters or carbonic acid alkylaryl esters. It is disclosed in. The transesterification reaction represented by the chemical formulas (I, II) is an equilibrium reaction (in the formulas I and II, X is hydrogen or an acyl group), but the elimination occurs in the reaction transition state in the formula. Highly functional aryloxy group (ArO-)
However, since the elimination is performed in preference to the alkoxy group (RO-) to give a product (Ar represents an aryl group and R represents an alkyl group), the equilibrium reaction is largely biased to the raw material system. Therefore,
These transesterification reactions also have a very slow reaction rate,
It also has a problem that the product yield is very low.

【0003】[0003]

【化1】 [Chemical 1]

【0004】[0004]

【化2】 [Chemical 2]

【0005】このようなエステル交換反応を促進させ、
かつ目的生成物を高収率でまた高選択率で行う為に、公
知の技術は、フェノール類およびそのアシルエステルの
炭酸ジアルキルエステルまたは炭酸アルキルアリールエ
ステル類のカルボニル基への求核反応を行うために、反
応速度を増大させる触媒を使用することが一般的であ
る。公知の技術での触媒の使用は、下記の公報に開示さ
れている。特開昭51−105032号公報では、Ti
系,Al系、特開昭57−176932号のPb系、特
開昭60−169444号のSn系などがあるが、その
ほとんどは触媒の反応活性、あるいは目的生成物の収率
および選択率が、低いという問題点がある。また特開平
1−265064号では、ランタノイド系を始め、S
c,Cr,Mo,W,Mn,Au,Ga,In,Bi,
Te等、種々の触媒系が示されているが、反応条件の温
度および圧力が高く反応条件が過酷であることに加え、
触媒活性、目的物の収率および選択率が低いという問題
点がある。
To promote such a transesterification reaction,
In order to carry out the desired product in high yield and high selectivity, known techniques are for carrying out a nucleophilic reaction to a carbonyl group of a carbonic acid dialkyl ester or a carbonic acid alkylaryl ester of a phenol and its acyl ester. In addition, it is common to use a catalyst that increases the reaction rate. The use of catalysts in the known art is disclosed in the following publications. In JP-A-51-105032, Ti is used.
System, Al system, Pb system of JP-A-57-176932, Sn system of JP-A-60-169444, etc., but most of them have the reaction activity of the catalyst or the yield and selectivity of the target product. There is a problem that it is low. Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-265064, lanthanoid series and S
c, Cr, Mo, W, Mn, Au, Ga, In, Bi,
Although various catalyst systems such as Te are shown, in addition to the fact that the temperature and pressure of the reaction conditions are high and the reaction conditions are severe,
There is a problem that the catalytic activity, the yield of the target product and the selectivity are low.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上記問
題点について鋭意研究し、フェノール類およびそのアシ
ルエステルと炭酸ジアルキルエステル類または炭酸アル
キルアリールエステル類とのエステル交換反応におい
て、目的物生成物を高収率でかつ高選択率を有する触媒
および反応条件を研究し、高い効果が得られる触媒およ
び反応条件を見出し本発明に至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have diligently studied the above problems, and in the transesterification reaction of phenols and their acyl esters with carbonic acid dialkyl esters or carbonic acid alkylaryl esters, the formation of the desired product The present invention has been accomplished by studying catalysts and reaction conditions with high yield of products and high selectivity, and finding catalysts and reaction conditions with which high effects can be obtained.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、工業的に
より有利な製法を見出すために、前述した問題点を解決
すべく鋭意研究を行い、反応目的物を高い収率および高
い選択率で得られる触媒および反応条件を見出し、本発
明を奏するものである。本発明は、炭酸ジアルキルエス
テル類または炭酸アルキルアリールエステル類を、触媒
として希土類元素の化合物の存在下、フェノール類また
はそのアシルエステルでエステル交換させる芳香族炭酸
エステル類の製造法において、炭酸エステル類のアルキ
ル基が、炭素数1〜4の低級脂肪族基であり、アリール
基がフェニル基または炭素数7〜15の置換フェニル基
の化合物を用い、触媒として希土類元素Yb,Tm,H
o,Dy,Tb,Sm,Nd,Prより選ばれた1種ま
たは2種以上の元素の化合物を使用して、反応前処理と
して該触媒に対して3〜100倍モルのフェノール類お
よび1〜20倍モルの炭酸ジアルキルエステル類および
/または炭酸アルキルアリールエステル類の存在下に、
120〜250℃の加熱により前処理した該触媒を用い
て更に炭酸ジアルキルエステル類および/または炭酸ア
ルキルアリールエステル類の原料を追加し、エステル交
換反応を行い製造することを特徴とする炭酸アルキルア
リールエステル類及び炭酸ジアリールエステル類の製造
法に関する。
Means for Solving the Problems In order to find a more industrially advantageous production method, the present inventors have conducted diligent research to solve the above-mentioned problems, and have a high yield and a high selectivity of a reaction target substance. The present invention is achieved by finding the catalyst and the reaction conditions obtained in the above. The present invention provides a method for producing an aromatic carbonic acid ester, which comprises transesterifying a carbonic acid dialkyl ester or a carbonic acid alkylaryl ester with a phenol or its acyl ester in the presence of a compound of a rare earth element as a catalyst. A compound in which the alkyl group is a lower aliphatic group having 1 to 4 carbon atoms and the aryl group is a phenyl group or a substituted phenyl group having 7 to 15 carbon atoms, and a rare earth element Yb, Tm, H is used as a catalyst.
o, Dy, Tb, Sm, Nd, Pr, a compound of one or more elements selected from the above is used, and as a reaction pretreatment, 3 to 100 moles of phenols and In the presence of 20 times moles of carbonic acid dialkyl esters and / or carbonic acid alkylaryl esters,
A carbonic acid alkylaryl ester characterized by being produced by further adding a raw material of a carbonic acid dialkylester and / or a carbonic acid alkylaryl ester by using the catalyst pretreated by heating at 120 to 250 ° C. and carrying out a transesterification reaction. And a method for producing carbonic acid diaryl esters.

【0008】次に、本発明の詳しい説明を以下に行う。
本発明で使用するフェノール類は、Ar−OHで示され
るものである。ここで用いたAr(アリール基)は、フ
ェニル,ナフチル,ピリジンなどの未置換芳香族基に加
え、次式(III)で示される置換芳香族基(ここで
R’は、低級のアルキル基,アルコキシ基,アリールオ
キシ基,ニトロ基,シアノ基,ホルミル基,芳香族基,
ハロゲンなどの置換基を示し、1は1〜5の整数、mは
1〜7の整数、nは1〜4の整数であり、l,m,nが
2以上の場合、R’は同じでも異なるものでもさしつか
えない。)である。
Next, a detailed description of the present invention will be given below.
The phenols used in the present invention are those represented by Ar-OH. The Ar (aryl group) used here is, in addition to an unsubstituted aromatic group such as phenyl, naphthyl and pyridine, a substituted aromatic group represented by the following formula (III) (where R ′ is a lower alkyl group, Alkoxy group, aryloxy group, nitro group, cyano group, formyl group, aromatic group,
When a substituent such as halogen is shown, 1 is an integer of 1 to 5, m is an integer of 1 to 7, n is an integer of 1 to 4, and when l, m and n are 2 or more, R ′ is the same. It doesn't matter if they are different. ).

【0009】[0009]

【化3】 [Chemical 3]

【0010】具体的な原料としてのフェノール類は、フ
ェノール、o,m,p−クロロフェノール、メチルクロ
ロフェノール、ジメチルフェノール、ジメチルクロロフ
ェノール、クレゾール、o,m,p−フェノキシフェノ
ール、o,m,p−ニトロフェノール、o,m,p−シ
アノフェノール、o,m,p−フェニルフェノール、
o,m,p−エチルフェノール、o,m,p−ブチルフ
ェノール、o,m,p−メトキシフェノール、o,m,
p−クレゾール、ジブチルフェノール、8−ナフトー
ル、2−ナフトール、2−ピリジノール、3−ピリジノ
ールが使用される。特にフェノールが、好ましい。
Phenols as specific raw materials include phenol, o, m, p-chlorophenol, methylchlorophenol, dimethylphenol, dimethylchlorophenol, cresol, o, m, p-phenoxyphenol, o, m, p-nitrophenol, o, m, p-cyanophenol, o, m, p-phenylphenol,
o, m, p-ethylphenol, o, m, p-butylphenol, o, m, p-methoxyphenol, o, m,
p-Cresol, dibutylphenol, 8-naphthol, 2-naphthol, 2-pyridinol, 3-pyridinol are used. Phenol is particularly preferable.

【0011】また、本発明で使用する具体的な原料とし
てのフェノール類のアシルエステルは、一般式にて表さ
れるAr−O−COR’’で示されるものである。ここ
でArは、前記と同様であるが、R’’は、メチル、エ
チル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどの異
性体を含むアルキル基、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、メチルシクロヘ
キシル、メチルシクロブチル、シクロヘキシルメチルな
どのシクロアルキル基、ベンジル、フェネチルなどのア
ロマティックアルキル基および水素である。具体的な原
料としてのフェノール類のアシルエステルとしては、ギ
酸エステル、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、酪
酸エステル、イソ酪酸エステル、吉草酸エステルが使用
されるが、特にギ酸フェニル、酢酸フェニルが好まし
い。
The acyl ester of phenol as a specific raw material used in the present invention is represented by the general formula Ar-O-COR ". Here, Ar is the same as described above, but R ″ is an alkyl group containing isomers such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, and hexyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclohexyl, methyl. A cycloalkyl group such as cyclobutyl and cyclohexylmethyl, an aromatic alkyl group such as benzyl and phenethyl, and hydrogen. Specific examples of the acyl ester of phenol as a raw material include formic acid ester, acetic acid ester, propionic acid ester, butyric acid ester, isobutyric acid ester, and valeric acid ester. Phenyl formate and phenyl acetate are particularly preferable.

【0012】本発明で使用する具体的な原料としての炭
酸ジアルキルエステル類は、一般式にて表されるR−O
−CO・R’’で示されるものである。ここでRは、
メチル、エチル、プロピル、ブチル、アリル、ブテニル
などの異性体を含むアルキル基である。R’’は前記と
同様であり、また、RとR’’は同一でもよく、異なっ
てもよい。具体的には、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、ジイソプロ
ピルカーボネート、ジアリルカーボネート、ジノルマル
ブチルカーボネート、ジsec−ブチルカーボネート、
ジtert−ブチルカーボネート、エチレンカーボネー
トである。特にジメチルカーボネートが好ましい。
The carbonic acid dialkyl ester as a specific raw material used in the present invention is represented by the general formula R--O.
-CO 2 · R ″. Where R is
It is an alkyl group including isomers such as methyl, ethyl, propyl, butyl, allyl and butenyl. R ″ is the same as described above, and R and R ″ may be the same or different. Specifically, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, diisopropyl carbonate, diallyl carbonate, dinormal butyl carbonate, disec-butyl carbonate,
These are di-tert-butyl carbonate and ethylene carbonate. Dimethyl carbonate is particularly preferable.

【0013】本発明で使用する具体的な原料としての炭
酸アルキルアリールエステル類は、一般式のR−O−C
・Arで示されるものである。ここでRおよびAr
は、前記と同様である。具体的には、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、イソプロピルフェニルカーボネー
ト、ノルマルブチルフェニルカーボネート、sec−ブ
チルフェニルカーボネート、tert−ブチルフェニル
カーボネート、アリルフェニルカーボネート、メチルト
リルカーボネート、エチルトリルカーボネートである。
特にメチルフェニルカーボネートが特に好ましい。
Carbonic acid alkyl aryl esters as specific raw materials used in the present invention are represented by the general formula R--O--C.
It is represented by O 2 · Ar. Where R and Ar
Is the same as above. Specifically, methylphenyl carbonate, ethylphenyl carbonate, propylphenyl carbonate, isopropylphenyl carbonate, normal butylphenyl carbonate, sec-butylphenyl carbonate, tert-butylphenyl carbonate, allylphenyl carbonate, methyltolyl carbonate, ethyl tolyl carbonate. is there.
Particularly preferred is methylphenyl carbonate.

【0014】本発明の目的生成物である炭酸ジアリール
エステル類は、一般式のAr−O−CO・Arで示さ
れるものである。ここでのArも、前記と同様である。
具体的には、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボ
ネート、ジ(クロロフェニル)カーボネート、ジ(メチ
ルフェニル)カーボネート、ジナフチルカーボネートで
ある。
The carbonic acid diaryl esters, which are the desired products of the present invention, are represented by the general formula Ar--O--CO 2 .Ar. Ar here is also the same as above.
Specifically, they are diphenyl carbonate, ditolyl carbonate, di (chlorophenyl) carbonate, di (methylphenyl) carbonate, and dinaphthyl carbonate.

【0015】本発明の触媒は、希土類元素のYb,T
m,Ho,Dy,Tb,Sm,Nd,Prより選ばれた
1種または2種以上の元素の化合物を使用する。これら
の触媒化合物としては、前記の元素のハロゲン化物、酸
化物、水素化物、アルコキシ化合物、硫酸化合物、硝酸
化合物、アセチルアセトナート化合物、シクロペンタジ
エニル化合物、カルボニル化合物、シアノ化合物、アル
キル化合物、ホスフィン錯体、アミン錯体、エーテル錯
体等として用い、カルボン酸化合物は効果がないので除
く。これらは、水和物でも無水物でも使用できるが、無
水物の方が好ましい。これらの化合物は、単独で用いて
も良いし、2種以上用いても良い。
The catalyst of the present invention comprises rare earth elements Yb and T.
A compound of one or more elements selected from m, Ho, Dy, Tb, Sm, Nd and Pr is used. Examples of these catalyst compounds include halides, oxides, hydrides, alkoxy compounds, sulfuric acid compounds, nitric acid compounds, acetylacetonato compounds, cyclopentadienyl compounds, carbonyl compounds, cyano compounds, alkyl compounds and phosphines of the above elements. Used as a complex, an amine complex, an ether complex, etc., and a carboxylic acid compound is excluded because it has no effect. These may be hydrates or anhydrides, but anhydrides are preferred. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0016】上記した触媒として、具体的には、PrC
,Pr(NO,Pr(SO,Pr
(thd)(thd=1,2,2,6,6−テトラメ
チル−3,5−ヘプタンジオナト),Pr(fod)
(fod=6,6,7,7,8.8.8−ヘタフルオロ
−2,2−ジメチル−3,5−オクタンジオナト),N
dCl,NdF,Nd(NO,Nd
Nd(SO,SmCl,Sm(NO
Sm,Sm(SO,TbCl,Tb
(NO,Tb(SO,DyCl,Dy
(NO,Dy,Dy(SO,Ho
Cl,Ho(NO,Ho(SO,Ho
,Ho(thd),Ho(fod),TmC
,Tm(NO,Tm(SO,Tm
,YbCl,Yb(NO,Yb(S
,Yb,Yb(thd),Yb(fo
d)が用いられる。中でもハロゲン化合物のPrCl
,YbCl,TmCl,HoCl,SmC
,NdClが好ましい。
As the above-mentioned catalyst, specifically, PrC
l 3 , Pr (NO 3 ) 3 , Pr 2 (SO 4 ) 3 , Pr
(Thd) 3 (thd = 1,2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato), Pr (fod) 3
(Fod = 6,6,7,7,8.8.8-hetafluoro-2,2-dimethyl-3,5-octanedionate), N
dCl 3 , NdF 3 , Nd (NO 3 ) 3 , Nd 2 O 3 ,
Nd 2 (SO 4 ) 3 , SmCl 3 , Sm (NO 3 ) 3 ,
Sm 2 O 3 , Sm 2 (SO 4 ) 3 , TbCl 3 , Tb
(NO 3 ) 3 , Tb 2 (SO 4 ) 3 , DyCl 3 , Dy
(NO 3 ) 3 , Dy 2 O 3 , Dy 2 (SO 4 ) 3 , Ho
Cl 3, Ho (NO 3) 3, Ho 2 (SO 4) 3, Ho
2 O 3 , Ho (thd) 3 , Ho (fod) 3 , TmC
l 3 , Tm (NO 3 ) 3 , Tm 2 (SO 4 ) 3 , Tm 2
O 3 , YbCl 3 , Yb (NO 3 ) 3 , Yb 2 (S
O 4 ) 3 , Yb 2 O 3 , Yb (thd) 3 , Yb (fo
d) 3 is used. Among them, the halogen compound PrCl
3, YbCl 3, TmCl 3, HoCl 3, SmC
I 3 , NdCl 3 are preferred.

【0017】本発明で使用する触媒は、上記化合物と共
にフェノール類および少量の炭酸ジアルキルエステル類
の存在下に、加熱・還流する前処理反応を施すことが特
に重要である。この前処理に使用するフェノール類は、
エステル交換反応に用いる原料と同一であることが望ま
しい。前処理でのフェノール類の添加量は、触媒量に対
し3〜100倍モルが最適であり、3〜50倍モルが好
ましく、添加量が多いと炭酸ジアルキルエステル類が希
釈され反応速度が遅く、少ないと選択率が悪化する。ま
た、前処理に使用する炭酸ジアルキルエステル類も、エ
ステル交換反応に用いる原料と同一であることが望まし
い。
It is particularly important that the catalyst used in the present invention is subjected to a pretreatment reaction of heating and refluxing in the presence of the above compounds and phenols and a small amount of carbonic acid dialkyl esters. The phenols used for this pretreatment are
It is preferably the same as the raw material used for the transesterification reaction. The addition amount of phenols in the pretreatment is optimally 3 to 100 times mol, preferably 3 to 50 times mol, relative to the amount of catalyst, and when the addition amount is large, carbonic acid dialkyl esters are diluted and the reaction rate is slow, If it is too small, the selectivity will deteriorate. The carbonic acid dialkyl ester used in the pretreatment is also preferably the same as the raw material used in the transesterification reaction.

【0018】前処理反応において、炭酸ジアルキルエス
テル類の添加量は、触媒活性効果を上げるため、触媒量
に対し1〜20倍モルが最適であり、1〜10倍モルが
好ましく、添加量が少ないと炭酸ジアルキルエステル類
が希釈され反応速度が遅く、多いと選択率が悪化する。
加熱温度は、120〜250℃が最適であり、特に15
0〜180℃が好ましく、反応温度が低いと反応速度が
遅く、高いと選択性が悪化する。加熱還流時間は0.5
〜3時間で行われるが、特に1〜2.5時間で行うのが
好ましく、反応時間が短いと収率が悪く、長時間である
と選択性が悪化する。
In the pretreatment reaction, the amount of the carbonic acid dialkyl ester added is optimally 1 to 20 times mol, preferably 1 to 10 times mol, with respect to the amount of catalyst in order to enhance the catalytic activity effect, and the addition amount is small. And the carbonic acid dialkyl ester are diluted, the reaction rate is slow, and if the amount is large, the selectivity deteriorates.
The heating temperature is optimally 120 to 250 ° C., especially 15
0 to 180 ° C. is preferable, and when the reaction temperature is low, the reaction rate is slow, and when it is high, the selectivity deteriorates. Heating reflux time is 0.5
The reaction is carried out for 3 to 3 hours, preferably 1 to 2.5 hours. The reaction time is short, the yield is poor, and the reaction time is long, the selectivity is deteriorated.

【0019】本反応においてエステル交換反応の触媒使
用量は、フェノール類およびそのアシルエステルに対し
て10−5〜2倍モル比、好ましくは10−3〜10
−1倍モル比の量であり、量が少ないと反応速度が遅
く、量が多いと経済的に生産費が高くなり好ましくな
い。フェノール類およびそのアシルエステルと炭酸ジア
ルキルエステル類または炭酸アルキルアリールエステル
類の仕込み比は、最適にはモル比が50:1ないしは
1:50の量であるが、特に5:1〜1:5の量が好ま
しい。
In this reaction, the amount of the catalyst used in the transesterification reaction is 10 -5 to 2 times the molar ratio of the phenol and its acyl ester, and preferably 10 -3 to 10.
The amount is -1 times the molar ratio. When the amount is small, the reaction rate is slow, and when the amount is large, the production cost is economically increased, which is not preferable. The charging ratio of the phenols and their acyl esters to the carbonic acid dialkyl esters or carbonic acid alkylaryl esters is optimally in a molar ratio of 50: 1 to 1:50, but in particular 5: 1 to 1: 5. Amount is preferred.

【0020】本反応においての反応温度は、120〜2
50℃での条件が可能であり、特に150〜200℃の
範囲が好ましい。温度が低いと反応速度が遅く、また温
度が高いと副反応が生じるので好ましくない。反応時間
は、触媒の種類、触媒の使用量、反応温度によって異な
るが、好適には3〜24時間であるが、経済的な生産性
からは好ましくは3〜7時間である反応時間を選択す
る。反応は、液相反応にて溶媒を使用してもよく、また
は使用しなくても良い。反応圧力は、減圧〜加圧状態で
行うことを選択出来る。
The reaction temperature in this reaction is 120 to 2
Conditions at 50 ° C are possible, and a range of 150 to 200 ° C is particularly preferable. When the temperature is low, the reaction rate is slow, and when the temperature is high, side reactions occur, which is not preferable. The reaction time varies depending on the type of catalyst, the amount of the catalyst used, and the reaction temperature, but is preferably 3 to 24 hours, but from the economical productivity, the reaction time is preferably 3 to 7 hours. .. The reaction may or may not use a solvent in the liquid phase reaction. The reaction pressure can be selected from reduced pressure to increased pressure.

【0021】当反応は、前記した如く平衡反応であり、
エステル交換反応の平衡反応によって生成するROH,
またはROX(Rは前記と同様であり、Xはアシル基を
示す)を反応系外に除去することにより、平衡を更に生
成物系へ移行させる条件を形成させることが必要であ
り、そのために蒸留単位操作によりROH,またはRO
Xのみを反応蒸留し、その他の成分の原料等は分縮によ
り反応系に保持させる。また反応系にROHと共沸をお
こさせる溶剤(ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等
の脂肪族炭化水素、ベンゼン等の芳香族炭化水素)を加
えることにより、ROH,またはROXのみの除去を効
率よく行うことができ、生成系への平衡反応を更に促進
を行うことが出来る。
This reaction is an equilibrium reaction as described above,
ROH produced by the equilibrium reaction of transesterification,
Alternatively, it is necessary to remove ROX (R is the same as above and X represents an acyl group) outside the reaction system to form conditions for further shifting the equilibrium to the product system, and therefore distillation is performed. ROH or RO by unit operation
Only X is subjected to reactive distillation, and raw materials for other components are retained in the reaction system by partial condensation. Further, by adding a solvent (an aliphatic hydrocarbon such as hexane, heptane, and cyclohexane, an aromatic hydrocarbon such as benzene) that causes azeotropy with ROH to the reaction system, it is possible to efficiently remove only ROH or ROX. And the equilibrium reaction to the production system can be further promoted.

【0022】[0022]

【実施例】次に、実施例を挙げてさらに具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例1 反応装置としては、100mlの反応容器の上部に30
cmのジャケット付蒸留部を取り付け、蒸留部の上部に
は温度計と原料のフェノールを還流させる還流部と蒸発
した反応で生成するアルコールを分流して、冷加・凝縮
させる凝縮部を設けた装置を使用した。反応容器にジメ
チルカーボネート25mmol(2.25g)、フェノ
ール50mmol(4.71g)、YbClの2.5
mmol(0.70g)を加え、常圧にて170℃とな
るように油浴で加熱し、1.5時間加熱全還流すること
により触媒の前処理を行った。60℃以下に放冷後、ジ
メチルカーボネート225mmol(20.25g)を
加え、再度170℃に昇温加熱し、蒸留部の温度を制御
しながら蒸留部の塔頂温度が80℃を越えないように、
反応蒸留を行い反応により生成するメタノールを留去し
た。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 As a reactor, a 30 ml reactor was placed on top of a 100 ml reactor.
A device equipped with a cm jacketed distillation section, with a thermometer, a reflux section for refluxing the raw material phenol and a condenser section for shunting and condensing the alcohol produced by the evaporated reaction at the top of the distillation section. It was used. Dimethyl carbonate 25 mmol (2.25 g), phenol 50 mmol (4.71 g), YbCl 3 2.5 in the reaction vessel.
The catalyst was pretreated by adding mmol (0.70 g), heating the mixture in an oil bath at 170 ° C. under normal pressure, and heating and refluxing for 1.5 hours. After cooling to 60 ° C. or lower, 225 mmol (20.25 g) of dimethyl carbonate was added, and the temperature was raised to 170 ° C. and heated again so that the overhead temperature of the distillation unit did not exceed 80 ° C. while controlling the temperature of the distillation unit. ,
Reactive distillation was performed to distill off methanol produced by the reaction.

【0023】7時間反応の後、反応液をガスクロマトグ
ラフィーで分析した結果、フェノールの転化率は、2
0.0%であり、フェノール基準でメチルフェニルカー
ボネート(MPCと表示)、ジフェニルカーボネート
(DPCと表示)がそれぞれ16.4%,0.7%の収
率で得られた。全収率は、フェノール基準で17.1%
であった。MPCとDPC全体の選択率は、86.0%
であった。転化率、選択率、収率の各々の計算式は、式
1、式2、式3で計算した。
After the reaction for 7 hours, the reaction liquid was analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of phenol was 2%.
It was 0.0%, and methylphenyl carbonate (denoted by MPC) and diphenyl carbonate (denoted by DPC) were obtained in yields of 16.4% and 0.7%, respectively, based on phenol. Total yield is 17.1% based on phenol
Met. The overall selection rate of MPC and DPC is 86.0%.
Met. The calculation formulas for the conversion rate, the selectivity, and the yield were calculated by Equation 1, Equation 2, and Equation 3, respectively.

【0024】[0024]

【式1】 [Formula 1]

【0025】[0025]

【式2】 [Formula 2]

【0026】[0026]

【式3】 [Formula 3]

【0027】比較例1 実施例1と同様の反応装置に、触媒の加熱前処理をする
ことなく、ジメチルカーボネート(DMC)250mm
ol(22.5g),フェノール50mmol(4.7
1g),および,YbCl2.5mmol(0.70
g)を加え、反応器を170℃に加熱し反応させ、蒸留
部の温度を制御しながら蒸留部の塔頂温度が80℃を越
えないように、反応蒸留を行い反応により生成するメタ
ノールを留去した。170℃の油浴で7時間反応の後、
反応液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、フェ
ノールの転化率は、4.3%であり、フェノール基準で
メチルフェニルカーボネート(MPCと表示)が3.5
%の収率で得られた。選択率は、80.8%であった。
Comparative Example 1 A reaction apparatus similar to that of Example 1 was used, but without heating pretreatment of the catalyst, dimethyl carbonate (DMC) 250 mm
ol (22.5 g), phenol 50 mmol (4.7
1 g) and YbCl 3 2.5 mmol (0.70
g) is added, the reactor is heated to 170 ° C. for reaction, and the reaction overhead is distilled while controlling the temperature of the distillation section so that the overhead temperature of the distillation section does not exceed 80 ° C. Left. After reacting in a 170 ° C oil bath for 7 hours,
As a result of analyzing the reaction solution by gas chromatography, the conversion rate of phenol was 4.3%, and methylphenyl carbonate (displayed as MPC) was 3.5 based on phenol.
Obtained in a yield of%. The selectivity was 80.8%.

【0028】実施例2〜8 触媒の種類を変える以外は、実施例1と同様の操作を行
った。その結果を表1に示す。
Examples 2 to 8 The same operation as in Example 1 was carried out except that the type of catalyst was changed. The results are shown in Table 1.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】比較例2 引例の触媒のLa(OAc)を用いた以外は、実施例
1と同様に行った。フェノールの転化率10.1%であ
ったが、目的とする反応生成物のMPCおよびジフェニ
ルカーボネート(DPCで示す)は、ほとんど生成しな
かった。
Comparative Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that the catalyst La (OAc) 3 used in the reference was used. The conversion of phenol was 10.1%, but MPC and diphenyl carbonate (indicated by DPC) which were the target reaction products were hardly formed.

【0031】実施例9(MPCからDPCへの反応) 実施例1と同様の反応装置に、ジメチルカーボネート
7.5mmol(0.68g)、フェノール7.5mm
ol(0.71g)、YbClの2.5mmol
(0.70g)を加え、常圧にて170℃の油浴で加熱
し、1.5時間加熱全還流することにより触媒の前処理
を行った。次に減圧し残りのDMCを留去し触媒を調製
した。60℃以下に放冷後、ジメチルカーボネート10
0mmol(9.0g)、酢酸フェニール100mmo
l(13.6g)を加え、再度170℃に昇温加熱し、
蒸留部の温度を制御しながら蒸留部の塔頂温度が80℃
を越えないように、反応蒸留を行い反応により生成する
メタノールを留去した。
Example 9 (Reaction from MPC to DPC) In the same reactor as in Example 1, 7.5 mmol (0.68 g) of dimethyl carbonate and 7.5 mm of phenol were added.
ol (0.71 g), 2.5 mmol of YbCl 3
(0.70 g) was added, the mixture was heated in an oil bath at 170 ° C. under normal pressure, and heated and totally refluxed for 1.5 hours to pretreat the catalyst. Next, the pressure was reduced and the remaining DMC was distilled off to prepare a catalyst. After cooling to below 60 ° C, dimethyl carbonate 10
0 mmol (9.0 g), phenyl acetate 100 mmo
1 (13.6 g) was added, and the temperature was raised to 170 ° C. and heated again.
The top temperature of the distillation section is 80 ° C while controlling the temperature of the distillation section.
The reaction was carried out so that the amount of methanol produced by the reaction was distilled off.

【0032】反応温度170℃にて、5時間反応し冷却
後、反応液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、
酢酸フェニルの転化率は、95.4%であり、酢酸フェ
ニル基準でメチルフェニルカーボネート(MPCと表
示)、ジフェニルカーボネート(DPCと表示)がそれ
ぞれ56.4%,35.1%の収率で得られた。全収率
は、酢酸フェニル基準で91.5%である。MPCとD
PC全体の選択率は、96.8%であった。転化率、選
択率、収率の各々の計算式は、式1、式2、式3で計算
した。
After reacting at a reaction temperature of 170 ° C. for 5 hours and cooling, the reaction solution was analyzed by gas chromatography.
The conversion rate of phenyl acetate was 95.4%, and methyl phenyl carbonate (denoted as MPC) and diphenyl carbonate (denoted as DPC) were obtained in yields of 56.4% and 35.1%, respectively, based on phenyl acetate. Was given. The overall yield is 91.5% based on phenyl acetate. MPC and D
The selectivity of the entire PC was 96.8%. The calculation formulas for the conversion rate, the selectivity, and the yield were calculated by Equation 1, Equation 2, and Equation 3, respectively.

【0033】実施例10 実施例1と同様の反応装置に、ジメチルカーボネート2
5mmol(2.25g)、フェノール50mmol
(4.71g)、YbClの2.5mmol(0.7
0g)を加え、常圧にて170℃の油浴で加熱し、1.
5時間加熱全還流することにより触媒の前処理を行っ
た。次に減圧し残りのDMCを留去し触媒を調製した。
60℃以下に放冷後、MPC50mmol(7.6g)
を加え、再度170℃に昇温加熱し、蒸留部の温度を制
御しながら蒸留部の塔頂温度が80℃を越えないよう
に、反応蒸留を行い反応により生成するメタノールを留
去した。
Example 10 The same reactor as in Example 1 was charged with dimethyl carbonate 2
5 mmol (2.25 g), phenol 50 mmol
(4.71 g), 2.5 mmol of YbCl 3 (0.7
0 g), and heated in an oil bath at 170 ° C. under normal pressure,
The catalyst was pretreated by heating and total reflux for 5 hours. Next, the pressure was reduced and the remaining DMC was distilled off to prepare a catalyst.
After standing to cool to 60 ° C or lower, MPC 50 mmol (7.6 g)
Was added and heated again to 170 ° C., and while controlling the temperature of the distillation section, reactive distillation was carried out so that the column top temperature of the distillation section did not exceed 80 ° C., and methanol produced by the reaction was distilled off.

【0034】反応温度170℃にて、1時間反応し冷却
後、反応液をガスクロマトグラフィーで分析した結果、
DPCがMPC基準の収率は、59%で得られた。DP
Cの選択率は、86%であった。
After reacting at 170 ° C. for 1 hour and cooling, the reaction solution was analyzed by gas chromatography.
The yield of DPC based on MPC was 59%. DP
The selectivity of C was 86%.

【0035】比較例3 公知の代表的な触媒のTi(OPh)を用いた以外
は、実施例1と同様に行った。フェノールの転化率は、
11.0%であった。MPCの生成は、フェノール基準
で11.0%の収率であった。また、MPCの選択率は
100%であった。
Comparative Example 3 The procedure of Example 1 was repeated, except that a known representative catalyst, Ti (OPh) 4, was used. The conversion rate of phenol is
It was 11.0%. MPC production was 11.0% yield based on phenol. The MPC selectivity was 100%.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 31/12 C07C 68/06 Z 9279−4H // C07B 61/00 300 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location B01J 31/12 C07C 68/06 Z 9279-4H // C07B 61/00 300

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭酸ジアルキルエステル類または炭酸アル
キルアリールエステル類を、触媒として希土類元素の化
合物の存在下、フェノール類またはそのアシルエステル
でエステル交換させる芳香族炭酸エステル類の製造法に
おいて、炭酸エステル類のアルキル基が、炭素数1〜4
の低級脂肪族基であり、アリール基がフェニル基または
炭素数7〜15の置換フェニル基である化合物を用い、
触媒として希土類元素Yb,Tm,Ho,Dy,Tb,
Sm,Nd,Prより選ばれた1種または2種以上の元
素の化合物を使用して、反応前処理として該触媒に対し
て3〜100倍モルのフェノール類および1〜20倍モ
ルの炭酸ジアルキルエステル類および/または炭酸アル
キルアリールエステル類の存在下に、120〜250℃
の加熱により前処理した該触媒を用いて更に炭酸ジアル
キルエステル類および/または炭酸アルキルアリールエ
ステル類の原料を追加し、エステル交換反応を行い製造
することを特徴とする炭酸アルキルアリールエステル類
及び炭酸ジアリールエステル類の製造法。
1. A method for producing an aromatic carbonic acid ester, which comprises transesterifying a carbonic acid dialkyl ester or an alkyl carbonic acid aryl ester with a phenol or its acyl ester in the presence of a compound of a rare earth element as a catalyst. The alkyl group of has 1 to 4 carbon atoms
Is a lower aliphatic group, and the aryl group is a phenyl group or a substituted phenyl group having 7 to 15 carbon atoms,
As a catalyst, rare earth elements Yb, Tm, Ho, Dy, Tb,
Using a compound of one or more elements selected from Sm, Nd and Pr, as a reaction pretreatment, 3 to 100 times mol of phenols and 1 to 20 times mol of dialkyl carbonate relative to the catalyst are used. 120 to 250 ° C. in the presence of esters and / or alkyl aryl carbonates
A carbonic acid alkylaryl ester and a carbonic acid diaryl carbonate produced by further carrying out a transesterification reaction by further adding a raw material of a carbonic acid dialkyl ester and / or a carbonic acid alkylaryl ester using the catalyst pretreated by heating Method for producing esters.
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