JPH09110744A - Simultaneous production of dialkyl carbonate and glycol - Google Patents
Simultaneous production of dialkyl carbonate and glycolInfo
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- JPH09110744A JPH09110744A JP8133158A JP13315896A JPH09110744A JP H09110744 A JPH09110744 A JP H09110744A JP 8133158 A JP8133158 A JP 8133158A JP 13315896 A JP13315896 A JP 13315896A JP H09110744 A JPH09110744 A JP H09110744A
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ジアルキルカーボ
ネート及びグリコールの同時製造法に関するものであ
る。更に詳しくは、アルキレンカーボネートとアルコー
ルとを新規な触媒の存在下にエステル交換反応させて、
ジアルキルカーボネートとグリコール(アルキレンジオ
ール)とを、同時に効率よく、高い収率で製造する方法
に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for simultaneously producing dialkyl carbonate and glycol. More specifically, the alkylene carbonate and alcohol are transesterified in the presence of a novel catalyst,
The present invention relates to a method for efficiently producing a dialkyl carbonate and a glycol (alkylene diol) at a high yield.
【0002】[0002]
【従来の技術】ジアルキルカーボネートは、溶剤、ガソ
リン添加剤の他、アルキル化剤やポリカーボネートの中
間原料等としても有用な化合物である。一方、エチレン
グリコールやプロピレングリコール等のグリコールは、
樹脂、フィルム及び繊維として広く用いられているポリ
エステルの原料の他、ウレタン原料、添加剤等として工
業的に極めて重要な化合物である。2. Description of the Related Art Dialkyl carbonate is a compound useful as a solvent, a gasoline additive, an alkylating agent, an intermediate raw material for polycarbonate, and the like. On the other hand, glycols such as ethylene glycol and propylene glycol are
It is an industrially extremely important compound as a raw material for urethane, a raw material for urethane, an additive, and the like, which are widely used as resins, films, and fibers.
【0003】ところで、上記ジアルキルカーボネートを
製造する方法として、従来、アルキレンカーボネートと
アルコールとを触媒の存在下に反応させてジアルキルカ
ーボネートを得る方法が数多く提案されている。その触
媒としては、いずれもエステル交換能を有するものであ
るが、均一系触媒と不均一系触媒に分けられる。By the way, as a method for producing the above dialkyl carbonate, many methods have heretofore been proposed in which an alkylene carbonate and an alcohol are reacted in the presence of a catalyst to obtain the dialkyl carbonate. The catalysts have transesterification ability, but are classified into homogeneous catalysts and heterogeneous catalysts.
【0004】均一系触媒を用いる例としては、触媒とし
て、第3級脂肪族アミンを用いる方法(特公昭59−2
8542号公報)、アルカリ金属又はアルカリ金属誘導
体を用いる方法(米国特許第3642858号、特公昭
61−16267号)、アルキル錫アルコキシドを用い
る方法(特公昭56−40708号)、亜鉛、アルミニ
ウム、チタン等のアルコキサイドを用いる方法(特公昭
60−22697号)、タリウム化合物を用いる方法
(特公昭60−27658号)、ルイス酸と含窒素有機
塩基との混合物を用いる方法(特公昭60−22698
号)、ホスフィン化合物を用いる方法(特公昭61−4
381号)、あるいは、第4級ホスホニウム塩を用いる
方法(特開昭56−10144号)等が提案されてい
る。As an example of using a homogeneous catalyst, a method using a tertiary aliphatic amine as a catalyst (Japanese Patent Publication No. 59-2).
No. 8542), a method using an alkali metal or an alkali metal derivative (US Pat. No. 3,642,858, Japanese Patent Publication No. 61-16267), a method using an alkyltin alkoxide (Japanese Patent Publication No. 56-40708), zinc, aluminum, titanium, etc. Of alkoxide (JP-B-60-22697), a method of using a thallium compound (JP-B-60-27658), and a method of using a mixture of a Lewis acid and a nitrogen-containing organic base (JP-B-60-22698).
No.), a method using a phosphine compound (Japanese Patent Publication No. 61-4).
No. 381), or a method using a quaternary phosphonium salt (JP-A-56-10144).
【0005】これら均一系触媒を用いる方法では、少量
の触媒量で高い活性を得ることができるという利点があ
るが、反応混合物と触媒との分離が困難であるという欠
点がある。このエステル交換反応は平衡反応であり、蒸
留により目的とするジアルキルカーボネートとグリコー
ルとを分離しようとすると、触媒存在下では蒸留中に平
衡がずれて逆反応が起き易くなり、ジアルキルカーボネ
ートとグリコールがアルキレンカーボネートとアルコー
ルに戻る反応が起こる。また、脱水縮合や分解等の反応
が起こるので、工程上好ましくない。The method using these homogeneous catalysts has an advantage that high activity can be obtained with a small amount of catalyst, but has a drawback that it is difficult to separate the reaction mixture and the catalyst. This transesterification reaction is an equilibrium reaction, and when trying to separate the target dialkyl carbonate and glycol by distillation, the equilibrium shifts during the distillation in the presence of a catalyst, and the reverse reaction easily occurs, and the dialkyl carbonate and glycol are alkylene. The reaction takes place back to the carbonate and alcohol. Moreover, reactions such as dehydration condensation and decomposition occur, which is not preferable in the process.
【0006】これを防ぐために、不均一系触媒が提案さ
れている。不均一系触媒の場合は、反応混合物と触媒と
の分離が容易であり、上述の問題は解決される。かかる
不均一系触媒を使用する例としては、シリカ―チタニア
固体酸触媒を用いる方法(特公昭61−5467号)、
アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の珪酸塩担持触
媒を用いる方法(特開昭64−31737号)、ジルコ
ニウム、チタン、錫の酸化物を用いる方法(特開昭63
−41432号)、鉛化合物を用いる方法(特開平4−
9356号)、マグネシアとアルミナとを含有するハイ
ドロタルサイト化合物を用いる方法(特開平3ー433
54号)や、酸化亜鉛等の金属酸化物を用いる方法(特
開平6−211751号、特開平6−239806号)
等の無機の固体触媒を用いる方法が提案されている。To prevent this, heterogeneous catalysts have been proposed. In the case of a heterogeneous catalyst, the reaction mixture and the catalyst can be easily separated, and the above-mentioned problems are solved. As an example of using such a heterogeneous catalyst, a method using a silica-titania solid acid catalyst (Japanese Patent Publication No. 61-5467),
A method using an alkali metal or alkaline earth metal silicate-supported catalyst (JP-A-64-31737) and a method using an oxide of zirconium, titanium or tin (JP-A-63).
No. 41432), and a method using a lead compound (Japanese Patent Laid-Open No. 4-143 / 1992).
9356), and a method using a hydrotalcite compound containing magnesia and alumina (JP-A-3-433).
54) or a method using a metal oxide such as zinc oxide (JP-A-6-211751, JP-A-6-239806).
A method using an inorganic solid catalyst such as the above has been proposed.
【0007】また、不均一系触媒として、イオン交換樹
脂(例えば、第4級アンモニウム基又は第3アミン基を
有する固体塩基性アニオン交換樹脂)を触媒として用い
る方法(特開平3ー109358号、特開昭64ー31
737号、特開昭63ー238043号、特公昭59ー
28542号)、酸性イオン交換樹脂を触媒として用い
る方法(特開昭64ー31737号)や、カルボン酸型
陽イオン交換樹脂を用いる方法(特開平6ー34569
6号)等も知られている。Further, as a heterogeneous catalyst, a method of using an ion exchange resin (for example, a solid basic anion exchange resin having a quaternary ammonium group or a tertiary amine group) as a catalyst (JP-A-3-109358, JP Kaisho 64-31
737, JP-A-63-238043, JP-B-59-28542), a method using an acidic ion exchange resin as a catalyst (JP-A-64-31737), and a method using a carboxylic acid type cation exchange resin ( JP-A-6-34569
No. 6) is also known.
【0008】しかしながら、上記の如き従来公知の不均
一系触媒は、全般的に活性が低く、無機固体触媒の場合
は、いずれも実用のレベルには到達していない。また、
イオン交換樹脂は、比較的高い触媒活性を示すが、工業
的に用いるには耐熱性や耐久性に問題があり、耐久性の
保ち得る低い温度範囲では触媒活性が不足である等、な
お問題が残されている。However, the above-mentioned conventionally known heterogeneous catalysts are generally low in activity, and none of them has reached a practical level in the case of inorganic solid catalysts. Also,
Ion exchange resins show relatively high catalytic activity, but have industrially problematic heat resistance and durability, and lack of catalytic activity in the low temperature range where durability can be maintained. It is left.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、従来触媒として知られていない化合物の中から実質
的に不均一系を形成し、かつ、これまでにない高い活性
を有する新規触媒を見い出し、かつそれを用いて、上述
のような問題点がなく、しかも、高収率で、効率よくジ
アルキルカーボネートとグリコールとを同時に製造し得
る方法を提供することにある。更に、本発明のもう一つ
の目的は、かかる新規触媒の前処理法(調製法)を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is to provide a novel catalyst which forms a substantially heterogeneous system from compounds that have not been known as catalysts and has a high activity as never before. It is an object of the present invention to provide a method for finding a dialkyl carbonate and a glycol by using the same, which is free from the above-mentioned problems and can be efficiently produced in a high yield. Furthermore, another object of the present invention is to provide a pretreatment method (preparation method) for such a novel catalyst.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、優れた新規触媒
を見い出し、本発明に達した。すなわち、本発明者らの
研究によれば、アルキレンカーボネートとアルコールと
のエステル交換反応において、周期律3B族の希土類元
素のアルコキシド(アルコキシ化合物)を触媒として用
いることによって、効率よくジアルキルカーボネートと
グリコールとを同時に製造し得ること、そして、該触媒
を反応前に反応物及び/又は生成物と加温処理する前処
理によって、一段と反応系に不溶でしかも触媒活性の高
い不均一系触媒となり、高収率でかつ効率よくジアルキ
ルカーボネートとグリコールを同時に製造し得るという
新事実が見い出された。As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found an excellent new catalyst and reached the present invention. That is, according to the research conducted by the present inventors, in the transesterification reaction of an alkylene carbonate and an alcohol, by using an alkoxide (alkoxy compound) of a rare earth element of Periodic Group 3B as a catalyst, a dialkyl carbonate and a glycol can be efficiently produced. By pretreating the catalyst with the reaction product and / or the product before heating, it becomes a heterogeneous catalyst that is further insoluble in the reaction system and has high catalytic activity, resulting in high yield. A new fact has been found that a dialkyl carbonate and a glycol can be simultaneously produced with high rate and efficiency.
【0011】かくして、本発明によれば、下記式[1]Thus, according to the present invention, the following formula [1]
【0012】[0012]
【化4】 Embedded image
【0013】(式[1]中、R1 ,R2 ,R3 及びR4
は、互いに同一もしくは相異なり、水素原子、置換もし
くは未置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基又
はシクロアルキル基を示す)で表わされるアルキレンカ
ーボネートと、下記式[2] R5 OH [2] (式[2]中、R5 は、側鎖を有するか又は有しない炭
素数1〜12のアルキル基、アルケニル基、アリール基
又はシクロアルキル基を示す)で表わされるアルコール
とを反応させ、一般式[3](In the formula [1], R 1 , R 2 , R 3 and R 4
Are the same or different from each other and represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or a cycloalkyl group), and an alkylene carbonate represented by the following formula [2] R 5 OH [2] ( In the formula [2], R 5 is reacted with an alcohol represented by an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or a cycloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may or may not have a side chain, to give a compound represented by the general formula [3]
【0014】[0014]
【化5】 Embedded image
【0015】(式[3]中、R5 は上記式[2]と同じ
である)で表わされるジアルキルカーボネートと、下記
式[4](In the formula [3], R 5 is the same as the above formula [2]), and a dialkyl carbonate represented by the following formula [4]
【0016】[0016]
【化6】 Embedded image
【0017】(式[4]中、R1 ,R2 ,R3 及びR4
は上記式[1]と同じである)で表わされるグリコール
とを、同時に製造するに際し、触媒として、スカンジウ
ム、イットリウム、ランタニド及びアクチニドの3B族
希土類元素から選ばれた金属のアルコキシドの中から選
ばれた少なくとも1種を含む化合物を使用することを特
徴とする方法が提供される。(In the formula [4], R 1 , R 2 , R 3 and R 4
Is the same as the above-mentioned formula [1]), and a alkoxide of a metal selected from scandium, yttrium, lanthanide and actinide selected from the group 3B rare earth elements as a catalyst when simultaneously producing a glycol represented by the formula [1]. There is provided a method characterized in that a compound comprising at least one is used.
【0018】上記触媒としては、スカンジウム、イット
リウム及びランタニド金属のアルコキシドの中から選ば
れた少なくとも1種を含む化合物が好ましく、特に、イ
ットリウム、ランタン、セリウム、ネオジニウム、サマ
リウムのアルコキシドの中から選ばれた少なくとも1種
の化合物又はこれらの誘導体を使用することが好まし
い。The catalyst is preferably a compound containing at least one selected from scandium, yttrium and lanthanide metal alkoxides, and particularly selected from yttrium, lanthanum, cerium, neodinium and samarium alkoxides. Preference is given to using at least one compound or derivatives thereof.
【0019】上記反応において、原料として供給される
アルキレンカーボネートは、エチレンカーボネート又は
プロピレンカーボネートが適当であり、アルコールはメ
タノールかエタノールのいずれかであることが適当であ
る。また、上記反応は、40〜300℃の温度条件下で
行うのが好ましい。In the above reaction, the alkylene carbonate supplied as the raw material is preferably ethylene carbonate or propylene carbonate, and the alcohol is preferably either methanol or ethanol. Further, the above reaction is preferably carried out under a temperature condition of 40 to 300 ° C.
【0020】特に、本発明方法では、触媒として、前処
理において、上記の周期律3B族希土類元素のアルコキ
シドを、3倍モル以上の、反応物である一般式[2]の
アルコール及び/又は生成物である一般式[4]のグリ
コール及び/又は反応物である一般式[1]のアルキレ
ンカーボネート及び/又は生成物である一般式[3]の
ジアルキルカーボネートの存在下で、加熱処理してなる
特殊な触媒を用いることが工業的に有利である。In particular, in the method of the present invention, as a catalyst, in the pretreatment, the alkoxide of the group 3B rare earth element in the periodic table is a 3-fold or more molar amount of an alcohol of the general formula [2] and / or a product thereof. Which is a product of general formula [4] and / or a reaction product of alkylene carbonate of general formula [1] and / or a product of general formula [3] dialkyl carbonate. It is industrially advantageous to use a special catalyst.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】本発明方法によれば、上述のよう
に上記式[1]で示されるアルキレンカーボネートと上
記式[2]で示されるアルコールとをエステル交換反応
させることにより、上記式[3]で示されるジアルキル
カーボネートと上記式[4]で示されるグリコールとが
同時に製造される。本発明方法は、この反応において、
触媒として、スカンジウム、イットリウム、ランタニド
及びアクチニドの周期律3B族(旧IIIA族)希土類
元素から選ばれた金属のアルコキシドの中から選ばれた
少なくとも1種を含む化合物を使用することを最大の特
徴とする。この際、さらに反応前処理として、触媒とな
る上記アルコキシドを、反応物及び/又は生成物のアル
コール、カーボネートの存在下で加温処理し、活性度等
を改良した触媒として使用することが好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the method of the present invention, the alkylene carbonate represented by the above formula [1] and the alcohol represented by the above formula [2] are subjected to transesterification reaction as described above to obtain the above formula [ 3] and the glycol represented by the above formula [4] are simultaneously produced. In this reaction, the method of the present invention comprises
As a catalyst, the greatest feature is to use a compound containing at least one selected from alkoxides of metals selected from scandium, yttrium, lanthanide, and actinide periodic group 3B (former group IIIA) rare earth elements. To do. At this time, as the pretreatment for the reaction, it is preferable that the above-mentioned alkoxide serving as a catalyst is subjected to a heating treatment in the presence of alcohol and carbonate as a reaction product and / or a product to be used as a catalyst having improved activity and the like.
【0022】本発明方法における一方の原料のアルキレ
ンカボネートは上記式[1]で示される化合物である
が、式[1]中のR1 ,R2 ,R3 及びR4 は、水素原
子、置換もしくは未置換のアルキル基、アルケニル基、
アリール基又はシクロアルキル基である。これらは互い
に同一でも相異なってもよい。かかるアルキレンカボネ
ートの具体的例としては、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、1,2―ブチレンカーボネート、
2,3―ブチレンカボネート、スチレンカーボネート等
が挙げられる。これらのうち、目的のグリコールの有用
性と工業的な入手し易さからエチレンカボネート又はプ
ロピレンカーボネートが最もよく用いられる。The alkylene carbonate as one of the starting materials in the method of the present invention is a compound represented by the above formula [1], wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the formula [1] are hydrogen atoms, A substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group,
It is an aryl group or a cycloalkyl group. These may be the same as or different from each other. Specific examples of such alkylene carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate,
2,3-butylene carbonate, styrene carbonate and the like can be mentioned. Among these, ethylene carbonate or propylene carbonate is most often used because of the usefulness of the desired glycol and industrial availability.
【0023】本発明方法におけるもう一方の原料である
アルコールは、上記式[2]で示されるものであり、式
[2]中のR5 は、側鎖を有するか又は有しない炭素数
1〜12のアルキル基、アルケニル基、アリール基又は
シクロアルキル基である。かかるアルコールの具体例と
しては、メチルアルコール、エチルアルコール、n―プ
ロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−
ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール、sec
−ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルア
ルコール、オクチルアルコール、2ーエチルヘキシルア
ルコール、デシルアルコール、ドデシルアルコール、ア
リルアルコール、シクロヘキシルアルコール、ベンジル
アルコール等が挙げられるが、これらの中、メチルアル
コール又はエチルアルコールが最も有用でよく用いられ
る。The alcohol, which is the other raw material in the method of the present invention, is represented by the above formula [2], and R 5 in the formula [2] has 1 to 10 carbon atoms with or without a side chain. 12 alkyl, alkenyl, aryl or cycloalkyl groups. Specific examples of such alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, and n-propyl alcohol.
Butyl alcohol, iso-butyl alcohol, sec
-Butyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, octyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, decyl alcohol, dodecyl alcohol, allyl alcohol, cyclohexyl alcohol, benzyl alcohol, etc., among which methyl alcohol or ethyl alcohol is most useful Often used in.
【0024】本発明方法では、これらの、上記式[1]
で表されるアルキレンカーボネートと上記式[2]で表
されるアルコールとから、特定の触媒の存在下にエステ
ル交換反応を行わせることによって、次に示す化学量論
式[5]に従って、上記式[3]で表されるジアルキル
カーボネートと上記式[4]で表されるグリコールとが
同時に生成する。In the method of the present invention, the above formula [1]
The alkylene carbonate represented by the formula [2] and the alcohol represented by the formula [2] are subjected to a transesterification reaction in the presence of a specific catalyst to give the above formula according to the stoichiometric formula [5]. The dialkyl carbonate represented by [3] and the glycol represented by the above formula [4] are simultaneously produced.
【0025】[0025]
【化7】 Embedded image
【0026】(式[5]中のR1 〜R5 はいずれも上記
と同じ。)(R 1 to R 5 in the formula [5] are the same as above.)
【0027】本発明方法において用いられる新規な触媒
は、スカンジウム、イットリウム、ランタニド及びアク
チニドの3B族希土類元素から選ばれた金属のアルコキ
シドの少なくとも1種を含む化合物からなる。これら3
B族希土類元素を具体的に例示すれば、Sc,Yや、ラ
ンタニド族のLa,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,G
d,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luや、ア
クチニド族のAc,Th,Pa,U等を挙げることがで
き、これらの3B族希土類元素のアルコキシドの1種又
は2種以上の組み合わせが触媒として用いられる。通
常、これらのアルコキシドは3価を示すが、CeやP
r、Tbのようにときに一部4価を示すものや、Smや
Eu、Ybのように2価の状態をとるものもあるが、い
ずれも本発明方法に用いることができる。一般に3価の
アルコキシドは下記式[6]で表される。The novel catalyst used in the method of the present invention comprises a compound containing at least one metal alkoxide selected from the group 3B rare earth elements of scandium, yttrium, lanthanide and actinide. These three
Specific examples of the group B rare earth elements include Sc, Y and lanthanide group La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, G.
Examples thereof include d, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, and Ac, Th, Pa and U of the actinide group, and one or more of these 3B group rare earth element alkoxides. The combination is used as a catalyst. Usually, these alkoxides are trivalent, but Ce and P
Some of them, such as r and Tb, are partially tetravalent and some of them are divalent, such as Sm, Eu, and Yb, and both can be used in the method of the present invention. Generally, a trivalent alkoxide is represented by the following formula [6].
【0028】 Ln(OR6 )(OR7 )(OR8 ) ……… [6] (式中、Lnはスカンジウム、イットリウムやランタニ
ド又はアクチニドの3価の3B族金属元素であり、
R6 ,R7 及びR8 は、互いに同一もしくは相異なる1
価の脂肪族炭化水素基である。)Ln (OR 6 ) (OR 7 ) (OR 8 ) ... [6] (In the formula, Ln is scandium, yttrium, lanthanide or actinide, which is a trivalent group 3B metal element,
R 6 , R 7 and R 8 are the same or different from each other.
It is a valent aliphatic hydrocarbon group. )
【0029】より詳細には、上記式[6]のR6 ,R7
及びR8 は、炭素数が1〜12の線状又は分岐状のアル
キル基もしくはシクロアルキル基であり、このアルキル
基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、
tert- ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基
が挙げられ、シクロアルキル基としては、例えば、シク
ロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基が挙げられる。また、これらの炭化水素
基は、互いに結合して、2価あるいは3価以上の、環状
あるいは鎖状のアルコキシドを形成してもよい。かかる
多価の脂肪族炭化水素基としてはエチレン基、プロピレ
ン基、ブチレン基、ネオペンチル基等が挙げられる。More specifically, R 6 and R 7 of the above formula [6] are
And R 8 is a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and specific examples of the alkyl group include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, Butyl group, isobutyl group,
Examples thereof include a tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, and octyl group. Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Further, these hydrocarbon groups may be bonded to each other to form a divalent or trivalent or more cyclic or chain alkoxide. Examples of the polyvalent aliphatic hydrocarbon group include ethylene group, propylene group, butylene group, neopentyl group and the like.
【0030】なお、上記式[6]においては、スカンジ
ウム、イットリウムやランタニド及びアクチニド金属の
アルコキシドは3価の単量体の形で表されているが、こ
れら金属の種類や脂肪族炭化水素基の種類や組み合わせ
によっては2量体以上の多量体、あるいは単量体と多量
体との混合物を形成する場合があるが、いずれも本発明
方法において有効に用いることができる。In the above formula [6], the alkoxides of scandium, yttrium, lanthanide and actinide metals are represented in the form of trivalent monomers, but the kind of these metals and the aliphatic hydrocarbon group Depending on the type and combination, a dimer or higher multimer or a mixture of a monomer and a multimer may be formed, and both can be effectively used in the method of the present invention.
【0031】また、このアルコキシドの一部が水酸基又
は酸化物で置き換えられている場合があっても同様に用
いることができる。かかる例としては、イットリウムオ
キサイドイソプロポキシドY5 O(OiPr)13が知ら
れているが、本発明方法においては、この例に限られる
ものではない。Further, even when a part of the alkoxide is replaced with a hydroxyl group or an oxide, it can be used similarly. Although yttrium oxide isopropoxide Y 5 O (OiPr) 13 is known as such an example, the method of the present invention is not limited to this example.
【0032】スカンジウム(Sc)、イットリウム
(Y)やランタニド金属(La,Ce,Pr,Nd,S
m,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Y
b,Lu)及びアクチニド金属(Ac,Th,Pa,U
等)として挙げられる各種金属のアルコキシドは、いず
れも、本反応に高い触媒活性を有し、本発明方法におい
て好適に用いることができるが、中でも、Yと,La,
Ce,Pr,Nr,Smの所謂セリウム族に属する金属
は、賦存量も多く工業的規模でも特に好適に用いられ
る。Scandium (Sc), yttrium (Y) and lanthanide metals (La, Ce, Pr, Nd, S)
m, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y
b, Lu) and actinide metals (Ac, Th, Pa, U
Etc., all of the alkoxides of various metals mentioned above have a high catalytic activity in the present reaction and can be suitably used in the method of the present invention. Among them, Y, La,
The metals belonging to the so-called cerium group of Ce, Pr, Nr, and Sm have a large amount of endowment and are particularly preferably used on an industrial scale.
【0033】一方、アルコキシドとしては、メトキシ
ド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブ
トキシド等の低級脂肪族1価アルコール又はエチレング
リコシド、プロピレングリコシド等の低級脂肪族2価ア
ルコールから誘導されるアルコキシドが、好適に用いら
れる。On the other hand, examples of the alkoxides include alkoxides derived from lower aliphatic monohydric alcohols such as methoxide, ethoxide, propoxide, isopropoxide and butoxide, or lower aliphatic dihydric alcohols such as ethylene glycoside and propylene glycoside. It is preferably used.
【0034】これらの3B族希土類元素のアルコキシド
からなる触媒は、例えば次の方法、すなわち、(a)ラ
ンタニド金属と脂肪族アルコールを無触媒又は触媒存在
下に加熱還流せしめ水素発生を伴って調製する方法、
(b)ランタニド金属の塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の塩
無水物に低級脂肪族アルコールのアルカリ金属塩を作用
させ、生ずるアルカリ金属塩を除去する方法、(c)ラ
ンタニド金属酸化物と脂肪族アルコールとから脱水反応
による部分的アルコキシドの生成を見る方法等、によっ
て調製することができ、さらに(d)一旦調製したラン
タニド金属のアルコキシドに別の脂肪族アルコールを反
応させて交換反応により、別のアルコキシドに誘導する
こともできる。そして、この交換反応を利用すれば脂肪
族アルコールの代わりに芳香族モノヒドロキシ化合物を
作用させて本反応の触媒活性種の一つと考えられている
ランタニド金属の芳香族ヒドロキシドを含むアルコキシ
ドに誘導することも出来る。本発明方法では、かかるフ
ェノキシドを含むアルコキシドも触媒として有効に用い
ることができる。The catalyst composed of the alkoxide of the rare earth element of the 3B group is prepared, for example, by the following method: (a) a lanthanide metal and an aliphatic alcohol are heated to reflux without a catalyst or in the presence of a catalyst, and hydrogen is generated. Method,
(B) a method of removing an alkali metal salt produced by causing an alkali metal salt of a lower aliphatic alcohol to act on a salt anhydride such as a lanthanide metal hydrochloride, nitrate or sulfate, (c) a lanthanide metal oxide and an aliphatic salt It can be prepared by a method of observing the formation of a partial alkoxide from an alcohol by a dehydration reaction, and (d) another alkoxide of the lanthanide metal once prepared is reacted with another aliphatic alcohol to give another alkoxide. It can also be derivatized to an alkoxide. If this exchange reaction is utilized, an aromatic monohydroxy compound is caused to act in place of the aliphatic alcohol to induce an alkoxide containing an aromatic hydroxide of lanthanide metal, which is considered to be one of the catalytically active species of this reaction. You can also do it. In the method of the present invention, such an alkoxide containing phenoxide can be effectively used as a catalyst.
【0035】これらの触媒調製法のうち、工業的規模で
行う上で最も経済的でかつ簡便な方法は、3B族金属の
強酸の塩(塩化物等)と炭素数3〜8の脂肪族アルコー
ルのアルカリ金属塩とを反応させ、同時に生成する塩類
を除去する方法であるが、炭素数3以上の脂肪族アルコ
ールから誘導される3B族金属のアルコキシドは、炭化
水素やエステル、ケトン、高級アルコール等の同時に生
成する塩類を溶解しない揮発性の溶媒に溶けやすく、そ
のため塩類との分離が容易であり純度の高いものが効率
よく得られる。ここで炭素数3〜8の脂肪族アルコール
として用いられるのは、iso−プロピルアルコール、
n−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、n−
ヘキシルアルコール等であり、特にiso−プロピルア
ルコールがこの目的に最も適しており、得られる3B族
金属のアルコキシドとしては、トリイソプロポキサイド
が一般的で工業規模で容易に得ることができる。Of these catalyst preparation methods, the most economical and simplest method on an industrial scale is the salt of a strong acid of Group 3B metal (such as chloride) and an aliphatic alcohol having 3 to 8 carbon atoms. It is a method of reacting with an alkali metal salt of the above to remove salts that are simultaneously formed. The alkoxide of a 3B group metal derived from an aliphatic alcohol having 3 or more carbon atoms is a hydrocarbon, ester, ketone, higher alcohol, etc. The salt produced at the same time is easily dissolved in a volatile solvent that does not dissolve, so that it is easy to separate from the salt and a highly pure salt is efficiently obtained. Here, as the aliphatic alcohol having 3 to 8 carbon atoms, iso-propyl alcohol,
n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, n-
Hexyl alcohol and the like, especially iso-propyl alcohol is most suitable for this purpose, and triisopropoxide is generally used as the alkoxide of the Group 3B metal obtained, and can be easily obtained on an industrial scale.
【0036】本発明方法においては、触媒として用いら
れる上記3B族金属のアルコキシドを、反応前に、原料
(反応物)のアルコール又は生成物のグリコール等のア
ルコール成分と、好ましくは原料又は生成物たるカーボ
ネートの存在下に、リガンド交換を行って、それらのア
ルコール成分を一部あるいは大部分とするアルコキシド
に変換するのが好ましい。この際、変換と同時に上記3
B族金属のアルコキシド成分のアルコールは遊離され
る。そして、変換されたアルコキシドは、溶解度が極め
て小さくなり、実質的に触媒が不均一系になる。In the method of the present invention, the above-mentioned Group 3B metal alkoxide used as a catalyst is preferably used as a raw material (reactant) or an alcohol component such as glycol of a product before the reaction, preferably as a raw material or a product. Ligand exchange is preferably carried out in the presence of carbonate to convert the alcohol component into an alkoxide having a part or a majority thereof. At this time, the above 3
The alcohol of the alkoxide component of the Group B metal is liberated. Then, the converted alkoxide has extremely low solubility, and the catalyst is substantially heterogeneous.
【0037】従って、本発明方法において、原料のアル
コールとしてメタノールあるいはエタノールを用いた場
合、触媒として調製の容易な炭素数3以上のアルコール
からなるアルコキシドを用いても、反応中のリガンド交
換によりメトキシドあるいはエトキシドに変換され、触
媒は実質的に反応系に溶解せず不均一系となるので、反
応生成物等と容易に分離可能であり、循環再使用が容易
となる。Therefore, in the method of the present invention, when methanol or ethanol is used as a raw material alcohol, even if an alkoxide consisting of an alcohol having 3 or more carbon atoms, which is easy to prepare, is used as a catalyst, methoxide or Since it is converted to ethoxide and the catalyst is not substantially dissolved in the reaction system and becomes a heterogeneous system, it can be easily separated from the reaction product and the like, and can be easily recycled and reused.
【0038】かくして、本発明方法においては、上記の
触媒を、予め前処理として、反応物のアルコール及び/
又は生成物のグリコールと、反応物及び/又は生成物の
カーボネートの存在又は非存在下に、加温処理すること
によって、実質的に不均一系で、高い反応活性をもつ触
媒となり、この触媒を反応に用いることで、特に効率よ
く、目的とするジアルキルカーボネートとアルキレング
リコールを高純度で得ることが可能となる。Thus, in the method of the present invention, the above-mentioned catalyst is preliminarily pretreated, and alcohol and / or
Alternatively, by heating in the presence or absence of the product glycol and the reactant and / or the product carbonate, a catalyst having a substantially heterogeneous system and high reaction activity can be obtained. By using it for the reaction, it becomes possible to obtain the desired dialkyl carbonate and alkylene glycol with high purity particularly efficiently.
【0039】この前処理反応における、反応物のアルコ
ール又は生成物のグリコールは、それぞれ上記式[2]
及び上記式[4]に示したものであり、これらを上記触
媒に添加し加温処理することにより、アルコキシドのリ
ガンド交換を引き起こして触媒金属に上記式[2]のア
ルコールあるいは上記式[4]のグリコールが導入さ
れ、処理前の触媒アルコキシドのアルコール(上記式
[6]のR6 〜R8 )が遊離する。The alcohol of the reaction product or glycol of the product in this pretreatment reaction is represented by the above formula [2].
And the one represented by the above formula [4]. When these are added to the above catalyst and subjected to heating treatment, ligand exchange of the alkoxide is caused to cause the catalyst metal to have the alcohol of the above formula [2] or the above formula [4]. Is introduced to liberate the alcohol of the catalyst alkoxide (R 6 to R 8 in the above formula [6]) before the treatment.
【0040】その添加量は、触媒の3B族金属アルコキ
シドに対し、合計量で3倍モル以上が適当であり、好ま
しくは5倍モル以上、特に好ましくは10倍モル〜50
倍モルである。添加量が少ないと、リガンド交換が充分
に起こらず、そのため触媒の不均一化が不充分であると
同時に本反応において処理前の触媒から遊離する反応物
以外のアルコールにより生成物が汚染されるおそれがあ
る。The amount of addition is appropriately 3 times mol or more, preferably 5 times mol or more, particularly preferably 10 times mol to 50 times the total amount based on the Group 3B metal alkoxide of the catalyst.
It is twice the mole. If the amount added is too small, ligand exchange will not occur sufficiently, and thus catalyst heterogeneity will be inadequate, and at the same time the product may be contaminated with alcohol other than the reactant liberated from the catalyst before treatment in this reaction. There is.
【0041】この前処理反応においては、触媒活性効果
を上げるため、上記式[1]のアルキレンカーボネート
及び/又は上記式[3]のジアルキルカーボネートの存
在下で行うことが好ましい。これらカーボネートの添加
量は0.1倍モル〜50倍モル、好ましくは1倍モル〜
20倍モルである。添加量が少ないと触媒の賦活効果が
小さく、また多すぎると上記前処理におけるリガンド交
換反応を遅くすることがある。This pretreatment reaction is preferably carried out in the presence of the alkylene carbonate of the above formula [1] and / or the dialkyl carbonate of the above formula [3] in order to enhance the catalytic activity effect. The amount of these carbonates added is 0.1 to 50 times mol, preferably 1 to mol times.
It is 20 times the molar amount. If the addition amount is small, the catalyst activation effect is small, and if it is too large, the ligand exchange reaction in the pretreatment may be delayed.
【0042】前処理における反応温度は、室温以上で1
50℃以下の温度、好ましくは50℃〜120℃であ
る。特に好ましくは、用いるアルコールの沸点付近の温
度が採用される。反応温度が低いと反応速度が遅く処理
に時間がかかり過ぎるため好ましくなく、また高過ぎる
と触媒が失活するおそれがある。加熱時間は処理温度に
もよるが通常0.5時間〜3時間で行なわれ、特に1時
間〜2.5時間で行うのが好ましい。The reaction temperature in the pretreatment is 1 at room temperature or higher.
The temperature is 50 ° C or lower, preferably 50 ° C to 120 ° C. Particularly preferably, a temperature around the boiling point of the alcohol used is adopted. If the reaction temperature is low, the reaction rate is slow and the treatment takes too long, which is not preferable, and if it is too high, the catalyst may be deactivated. Although the heating time depends on the treatment temperature, it is usually 0.5 to 3 hours, and particularly preferably 1 to 2.5 hours.
【0043】かかる前処理の後、濾別あるいは遠心分離
等の方法により、触媒を反応処理剤及び反応処理により
遊離したアルコール類や反応生成物を遊離するのが適当
である。アルコール類のみを蒸発等の方法で除去した
後、反応処理剤として用いた反応物及び生成物と不均一
化した触媒との混合物をそのまま用いてもよい。After such pretreatment, it is appropriate to release the catalyst from the reaction treating agent and the alcohols and reaction products liberated by the reaction treatment by a method such as filtration or centrifugation. After removing only alcohols by a method such as evaporation, a mixture of the reaction product and the product used as the reaction treating agent and the heterogenized catalyst may be used as it is.
【0044】本発明方法では、上記の新規触媒を、一般
に触媒量で使用して、アルキレンカーボネートとアルコ
ールとを反応させることにより、上記式[5]に従って
ジアルキルカボネートとアルキレングリコールとを同時
に製造することができる。この際の反応温度は、40〜
300℃、好ましくは50〜250℃である。この温度
範囲より低い場合は反応速度が十分でなく、またこの温
度範囲を越えると分解等の副反応を伴うことがあり、好
ましくない。In the method of the present invention, the above-mentioned novel catalyst is generally used in a catalytic amount to react an alkylene carbonate with an alcohol to simultaneously produce a dialkyl carbonate and an alkylene glycol according to the above formula [5]. be able to. The reaction temperature at this time is 40 to
The temperature is 300 ° C, preferably 50 to 250 ° C. If it is lower than this temperature range, the reaction rate is not sufficient, and if it is higher than this temperature range, side reactions such as decomposition may occur, which is not preferable.
【0045】本発明方法において、原料のアルキレンカ
ーボネートとアルコールとの組成比は、反応量論的には
モル比でアルキレンカーボネート1に対してアルコール
は2であるが、本反応は化学平衡で支配されるため、ア
ルキレンカーボネートの転化率を上げるために、アルコ
ールは過剰に用いるのが好ましい。通常、アルキレンカ
ボネート1モルに対しアルコールは2〜20モル、より
好ましくは2〜10モルの範囲で使用される。In the method of the present invention, the composition ratio of the raw material alkylene carbonate and alcohol is a reaction stoichiometry in which the molar ratio is 1 for alkylene carbonate and 2 for alcohol, but this reaction is controlled by chemical equilibrium. Therefore, in order to increase the conversion rate of alkylene carbonate, it is preferable to use alcohol in excess. Usually, the alcohol is used in an amount of 2 to 20 mol, more preferably 2 to 10 mol, based on 1 mol of the alkylene carbonate.
【0046】本反応は密閉形で行う場合、あるいは開放
系でも全還流で行う場合も、反応は用いた反応温度での
平衡定数に基づく平衡組成に到達すると見掛け上反応は
停止する。従って、究極的に反応をさらに進めるために
は平衡組成から触媒と反応物を分離し、原料と生成物を
分離する必要がある。本発明方法で用いられる触媒は実
質的に不均一系を示すため、触媒と反応物との分離が比
較的容易になされ、分離された触媒はそのまま再使用さ
れ、反応物からは目的物と未反応原料が蒸留等の方法で
分離される。When this reaction is carried out in a closed form, or when it is carried out even in an open system with total reflux, the reaction apparently stops when it reaches an equilibrium composition based on the equilibrium constant at the reaction temperature used. Therefore, in order to ultimately proceed the reaction further, it is necessary to separate the catalyst and the reactant from the equilibrium composition and the raw material and the product. Since the catalyst used in the method of the present invention exhibits a substantially heterogeneous system, the catalyst and the reaction product can be separated relatively easily, and the separated catalyst can be reused as it is. The reaction raw materials are separated by a method such as distillation.
【0047】[0047]
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例を挙げて説
明するが、本発明はこれらの例によって限定されないこ
とは言うまでもない。The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.
【0048】[実施例1]容量100mlのフラスコ
に、エチレンカ−ボネ17.6g及びメタノール17.
0gを仕込み、触媒としてトリイソプロポキシサマリウ
ム:Sm(OiPr)3 1.5gを入れ、撹拌しながら
油浴の温度を100℃に保ち、全還流で1.5時間反応
させた。反応後、沈殿する触媒を除いて、生成した反応
混合物をプロトンH1 NMR(核磁気共鳴スペクトル)
を用いて各成分のピーク面積比より定量分析した。Example 1 A flask having a capacity of 100 ml was charged with 17.6 g of ethylene carbonate and 17.3 g of methanol.
0 g was charged, 1.5 g of triisopropoxysamarium: Sm (OiPr) 3 was added as a catalyst, the temperature of the oil bath was kept at 100 ° C. with stirring, and the reaction was carried out at total reflux for 1.5 hours. After the reaction, the precipitated reaction mixture was removed, and the resulting reaction mixture was subjected to proton H 1 NMR (nuclear magnetic resonance spectrum).
Was used for quantitative analysis from the peak area ratio of each component.
【0049】その結果、反応混合物の組成は、エチレン
カ−ボネ−ト4.52g,メタノール7.17g,ジメ
チルカーボネート12.6g,エチレングリコール6.
95g,2−ヒドロキシエチルメチルカーボネート等
3.36gからなることが判った。エチレンカーボネー
ト基準の転化率は74.5%となり、ジメチルカーボネ
ートの収率は70%となった。なお、上記の「2−ヒド
ロキシエチルメチルカーボネート等」とは、その中に平
衡中間体であるビス−2−ヒドロキシエチルカーボネー
トや1,2−エタンジイルジメチルカーボネート等が含
まれていることを意味する。As a result, the composition of the reaction mixture was as follows: ethylene carbonate 4.52 g, methanol 7.17 g, dimethyl carbonate 12.6 g, ethylene glycol 6.
It was found to be composed of 95 g and 2.36 g of 2-hydroxyethylmethyl carbonate. The conversion based on ethylene carbonate was 74.5%, and the yield of dimethyl carbonate was 70%. In addition, the above-mentioned "2-hydroxyethyl methyl carbonate etc." means that the bis-2-hydroxyethyl carbonate, 1,2-ethanediyl dimethyl carbonate etc. which are equilibrium intermediates are contained in it. .
【0050】[実施例2〜6,比較例1〜3]容量10
0mlのオートクレーブ中に、エチレンカ−ボネート1
7.6g,メタノール16.0g及び触媒として表1に
示す化合物を1.5g加え、100℃で2時間撹拌し反
応を行った。反応後急冷して、直ちに反応混合物を取り
出し、実施例1と同様にしてH1 NMRによって定量分
析し、エチレンカ−ボネート(EC)の残量から転化率
を求め、ジメチルカーボネート(DMC)及び遊離のエ
チレングリコール(EG)の生成量を比較した。その結
果を表1に示す。[Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 3] Capacity 10
Ethylene carbonate 1 in 0 ml autoclave
7.6 g, 16.0 g of methanol and 1.5 g of the compound shown in Table 1 as a catalyst were added, and the reaction was carried out at 100 ° C. for 2 hours with stirring. After the reaction, the reaction mixture was rapidly cooled, the reaction mixture was immediately taken out, quantitatively analyzed by H 1 NMR in the same manner as in Example 1, the conversion rate was calculated from the residual amount of ethylene carbonate (EC), and dimethyl carbonate (DMC) and free The amounts of ethylene glycol (EG) produced were compared. Table 1 shows the results.
【0051】[0051]
【表1】 [Table 1]
【0052】[実施例7]容量100mlのオートクレ
ーブ中に、エチレンカ−ボネート17.6g,メタノー
ル32.0g及び触媒として1.5gのトリイソプロポ
キシネオジウム:Nd(OiPr)3 を仕込んで、10
0℃で2時間撹拌し反応を行った。反応後急冷して、直
ちに反応混合物を取り出し、実施例1と同様にして、H
1 NMRによって定量分析し、エチレンカ−ボネートの
残量から転化率を求め、ジメチルカーボネート及び遊離
のエチレングリコールの生成量を比較した。その結果、
反応混合物の組成は、エチレンカ−ボネート3.7g,
メタノール19.7g,ジメチルカーボネート13.6
g,エチレングリコール7.5g及び2−ヒドロキシエ
チルメチルカーボネート5.1gからなることが判っ
た。本例でのエチレンカ−ボネート基準の転化率は79
%であった。Example 7 In an autoclave having a volume of 100 ml, 17.6 g of ethylene carbonate, 32.0 g of methanol and 1.5 g of triisopropoxy neodymium: Nd (OiPr) 3 as a catalyst were charged.
The reaction was carried out by stirring at 0 ° C for 2 hours. After the reaction, the reaction mixture was rapidly cooled, and the reaction mixture was immediately taken out.
Quantitative analysis was carried out by 1 NMR, the conversion rate was obtained from the remaining amount of ethylene carbonate, and the production amounts of dimethyl carbonate and free ethylene glycol were compared. as a result,
The composition of the reaction mixture was 3.7 g of ethylene carbonate,
Methanol 19.7 g, dimethyl carbonate 13.6
g, 7.5 g of ethylene glycol and 5.1 g of 2-hydroxyethylmethyl carbonate. In this example, the conversion based on ethylene carbonate is 79.
%Met.
【0053】[実施例8]実施例7で用いた触媒を、反
応混合物から濾別してから、そのまま用い、容量100
mlのオートクレ−ブに新たにエチレンカーボネート1
7.6gとメタノール32gと共に仕込んで、実施例7
と同様に反応を行なった。その結果、反応混合物の組成
は、エチレンカ−ボネート3.9g,メタノール19.
5g,ジメチルカーボネート13.7g,エチレングリ
コール7.0g及び2−ヒドロキシエチルメチルカーボ
ネート5.3gからなることが判った。本例でのエチレ
ンカ−ボネート基準の転化率は77%であった。Example 8 The catalyst used in Example 7 was filtered from the reaction mixture and then used as is, with a volume of 100.
New ethylene carbonate 1 ml in autoclave
Example 7 was prepared by charging with 7.6 g and 32 g of methanol.
The reaction was carried out in the same manner as described above. As a result, the composition of the reaction mixture was 3.9 g of ethylene carbonate and 19.
It was found to consist of 5 g, 13.7 g of dimethyl carbonate, 7.0 g of ethylene glycol and 5.3 g of 2-hydroxyethyl methyl carbonate. In this example, the conversion rate based on ethylene carbonate was 77%.
【0054】[実施例9]容量100mlのフラスコ
に、エチレンカ−ボネ17.6gと触媒としてトリイソ
プロポキシサマリウム:Sm(OiPr)3 1.5gを
入れ、メタノールを約25g/hrの速度で供給しなが
ら、油浴の温度を100℃に保って、低沸点の蒸発物を
捕収しつつ2時間半反応させた。捕収した留分とフラス
コに残留した反応混合物とをガスクロマトグラフィーを
用いて定量分析した結果、低沸点流出物はジメチルカー
ボネート15.8gとメタノール53.6gからなり、
フラスコ残留物中には、ジメチルカーボネート0.6g
及びメタノール2.1gが含まれていることが判明し
た。本例のエチレンカ−ボネート基準の転化率は92.
9%であった。Example 9 In a flask having a capacity of 100 ml, 17.6 g of ethylene carbonate and 1.5 g of triisopropoxysamarium: Sm (OiPr) 3 as a catalyst were placed, and methanol was supplied at a rate of about 25 g / hr. On the other hand, the temperature of the oil bath was maintained at 100 ° C., and the low boiling point evaporate was collected and reacted for 2 and a half hours. As a result of quantitative analysis of the collected fractions and the reaction mixture remaining in the flask using gas chromatography, the low boiling point effluent was composed of 15.8 g of dimethyl carbonate and 53.6 g of methanol,
0.6g of dimethyl carbonate in the flask residue
And 2.1 g of methanol were found to be contained. The conversion based on ethylene carbonate in this example was 92.
9%.
【0055】[実施例10] (触媒前処理)容量200mlの3つ口フラスコにコン
デンサーを設け、トリイソプロポキシサマリウム:Sm
(OiPr)3 4.0gとメタノール6.4g及びエチ
レンカーボネート44.0gを入れて約1時間還流し
た。反応後の温度は当初68℃から73℃まで上昇し
た。静置放冷後、デカンテーションにより前処理の反応
混合物と触媒とを分離した。この前処理による反応混合
物をガスクロマトグラフィーで分析した結果、メタノー
ル43.2g,エチレンカーボネート13.1g,ジメ
チルカーボネート26.9g,エチレングリコール1
6.6g,イソプロパノール1.8g及び微量のメチル
イソプロピルカーボネートが含まれていた。Example 10 (Catalyst pretreatment) A three-neck flask having a capacity of 200 ml was equipped with a condenser, and triisopropoxysamarium: Sm was added.
(OiPr) 3 (4.0 g), methanol (6.4 g) and ethylene carbonate (44.0 g) were added, and the mixture was refluxed for about 1 hour. The temperature after the reaction initially rose from 68 ° C to 73 ° C. After standing to cool, the reaction mixture of the pretreatment and the catalyst were separated by decantation. As a result of analyzing the reaction mixture obtained by this pretreatment by gas chromatography, 43.2 g of methanol, 13.1 g of ethylene carbonate, 26.9 g of dimethyl carbonate and 1 of ethylene glycol were obtained.
It contained 6.6 g, 1.8 g of isopropanol and a trace amount of methyl isopropyl carbonate.
【0056】(メタノールとエチレンカーボネートとの
反応)上記のように前処理された触媒を用いて、同じ2
00mlのコンデンサーに新たにメタノール64.0
g,エチレンカーボネート44.0gを入れ、約1時間
環流した。得られた反応混合物をガスクロマトグラフィ
ーで分析した結果、メタノール45.7g,エチレンカ
ーボネート13.1g,ジメチルカーボネート26.8
g,エチレングリコール16.5gが含まれ、イソプロ
パノールは検出されなかった。(Reaction of Methanol with Ethylene Carbonate) Using the catalyst pretreated as described above, the same 2
New methanol 64.0 in the 00 ml condenser.
g and 44.0 g of ethylene carbonate were added, and the mixture was refluxed for about 1 hour. As a result of analyzing the obtained reaction mixture by gas chromatography, methanol 45.7 g, ethylene carbonate 13.1 g, dimethyl carbonate 26.8
g, ethylene glycol 16.5 g were contained, and isopropanol was not detected.
【0057】[実施例11] (触媒前処理)コンデンサーを備えた容量100mlフ
ラスコ中に、トリプロポキシランタン1.5gをとり、
32.0gのメタノール及び17.6gのエチレンカー
ボネートを加えて実施例1と同様に常圧下1時間加熱還
流した。この前処理反応後静置冷却し、前処理による反
応混合物から触媒をデカンテーションして分離し、さら
に触媒を少量のメタノールで洗い、真空乾燥した。Example 11 (Catalyst pretreatment) 1.5 g of tripropoxylanthanum was placed in a 100 ml capacity flask equipped with a condenser.
32.0 g of methanol and 17.6 g of ethylene carbonate were added, and the mixture was heated under reflux for 1 hour under normal pressure in the same manner as in Example 1. After this pretreatment reaction, the mixture was allowed to stand and cool, the catalyst was decanted and separated from the reaction mixture obtained by the pretreatment, and the catalyst was washed with a small amount of methanol and vacuum dried.
【0058】(メタノールとエチレンカーボネートとの
反応)上記のように前処理した触媒1.44gを用い、
コンデンサーを備えた100mlフラスコ中で新たに3
2.0gのメタノール及び17.6gのエチレンカーボ
ネートを加えて約1時間加熱環流を行った。得られた反
応混合物をガスクロマトグラフィーにより分析したとこ
ろ、12.5gのジメチルカーボネート及び7.6gの
エチレングリコールが生成したことが確認された。(Reaction of methanol and ethylene carbonate) Using 1.44 g of the catalyst pretreated as described above,
Add 3 freshly in a 100 ml flask equipped with a condenser.
2.0 g of methanol and 17.6 g of ethylene carbonate were added, and the mixture was heated under reflux for about 1 hour. When the obtained reaction mixture was analyzed by gas chromatography, it was confirmed that 12.5 g of dimethyl carbonate and 7.6 g of ethylene glycol were produced.
【0059】[実施例12] (触媒前処理)トリイソプロポキシネオジウム:Nd
(OiPr)3 1.5gをとり、100mlフラスコ中
で、20.0gのメタノール及び2.0gのジメチルカ
ーボネートと約1時間加熱還流した。処理前に用いた低
沸点反応物及び遊離したイソプロパノールは、大部分を
デカンテーションして除き、さらに真空下に加温して蒸
発させ除去した。[Example 12] (Catalyst pretreatment) Triisopropoxy neodymium: Nd
1.5 g of (OiPr) 3 was taken, and heated and refluxed with 20.0 g of methanol and 2.0 g of dimethyl carbonate in a 100 ml flask for about 1 hour. Most of the low-boiling-point reactants and liberated isopropanol used before the treatment were removed by decantation, and the mixture was further heated under vacuum to be evaporated.
【0060】(メタノールとエチレンカーボネートとの
反応)次に、触媒の残ったフラスコ中に32.0gのメ
タノール及び17.6gのエチレンカーボネートを加え
て、約1時間加熱環流を行った。反応液の温度は約70
℃であった。得られた反応混合物をガスクロマトグラフ
ィーで分析した結果、ジメチルカーボネート8.9g,
エチレングリコール6.1g,メタノール20.0g及
びエチレンカーボネート3.9gが含まれていることが
確認された。(Reaction of methanol with ethylene carbonate) Next, 32.0 g of methanol and 17.6 g of ethylene carbonate were added to the flask containing the catalyst, and the mixture was heated under reflux for about 1 hour. The temperature of the reaction solution is about 70
° C. As a result of analyzing the obtained reaction mixture by gas chromatography, 8.9 g of dimethyl carbonate,
It was confirmed that 6.1 g of ethylene glycol, 20.0 g of methanol and 3.9 g of ethylene carbonate were contained.
【0061】[実施例13] (触媒前処理)実施例12と同様に、1.5gのトリイ
ソプロポキシネオジウム:Nd(OiPr)3 を用い、
前処理として、これを20.0gのメタノール,5.0
gのエチレングリコール及び2.0gのジメチルカーボ
ネートの混合溶液を用いて1時間還流撹拌し、さらに、
低沸点の化合物を減圧蒸留により除いて、前処理した触
媒を得た。Example 13 (Catalyst pretreatment) In the same manner as in Example 12, 1.5 g of triisopropoxy neodymium: Nd (OiPr) 3 was used,
As a pretreatment, this was treated with 20.0 g of methanol, 5.0
g of ethylene glycol and 2.0 g of a dimethyl carbonate mixed solution, and the mixture was refluxed and stirred for 1 hour.
The low boiling point compounds were removed by vacuum distillation to obtain a pretreated catalyst.
【0062】(メタノールとエチレンカーボネートとの
反応)実施例12と全く同様に、上記前処理触媒に、1
7.6gのエチレンカーボネート及び32.0gのメタ
ノールを加え常圧で還流撹拌を1時間行った。反応混合
物中には、ジメチルカーボネート9.3g,エチレング
リコール10.1g及びエチレンカーボネート5.6g
とメタノール24.1gが含まれていることが確認でき
た。(Reaction of Methanol and Ethylene Carbonate) In the same manner as in Example 12, the pretreatment catalyst was mixed with 1
7.6 g of ethylene carbonate and 32.0 g of methanol were added, and the mixture was stirred under reflux at normal pressure for 1 hour. In the reaction mixture, 9.3 g of dimethyl carbonate, 10.1 g of ethylene glycol and 5.6 g of ethylene carbonate.
And 24.1 g of methanol were confirmed to be contained.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上の如き本発明方法によれば、エチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート等のアルキレ
ンカーボネートとメタノール、エタノール等のアルコー
ルとを効率的に反応させ、ジアルキルカーボネートとエ
チレングリコールとを、高い収率で製造することができ
る。According to the method of the present invention as described above, alkylene carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate are efficiently reacted with alcohols such as methanol and ethanol to give dialkyl carbonate and ethylene glycol in a high yield. Can be manufactured in.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 69/96 C07C 69/96 Z // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication C07C 69/96 C07C 69/96 Z // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300
Claims (8)
一もしくは相異なり、水素原子、置換もしくは未置換の
アルキル基、アルケニル基、アリール基又はシクロアル
キル基を示す)で示されるアルキレンカーボネートと、
下記式[2] R5 OH [2] (式[2]中、R5 は、側鎖を有するか又は有しない炭
素数1〜12のアルキル基、アルケニル基、アリール基
又はシクロアルキル基を示す)で示されるアルコールと
を反応させ、下記式[3] 【化2】 (式[3]中、R5 は上記式[2]と同じである)で示
されるジアルキルカーボネートと、下記式[4] 【化3】 (式[4]中、R1 ,R2 ,R3 及びR4 は上記式
[1]と同じである)で示されるグリコールとを、同時
に製造する方法において、触媒として、スカンジウム、
イットリウム、ランタニド及びアクチニドからなる3B
族希土類元素のアルコキシドの中から選ばれた少なくと
も1種を含む化合物を使用することを特徴とする製造方
法。1. The following formula [1]: (In the formula [1], R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different from each other and represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or a cycloalkyl group). An alkylene carbonate shown,
Formula [2] R 5 OH [2] (In the formula [2], R 5 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group or a cycloalkyl group having or not having a side chain. ) Is reacted with an alcohol represented by the following formula [3] (In the formula [3], R 5 is the same as the above formula [2]), and a dialkyl carbonate represented by the following formula [4]: (In the formula [4], R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as those in the above formula [1]) and a glycol which is simultaneously produced in the method of producing scandium as a catalyst,
3B consisting of yttrium, lanthanide and actinide
A method for producing, characterized in that a compound containing at least one selected from alkoxides of group rare earth elements is used.
ム及びランタニド金属のアルコキシドの中から選ばれた
少なくとも1種を含む化合物を使用することを特徴とす
る請求項1記載の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein a compound containing at least one selected from scandium, yttrium, and lanthanide metal alkoxides is used as a catalyst.
セリウム、ネオジニウム、サマリウムのアルコキシドの
中から選ばれた少なくとも1種の化合物を使用すること
を特徴とする請求項1記載の製造方法。3. The catalyst, yttrium, lanthanum,
The method according to claim 1, wherein at least one compound selected from alkoxides of cerium, neodinium and samarium is used.
で行う請求項1〜請求項3のいずれかに記載の製造方
法。4. The production method according to claim 1, wherein the reaction is performed under a temperature condition of 40 to 300 ° C.
ンカーボネート又はプロピレンカーボネートを使用する
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載
の製造方法。5. The production method according to any one of claims 1 to 4, wherein ethylene carbonate or propylene carbonate is used as the alkylene carbonate.
ノールを使用することを特徴とする請求項1〜請求項5
のいずれかに記載の製造方法。6. Methanol or methanol is used as the alcohol, wherein the alcohol is used.
The production method according to any one of the above.
ルコキシドを、3倍モル以上の、反応物である上記式
[2]のアルコール及び/又は生成物である上記式
[4]のグリコールとともに加熱処理により前処理した
触媒を用いることを特徴とする請求項1〜請求項6のい
ずれかに記載の製造方法。7. As a catalyst, the alkoxide of a rare earth element of Group 3B is heated with 3 times or more moles of the alcohol of the formula [2] which is a reactant and / or the glycol of the formula [4] which is a product. The production method according to claim 1, wherein a catalyst pretreated by the treatment is used.
[1]のアルキレンカーボネート及び/又は生成物であ
る式[3]のジアルキルカーボネートの存在下で、加熱
処理を行なうことを特徴とする請求項7に記載の製造方
法。8. In the pretreatment of the catalyst, heat treatment is carried out in the presence of a alkylene carbonate of the formula [1] which is a reactant and / or a dialkyl carbonate of the formula [3] which is a product. The manufacturing method according to claim 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8133158A JPH09110744A (en) | 1995-08-14 | 1996-05-28 | Simultaneous production of dialkyl carbonate and glycol |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20697795 | 1995-08-14 | ||
JP7-206977 | 1995-08-14 | ||
JP8133158A JPH09110744A (en) | 1995-08-14 | 1996-05-28 | Simultaneous production of dialkyl carbonate and glycol |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09110744A true JPH09110744A (en) | 1997-04-28 |
Family
ID=26467569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8133158A Pending JPH09110744A (en) | 1995-08-14 | 1996-05-28 | Simultaneous production of dialkyl carbonate and glycol |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09110744A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008247873A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Univ Nagoya | Complex, catalyst for synthesizing ester, and method for producing the ester |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP8133158A patent/JPH09110744A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008247873A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Univ Nagoya | Complex, catalyst for synthesizing ester, and method for producing the ester |
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