JPH0641021A - ジアルキルカーボネートの製造法 - Google Patents
ジアルキルカーボネートの製造法Info
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- JPH0641021A JPH0641021A JP5059399A JP5939993A JPH0641021A JP H0641021 A JPH0641021 A JP H0641021A JP 5059399 A JP5059399 A JP 5059399A JP 5939993 A JP5939993 A JP 5939993A JP H0641021 A JPH0641021 A JP H0641021A
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Abstract
30−80原子%である非晶質アルモシリケートを担体
とする白金族金属触媒を用いた連続気相反応における一
酸化炭素と亜硝酸アルキルの反応によりジアルキルカー
ボネートを製造することができ、その触媒は場合により
アンチモン、ビスマス、アルミニウム、銅、バナジウ
ム、ニオブ、タンタル、錫、鉄、コバルト、ニッケルの
化合物又はこれらの複数の混合物である添加物を含むこ
とができ、反応の間に不連続的に又は連続的にハロゲン
化水素を加える。 【効果】 この反応では、ジアルキルカーボネートがほ
とんど定量的選択性で形成され、対応するジアルキルオ
キザレートはほとんどの場合に検出されない。触媒は安
定であり耐摩耗性が優れ、高い選択率を長時間保持す
る。
Description
された白金族金属ハロゲン化物から選ばれ、別の元素の
化合物をさらに含むことができる触媒の存在下における
一酸化炭素(CO)と亜硝酸アルキルの反応によるジア
ルキルカーボネートの製造法に関する。
重要性を有する。例えばジエチルカーボネートは中程度
の沸点範囲の優れた溶媒である。さらにジアルキルカー
ボネートは優れたカルボニル化及びアシル化剤である。
最後にこれらは、他のカーボネート、ウレタン及びウレ
アの製造において非常に重要である。
は、ホスゲン又はアルキルクロロホルメートとアルコー
ルの反応が含まれる。しかし有毒なホスゲン又はそれか
ら誘導される中間生成物、例えばクロロ蟻酸エステルの
利用を他の方法で置き換えることに興味が増している。
COと低級アルコールとの反応によりジアルキルカーボ
ネートを得る試みの他に特に重要な方法は、COを白金
族金属触媒上の気相で亜硝酸アルキルと反応させる方法
である。この種の反応の場合、所望のジアルキルカーボ
ネートの他にジアルキルオキザレートが常に検出され
る。
しい具体化に従い、活性炭担持PdCl2触媒上の気相
中でCO及び亜硝酸メチル又はエチルからメタノール又
はエタノールのジアルキルカーボネートを与える方法を
開示している。該EP 425 197の表1による
と、所望の低級ジアルキルカーボネートを得る選択率
は、最高94%に達するが、低級ジアルキルオキザレー
ト及びCO2が常に副生成物として観察される。さらに
この反応を繰り返すと、挙げられた高い選択率を満足に
再現できない。該EP 425 197の触媒は、基と
なる金属のクロリドの添加物を含み、かなりの量、すな
わち触媒中の白金族金属に基づいて1−50モル%の塩
化水素の追加を系に添加するか、又は触媒の一部を反応
器から回収して塩化水素で処理しなければならない。
ic Research(China),Vol.10
(1),(1989)pp.75−78においても、P
dCl2−含有触媒に用いられる担体は活性炭を含み、
CO及び亜硝酸メチルからジメチルカーボネートを製造
するが、各場合にジメチルオキザレートも製造される。
ルからのジメチルカーボネートの製造に関するChi
n.Sci.Bull.34(1989),875−7
6でも言及されている。
etals Review 34(1990),178
−180において、Pd触媒上の亜硝酸低級アルキルと
COの反応の場合、担体に依存して異なる主生成物が得
られ、この文献によると活性炭担体は主にジアルキルカ
ーボネートを与え、例えばAl2O3担体などの酸性担体
は主にジアルキルオキザレートを与えると報告されてい
るので、活性炭担体を好むこの傾向は驚くべきことでは
ない。
ケートを触媒担体として、COを亜硝酸アルキルと反応
させるとジアルキルカーボネートを与えるのみでなく、
さらに又所望のジアルキルカーボネートの製造における
選択率を大きく向上させ、該ジアルキルカーボネートの
製造において97%以上の選択率に加えて多くの場合9
9%以上の選択率を与える程であり、一般にオキザレー
トは全く検出できないことを見いだした。反応混合物中
にわずか少量のCO2が観察されるのみである。さらに
使用が不可能であると考えられてきた非晶質シリケート
の担体としての利用は、活性炭担体に基づく担持触媒と
比較して安定性及び耐摩耗性の向上という基本的利点を
与える。
ルを示す]のジアルキルカーボネートを、不活性気体の
存在下又は不在下で、及び化合物が基づくアルコールR
OHの存在下又は不在下で、及びNOの存在下又は不在
下で、白金族金属を含む担持触媒上で、高温の連続気相
反応にて一酸化炭素(CO)と式
の反応により製造する方法において、担体としてAlの
含有率がAlとSiの合計に基づいて30−80原子%
である非晶質アルミシリケートを用い、白金族金属がハ
ロゲン化物又はハロゲン化物−含有錯化合物の形態で存
在し、ここで白金族金属ハロゲン化物又は白金族金属を
含むハロゲン−含有錯体は、反応条件下でハロゲン化水
素を用いて白金族金属又はハロゲン−非含有白金族金属
化合物から反応器中でその場生成することができ、触媒
はさらに例えばアンチモン、ビスマス、アルミニウム、
銅、バナジウム、ニオブ、タンタル、錫、鉄、コバル
ト、ニッケルの化合物又はこれらの複数の混合物である
添加物を備えているか又は備えておらず、方法は亜硝酸
塩:CO=0.1−10:1の体積比を用い、50−1
50℃の温度で行われ、少なくとももしハロゲン化水素
を加えなくとも反応混合物と共に反応器から排出される
量のハロゲン化水素を不連続的に、又は連続的に再供給
することを特徴とする方法を見いだした。
リケートは、その割合が広く変動するAl2O3及びSi
O2の混合物であり、その混合物のあるものは化合物と
しての特色を有する。Alの割合はAlとSiの合計に
基づいて30−80原子%、好ましくは50−75原子
%である。アルカリ金属酸化物又はアルカリ土類金属酸
化物が、非晶質アルモシリケートの合計重量に基づいて
例えば0.01−30重量%の範囲の割合で存在するこ
とができる。本発明で使用する場合、そのBET表面積
は100−1000m2/g、好ましくは200−80
0m2/gである。
て見いだされるが、アルミネート及びシリケートの溶液
からのAl2O3とSiO2の共沈による合成により製造
することもできる。典型的代表例は、Al2O3・SiO
2である。乾燥及び焼成を用い、非晶質アルモシリケー
トの表面積は当該技術者が慣れた方法で変えることがで
きる。比表面積の増加と共に非晶質アルモシリケートは
益々酸性の性質を得る。酸性の性質を有するアルモシリ
ケートが本発明で好ましい。
式に従って進む:
には、メチル、エチル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チルが含まれ、該n−アルキルが好ましく、メチル及び
エチルが特に好ましく、メチルが特別に好ましい。
ら出発することができるが、それは異なるジアルキルカ
ーボネート及びおそらく非対称に置換されたジアルキル
カーボネートの混合物を与える。従って均一な反応を達
成するために、1種類のみの亜硝酸アルキルから出発す
るのが好ましい。
くCOを亜硝酸アルキルと反応させることができるが、
例えば混合物の組成が爆発限界の外であっても、多くの
場合反応物を希釈するために不活性気体を用いる。不活
性気体の例には、貴ガス、窒素及び二酸化炭素が含ま
れ、アルゴン、窒素又は二酸化炭素が好ましく、窒素及
び二酸化炭素が特に好ましい。不活性気体の量は、反応
器中に供給される合計気体体積に基づいて20−80体
積%、好ましくは30−70体積%である。不活性気体
及び含まれ得る未反応残留量の反応物は、再循環するこ
とができる。
積比は、0.1−10:1、好ましくは0.2−4:
1、特に好ましくは0.3−3:1である。
気体混合物の合計体積に基づいて0−10体積%などの
少量のアルコールROH、及び例えば0−10体積%な
どの少量のNOをさらに含むことができる。そのような
ROH及び/又はNOの添加物は、例えば亜硝酸アルキ
ルの製造から生じ、例えば該亜硝酸アルキルと共に反応
気体混合物中に導入され得る。
の非晶質アルミシリケートに適用され、活性状態にある
場合その活性成分は白金族金属ハロゲン化物又は白金族
金属ハロゲン化物を含む錯化合物を含む。そのような錯
化合物は基本的に既知であり、リチウム又はナトリウム
テトラクロロパラデート、Li2[PdCl4]又はNa
2[PdCl4]などのアルカリ金属クロリド錯化合物で
ある。
ロゲン化物を含む錯化合物は、反応条件下で、すなわち
反応させる気体混合物の存在下の反応器内でハロゲン化
水素を用いて金属の形態の白金族金属又はハロゲン−非
含有白金族金属化合物からその場生成することができる
ことを見いだした。従って最初に金属の形態の白金族金
属を含む、又はハロゲン−非含有白金族金属化合物から
製造した他の匹敵する触媒を反応器に装填することがで
きる。そのような可能性のあるハロゲン−非含有白金族
金属化合物には、例えば白金族金属の硝酸塩、プロピオ
ン酸塩、酪酸塩、炭酸塩、酸化物、水酸化物、又は同業
者に既知の他の化合物が含まれる。
選ばれる元素は、パラジウム、白金、イリジウム、ルテ
ニウム及びロジウムであり、パラジウム、ルテニウム及
びロジウムが好ましく、パラジウムが特に好ましい。
ッ化物、塩化物、臭素化物及びヨウ素化物であり、塩化
物及び臭素化物が好ましく、塩化物が特に好ましい。
ロゲン化物を含む錯化合物の量は、触媒の合計重量に基
づき、白金族金属として計算して0.01−8重量%、
好ましくは0.05−4重量%である。
アルミニウム、銅、バナジウム、ニオブ、タンタル、
錫、鉄、コバルト、ニッケルの化合物又はこれらの複数
の混合物である添加物を備えているか、又は備えておら
ず、好ましい具体化ではこのような添加物が存在する。
このような添加物は塩の形態で、又は該元素の金属の形
態で存在する。白金族金属に関する上記と同様の方法
で、金属の形態の該添加物は反応条件下でハロゲン化水
素と共に、例えばそのような添加物のハロゲン化物の形
態を形成する。好ましい具体化の場合、そのような添加
物にはアンチモン、ビスマス、アルミニウム、バナジウ
ム、ニオブ、タンタルの化合物又はこれらの複数の混合
物が含まれる。特に好ましい具体化の場合、そのような
添加物はアンチモン、ビスマス、アルミニウム、バナジ
ウム、ニオブ又はタンタルのハロゲン化物として存在
し、特別に好ましいのはアンチモン、ビスマス、アルミ
ニウム、バナジウム、ニオブ及びタンタルの塩化物であ
る。
方に関して金属として計算して、白金族金属の量の0.
1−100倍、好ましくは0.2−10倍である。
該技術者に既知の方法で行う。例えば担体に該白金族金
属化合物のひとつの溶液を含浸させるか又は噴霧するこ
とができる。これは該添加物にも当てはまる。白金族金
属を金属として又は炭酸塩、酸化物又は水酸化物の形態
で担体上に固定し、反応条件下でハロゲン化水素を用い
て上記の方法で反応器中で初めて活性化し、白金族金属
ハロゲン化物とする場合、適用した白金族金属化合物を
当該技術における熟練者に既知の方法で適した還元剤を
用いて金属に還元するか、又は適した沈澱剤により炭酸
塩、酸化物又は水酸化物に変換することができる。
均一な高い選択率を達成するために、触媒の有効寿命の
間にハロゲン化水素を触媒と接触させるのが有利である
ことが見いだされた。この方法の間に、原則的にハロゲ
ン化水素の量がより多い場合に収率が向上することが観
察された。従って供給原料と共に触媒に供給されるハロ
ゲン化水素(例えばHCl)の濃度は、例えば最高10
00ppmであることができる。しかしハロゲン化水素
の該量はかなり少量であることもできることがさらに見
いだされた。従って活性化された形態の触媒から誘導さ
れる反応生成物と共に排出される量のハロゲン化水素を
置換することが必要なだけである。この量は分析により
決定することができる。一般にそれは、形成されるジア
ルキルカーボネートのg当たり1−2,000μgのハ
ロゲン化水素の範囲内で変化する。仕上げの方法を簡単
にするために、ハロゲン化水素を少な目に用いるのが望
ましい。
フッ化水素、塩化水素、臭化水素及びヨウ化水素、好ま
しくは塩化水素及び臭化水素、特に好ましくは塩化水素
である。
反応混合物中に量り込むことができる。しかし反応混合
物中に存在する物質のひとつに溶解した溶液として、例
えば亜硝酸アルキルが基づくアルコール中の溶液として
量り込むこともできる。
0時間)を有する。すでに記載した機械的安定性及び耐
摩耗性の他に、それらはその活性及び選択性を非常に長
時間保つ。
当たり700−5,000l(GHSV)の気体反応物
の混合物を負荷することができる。
は70−120℃、特に好ましくは70−110℃の温
度で、及び0.8−10バール、好ましくは1−7バー
ル、特に好ましくは1−5バールの圧力で行う。
法で、例えば対応するアルコールと亜硝酸から製造する
ことができ、亜硝酸は例えばアルカリ金属亜硝酸塩と硫
酸などの無機酸からその場生成することができる。本発
明の方法の間に形成される一酸化窒素NOは、酸素及び
新しいアルコールを用いて連続的に再生して亜硝酸アル
キルとすることができ(ドイツ公開明細書 38 34
065)、未反応反応物と共に再循環することができ
る。
CuCl2の溶液を含浸させ、生成物を80℃の減圧下
(20トール)で乾燥した。完成触媒は8gのPd/l
及び8gのCu/lを含んだ。
ジメチルカーボネートに関する空時収率(STY)は、
ボネート(DMC)の量であり、Vcatは触媒の体積で
あり、tは時間である。
る。
/gの適した組成のAl2O3・SiO2のアルモシリケ
ート;Kali−ChemieからのPY700)にL
i2PdCl4水溶液を含浸させ、生成物を80℃の減圧
下(29トール)で乾燥した。触媒は8gのPd/lを
含んだ。
のパッキングとラッシヒリングの間に20mlの実施例
1からの触媒を装填した。
N2、20%のMeONO、20%のCO及び5%のM
eOHを含む気体混合物を通過させた。空間速度は10
00l/時間であった。反応器から排出される気体を5
℃に冷却し、かくして得られた濃縮相をガスクロマトグ
ラフィーを用いて調べた。非濃縮生成物は、IR分光分
析及び質量分析を用いて調べた。
が200g/l・時間、及びS=99%で生成された。
10時間後、STYは190g/l・時間、及びSは9
9%であった。
施例1に記載の生成物である。
選択率が97%でジメチルカーボネートが生成された。
10時間後、STYは60g/l・時間であり、選択率
は75%であった。
である。
ル、好ましくはメチル又はエチル、特に好ましくはメチ
ルを示す]のジアルキルカーボネートを、不活性気体の
存在下又は不在下で、及び化合物が基づくアルコールR
OHの存在下又は不在下で、及びNOの存在下又は不在
下で、白金族金属を含む担持触媒上で、高温の連続気相
反応にて一酸化炭素(CO)と式
の反応により製造する方法において、担体としてAlの
含有率がAlとSiの合計に基づいて30−80原子%
である非晶質アルモシリケートを用い、白金族金属がハ
ロゲン化物又はハロゲン化物−含有錯化合物の形態で存
在し、ここで白金族金属ハロゲン化物又は白金族金属を
含むハロゲン−含有錯体は、反応条件下でハロゲン化水
素を用いて白金族金属又はハロゲン−非含有白金族金属
化合物から反応器中でその場で生成することができ、触
媒はさらにアンチモン、ビスマス、アルミニウム、銅、
バナジウム、ニオブ、タンタル、錫、鉄、コバルト、ニ
ッケルの化合物又はこれらの複数の混合物である添加物
を備えているか又は備えておらず、該方法は亜硝酸塩:
CO=0.1−10:1の体積比を用い、50−150
℃の温度で行われ、少なくとももしハロゲン化水素を加
えなくとも反応混合物と共に反応器から排出される量の
ハロゲン化水素を不連続的に、又は連続的に加えること
を特徴とする方法。
70−120℃、好ましくは70−110℃の温度で行
うことを特徴とする方法。
塩:CO=0.2−4:1、好ましくは0.3−3:1
の体積比で方法を行うことを特徴とする方法。
る白金族金属がパラジウム、白金、イリジウム、ルテニ
ウム及びロジウムの群から、好ましくはパラジウム、ル
テニウム及びロジウムの群から選んだひとつか又はそれ
以上、特に好ましくはパラジウムであることを特徴とす
る方法。
る白金族金属ハロゲン化物が単一の又は錯体フッ化物、
塩化物、臭素化物及びヨウ素化物の群から、好ましくは
塩化物及び臭素化物の群から選んだひとつか又はそれ以
上、特に好ましくは塩化物であることを特徴とする方
法。
アンチモン、ビスマス、アルミニウム、バナジウム、ニ
オブ、タンタルの化合物又はこれらの複数の混合物であ
る添加物、好ましくはアルミニウム化合物である添加物
を備えていることを特徴とする方法。
不活性気体の存在下で行い、不活性気体は合計気体体積
の20−80体積%、好ましくは30−70体積%の量
であることを特徴とする方法。
1時間当たり、及び触媒1l当たり700−5,000
lの気体反応物の混合物を負荷することを特徴とする方
法。
シリケート担体のBET表面積が100−1000m2
/g、好ましくは200−800m2/gであることを
特徴とする方法。
を0.8−10バール、好ましくは1−7バール、特に
好ましくは1−5バールの圧力で行うことを特徴とする
方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 式 【化1】O=C(OR)2 [式中、Rは直鎖状もしくは分枝鎖状C1−C4−アルキ
ル、好ましくはメチル又はエチル、特に好ましくはメチ
ルを示す]のジアルキルカーボネートを、不活性気体の
存在下又は不在下で、及び化合物が基づくアルコールR
OHの存在下又は不在下で、及びNOの存在下又は不在
下で、白金族金属を含む担持触媒上で、高温の連続気相
反応にて一酸化炭素(CO)と式 【化2】RONO [式中、Rは示した意味を有する]の亜硝酸アルキルと
の反応により製造する方法において、担体としてAlの
含有率がAlとSiの合計に基づいて30−80原子%
である非晶質アルモシリケートを用い、白金族金属がハ
ロゲン化物又はハロゲン化物−含有錯化合物の形態で存
在し、ここで白金族金属ハロゲン化物又は白金族金属を
含むハロゲン−含有錯体は、反応条件下でハロゲン化水
素を用いて白金族金属又はハロゲン−非含有白金族金属
化合物から反応器中でその場で生成することができ、触
媒はさらにアンチモン、ビスマス、アルミニウム、銅、
バナジウム、ニオブ、タンタル、錫、鉄、コバルト、ニ
ッケルの化合物又はこれらの複数の混合物である添加物
を備えているか又は備えておらず、該方法は亜硝酸塩:
CO=0.1−10:1の体積比を用い、50−150
℃の温度で行われ、少なくとももしハロゲン化水素を加
えなくとも反応混合物と共に反応器から排出される量の
ハロゲン化水素を不連続的に、又は連続的に加えること
を特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4206527A DE4206527A1 (de) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | Verfahren zur herstellung von dialkylcarbonaten |
DE4206527.5 | 1992-03-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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EP (1) | EP0558996B1 (ja) |
JP (1) | JPH0641021A (ja) |
DE (2) | DE4206527A1 (ja) |
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- 1993-02-25 JP JP5059399A patent/JPH0641021A/ja active Pending
- 1993-02-26 US US08/023,303 patent/US5319124A/en not_active Expired - Fee Related
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