JPH0672966A - Production of carbonate diester - Google Patents

Production of carbonate diester

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JPH0672966A
JPH0672966A JP4266445A JP26644592A JPH0672966A JP H0672966 A JPH0672966 A JP H0672966A JP 4266445 A JP4266445 A JP 4266445A JP 26644592 A JP26644592 A JP 26644592A JP H0672966 A JPH0672966 A JP H0672966A
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JP
Japan
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reaction
nitrite
carbon monoxide
palladium
catalyst
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Application number
JP4266445A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Sanada
宣明 真田
Koji Abe
浩司 安部
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0672966A publication Critical patent/JPH0672966A/en
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To efficiently obtain the subject compound useful as a raw material for medicines, agri chemicals, etc., in high selectivity and in a high yield by subjecting carbon monoxide and a nitrite ester to a gas phase catalyst contact reaction in the presence of a specific solid catalyst. CONSTITUTION:Carbon monoxide and a nitrite ester are subjected to gas phase catalyst contact reaction to provide the objective compound in the presence of a solid catalyst produced by carrying a palladium ammine chromate complex and one or more kinds of metals (compounds) selected from the group consisting of copper, iron, bismuth, cobalt, nickel and tin on a carrier.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、一酸化炭素と亜硝酸
エステルとから炭酸ジエステルを製造する方法におい
て、選択性に優れた性能を示す新規な触媒を使用して、
選択的に、かつ、安定に炭酸ジエステルを製造する方法
に係わる。炭酸ジエステルは、医薬、農薬等の有機合成
原料として、また、ポリカーボネートやウレタン等の製
造のための中間体として非常に有用な化合物である。
The present invention relates to a method for producing a carbonic acid diester from carbon monoxide and a nitrite, using a novel catalyst having excellent selectivity.
The present invention relates to a method for producing a carbonic acid diester selectively and stably. Carbonic acid diester is a very useful compound as an organic synthetic raw material for medicines, agricultural chemicals and the like, and as an intermediate for the production of polycarbonate, urethane and the like.

【0002】[0002]

【従来技術の説明】炭酸ジエステルの製造方法として
は、ホスゲンとアルコールとを反応させる方法が非常に
古くから実施されているが、ホスゲンは毒性が極めて強
く環境衛生上使用しないことが望まれている。また、ホ
スゲンとアルコールとの反応で塩酸が副生するため装置
材質に腐食を来すので、高価な材質を選択する必要があ
り工業上問題があることなど、ホスゲンを使用しない製
造法が望まれていた。
Description of the Prior Art As a method for producing carbonic acid diesters, a method of reacting phosgene with alcohol has been practiced for a long time, but phosgene is extremely toxic and it is desired not to use it for environmental hygiene. . In addition, since hydrochloric acid is a byproduct of the reaction between phosgene and alcohol, which causes corrosion of the equipment material, it is necessary to select an expensive material and there is an industrial problem.Therefore, a manufacturing method that does not use phosgene is desired. Was there.

【0003】このことからホスゲンを使用しない製造法
として、アルコールと一酸化炭素とから炭酸ジエステル
を合成する方法等が各方面で研究され、提案されている
(例えば、特開昭60−75447号公報、特開昭63
−72650号公報、特開昭63−38010号公報な
どを参照)。これらは、触媒としてハロゲン化銅、ハロ
ゲン化パラジウム等を用い、アルコールと一酸化炭素と
の酸素酸化反応により液相中で炭酸ジエステルを合成す
る方法であるが、二酸化炭素が副生するために一酸化炭
素基準の炭酸ジエステルの選択率が低く、また水の生成
により炭酸ジエステルの精製にも手間がかかるという欠
点がある。さらに、これらの特許に開示されている方法
により炭酸ジエステルの製造を行う場合は、生成物と触
媒とを分離する工程が必要であり、必ずしも産業上有利
な方法であるとは言えない。
Therefore, as a production method without using phosgene, a method of synthesizing a carbonic acid diester from alcohol and carbon monoxide has been studied and proposed in various fields (for example, JP-A-60-75447). , JP-A-63
-72650, JP-A-63-38010, etc.). These are methods of synthesizing a carbonic acid diester in a liquid phase by an oxygen oxidation reaction of an alcohol and carbon monoxide using copper halide, palladium halide, etc. as a catalyst. It has the drawbacks that the carbon dioxide diester selectivity based on carbon oxide is low and that the purification of the carbonic acid diester takes time because of the generation of water. Further, when the carbonic acid diester is produced by the methods disclosed in these patents, a step of separating the product from the catalyst is necessary, which is not necessarily an industrially advantageous method.

【0004】また、その改良法としては、例えば、亜硝
酸エステルと一酸化炭素を、白金族金属もしくはその化
合物を担体に担持した固体触媒および一酸化炭素当たり
として10モル%以上の酸化剤の存在下、気相で反
応させることからなる炭酸ジエステルの製造法が、特開
昭60−181051号公報に提案されている。しかし
ながら、この方法は、シュウ酸ジエステルの副生を抑え
るために、一酸化炭素に対して上記のような割合で酸素
等の酸化剤を共存させているにもかかわらず、かなりの
量のシュウ酸ジエステルが副生しており、炭酸ジエステ
ルの選択率が低いと共に、反応速度も十分ではない。更
には活性の低下が大きいという欠点を有している。ま
た、反応に供される亜硝酸エステル、一酸化炭素、アル
コール、酸素等から成る混合ガスを使用するため、安全
上からも問題があるなど、工業的には必ずしも満足でき
る方法ではない。
As an improved method thereof, for example, a solid catalyst in which a nitrite and carbon monoxide are supported on a platinum group metal or a compound thereof, and an oxidizer containing 10 mol% or more of O 2 per carbon monoxide are used. JP-A-60-181051 proposes a method for producing a carbonic acid diester, which comprises reacting in the gas phase in the presence of a solvent. However, in this method, in order to suppress the by-production of oxalic acid diester, an oxidizer such as oxygen is coexisted in the above ratio with respect to carbon monoxide, but a considerable amount of oxalic acid is present. Diester is by-produced, the selectivity of carbonic acid diester is low, and the reaction rate is not sufficient. Further, it has a drawback that the activity is greatly reduced. Further, since a mixed gas composed of nitrite, carbon monoxide, alcohol, oxygen and the like used in the reaction is used, there is a problem from the viewpoint of safety and it is not always an industrially satisfactory method.

【0005】また、一酸化炭素と亜硝酸メチルを気相で
接触反応させて炭酸ジメチルを製造する方法において、
特開平3−141243や特願平2−257042に開
示されているように塩化パラジウムや硫酸パラジウム等
の白金族金属の化合物と鉄、銅、ビスマス,コバルト,
ニッケル及びスズからなる群から選ばれた少なくとも1
種類の金属の化合物を活性炭など担体に担持した触媒を
使用する炭酸ジメチルの製造する方法を開示されている
が、まだ寿命などは十分でないのである。
Further, in the method for producing dimethyl carbonate by catalytically reacting carbon monoxide and methyl nitrite in a gas phase,
As disclosed in JP-A-3-141243 and Japanese Patent Application No. 2-257042, compounds of platinum group metals such as palladium chloride and palladium sulfate and iron, copper, bismuth, cobalt,
At least one selected from the group consisting of nickel and tin
Although a method for producing dimethyl carbonate using a catalyst in which a compound of a metal of a kind is supported on a carrier such as activated carbon is disclosed, the life is not yet sufficient.

【0006】[0006]

【解決すべき問題点】亜硝酸エステルを使用する公知の
炭酸ジエステルの製造方法は、前述したように、一酸化
炭素と亜硝酸エステルとの反応速度が十分ではなく、ま
た、炭酸ジエステルの選択率も低いため、生成した炭酸
ジエステルの精製処理が煩雑になるという欠点があった
のである。さらには、反応系における亜硝酸エステルの
使用濃度範囲が爆発限界を越えており、操作上危険を伴
うという問題もあったのである。そこで、この発明の目
的は、反応生成物の分離、回収が容易な気相法により、
温和な反応条件下に、炭酸ジエステルを高選択率、高収
率、かつ、安定に製造し得る工業的に好適な炭酸ジエス
テルの製造法を提供することにある。特に、実用的な固
定床気相法プロセスにおいては、触媒活性が長期にわた
って安定していることが重要であり、この発明は、その
ような要望に添った炭酸ジエステルの製造法を提供する
ものである。
[Problems to be Solved] As described above, in the known method for producing a carbonic acid diester using a nitrite, the reaction rate between carbon monoxide and the nitrite is not sufficient, and the selectivity of the carbonic acid diester is high. Since it is also low, there is a drawback that the purification treatment of the produced carbonic acid diester becomes complicated. Furthermore, there is a problem that the range of concentration of nitrite used in the reaction system exceeds the explosion limit, which is dangerous in operation. Therefore, an object of the present invention is to provide a gas phase method that facilitates separation and recovery of reaction products.
An object of the present invention is to provide an industrially suitable method for producing a carbonic acid diester, which is capable of stably producing a carbonic acid diester with a high selectivity under mild reaction conditions. In particular, in a practical fixed bed gas phase process, it is important that the catalyst activity is stable for a long period of time, and the present invention provides a method for producing a carbonic acid diester that meets such a demand. is there.

【0007】[0007]

【問題点を解決する手段】本発明者らは、従来公知の炭
酸ジエステルの製造法における前述したような問題点を
克服すべく、一酸化炭素と亜硝酸エステルとの気相接触
反応によって、炭酸ジエステルを製造する際の触媒を改
良するため、亜硝酸エステル使用による炭酸ジエステル
の合成反応について鋭意検討した結果、温和な反応条件
下、前述したような固体触媒を使用すれば、極めて高収
率でしかも活性低下も小さくて目的生成物の炭酸ジエス
テルが得られることを見出してこの発明に到達した。
In order to overcome the above-mentioned problems in the conventionally known method for producing a carbonic acid diester, the present inventors have proposed a carbon dioxide reaction by a gas phase catalytic reaction between carbon monoxide and a nitrite ester. In order to improve the catalyst for producing the diester, as a result of diligent studies on the synthetic reaction of the carbonic acid diester by using the nitrite, as a result of using the solid catalyst as described above under mild reaction conditions, an extremely high yield can be obtained. Moreover, the inventors have reached the present invention by discovering that the carbonic acid diester of the desired product can be obtained with a small decrease in activity.

【0008】すなわち、この発明は、パラジウムアンミ
ンクロメート錯体と、鉄、銅、ビスマス、コバルト、ニ
ッケルおよび錫からなる群から選ばれた少なくとも1種
類の金属の化合物とを担体に担持した固体触媒の存在
下、一酸化炭素と亜硝酸エステルとを気相接触反応させ
ることを特徴とする炭酸ジエステルの製造法に関する。
That is, the present invention provides a solid catalyst in which a palladium ammine chromate complex and a compound of at least one metal selected from the group consisting of iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin are supported on a carrier. The present invention relates to a method for producing a carbonic acid diester, which comprises reacting carbon monoxide and a nitrite ester in a gas phase.

【0009】この発明で使用される亜硝酸エステルとし
ては、亜硝酸メチル、亜硝酸エチル、亜硝酸n−(また
はi−)プロピル、亜硝酸n−(またはi−)ブチル、
亜硝酸sec−ブチル等の炭素数1〜4個の低級脂肪族
一価アルコールの亜硝酸エステル、亜硝酸シクロヘキシ
ル等の脂環式アルコールの亜硝酸エステル、亜硝酸ベン
ジル、亜硝酸フェニルエチル等のアルアルキルアルコー
ルの亜硝酸エステルなどが好適に挙げられるが、特に前
記の炭素数1〜4個の低級脂肪族一価アルコールの亜硝
酸エステルが好ましく、中でも亜硝酸メチルおよび亜硝
酸エチルが最も好ましい。
Examples of the nitrite used in the present invention include methyl nitrite, ethyl nitrite, n- (or i-) propyl nitrite, n- (or i-) butyl nitrite,
Nitrate esters of lower aliphatic monohydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as sec-butyl nitrite, nitrite esters of alicyclic alcohols such as cyclohexyl nitrite, benzyl nitrite and phenylethyl nitrite. Preferable examples include nitrites of alkyl alcohols, and the nitrites of lower aliphatic monohydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms are particularly preferable, and methyl nitrite and ethyl nitrite are most preferable.

【0010】また、この発明で用いられる固体触媒は、
パラジウムアンミンクロメート(第1触媒成分)と、
鉄、銅、ビスマス、コバルト、ニッケルおよび錫からな
る群から選ばれた少なくとも1種類の金属の化合物(第
2触媒成分)とを担体に担持したものである。この発明
で使用する化学式は、例えば Pd(NHCrO
等で表されるパラジウムアンミンクロメートは、パラ
ジウム塩とクロム酸塩とを、アンモニア性水溶液中で、
パラジウム塩に対するクロム酸塩のモル比が、0.2〜
5.0である割合で反応させることによって得られる。
この発明のパラジウムアンミンクロメートは、一例を挙
げれば、次式で示される反応によって得られる。 PdCl+KCrO+4NH −→ [Pd(NH]CrO+2KCl
The solid catalyst used in the present invention is
Palladium ammine chromate (first catalyst component),
The carrier is loaded with a compound (second catalyst component) of at least one metal selected from the group consisting of iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin. The chemical formula used in the present invention is, for example, Pd (NH 3 ) 4 CrO.
Palladium ammine chromate represented by 4 or the like is obtained by adding a palladium salt and a chromate in an ammoniacal aqueous solution,
The molar ratio of chromate to palladium salt is 0.2 to
It is obtained by reacting at a ratio of 5.0.
The palladium ammine chromate of the present invention can be obtained, for example, by the reaction represented by the following formula. PdCl 2 + K 2 CrO 4 + 4NH 3 − → [Pd (NH 3 ) 4 ] CrO 4 + 2KCl

【0011】パラジウムアンミンクロメートの合成に用
いるパラジウム塩は、塩化パラジウム、臭化パラジウ
ム、ヨウ化パラジウム、フッ化パラジウム、のハロゲン
化物又は硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩であるが、特に好適に
は塩化パラジウム、臭化パラジウム、硝酸パラジウム、
硫酸パラジウムが使用される。また、クロム酸塩は、N
a,K等のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩である
が、特に好適にはクロム酸ナトリウム、クロム酸カリウ
ム、クロム酸アンモニウム、重クロム酸ナトリウム、重
クロム酸カリウム、重クロム酸アンモニウムが使用され
る。上記反応は、定量的に進行するので、パラジウム塩
に対するクロム酸塩のモル比は、1にするのが最も望ま
しいが、その過不足は、上記範囲を逸脱しない限り本質
的な問題とはならない。
The palladium salt used in the synthesis of palladium ammine chromate is a halide or nitrate, sulfate, or acetate of palladium chloride, palladium bromide, palladium iodide, palladium fluoride, particularly preferably palladium chloride. , Palladium bromide, palladium nitrate,
Palladium sulfate is used. Chromate is N
Alkali metal salts or ammonium salts of a, K, etc., but sodium chromate, potassium chromate, ammonium chromate, sodium dichromate, potassium dichromate, and ammonium dichromate are particularly preferably used. Since the above reaction proceeds quantitatively, it is most desirable to set the molar ratio of the chromate to the palladium salt to 1, but its excess or deficiency does not become an essential problem unless it deviates from the above range.

【0012】この反応に使用される溶媒としてはパラジ
ウム塩およびクロム酸塩を溶解する各種アンミン化合物
の水溶液が挙げられる。ここで用いられるアンモニウム
化合物はアンモニアおよびモノメチルアンモニウム、ジ
メチルアンモニウム、トリメチルアンモニウムのような
有機アンモニウム化合物さらにはエチレンジアミン、
N,Nジアルキルエチレンジアミン、N,N,N’,
N’テトラアルキルエチレンジアミン等の有機ジアミン
化合物が挙げられる。アンモニウム化合物の濃度は1〜
25wt%が使用され、とくに好ましくは2〜14wt
%が使用される。また、上記の有機ジアミン化合物を用
いる場合は、用いるパラジウムに対し当モルが好まし
い。溶媒の使用量はパラジウム塩およびクロム酸塩を全
量溶解するに必要な量以上であるのが望ましい。また、
反応を実施する際の原料の添加方法は特に限定されない
が、例えばパラジウム塩をアンモニア性水溶液に溶解し
た溶液とを、同時に徐々にアンモニア性の水溶媒中に加
えるか、または上記パラジウム塩の溶液にクロム酸塩の
溶液を徐々に添加することが好ましい。
Examples of the solvent used in this reaction include aqueous solutions of various ammine compounds capable of dissolving palladium salts and chromates. Ammonium compounds used herein include ammonia and organic ammonium compounds such as monomethylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, and ethylenediamine,
N, N dialkylethylenediamine, N, N, N ',
An organic diamine compound such as N'tetraalkylethylenediamine may be mentioned. The concentration of ammonium compound is 1
25 wt% is used, particularly preferably 2-14 wt
% Is used. When the above organic diamine compound is used, it is preferably equimolar to palladium used. It is desirable that the amount of the solvent used be equal to or more than the amount required to completely dissolve the palladium salt and the chromate salt. Also,
The method of adding the raw materials when carrying out the reaction is not particularly limited, for example, a solution prepared by dissolving a palladium salt in an ammoniacal aqueous solution, at the same time, gradually added to an ammoniacal water solvent, or to the solution of the palladium salt. It is preferred to add the chromate solution gradually.

【0013】反応温度は、水の沸点以下であればよく、
一般には−10〜100℃、好ましくは10〜100℃
の範囲内の温度であればよい。反応は一般に常圧で行わ
れるが、加圧下でも行うことができる。反応時間は、反
応温度、反応規模、攪拌の条件によって異なるが、一般
には、5分〜5時間の範囲内であればよい。前記反応条
件においては、パラジウム塩に対するクロム酸塩のモル
比が1の場合、反応生成混合物は、目的生成物とアンモ
ニウム塩とアンモニウム性水溶媒からなり、目的生成物
は、室温以下では溶媒にほとんど溶解せず、沈澱として
存在するので、濾別によって目的生成物を単離すること
ができる。
The reaction temperature may be below the boiling point of water,
Generally, -10 to 100 ° C, preferably 10 to 100 ° C
The temperature may be within the range of. The reaction is generally carried out at normal pressure, but it can also be carried out under pressure. The reaction time varies depending on the reaction temperature, the reaction scale, and the stirring conditions, but generally it may be in the range of 5 minutes to 5 hours. Under the above reaction conditions, when the molar ratio of the chromate salt to the palladium salt is 1, the reaction product mixture is composed of the target product, the ammonium salt and the ammonium-based aqueous solvent, and the target product is almost the solvent at room temperature or lower. Since it does not dissolve and exists as a precipitate, the desired product can be isolated by filtration.

【0014】前記鉄、銅、ビスマス、コバルト、ニッケ
ル、錫等の金属の化合物としては、これら金属の塩化
物、臭化物、沃化物、弗化物等のハロゲン化合物、硝酸
塩、硫酸塩、燐酸塩、酢酸塩などの無機塩や有機塩が好
ましいが、中でも前記のハロゲン化合物または硫酸塩が
特に好適に挙げられる。上述したような金属の化合物を
担持する担体としては、珪藻土、活性炭、シリコンカー
バイド、チタニア、アルミナ、シリカアルミナなどが好
適に挙げられるが、活性炭が最も好ましい。前記各触媒
成分を担体に担持する方法は、特別なものである必要は
なく通常実施される方法、すなわち、含浸法(浸漬吸着
法)、混練法、沈着法、蒸発乾固法、共沈法等でよい
が、この発明では、含浸法または蒸発乾固法により調製
されることが簡便であることからして望ましい。なお、
上記の触媒成分の担体への担持は、同時に行ってもまた
は逐次に行ってもよい。
The compounds of metals such as iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin are halogen compounds such as chlorides, bromides, iodides and fluorides of these metals, nitrates, sulfates, phosphates and acetic acid. Inorganic salts such as salts and organic salts are preferable, and among them, the above-mentioned halogen compounds or sulfates are particularly preferable. Suitable examples of the carrier that supports the metal compound as described above include diatomaceous earth, activated carbon, silicon carbide, titania, alumina, and silica-alumina, but activated carbon is most preferable. The method of loading each of the above catalyst components on the carrier does not have to be special, and is a commonly used method, that is, an impregnation method (immersion adsorption method), a kneading method, a deposition method, an evaporation dryness method, a coprecipitation method. Etc. may be used, but in the present invention, it is preferable that they are prepared by an impregnation method or an evaporation-drying method because they are simple. In addition,
The loading of the above catalyst components on the carrier may be carried out simultaneously or sequentially.

【0015】そして、担体に担持する前記パラジウムア
ンミンクロメートの担持量は、パラジウム金属換算で担
体に対し、通常0.1〜10重量%、特には0.5〜2
重量%が好ましい。また、鉄、銅、ビスマス、コバル
ト、ニッケル、錫等の金属の化合物の担持量は、これら
金属の量に換算してパラジウムに対して0.1〜50グ
ラム原子当量、好ましくは1〜10グラム原子当量であ
ることが好ましい。
The amount of the palladium ammine chromate supported on the carrier is usually 0.1 to 10% by weight, especially 0.5 to 2% by weight of the carrier in terms of palladium metal.
Weight percent is preferred. In addition, the supported amount of a compound of a metal such as iron, copper, bismuth, cobalt, nickel or tin is 0.1 to 50 g atom equivalent, preferably 1 to 10 g, based on palladium in terms of the amount of these metals. Atomic equivalents are preferred.

【0016】この発明で使用する固体触媒は、前述した
ようにパラジウムアンミンクロメートに加えて、さらに
鉄、銅、ビスマス、コバルト、ニッケルおよび錫からな
る群から選ばれた少なくとも1種類の金属の化合物を担
体に担持させているが、この発明において、これら金属
の化合物は、助触媒的な役割を果たすものであり、これ
ら金属の化合物を上記の量で担体に担持することによっ
て、パラジウムアンミンクロメート単独担持の場合に比
較して、一酸化炭素と亜硝酸エステルとの反応速度が大
幅に向上する。
The solid catalyst used in the present invention contains, as described above, a compound of at least one metal selected from the group consisting of iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin, in addition to palladium ammine chromate. Although they are supported on a carrier, in the present invention, the compounds of these metals play a co-catalyst function, and by supporting the compounds of these metals in the above amounts on the carrier, palladium ammine chromate alone is supported. The reaction rate of carbon monoxide and nitrite is significantly improved as compared with the above case.

【0017】また、この発明では、上記の触媒は、粉
末、粒状のもの、もしくは成形体が使用されるが、その
サイズについては、特に限定されるものではなく、粉末
の場合は、通常用いられる20〜100μmのもの、そ
して粒状の場合は、4〜200メッシュ程度の通常用い
られるものが好適である。また、成形体の場合は、通常
数mmのものが好適に用いられる。さらに、一酸化炭素
と亜硝酸エステルの接触反応は、非常に温和な条件下で
行えるのもこの発明の一つの特徴である。例えば、0〜
200℃、好ましくは50〜140℃の温度で、常圧で
行われ得る。もちろん、加圧系でも問題なく行うことが
でき、1〜20kg/cmGの圧力および50〜14
0℃の温度の範囲で実施することができる。
Further, in the present invention, the above-mentioned catalyst is used in the form of powder, granules, or molded bodies, but the size thereof is not particularly limited, and in the case of powder, it is usually used. Those having a particle size of 20 to 100 μm, and in the case of particles, those having a mesh size of 4 to 200 mesh and generally used are suitable. Further, in the case of a molded product, a molded product having a size of several mm is preferably used. Further, one of the features of the present invention is that the catalytic reaction between carbon monoxide and nitrite can be carried out under extremely mild conditions. For example, 0 to
It can be carried out at a temperature of 200 ° C., preferably 50-140 ° C. and normal pressure. Of course, a pressurized system can be used without any problem, and the pressure is 1 to 20 kg / cm 2 G and 50 to 14 kg.
It can be carried out in the temperature range of 0 ° C.

【0018】この発明では、原料ガスの一酸化炭素およ
び亜硝酸エステルは、窒素ガス等の不活性ガスで希釈し
て前記の反応器にフィードされることが望ましいが、そ
の組成としては、反応上からは特に限定されるものでは
ない。しかし、安全上の観点からすれば、前記亜硝酸エ
ステルの濃度は、20容量%以下、好ましくは5〜20
容量%であることが望ましい。それに伴い、一酸化炭素
の濃度は、5〜20容量%の範囲にするのが経済的に好
ましい。
In the present invention, it is desirable that the carbon monoxide and the nitrite ester of the raw material gas be diluted with an inert gas such as nitrogen gas and fed to the above-mentioned reactor. Is not particularly limited. However, from the viewpoint of safety, the concentration of the nitrite is 20% by volume or less, preferably 5 to 20%.
It is desirable that the content is% by volume. Accordingly, it is economically preferable that the concentration of carbon monoxide be in the range of 5 to 20% by volume.

【0019】すなわち、工業的な製造プロセスを考えれ
ば、反応に供する一酸化炭素、亜硝酸エステル等のガス
を循環使用し、該循環ガスの一部を系外へパージするこ
とが好ましく、また、一酸化炭素のワンパスの転化率が
20〜30%程度であることからして、一酸化炭素の濃
度を20容量%より高くしてもロスが増えるだけであ
り、また、5容量%より低くすると生産性が落ちるなど
の問題があるのである。しかし、この経済性を無視すれ
ば、一酸化炭素の濃度は、実際には80容量%までは可
能である。つまり、亜硝酸エステルを、前記不活性ガス
の代わりに一酸化炭素で希釈した形でフィードすること
も可能なのである。
That is, considering an industrial manufacturing process, it is preferable to circulate and use a gas such as carbon monoxide and a nitrite ester to be subjected to the reaction, and to purge a part of the circulated gas out of the system. Since the one-pass conversion of carbon monoxide is about 20 to 30%, even if the concentration of carbon monoxide is higher than 20% by volume, the loss only increases, and if it is lower than 5% by volume. There are problems such as reduced productivity. However, if this economic efficiency is ignored, the concentration of carbon monoxide can actually be up to 80% by volume. That is, it is possible to feed the nitrite in a form diluted with carbon monoxide instead of the inert gas.

【0020】従って、一酸化炭素と亜硝酸エステルの使
用割合は、亜硝酸エステル1モルに対して、一酸化炭素
が、0.1〜10モル、好ましくは0.25〜2モルの
範囲であることが望ましい。また、この発明では、前記
反応器にフィードされる、一酸化炭素および亜硝酸エス
テルを含有するガスの空間速度は、500〜20000
hr−1の範囲、好ましくは2000〜15000hr
−1の範囲で行うことが望ましい。さらに、この発明の
製法では、前記の亜硝酸エステルは、反応に携わった
後、分解して一酸化窒素(NO)を発生するが、前記反
応器から導出される反応ガスから、このNOを回収し、
酸素および前記亜硝酸エステルに対応するアルコールと
反応させて、再度亜硝酸エステルに変換せしめ、循環使
用することが好ましい。
Therefore, the ratio of carbon monoxide to nitrite used is in the range of 0.1 to 10 mol, preferably 0.25 to 2 mol, of carbon monoxide per 1 mol of nitrite. Is desirable. Further, in the present invention, the space velocity of the gas containing carbon monoxide and the nitrite ester fed to the reactor is 500 to 20,000.
range of hr −1 , preferably 2000 to 15000 hr
It is desirable to carry out in the range of -1 . Further, in the production method of the present invention, the nitrite ester is decomposed to generate nitric oxide (NO) after being involved in the reaction, but the NO is recovered from the reaction gas discharged from the reactor. Then
It is preferable to react with oxygen and the alcohol corresponding to the nitrite to convert the nitrite to the nitrite again, and then to reuse.

【0021】[0021]

【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて、この発
明の方法を具体的に説明するが、これらは、この発明の
方法を何ら限定するものではない。なお、各実施例およ
び比較例における空時収量(STY)Y(g/l・h
r)は、一酸化炭素と亜硝酸エステルの接触反応時間を
θ(hr)、その間に生成した炭酸ジエステルの量をa
(g)、そして反応管への触媒の充填量をb(l)とし
て、次式により求めた。
EXAMPLES Next, the method of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but these do not limit the method of the present invention in any way. The space-time yield (STY) Y (g / l · h) in each Example and Comparative Example
r) is the contact reaction time between carbon monoxide and nitrite, θ (hr), and the amount of carbonic acid diester formed during that is a (hr).
(G), and the filling amount of the catalyst into the reaction tube was set to b (l), and it was determined by the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 [Equation 1]

【0023】また、各実施例および比較例における活性
低下係数D(hr−1)は、所定反応条件下で、反応
初期(反応を開始してから2時間経過後)の空時収量Y
(g/l・hr)と反応を開始してからt時間経過後
の空時収量Y(g/l・hr)との間で、次式により
求めた。
The activity reduction coefficient D a (hr −1 ) in each of the Examples and Comparative Examples is the space-time yield Y at the initial stage of the reaction (after 2 hours from the start of the reaction) under the predetermined reaction conditions.
It was calculated by the following equation between o (g / l · hr) and the space-time yield Y t (g / l · hr) after the lapse of t hours from the start of the reaction.

【0024】[0024]

【数2】 [Equation 2]

【0025】〔触媒調整法〕塩化パラジウム(PdCl
)0.178(1mmol)、重クロム酸カリウム
0.147g(0.5mmol)および塩化第2銅・2
水和物0.340g(2mmol)を5wt%アンモニ
ア水溶液40mlに80℃で加熱溶解させ「Pd,Cr
及びCu含有溶液」を調整した。これに粒状活性炭10
gを浸漬して1時間攪拌した。その後、減圧下80℃で
蒸発除去し、更に窒素雰囲気中200℃で乾燥し、触媒
を製造した。触媒中の金属化合物の担持量はPdが金属
として担体に対して1重量%、そしてPd;Cr;Cu
=1;1;2(原子比)であった。
[Catalyst Preparation Method] Palladium chloride (PdCl
2 ) 0.178 (1 mmol), potassium dichromate 0.147 g (0.5 mmol) and cupric chloride.2
0.340 g (2 mmol) of the hydrate was dissolved in 40 ml of a 5 wt% aqueous ammonia solution at 80 ° C. by heating to dissolve “Pd, Cr
And Cu-containing solution "was prepared. Granular activated carbon 10
g was immersed and stirred for 1 hour. After that, the catalyst was manufactured by evaporating off at 80 ° C. under reduced pressure, and further drying at 200 ° C. in a nitrogen atmosphere. The loading amount of the metal compound in the catalyst was 1% by weight of Pd as a metal with respect to the carrier, and Pd; Cr; Cu.
= 1; 1; 2 (atomic ratio).

【0026】〔炭酸ジメチルの合成〕上記の触媒2.5
mlを内径20mmの気相反応管(外部ジャケット付)
に充填した後、この反応管を垂直に固定し、反応管ジャ
ケットに熱媒を循環させ、触媒層内温度が120℃にな
るように加熱制御した。この反応管の上部から、一酸化
窒素、酸素およびメタノールより合成した亜硝酸メチル
を含むガスと一酸化炭素との混合ガス、すなわち、亜硝
酸メチル;8容量%、一酸化炭素;8容量%、一酸化窒
素;3容量%、メタノール;10容量%および窒素;7
1容量%の組成からなる混合ガスを、8500hr−1
の空間速度(GHSV)で供給し、常圧下に反応させ
た。次いで、この反応管を通過した反応生成物を、氷冷
されたメタノール中を通して捕集した。得られた捕集液
をガスクロマトグラフィーによって分析した結果、反応
開始2時間後の炭酸ジメチルのSTYは305g/l・
hrであり、そして反応開始8時間後の炭酸ジメチルの
STYは268g/l・hrであった。その結果、活性
低下係数Dが1.5%hr−1であった。
[Synthesis of dimethyl carbonate] The above catalyst 2.5
20 ml inner diameter gas phase reaction tube (with external jacket)
Then, the reaction tube was fixed vertically, a heating medium was circulated in the reaction tube jacket, and heating was controlled so that the temperature in the catalyst layer became 120 ° C. From the upper part of the reaction tube, a mixed gas of carbon monoxide and a gas containing methyl nitrite synthesized from nitric oxide, oxygen and methanol, that is, methyl nitrite; 8% by volume, carbon monoxide; 8% by volume, Nitric oxide; 3% by volume, methanol; 10% by volume and nitrogen; 7
A mixed gas having a composition of 1% by volume was used for 8500 hr −1.
Was supplied at the space velocity (GHSV) and reacted under normal pressure. Then, the reaction product passing through this reaction tube was passed through ice-cooled methanol and collected. As a result of analyzing the obtained collected liquid by gas chromatography, the STY of dimethyl carbonate 2 hours after the start of the reaction was 305 g / l.
and the STY of dimethyl carbonate 8 hours after the start of the reaction was 268 g / l · hr. As a result, decrease in activity coefficient D a was 1.5% hr -1.

【0027】比較例1 〔触媒の製造〕塩化パラジウム(PdCl)0.17
8g(1mmol)及び塩化第2銅(CuCl2H
O)0.340g(2mmol)をメタノール溶液40
mlに40−50℃で加熱溶解させ、これに、実施例1
と同じ粒状活性炭を浸漬させ1時間攪拌した。その後、
減圧下50℃で蒸発除去し、更に窒素雰囲気中200℃
で乾燥し触媒を製造した。得られた触媒の組成は、Pd
Cl−CuCl/C(活性炭)であり、触媒中の金
属化合物の担持量は、Pdが金属として担体に対して1
重量%、そして、Pd:Cu=1:2(原子比)であっ
た。
Comparative Example 1 [Production of catalyst] Palladium chloride (PdCl 2 ) 0.17
8 g (1 mmol) and cupric chloride (CuCl 2 2H 2
O) 0.340 g (2 mmol) of methanol solution 40
It was dissolved by heating at 40-50 ° C in ml, and to this, Example 1 was added.
The same granular activated carbon as above was immersed and stirred for 1 hour. afterwards,
Evaporate and remove at 50 ° C under reduced pressure, then 200 ° C in nitrogen atmosphere.
And dried to prepare a catalyst. The composition of the obtained catalyst was Pd.
Cl 2 —CuCl 2 / C (activated carbon), and the supported amount of the metal compound in the catalyst is such that Pd is 1 as a metal with respect to the carrier.
% By weight, and Pd: Cu = 1: 2 (atomic ratio).

【0028】〔炭酸ジメチルの合成〕上記の触媒を用い
た以外は、実施例1と同様にして、炭酸ジメチルの合成
を行った。得られた捕集液をガスクロマトグラフィーに
よって分析した結果、炭酸ジメチルのSTYは、反応開
始2時間後で518g/l・hrであり、反応開始8時
間後の炭酸ジメチルのSTYは267g/l・hrであ
った。その結果、活性低下係数Dが8.3%hr−1
であった。
[Synthesis of Dimethyl Carbonate] Dimethyl carbonate was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the above catalyst was used. As a result of analyzing the obtained collected liquid by gas chromatography, STY of dimethyl carbonate was 518 g / l · hr 2 hours after the start of the reaction, and STY of dimethyl carbonate 8 hours after the start of the reaction was 267 g / l · hr. It was hr. As a result, decrease in activity coefficient D a is 8.3% hr -1
Met.

【0029】実施例2〜5及び比較例2 〔触媒の製造〕各実施例2〜5及び比較例2において、
実施例1の方法に準じて、パラジウムアンモニウム錯体
を調製した化合物、さらに、鉄、銅、ビスマス、コバル
ト、ニッケル及び錫の内から選ばれた少なくとも1種類
の金属の化合物を担体に担持して、第1表に示す触媒組
成および触媒成分の金属の原子比を有する固体触媒を調
製した。
Examples 2 to 5 and Comparative Example 2 [Production of catalyst] In each of Examples 2 to 5 and Comparative Example 2,
According to the method of Example 1, a compound prepared by preparing a palladium ammonium complex, and further, a compound of at least one metal selected from iron, copper, bismuth, cobalt, nickel and tin is supported on a carrier, A solid catalyst having the catalyst composition and the atomic ratio of the metals of the catalyst components shown in Table 1 was prepared.

【0030】〔炭酸ジメチルの合成〕各実施例2〜5及
び比較例2において、上記の触媒を用いた以外は、実施
例1と同様の操作で、炭酸ジメチルの合成を行った。そ
れらの結果は、第1表に示した。
[Synthesis of dimethyl carbonate] In each of Examples 2 to 5 and Comparative Example 2, dimethyl carbonate was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the above catalyst was used. The results are shown in Table 1.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】[0032]

【本発明の作用効果】この発明の方法は、前述したよう
に、従来公知の一酸化炭素と亜硝酸エステルとの気相接
触反応による炭酸ジエステルの製法が、その反応速度に
おいて十分満足の行くものでなく、また、炭酸ジエステ
ルの選択率も低く、反応生成物からの炭酸ジエステルの
分離精製操作が煩雑となるという欠点があり、さらに
は、操作上危険を伴うという問題もあったのに対し、一
酸化炭素と亜硝酸エステルとを、パラジウムアンミンク
ロメート錯体と、銅、鉄、ビスマス、コバルト、ニッケ
ル及びスズからなる群から選ばれた少なくとも1種類の
金属又はそれらの金属又はそれらの金属の化合物とを担
体に担持した触媒の存在下、低温・低圧の条件で気相反
応させることによって、操作に危険を伴うことなく、温
和な条件下に、高選択率、かつ、安定に炭酸ジエステル
を製造する方法を提供し得る効果を奏するものである。
As described above, according to the method of the present invention, the known method for producing a carbonic acid diester by a gas phase catalytic reaction of carbon monoxide and a nitrite is sufficiently satisfactory in the reaction rate. In addition, the selectivity of carbonic acid diester is low, there is a drawback that the operation of separating and purifying carbonic acid diester from the reaction product is complicated, and further, there was a problem that the operation is dangerous. Carbon monoxide and nitrite, a palladium ammine chromate complex, and at least one metal selected from the group consisting of copper, iron, bismuth, cobalt, nickel and tin, or a metal thereof or a compound of those metals. By carrying out a gas phase reaction in the presence of a catalyst supported on a carrier under conditions of low temperature and low pressure, high selectivity can be achieved under mild conditions without risk of operation. Rate, and, in which an effect capable of providing a process for producing a carbonic diester stable.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パラジウムアンミンクロメート錯体と、
銅,鉄,ビスマス,コバルト,ニッケル,およびスズか
らなる群から選ばれた少なくとも1種類の金属又はそれ
らの金属の化合物とを担体に担持した固体触媒の存在
下、一酸化炭素と亜硝酸エステルとを気相接触反応させ
ることを特徴とする炭酸ジエステルの製造法。
1. A palladium ammine chromate complex,
In the presence of a solid catalyst having at least one metal selected from the group consisting of copper, iron, bismuth, cobalt, nickel, and tin, or a compound of these metals supported on a carrier, carbon monoxide and nitrite ester A process for producing a carbonic acid diester, which comprises subjecting the above to a gas phase catalytic reaction.
JP4266445A 1992-08-25 1992-08-25 Production of carbonate diester Pending JPH0672966A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010024438A1 (en) 2008-09-01 2010-03-04 宇部興産株式会社 Method for producing asymmetric chain carbonate

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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