JPH09241218A - Production of diaromatic carbonate and/or aliphatic-aromatic carbonate - Google Patents

Production of diaromatic carbonate and/or aliphatic-aromatic carbonate

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JPH09241218A
JPH09241218A JP8045984A JP4598496A JPH09241218A JP H09241218 A JPH09241218 A JP H09241218A JP 8045984 A JP8045984 A JP 8045984A JP 4598496 A JP4598496 A JP 4598496A JP H09241218 A JPH09241218 A JP H09241218A
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JP
Japan
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carbonate
aromatic
aliphatic
group
catalyst
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JP8045984A
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Japanese (ja)
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Eishin Yoshisato
瑛信 善里
Takashi Yoshitomi
孝 吉冨
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain diaromatic and/or aliphatic-aromatic carbonate compound(s) useful as e.g. a raw material for polycarbonates in high yield. SOLUTION: This compound, for example, a diaromatic carbonate of formula I (Ar1 and Ar2 are each a monovalent aromatic group) such as diphenyl carbonate, is obtained by reaction between a diaromatic carbonate of formula II (R1 and R2 are each a monovalent aliphatic hydrocarbon group) and an aromatic monohydroxy compound of the formula, Ar1 OH in the presence of a catalyst of the formula, TiLnx Oy (Ln is a group 3A metal element; (x) is the atom ratio of the group 3A metal atom to titanium atom in the multiple oxide; (y) is the atom ratio of the oxygen atom to titanium atom in the multiple oxide) at 100-350 deg.C to produce an intermediate of formula III (e.g. methyl phenyl carbonate) which is then heated in the presence of the catalyst of the formula, TiLnx Oy .

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はジ芳香族カーボネー
ト及び/又は脂肪族・芳香族カーボネートの製造方法に
関するものである。更に詳しくは、ジ脂肪族カーボネー
ト又は脂肪族・芳香族カーボネートと芳香族モノヒドロ
キシ化合物とを反応させて、ジ芳香族カーボネート及び
/又は脂肪族・芳香族カーボネートを、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 producing a diaromatic carbonate and / or an aliphatic / aromatic carbonate. More specifically, a di-aliphatic carbonate or an aliphatic / aromatic carbonate is reacted with an aromatic monohydroxy compound to efficiently produce a di-aromatic carbonate and / or an aliphatic / aromatic carbonate in a high yield. It is about how to do it.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジフェニルカーボネートで代表されるジ
芳香族カーボネートはポリカーボネートの原料等として
有用な化合物である。そして、芳香族モノヒドロキシ化
合物とジ脂肪族カーボネート又は脂肪族・芳香族カーボ
ネートとを反応させてジ芳香族カーボネートを製造する
ことはよく知られており、この反応は次の式(1)〜
(3)によって表される。
2. Description of the Related Art Diaromatic carbonate represented by diphenyl carbonate is a useful compound as a raw material for polycarbonate. It is well known that an aromatic monohydroxy compound is reacted with a di-aliphatic carbonate or an aliphatic / aromatic carbonate to produce a di-aromatic carbonate. This reaction is represented by the following formula (1)-
It is represented by (3).

【0003】[0003]

【化1】 Embedded image

【0004】(上記各式中、Rはアルキル基、Arはア
リール基を示す。) 上記の3つの反応のうち式(1)及び式(2)の反応
は、標準生成エネルギーや自由エネルギーなどの計算か
ら予測されるように、吸熱反応で化学平衡はいずれも原
料系側に偏っており、かつ活性化エネルギーも大きく反
応速度も遅いため、目的物である
(In each of the above formulas, R represents an alkyl group and Ar represents an aryl group.) Of the above three reactions, the reactions of the formulas (1) and (2) include standard formation energy and free energy. As predicted from the calculations, the chemical equilibrium in the endothermic reaction is biased toward the raw material system side, and the activation energy is large and the reaction rate is slow, so it is the target product.

【0005】[0005]

【化2】 Embedded image

【0006】の収率が低い。The yield of is low.

【0007】したがって、これらの反応を効率よく進め
るためには、低沸点の生成物である脂肪族アルコール
(ROH)を、連続的に系外へ除去すると同時に、活性
化エネルギーを下げるため好適な触媒を用いることが必
要である。
Therefore, in order to efficiently carry out these reactions, the aliphatic alcohol (ROH), which is a low-boiling product, is continuously removed from the system, and at the same time, the activation energy is lowered, which is a suitable catalyst. It is necessary to use.

【0008】そこでかかる触媒として、これまで種々の
化合物が提案されてきている。例えば、AlX3 、Ti
3 、TiX4 、VX4 、VoX3 、VX6 、Zn
2 、FeX2 (Xは、ハロゲン、アセトキシ、アルコ
キシ又はアリールオキシ)のようなルイス酸及びルイス
酸を形成しうる遷移金属化合物が提案されている(特公
昭56―42577号公報、特開昭51―105032
号公報、特開昭60―173016号公報参照)。しか
し、このようなルイス酸類は、腐食性が強く工業的実施
には適さないばかりでなく、また反応速度も遅く、収率
も十分でない。
Therefore, various compounds have been proposed as such catalysts. For example, AlX 3 , Ti
X 3 , TiX 4 , VX 4 , VoX 3 , VX 6 , Zn
Lewis acids such as X 2 and FeX 2 (X is halogen, acetoxy, alkoxy or aryloxy) and transition metal compounds capable of forming Lewis acids have been proposed (Japanese Patent Publication No. 56-42577). 51-105032
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 60-173016). However, such Lewis acids are not only suitable for industrial use because they are highly corrosive, but also have a slow reaction rate and an insufficient yield.

【0009】また、有機錫化合物や有機チタン化合物な
どの有機金属化合物を触媒とする方法(特開昭60―1
69444号公報、特開昭60―1694445号公
報、特開平1―265083号公報参照)も提案されて
いるが、これらの有機金属化合物は、蒸気圧を有してい
るために、生成物のジ芳香族カーボネートを反応混合物
から蒸留分離する際に、生成物中に混入してくるため、
完全な触媒との分離が困難であるという欠点を有してい
る。
Further, a method using an organic metal compound such as an organic tin compound or an organic titanium compound as a catalyst (JP-A-60-1).
No. 69444, JP-A-60-1694445, and JP-A-1-265083) are also proposed. However, since these organometallic compounds have a vapor pressure, they are When the aromatic carbonate is distilled off from the reaction mixture, it is mixed in the product,
It has the drawback of being difficult to separate from the complete catalyst.

【0010】一方、中性又は塩基性の鉛化合物を用いる
方法も提案されているが(特開平1―93560号公報
参照)、反応速度がやや遅く、大量に用いても目的の反
応を効率よく行うための触媒としては十分とはいえな
い。
On the other hand, a method using a neutral or basic lead compound has also been proposed (see JP-A-1-93560), but the reaction rate is rather slow, and the desired reaction can be carried out efficiently even in a large amount. It is not sufficient as a catalyst to carry out.

【0011】その他、アルカリ金属、アルカリ土類金属
化合物を触媒として用いる方法が示されている(特開昭
56―25138号公報参照)が、これらはいずれも反
応活性が低く、その上、脱炭酸反応によるエーテル化合
物の副生が多い。また、特開平1―265064号公報
にはSc、Cr、Mo、W、Mn、Au、Ga、In、
Bi、Te及びランタノイド化合物を触媒として使用す
る方法が提案されているが、そこに示されている化合物
はいずれも反応活性が低く、エーテルの副生も多いた
め、実用性に乏しい。
Other methods have been disclosed in which an alkali metal or alkaline earth metal compound is used as a catalyst (see JP-A-56-25138), but all of them have low reaction activity and, in addition, decarboxylation. There are many by-products of ether compounds from the reaction. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 1-265064, Sc, Cr, Mo, W, Mn, Au, Ga, In,
A method using Bi, Te, and a lanthanoid compound as a catalyst has been proposed, but all of the compounds shown therein have low reaction activity and many ether by-products, so that they are not practical.

【0012】これまで、反応活性が高いと見られている
触媒は、反応系中においていずれも均一相となり、フェ
ノールを主成分とする反応系中に溶解している。おそら
く触媒の活性種は触媒金属化合物のフェノラートと考え
られている。比較的高温でフェノールと接触することに
よりリガンド交換、あるいは酸化物の場合は付加脱水反
応などにより、フェノラートを形成し均一に溶解すると
同時に、ジ脂肪族カーボネートとエステル交換反応の活
性化エネルギーを下げる効果的な触媒種となると考えら
れている。これら均一系触媒を用いる方法は、少量の触
媒量で高い活性を保つ上では有利であるが、反応混合物
から触媒を分離するのが困難である。
Up to now, all the catalysts which are considered to have high reaction activity are in a homogeneous phase in the reaction system and are dissolved in the reaction system containing phenol as a main component. Probably the active species of the catalyst is believed to be the phenolate of the catalytic metal compound. The effect of lowering the activation energy of the di-aliphatic carbonate and transesterification reaction at the same time as forming a phenolate by contacting with phenol at a relatively high temperature to exchange a ligand, or in the case of an oxide, an addition dehydration reaction to form a phenolate. It is considered to be an effective catalyst species. These methods using a homogeneous catalyst are advantageous in maintaining high activity with a small amount of catalyst, but it is difficult to separate the catalyst from the reaction mixture.

【0013】ところで、本発明における最終目的生成物
であるジ芳香族カーボネートは、かなり高沸点の化合物
であり、蒸留分離の場合においても触媒との分離は種々
の困難を伴う。例えば、触媒の存在下に反応液を蒸留し
て目的のジ芳香族カーボネートを分離しようとすると、
脱炭酸などの分解や重合反応などが起こって精製工程で
の効率が悪くなったり、触媒の一部が揮発成分となって
製品中に混入したりする場合もあり、触媒の回収循環に
おいても高沸点の分解物、重合物と触媒との分離が困難
で触媒の性能低下やロスを伴う。
By the way, the final target product of the present invention, the diaromatic carbonate, is a compound having a considerably high boiling point, and separation from the catalyst is accompanied by various difficulties even in the case of distillation separation. For example, when the reaction solution is distilled in the presence of a catalyst to separate the target diaromatic carbonate,
Decomposition such as decarboxylation or polymerization reaction may cause inefficiency in the purification process, or part of the catalyst may be mixed into the product as a volatile component. Separation of the decomposition product of the boiling point and the polymer from the catalyst is difficult, and the performance and loss of the catalyst are accompanied.

【0014】一方、不均一系触媒の場合は、反応液から
触媒を分離するのが容易であり、上記の均一系触媒の場
合に見られた問題は解決される。不均一系触媒としてこ
れまで提案されているものとしては、ケイ素とチタンの
ハロゲン化物を共に加水分解することにより得られるケ
イ素とチタンの混合酸化物(特開昭54―125617
号参照)及び高いBET表面積を有する二酸化チタン
(ドイツ特許公開DE―OS―4036594)などが
あるが、これらは全般的に触媒活性が低く、実用には適
用しがたい。
On the other hand, in the case of a heterogeneous catalyst, it is easy to separate the catalyst from the reaction solution, and the problems found in the case of the above homogeneous catalyst are solved. The heterogeneous catalysts that have been proposed so far include a mixed oxide of silicon and titanium obtained by hydrolyzing a halide of silicon and titanium together (JP-A-54-125617).
No.) and titanium dioxide having a high BET surface area (German Patent Publication DE-OS-4036594), but they generally have low catalytic activity and are not practically applicable.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
触媒として知られていない化合物のなかから不均一性を
示すにも拘らず十分な活性を有する触媒を見いだし、か
つそれを用いて、上記のような欠点がなく、しかも高収
率で効率よくジ芳香族カーボネートを製造する方法を提
供することにある。
The object of the present invention is to find a catalyst having sufficient activity in spite of showing heterogeneity among compounds which have not been known as catalysts, and using the same, An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a diaromatic carbonate in a high yield without the above-mentioned drawbacks.

【0016】[0016]

【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研究した結果、優れた新規触媒を見
い出し本発明に達した。すなわち、芳香族モノヒドロキ
シ化合物とジ脂肪族カーボネート又は脂肪族・芳香族カ
ーボネートとから、装置材質の制約がなく、高い反応速
度で効率よくジ芳香族カーボネートの製造が可能な新規
触媒系を見い出し、本発明を完成したものである。
Means for Solving the Problems As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found an excellent new catalyst and reached the present invention. That is, from an aromatic monohydroxy compound and a dialiphatic carbonate or an aliphatic-aromatic carbonate, there is no restriction on the material of the apparatus, and a new catalyst system capable of efficiently producing a diaromatic carbonate at a high reaction rate is found, The present invention has been completed.

【0017】かくして、本発明によれば、芳香族モノヒ
ドロキシ化合物とジ芳香族カーボネート又は脂肪族・芳
香族カーボネートを反応させ、ジ芳香族カーボネート及
び/又は脂肪族・芳香族カーボネートを製造する方法に
おいて、触媒として、チタンと3A族金属、好適には
Y、La、Nd及びSmの中から選ばれた少なくとも1
種の希土類元素との複合酸化物を使用することを特徴と
する方法が提供される。
Thus, according to the present invention, there is provided a method for producing a diaromatic carbonate and / or an aliphatic / aromatic carbonate by reacting an aromatic monohydroxy compound with a diaromatic carbonate or an aliphatic / aromatic carbonate. , As a catalyst, at least one selected from titanium and Group 3A metals, preferably Y, La, Nd and Sm.
A method is provided, characterized in that a complex oxide with a species of rare earth element is used.

【0018】さらに、本発明によれば、上記反応におい
ての中間生成物である脂肪族・芳香族カーボネート、又
は脂肪族・芳香族カーボネートとジ芳香族カーボネート
との混合物を上記触媒のもとに加熱することによってジ
芳香族カーボネートを製造する方法が提供される。
Furthermore, according to the present invention, an aliphatic / aromatic carbonate or a mixture of an aliphatic / aromatic carbonate and a diaromatic carbonate, which is an intermediate product in the above reaction, is heated under the above catalyst. There is provided a method for producing a diaromatic carbonate.

【0019】また、本発明は、芳香族モノヒドロキシ化
合物とジ脂肪族カーボネートを反応させ脂肪族・芳香族
カーボネートを製造する場合において、上記触媒を使用
する方法も包含する。
The present invention also includes a method of using the above catalyst in the case of producing an aliphatic / aromatic carbonate by reacting an aromatic monohydroxy compound with a dialiphatic carbonate.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明において、一方の原料とし
て用いられるジ芳香族カーボネートは、下記一般式
[1]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the diaromatic carbonate used as one of the starting materials is represented by the following general formula [1]

【0021】[0021]

【化3】 Embedded image

【0022】で表わされる化合物である。上記一般式
[1]中、R1 、R2 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。具体的には、炭素
数が1から12までの線状又は分岐状のアルキル基ある
いはシクロアルキル基であり、アルキル基としては、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、ヘキシル基あるいはオクチル基などが挙げら
れ、シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シ
クロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基な
どが挙げられる。
It is a compound represented by: In the general formula [1], R 1 and R 2 are the same or different from each other, and are monovalent aliphatic hydrocarbon groups. Specifically, it is a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, Examples thereof include an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group and an octyl group, and examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.

【0023】上記一般式[1]で表わされる具体的なジ
脂肪族カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネート、ジイソプロピルカーネート、ジ
シクロヘキシルカーボネートなどのジアルキルカーボネ
ートが挙げられるが、中でもジメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネートが好ましく、特にジメチルカーボネ
ートが最も好ましい。これらは単独でも2種以上の混合
物でも使用できる。
Specific examples of the dialiphatic carbonate represented by the above general formula [1] include dimethyl carbonate,
Dialkyl carbonates such as diethyl carbonate, diisopropyl carnate, and dicyclohexyl carbonate can be mentioned. Among them, dimethyl carbonate and diethyl carbonate are preferable, and dimethyl carbonate is particularly preferable. These can be used alone or as a mixture of two or more kinds.

【0024】一方、本発明における他の原料である芳香
族モノヒドロキシ化合物は、一般式[2]で表されるも
のである。
On the other hand, the aromatic monohydroxy compound which is another raw material in the present invention is represented by the general formula [2].

【0025】Ar1 OH [2] 上記一般式[2]中、Ar1 は1価の芳香族基を示し、
具体的には置換又は未置換のフェニル基、ナフタレン
基、アントラセン基などである。
Ar 1 OH [2] In the above general formula [2], Ar 1 represents a monovalent aromatic group,
Specifically, it is a substituted or unsubstituted phenyl group, naphthalene group, anthracene group, or the like.

【0026】かかる芳香族モノヒドロキシ化合物の具体
例としては、フェノール、2―クレゾール、3―クレゾ
ール、4―クレゾール、2,4―ジメチルフェノール、
2,6―ジメチルフェノール、3,4―ジメチルフェノ
ール、2―エチルフェノール、3―エチルフェノール、
4―エチルフェノール、2,4,6―トリメチルフェノ
ール、2,4,6―トリイソプロピルフェノール、2―
クロロフェノール、3―クロロフェノール、4―クロロ
フェノール、2―ブロモフェノール、3―ブロモフェノ
ール、4―ブロモフェノール、2―メトキシフェノー
ル、3―メトキシフェノール、4―メトキシフェノー
ル、2―ニトロフェノール、3―ニトロフェノール、4
―ニトロフェノール、α―ナフトール、β―ナフトール
などを挙げることができ、これらは混合物で用いること
もできる。これらの中ではフェノールが最も好ましい。
Specific examples of such aromatic monohydroxy compounds include phenol, 2-cresol, 3-cresol, 4-cresol, 2,4-dimethylphenol,
2,6-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 2-ethylphenol, 3-ethylphenol,
4-ethylphenol, 2,4,6-trimethylphenol, 2,4,6-triisopropylphenol, 2-
Chlorophenol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, 2-bromophenol, 3-bromophenol, 4-bromophenol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, 2-nitrophenol, 3- Nitrophenol, 4
-Nitrophenol, α-naphthol, β-naphthol and the like can be mentioned, and these can also be used in a mixture. Of these, phenol is most preferred.

【0027】本発明において生成物中に含まれ、かつジ
脂肪族カーボネートと共に又は単独でジ芳香族カーボネ
ート生成のために用いられる脂肪族・芳香族カーボネー
トは、下記一般式[3]
In the present invention, the aliphatic / aromatic carbonate contained in the product and used for producing the diaromatic carbonate with or without the dialiphatic carbonate is represented by the following general formula [3].

【0028】[0028]

【化4】 Embedded image

【0029】(上記一般式[3]中、R1 及びAr
1 は、上記一般式[1]及び[2]と同じ)で表される
化合物であり、具体的には、例えば、メチルフェニルカ
ーボネート、エチルフェニルカーボネート、イソプロピ
ルフェニルカーボネート、メチルトリルカーボネートな
どである。
(In the above general formula [3], R 1 and Ar
1 is a compound represented by the above general formulas [1] and [2]), and specific examples thereof include methylphenyl carbonate, ethylphenyl carbonate, isopropylphenyl carbonate, and methyltolyl carbonate.

【0030】すなわち、この化合物は、通常、上記一般
式[1]の化合物と上記一般式[2]の化合物との反応
によって生成され、最終目的物であるジ芳香族カーボネ
ートの中間原料とも言える化合物である。
That is, this compound is usually produced by the reaction of the compound of the general formula [1] with the compound of the general formula [2] and can be said to be an intermediate raw material of the final target product, a diaromatic carbonate. Is.

【0031】本発明における最終生成物は、下記一般式
[4]
The final product of the present invention has the following general formula [4]

【0032】[0032]

【化5】 Embedded image

【0033】(上記一般式[4]中、Ar1 、Ar2
互いに同一又は相異なり、上記一般式式[2]と同じ)
で表わされるジ芳香族カーボネートである。具体的に
は、例えばジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネ
ート、ジ―p―クロルフェニルカーボネートなどであ
る。
(In the general formula [4], Ar 1 and Ar 2 are the same or different from each other and are the same as those in the general formula [2]).
It is a diaromatic carbonate represented by. Specifically, for example, diphenyl carbonate, ditolyl carbonate, di-p-chlorophenyl carbonate and the like.

【0034】本発明では、触媒として、チタン(Ti)
と周期表3A族(旧 IIIB族)の金属いわゆる希土類元
素の中から選ばれた少なくとも1種とからなる複合酸化
物を使用する。これら複合酸化物は下記式[5]で示さ
れる。 TiLnx y [5] (上記式[5]中、Lnは3A族金属元素を表す。xは
複合酸化物中に含まれる3A族金属原子のチタン原子に
対する原子比を示し、yは複合酸化物中に含まれる酸素
原子のチタン原子に対する原子比を示す)
In the present invention, titanium (Ti) is used as the catalyst.
And a complex oxide composed of at least one metal selected from the group 3A (former group IIIB) metals of the periodic table, so-called rare earth elements. These complex oxides are represented by the following formula [5]. TiLn x O y [5] (In the above formula [5], Ln represents a Group 3A metal element. X represents the atomic ratio of the Group 3A metal atom contained in the composite oxide to the titanium atom, and y represents the composite oxidation. Indicates the atomic ratio of oxygen atoms contained in the material to titanium atoms)

【0035】この複合酸化物にチタンと共に用いられる
3A族金属の具体例としては、Y、Sc、La、Ce、
Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm、Yb、Luを挙げることができる。これら3
A族金属の中ではイットリウム(Y)、ランタン(L
a)、ネオヂウム(Nd)、サマリウム(Sm)あるい
はこれらを含む混合物が、チタンとの混合酸化物として
用いた場合、反応活性も高く副反応も少なく、また賦存
量も多く工業的に利用しやすいため、特に好ましい。
Specific examples of the Group 3A metal used together with titanium in this composite oxide include Y, Sc, La, Ce,
Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, E
r, Tm, Yb and Lu can be mentioned. These three
Among the Group A metals, yttrium (Y) and lanthanum (L
When a), neodymium (Nd), samarium (Sm), or a mixture containing these is used as a mixed oxide with titanium, the reaction activity is high, the side reaction is small, and the existing amount is large, which is industrially easy to use. Therefore, it is particularly preferable.

【0036】用いられる複合酸化物中のチタン元素と3
A族金属元素との原子比は任意の値を取ることが出来る
が、チタン単独の酸化物では触媒としての活性は殆ど示
さないため、チタン原子1に対して3A族金属原子の比
が0.01以上好ましくは0.05以上であることが好
ましい。
Titanium element and 3 in the composite oxide used
The atomic ratio with the group A metal element can take any value, but since the oxide of titanium alone shows almost no activity as a catalyst, the ratio of the group 3A metal atom to titanium atom 1 is 0. It is preferably at least 01, more preferably at least 0.05.

【0037】本発明で用いられるチタンと上記3A族金
属との複合酸化物触媒の調製法については、特に制限が
なく、通常用いられる複合酸化物の調製法を用いて調整
することが出来る。一般的には、例えば「Sol−ge
l(ゾル・ゲル)法」と言われる方法で、チタンのアル
コキシド類と3A族金属のアルコキシド均一混合溶液と
を、水あるいは弱塩基性の水溶液で加水分解後、空気中
で焼成する方法がある。そのほか、チタンと金属との塩
化物、硝酸塩、硫酸塩、蓚酸塩、酢酸塩、有機酸塩、炭
酸塩、水酸化物などの出来るだけ均一な混合物を空気中
で焼成する方法などが用いられる。
The method for preparing the composite oxide catalyst of titanium and the Group 3A metal used in the present invention is not particularly limited, and can be adjusted by using a commonly used method for preparing a composite oxide. Generally, for example, "Sol-ge"
1 (sol-gel) method, there is a method of hydrolyzing a homogeneous mixed solution of titanium alkoxides and a Group 3A metal alkoxide with water or a weakly basic aqueous solution, and then firing in air. . In addition, there is used a method in which a mixture of titanium and metal chlorides, nitrates, sulfates, oxalates, acetates, organic acid salts, carbonates, hydroxides, etc., which is as uniform as possible, is fired in the air.

【0038】本発明に用いる触媒の複合酸化物は、液相
又は気相の不均一系触媒として用いるため、多孔質で比
表面積の大きなものが、高い触媒活性が得られるので好
ましい。触媒の比表面積としては少なくとも5m2 /g
以上は必要である。
Since the composite oxide of the catalyst used in the present invention is used as a liquid phase or gas phase heterogeneous catalyst, it is preferable that it is porous and has a large specific surface area because high catalytic activity can be obtained. The specific surface area of the catalyst is at least 5 m 2 / g
The above is necessary.

【0039】用いる複合酸化物触媒の形状としては、固
体粉末のままでも用いることができるが、反応時の通液
性や反応後の触媒の分離性を考慮して、顆粒状もしくは
ペレット状に成形して用いることができる。
As the shape of the composite oxide catalyst to be used, a solid powder can be used as it is, but in consideration of the liquid permeability during the reaction and the separability of the catalyst after the reaction, it is formed into a granule or a pellet. Can be used.

【0040】本発明で使用する新規な複合酸化物触媒を
調製するにあたって、必要に応じて適当なバインダー又
は担体を用いることができる。バインダーとしては、不
均一系触媒全体としての機械的強度を増強させるもの、
具体的には、シリカゾル、アルミナゾルなど触媒性能を
妨げない程度用いることができる。担体はその表面に触
媒酸化物を分散させて触媒反応の効率向上と反応後の触
媒成分と反応生成物との分離性を良くする目的で用いら
れる。その具体例としては、シリカ、アルミナ、シリカ
アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタニア―ジルコニ
ア、シリカ―チタニア、シリカ―ジルコニア、アルミナ
―チタニア、アルミナ―ジルコニアなどの無機担体や、
ケイソウ土、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク
などの粘土鉱物などが挙げられる。
In preparing the novel composite oxide catalyst used in the present invention, a suitable binder or carrier can be used, if necessary. As the binder, those that enhance the mechanical strength of the heterogeneous catalyst as a whole,
Specifically, silica sol, alumina sol or the like can be used to the extent that catalyst performance is not hindered. The carrier is used for the purpose of dispersing the catalyst oxide on the surface thereof to improve the efficiency of the catalytic reaction and improve the separability of the catalyst component and the reaction product after the reaction. Specific examples thereof include silica, alumina, silica-alumina, titania, zirconia, titania-zirconia, silica-titania, silica-zirconia, alumina-titania, inorganic carriers such as alumina-zirconia,
Examples include clay minerals such as diatomaceous earth, kaolinite, montmorillonite, and talc.

【0041】上記複合酸化物触媒は、一般に触媒量の使
用で、芳香族モノヒドロキシ化合物とジ芳香族カーボネ
ートあるいは脂肪族・芳香族カーボネトーとの反応及び
脂肪族・芳香族カーボネートの不均化反応に用いること
により、目的とするジ芳香族カーボネートを得ることが
できる。
The above-mentioned composite oxide catalyst is generally used in a catalytic amount for the reaction of an aromatic monohydroxy compound with a diaromatic carbonate or an aliphatic / aromatic carbonate and for the disproportionation reaction of an aliphatic / aromatic carbonate. When used, the desired diaromatic carbonate can be obtained.

【0042】反応温度は、一般に100〜350℃、好
ましくは120〜300℃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るので好ましくな
い。
The reaction temperature is generally 100 to 350 ° C, preferably 120 to 300 ° C. If it is lower than this temperature range, the reaction rate is not sufficient, and if it exceeds this temperature range, side reactions such as decomposition may occur, which is not preferable.

【0043】この反応は、すでに述べた如く反応の平衡
が原料系側に偏っているため、生成物のうち一般に低沸
点の成分であるアルコール(R1 OH又はR2 OH)を
連続的に蒸留等の方法で除去しながら行うとよい。かか
る方法によって化学平衡では不利な反応を生成系の方に
促進させることができる。
In this reaction, since the equilibrium of the reaction is biased toward the raw material side as described above, alcohol (R 1 OH or R 2 OH) which is a low boiling point component of the product is continuously distilled. It is advisable to perform it while removing it by such a method. By such a method, a reaction which is disadvantageous in chemical equilibrium can be promoted toward the production system.

【0044】一方、化学平衡は反応温度により支配され
るが、一般にはボルツマンの法則により平衡では生成系
に不利な反応も反応温度を高めることによって改善され
るので、この反応も副反応が許容される範囲でできるだ
け高温で行う方が好ましい結果を与える場合が多い。し
たがって、原料のジ脂肪族カーボネートとしてジメチル
カーボネートやジエチルカーボネートなどの沸点の低い
ものを用いた場合、反応系を幾分加圧にして比較的高い
反応温度を保つようにしてもよい。
On the other hand, the chemical equilibrium is governed by the reaction temperature, but in general, according to Boltzmann's law, reactions that are disadvantageous to the product system in equilibrium can be improved by raising the reaction temperature, so this reaction also allows side reactions. In many cases, it is preferable to carry out the treatment at as high a temperature as possible within the range. Therefore, when a low-boiling substance such as dimethyl carbonate or diethyl carbonate is used as the raw material dialiphatic carbonate, the reaction system may be pressurized to some extent to maintain a relatively high reaction temperature.

【0045】また、反応生成物のアルコールは原料のジ
脂肪族カーボネートと共沸混合物を形成し、そのためア
ルコールを蒸留で除去しながら反応を行う場合、原料の
ジ脂肪族カーボネートの随伴を伴う。そのため、溜出物
から抽出などの別の手段によりアルコールとジ脂肪族カ
ーボネートを分離して後者を反応系に戻す方法が採られ
るが、反応を加圧系で行って共沸組成をよりアルコール
側に導いてジ脂肪族カーボネートの随伴量を抑える方法
や、反応系にアルコールと共沸を起こさせる溶剤(ヘキ
サン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水
素、ベンゼンなどの芳香族炭化水素あるいは低沸点のエ
ステル類、エーテル類など)を加えることによりアルコ
ールのみを効率的に連続除去する方法があり、生成系へ
の平衡反応をさらに促進させることもできる。
Further, the alcohol of the reaction product forms an azeotrope with the starting di-aliphatic carbonate, so that when the reaction is carried out while the alcohol is removed by distillation, the starting di-aliphatic carbonate is accompanied. Therefore, a method is adopted in which the alcohol and the dialiphatic carbonate are separated by another means such as extraction from the distillate and the latter is returned to the reaction system, but the reaction is carried out in a pressure system to make the azeotropic composition more alcohol side. To reduce the amount of di-aliphatic carbonate entrained in the reaction system, or a solvent that causes azeotropy with alcohol in the reaction system (hexane, heptane, cyclohexane and other aliphatic hydrocarbons, benzene and other aromatic hydrocarbons or low boiling point solvents). There is a method in which only alcohol is efficiently and continuously removed by adding (esters, ethers, etc.), and the equilibrium reaction to the production system can be further promoted.

【0046】本発明においては、触媒が反応系に実質的
に溶解せず、不均一系触媒となるので、反応後触媒を濾
過などの簡単な方法で分離し、そのまま再使用すること
が容易に行うことができる。
In the present invention, since the catalyst does not substantially dissolve in the reaction system and becomes a heterogeneous catalyst, it is easy to separate the catalyst after the reaction by a simple method such as filtration and reuse it as it is. It can be carried out.

【0047】かくして、本発明の方法によれば、ジ芳香
族カーボネートと脂肪族・芳香族カーボネートとが得ら
れるが、脂肪族・芳香族カーボネートは上記触媒存在下
で不均化反応を起こし、不均化反応で生成するジ脂肪族
カーボネート(低沸点)は系外に先に除外され、ジ芳香
族カーボネートが残るため、究極的に反応(不均化)終
了後は、ジ芳香族カーボネートだけになる。それを蒸留
などで単離すれば最終目的物のジ芳香族カーボネートを
得ることが出来る。
Thus, according to the method of the present invention, a diaromatic carbonate and an aliphatic / aromatic carbonate can be obtained. However, the aliphatic / aromatic carbonate undergoes a disproportionation reaction in the presence of the above catalyst, and The di-aliphatic carbonate (low boiling point) generated by the homogenization reaction is excluded outside the system first, and the di-aromatic carbonate remains, so after the reaction (disproportionation) is completed, only the di-aromatic carbonate remains. Become. If it is isolated by distillation or the like, the final objective diaromatic carbonate can be obtained.

【0048】[0048]

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものでないことは
言うまでもない。
The present invention will be described below with reference to examples.
It goes without saying that the invention is not limited to these examples.

【0049】[実施例1]200mlフラスコに、フェ
ノール94g(1mol)及び触媒としてsol−go
l法で調製したNd/Ti(原子比)=1/1なる組成
の複合酸化物触媒(NdTiOy 、y=3.5(理論
値)を示す)4.0gを入れ、油浴の温度を200℃以
上に保ちつつ、7.5g/hrの速度でジメチルカーボ
ネートを反応器内に供給した。次いで、フラスコに高さ
60cmの蒸留塔をつけ、塔上部より生成するメタノー
ルをジメチルカーボネートと共に溜去するようにして計
40gのジメチルカーボネートを反応させた。滴下終了
後、さらに30分間加熱反応せしめた後、ガスクロマト
グラフィーにより分析したところジフェニルカーボネー
ト(DPC)4.7g及びメチルフェニルカーボネート
(MPC)4.8gが得られた。そして、0.4gのア
ニソール(AN)の生成が認められた。
Example 1 A 200 ml flask was charged with 94 g (1 mol) of phenol and sol-go as a catalyst.
4.0 g of a composite oxide catalyst (NdTiO y , y = 3.5 (theoretical value) is shown) having a composition of Nd / Ti (atomic ratio) = 1/1 prepared by the method 1 was added, and the temperature of the oil bath was adjusted. While maintaining the temperature at 200 ° C. or higher, dimethyl carbonate was fed into the reactor at a rate of 7.5 g / hr. Next, a distillation column having a height of 60 cm was attached to the flask, and methanol produced from the upper part of the column was distilled off together with dimethyl carbonate, and a total of 40 g of dimethyl carbonate was reacted. After completion of the dropwise addition, the mixture was further heated and reacted for 30 minutes and then analyzed by gas chromatography to obtain 4.7 g of diphenyl carbonate (DPC) and 4.8 g of methylphenyl carbonate (MPC). Then, production of 0.4 g of anisole (AN) was observed.

【0050】[実施例2〜5、比較例1〜4]実施例1
において、触媒のみを表1上段に示す複合酸化物に代え
て同様の反応を行った。その結果を表1を示す。また、
比較例1〜比較例3として単独の酸化物触媒(いずれも
sol−gel法で調製したもの)を使用した場合を表
1下段に示す。なお、表中のDPC、MPC、ANは実
施例1と同義である。
[Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 4] Example 1
In, the same reaction was carried out by replacing only the catalyst with the composite oxide shown in the upper part of Table 1. Table 1 shows the results. Also,
The case where a single oxide catalyst (all prepared by the sol-gel method) is used as Comparative Examples 1 to 3 is shown in the lower part of Table 1. Note that DPC, MPC, and AN in the table have the same meanings as in Example 1.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[実施例6〜11]実施例1と同様にし
て、触媒のみをsol−gel法で精製したNdとTi
の種々の割合の複合酸化物を用いて反応を行った。その
結果を表2に示すが、NdとTiの広い範囲の組成でこ
れらの複合酸化物が高活性であることを示している。
[Examples 6 to 11] In the same manner as in Example 1, only the catalyst was purified by the sol-gel method to obtain Nd and Ti.
The reaction was carried out using various ratios of the composite oxides. The results are shown in Table 2, which shows that these composite oxides are highly active in a wide range of compositions of Nd and Ti.

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】[0054]

【発明の効果】以上の如き本発明の方法によれば、芳香
族モノヒドロキシ化合物とジ脂肪族(又は脂肪族・芳香
族カーボネート)とから高収率で効率良く最終目的物で
あるジ芳香族カーボネートを製造することが可能とな
る。
As described above, according to the method of the present invention, the aromatic dihydroxy compound and the di-aliphatic (or aliphatic / aromatic carbonate) are efficiently used as the final target product of the di-aromatic compound in a high yield. It becomes possible to produce carbonate.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芳香族モノヒドロキシ化合物とジ脂肪族
カーボネート又は脂肪族・芳香族カーボネートとを反応
させて、ジ芳香族カーボネート及び/又は脂肪族・芳香
族カーボネートとを製造する方法において、触媒として
チタンと3A族金属の中から選ばれた少なくとも1種と
の複合酸化物を使用することを特徴とする方法。
1. A method for producing a diaromatic carbonate and / or an aliphatic / aromatic carbonate by reacting an aromatic monohydroxy compound with a dialiphatic carbonate or an aliphatic / aromatic carbonate, as a catalyst A method comprising using a composite oxide of titanium and at least one selected from Group 3A metals.
【請求項2】 芳香族モノヒドロキシ化合物とジ脂肪族
カーボネートとを反応させて、脂肪族・芳香族カーボネ
ートを製造する方法において、触媒としてチタンと3A
族金属の中から選ばれた少なくとも1種との複合酸化物
を使用することを特徴とする方法。
2. A method for producing an aliphatic / aromatic carbonate by reacting an aromatic monohydroxy compound with a dialiphatic carbonate, wherein titanium and 3A are used as catalysts.
A method comprising using a composite oxide with at least one selected from group metals.
【請求項3】 前記反応を100〜350℃の温度条件
下で行うことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
方法。
3. The method according to claim 1 or 2, wherein the reaction is carried out under a temperature condition of 100 to 350 ° C.
【請求項4】 3A族金属として、Y,La,Nd及び
Smから選ばれた少くとも1種を用いることを特徴とす
る請求項1、請求項2又は請求項3の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the Group 3A metal is at least one selected from Y, La, Nd and Sm.
【請求項5】 芳香族ヒドロキシ化合物がフェノールで
あることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに
記載の方法。
5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the aromatic hydroxy compound is phenol.
【請求項6】 ジ脂肪族カーボネートがジメチルカーボ
ネート又はジエチルカーボネートであることを特徴とす
る請求項1〜請求項5のいずれかに記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the di-aliphatic carbonate is dimethyl carbonate or diethyl carbonate.
【請求項7】 請求項1〜請求項6記載の方法によって
製造された脂肪族・芳香族カーボネート又は脂肪族・芳
香族カーボネートとジ芳香族カーボネートとの混合物
を、さらにチタンと3A族金属の中から選ばれた少なく
とも1種との複合酸化物の存在下に加熱してジ芳香族カ
ーボネートを得ることを特徴とするジ芳香族カーボネー
トの製造法。
7. An aliphatic / aromatic carbonate or a mixture of an aliphatic / aromatic carbonate and a diaromatic carbonate produced by the method according to any one of claims 1 to 6 in titanium and a Group 3A metal. A method for producing a diaromatic carbonate, which comprises heating the diaromatic carbonate in the presence of a composite oxide with at least one selected from the group consisting of:
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