JPH0959223A - Production of diaromatic carbonate and/or aliphatic-aromatic carbonate - Google Patents
Production of diaromatic carbonate and/or aliphatic-aromatic carbonateInfo
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- JPH0959223A JPH0959223A JP7205806A JP20580695A JPH0959223A JP H0959223 A JPH0959223 A JP H0959223A JP 7205806 A JP7205806 A JP 7205806A JP 20580695 A JP20580695 A JP 20580695A JP H0959223 A JPH0959223 A JP H0959223A
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Landscapes
- 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】本発明はジ芳香族カーボネー
トおよび/または脂肪族・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
ネートまたは脂肪族・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
および/または脂肪族・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 the method.
【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に有用
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または脂肪族・芳香族カーボネ
ート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 formulas (1) to (3 )
Represented by
【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。)(In the above formulas, R represents an alkyl group and Ar represents an aryl group.)
【0005】上記の3つの反応のうち(1)および
(2)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、Of the above three reactions, (1) and (2) are endothermic reactions as predicted by calculations of standard production energy and free energy, and the chemical equilibrium is biased toward the raw material system side, and Since the activation energy is large and the reaction speed is slow,
【0006】[0006]
【化2】 Embedded image
【0007】の収率が低い。The yield of is low.
【0008】従って、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(RO
H)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, aliphatic alcohol (RO
It is necessary to use a suitable catalyst in order to continuously remove H) out of the system and at the same time lower the activation energy.
【0009】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いる。例えば、AlX3 ,TiX
3 ,TiX4 ,VX4 ,VoX3 ,VX6 ,ZnX2 ,
FeX3 (Xはハロゲン、アセトキシ、アルコキシ、ア
リールオキシ)のようなルイス酸およびルイス酸を形成
しうる遷移金属化合物が提案されている(特公昭56―
42577号公報および特開昭51―105032号公
報あるいは特開昭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 , TiX
3 , TiX 4 , VX 4 , VoX 3 , VX 6 , ZnX 2 ,
Lewis acids such as FeX 3 (X is halogen, acetoxy, alkoxy, aryloxy) and transition metal compounds capable of forming a Lewis acid have been proposed (Japanese Patent Publication No. 56-
42577 and JP-A-51-105032 or JP-A-60-173016). However, such Lewis acids are not only suitable for industrial practice because they are highly corrosive, but also the reaction rate is slow and the yield is not sufficient.
【0010】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―169445号公報お
よび特開平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 organometallic compound such as an organotin compound or an organotitanium compound as a catalyst (JP-A-60-1).
69444, JP-A-60-169445 and JP-A-1-265083), these organometallic compounds have vapor pressures, so that 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.
【0011】一方、中性また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.
【0012】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知られている(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
においてはSc,Cr,Mo,W,Mn,Au,Ga,
In,Bi,Teおよびランタノイド化合物を触媒とす
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、
工業的に用いることができない。Other methods are known in which an alkali metal or alkaline earth metal compound is used as a catalyst (see JP-A-56-25138). However, 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,
Although a method using In, Bi, Te and a lanthanoid compound as a catalyst has been proposed, all of the compounds shown therein have low reaction activity and many ether by-products,
It cannot be used industrially.
【0013】これまで反応活性が高いと見られている触
媒は、反応中いずれも均一相となり、フェノールを主成
分とする反応中に溶解している。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において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。The catalysts which have been considered to have a high reaction activity up to now have a homogeneous phase during the reaction and are dissolved during the reaction containing phenol as a main component. Probably the active species of the catalyst is believed to be the phenolate of the catalytic metal compound. Effective in 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 and by ligand exchange or addition dehydration reaction in the case of an oxide to form a phenolate and uniformly dissolving it. It is considered to be a catalytic species. In the methods using these homogeneous catalysts, it is advantageous to maintain high activity with a small amount of catalyst, but it is difficult to separate the catalyst from the reaction mixture.
【0014】本発明における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。The diaromatic carbonate which is the target product in the present invention 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, if 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 occur, resulting in poor efficiency in the purification step, or loss of catalyst activity. In some cases, a part becomes a volatile component and is mixed in the product, and even in the recovery and circulation of the catalyst, it is difficult to separate the decomposition product having a high boiling point and the polymer from the catalyst, and the performance and loss of the catalyst are accompanied.
【0015】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)および高いBET表面積を有する二酸化チタン
(独国公開特許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. 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 (see JP-A-54-125617) and a high BET surface area. Titanium dioxide (German published patent DE-OS-4036594) and the like are available, but they generally have low catalytic activity and are not practically applicable.
【0016】[0016]
【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中から不均一性を示
すにも拘らず十分な活性を有する触媒を見い出し、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 that have not been known as catalysts, and to use the catalyst. Another 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.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の如
き従来技術の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、優
れた新規触媒を見い出し本発明に達した。すなわち、本
発明者らは、芳香族モノヒドロキシ化合物とジ脂肪族カ
ーボネートまたは脂肪族・芳香族カーボネートから、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 studies to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have found an excellent new catalyst and reached the present invention. That is, the inventors of the present invention are capable of efficiently producing a diaromatic carbonate from an aromatic monohydroxy compound and a dialiphatic carbonate or an aliphatic / aromatic carbonate without a restriction on the material of the apparatus and at a high reaction rate. The catalyst has been found and the present invention has been completed.
【0018】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脂肪族カーボネートまたは脂肪族・
芳香族カーボネートを反応させ、ジ芳香族カーボネート
および/または脂肪族・芳香族カーボネートを製造する
方法において、触媒としてランタノイド金属とくに希土
類元素La,NdおよびSmの中から選ばれた少なくと
も1種の3価の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, an aromatic monohydroxy compound and a dialiphatic carbonate or an aliphatic.
In a method for producing a diaromatic carbonate and / or an aliphatic / aromatic carbonate by reacting an aromatic carbonate, at least one trivalent metal selected from lanthanoid metals, particularly rare earth elements La, Nd and Sm, is used as a catalyst. There is provided a method characterized by using an oxide of
【0019】さらに、本発明によれば、上記反応におけ
る中間生成物である脂肪族・芳香族カーボネート、また
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存在下に加熱することによって
最終目的物である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, the intermediate product in the above reaction, aliphatic / aromatic carbonate, or a mixture of aliphatic / aromatic carbonate and diaromatic carbonate is heated in the presence of the above catalyst. This provides a method for producing the final target product, a diaromatic carbonate.
【0020】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て脂肪族・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 and a dialiphatic carbonate.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】本発明の方法において、原料とし
て用いられるジ脂肪族カーボネートは、一般式[1]BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method of the present invention, the dialiphatic carbonate used as a raw material has the general formula [1]
【0022】[0022]
【化3】 Embedded image
【0023】で表される化合物である。上記式[1]
中、R1 ,R2 は同一もしくは異なり、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
の線状また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。Is a compound represented by: The above formula [1]
Among them, R 1 and R 2 are the same or different and each is a monovalent aliphatic hydrocarbon group. 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,
Examples thereof include an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group and an octyl group. Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. And so on.
【0024】上記式[1]で表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ボネート、ジシク
ロヘキシルカーボネートなどが挙げられるが、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。またこ
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 formula [1] include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, diisopropyl carbonate, dicyclohexyl carbonate and the like.
Dimethyl carbonate and diethyl carbonate are preferred, and dimethyl carbonate is most preferred. These may be used alone or as a mixture of two or more.
【0025】一方、本発明方法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
る化合物である。On the other hand, the aromatic monohydroxy compound which is another raw material in the method of the present invention is a compound represented by the general formula [2].
【0026】Ar1 OH [2] 上記式[2]中、Ar1 は1価の芳香族基を示し、置換
また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 formula [2], Ar 1 represents a monovalent aromatic group and is a substituted or unsubstituted phenyl group, naphthalene group, anthracene group or the like.
【0027】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 the aromatic monohydroxy compound 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.
【0028】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また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、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 has the general formula [3].
【0029】[0029]
【化4】 Embedded image
【0030】(上記式[3]中、R1 およびAr1 は上
記式[1]および[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 formula [3], R 1 and Ar 1 are the same as those in the above formulas [1] and [2]), and specifically, for example, methylphenyl carbonate, ethylphenyl Carbonate, isopropyl phenyl carbonate, methyl tolyl carbonate and the like.
【0031】すなわち、この化合物は、通常、上記式
[1]の化合物と上記式[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 between the compound of the above formula [1] and the compound of the above formula [2], and can be said to be an intermediate raw material of the final target product, a diaromatic carbonate. .
【0032】本発明における最終生成物は、一般式
[4]The final product of the present invention has the general formula [4]
【0033】[0033]
【化5】 Embedded image
【0034】(上記式[4]中、Ar1 ,Ar2 は同一
または異なり、上記式[2]と同じ)で表されるジ芳香
族カーボネートであり、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 above formula [4], Ar 1 and Ar 2 are the same or different and are the same as those in the above formula [2]), and specifically, for example, diphenyl carbonate, Examples thereof include ditolyl carbonate and di-p-chlorophenyl carbonate.
【0035】本発明では、触媒として、ランタノイド金
属の3価の酸化物中から選ばれた少なくとも1種を使用
する。これら3価の酸化物は下記式[5]で示される化
合物である。In the present invention, at least one selected from the trivalent oxides of lanthanoid metals is used as the catalyst. These trivalent oxides are compounds represented by the following formula [5].
【0036】Ln2 O3 [5] (上記式[5]中、Lnはランタノイド金属元素を表
す。) ランタノイド金属(Ln)の具体例としては、La,C
e,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,D
y,Ho,Er,Tm,Yb,Luを挙げることができ
る。これらランタノイド(ランタニド)金属酸化物の中
で、酸化ランタン、酸化ネオジウム、酸化サマリウムあ
るいはこれらを含む混合物が、反応活性も高く、賦存量
も多く工業的に利用しやすいため好ましい。Ln 2 O 3 [5] (In the above formula [5], Ln represents a lanthanoid metal element.) Specific examples of the lanthanoid metal (Ln) include La and C.
e, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, D
Examples thereof include y, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. Among these lanthanoid (lanthanide) metal oxides, lanthanum oxide, neodymium oxide, samarium oxide, or a mixture containing them is preferable because it has a high reaction activity and a large amount of endurance, which is easy to industrially utilize.
【0037】これらのランタノイド金属の酸化物触媒
は、一般に市販されているものを利用することもできる
が、例えば次の方法によって調製することができる。す
なわち、これらランタノイド金属の蓚酸塩、酢酸塩、硝
酸塩、炭酸塩、水酸化物などを空気中で焼成する方法、
あるいは、塩化物、硝酸塩、硫酸塩などの水可溶性塩を
アルカリで中和し水酸化物あるいは炭酸塩で沈殿せしめ
た後空気中で焼成する方法、などが用いられる。As these oxide catalysts of lanthanoid metal, those commercially available in general can be used, but they can be prepared, for example, by the following method. That is, a method of firing these lanthanoid metal oxalates, acetates, nitrates, carbonates, hydroxides, etc. in the air,
Alternatively, a method in which a water-soluble salt such as a chloride, a nitrate or a sulfate is neutralized with an alkali, precipitated with a hydroxide or a carbonate, and then calcined in the air is used.
【0038】本発明に用いる酸化物触媒は、液相または
気相の不均一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。
比表面積としては通常少なくとも5m2 /g以上は必要
である。Since the oxide 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 is usually required to be at least 5 m 2 / g or more.
【0039】用いる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 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, the oxide catalyst is formed into a granule or a pellet. Can be used.
【0040】上述の酸化物触媒を調製するにあたって、
必要に応じて、適当なバインダーまたは担体を用いるこ
とができる。バインダーとしては、不均一触媒全体とし
ての機械的強度を増強させるもので、具体的には、シリ
カゾル、アルミナゾルなどを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ることができる。
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 above oxide catalyst,
If necessary, a suitable binder or carrier can be used. The binder enhances the mechanical strength of the heterogeneous catalyst as a whole, and specifically, silica sol, alumina sol or the like can be used to the extent that the catalyst performance is not impaired. The carrier can be 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, alumina-zirconia and other inorganic carriers, diatomaceous earth, kaolinite, montmorillonite, Examples include clay minerals such as talc.
【0041】上記触媒は、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脂肪族カーボネートまたは
脂肪族・芳香族カーボネートとの反応に用いること、あ
るいは脂肪族・芳香族カーボネートの不均化反応に用い
ることにより、最終的に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 catalyst is generally used in a catalytic amount for the reaction of an aromatic monohydroxy compound with a dialiphatic carbonate or an aliphatic / aromatic carbonate, or a disproportionation reaction of an aliphatic / aromatic carbonate. Finally, the intended diaromatic carbonate can be obtained.
【0042】反応温度は、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り好ましくない。The reaction temperature is 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 is higher than 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または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 system as described above, alcohol (R 1 OH or R 2 OH) which is a low boiling point component of the product is continuously distilled or the like. It is advisable to carry out while removing by the 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
け高温で行うほうが好ましい結果を与える場合が多い。
従って、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 the highest temperature possible.
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とられ
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などがあり、生成
系への平行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 of separating the alcohol and the dialiphatic carbonate by another means such as extraction from the distillate and returning the latter to the reaction system is used, 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). For example, there is a method in which only alcohol is efficiently and continuously removed by adding (esters, ethers, etc.), and the parallel reaction to the production system can be further promoted.
【0046】本発明方法においては、触媒が不均一系と
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 method of the present invention, since the catalyst has a heterogeneous system, it is easy to separate the catalyst after the reaction by a simple method such as filtration and reuse it as it is.
【0047】かくして、本発明方法によれば、芳香族ジ
カーボネートと脂肪族・芳香族カーボネートが得られる
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とするジ芳香族カーボネートを得
ることができる。Thus, according to the method of the present invention, an aromatic dicarbonate and an aliphatic / aromatic carbonate can be obtained. The aliphatic / aromatic carbonate undergoes a disproportionation reaction in the presence of the above catalyst to disproportionate. The di-aliphatic carbonate (low boiling point) produced by the reaction is first excluded from the system, and the di-aromatic carbonate remains. Therefore, after the reaction (disproportionation) is finally completed, only the di-aromatic carbonate remains. If it is isolated by distillation or the like, the final target 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]容量200mlのフラスコ
に、フェノール94g(1mol)および触媒として市
販の酸化サマリウムSm2 O3 2.0g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。そして、
フラスコに高さ60cmの蒸留塔をつけ、搭上部より生
成するメタノールをジメチルカーボネートと共に留去す
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分加熱反応せしめた。反応
生成物をガスクロマトグラフィーにより分析し、ジフェ
ニルカーボネート(DPC)2.6gとメチルフェニル
カーボネート(MPC)8.9gが得られたことを確認
した。なお、アニソールの生成は殆ど認められなかっ
た。Example 1 A flask having a capacity of 200 ml was charged with 94 g (1 mol) of phenol and 2.0 g of commercially available samarium oxide Sm 2 O 3 as a catalyst, and 7.5 g while keeping the temperature of the oil bath at 200 ° C. or higher. Dimethyl carbonate was fed into the reactor at a rate of / hr. And
A distillation column having a height of 60 cm was attached to the flask, and methanol produced from the upper part of the flask was distilled off together with dimethyl carbonate to react a total of 40 g of dimethyl carbonate. After completion of dropping, the mixture was heated and reacted for another 30 minutes. The reaction product was analyzed by gas chromatography, and it was confirmed that 2.6 g of diphenyl carbonate (DPC) and 8.9 g of methylphenyl carbonate (MPC) were obtained. Almost no formation of anisole was observed.
【0050】[実施例2] 触媒の調製;硝酸サマリウム6水和物8.9を水150
mlに溶解し、攪拌しながら、炭酸ナトリウム3.15
gを水100mlに溶かした溶液を約1時間かけて滴下
した。しばらく静置した後、デカンテーションして上澄
み液を除き、純水による水洗と濾過を繰り返して水溶性
の塩を取り除いた。得られた沈殿物を乾燥した後500
℃で3時間焼成して酸化サマリウムSm2 O3 の粉末約
3.2gを得た。Example 2 Preparation of catalyst: Samarium nitrate hexahydrate 8.9 in water 150
Soluble sodium carbonate 3.15 with stirring.
A solution of g in 100 ml of water was added dropwise over about 1 hour. After standing for a while, decantation was performed to remove the supernatant, and washing with pure water and filtration were repeated to remove water-soluble salts. 500 after drying the obtained precipitate
It was calcined at ℃ for 3 hours to obtain about 3.2 g of powder of samarium oxide Sm 2 O 3 .
【0051】実施例1と同様にして、触媒として上で得
られた酸化サマリウム2.0gを用いてフェノールとジ
メチルカーボネートとの反応を行った。その結果、DP
C6.8gとMPC5.2gが得られた。In the same manner as in Example 1, phenol and dimethyl carbonate were reacted using 2.0 g of samarium oxide obtained above as a catalyst. As a result, DP
C6.8 g and MPC 5.2 g were obtained.
【0052】[実施例3]実施例2で用いた酸化サマリ
ウムを反応後濾別し、メタノールで洗って乾燥したもの
を1.9gとって、そのまま触媒として用い、実施例1
と全く同じ条件で反応を行った。その結果、DPC6.
0g、MPC5.2gが得られた。Example 3 The samarium oxide used in Example 2 was reacted, filtered off, washed with methanol and dried to obtain 1.9 g, which was directly used as a catalyst.
The reaction was carried out under exactly the same conditions as above. As a result, DPC6.
0 g and MPC 5.2 g were obtained.
【0053】[実施例4]実施例2と同様にして、硝酸
ネオジニウム6水和物8.8gkaらその150ml水
溶液を炭酸ナトリウム3.15gの100ml水溶液で
中和沈殿させ、乾燥後、500℃で3時間焼成して酸化
ネオジニウム約3.2gを得た。その2.0gを触媒と
して用い、実施例1と同じ条件でフェノールとジメチル
カーボネートとの反応を行った。その結果、DPC6.
0gおよびMPC6.8gが得られた。Example 4 In the same manner as in Example 2, a 150 ml aqueous solution of neodynium nitrate hexahydrate 8.8 gka and the like was neutralized and precipitated with a 100 ml aqueous solution of 3.15 g of sodium carbonate, dried and then dried at 500 ° C. After firing for 3 hours, about 3.2 g of neodynium oxide was obtained. Using 2.0 g thereof as a catalyst, the reaction of phenol and dimethyl carbonate was carried out under the same conditions as in Example 1. As a result, DPC6.
0 g and MPC 6.8 g were obtained.
【0054】[実施例5〜8、比較例1〜2]実施例1
と同様にして、触媒のみを表1に示す化合物に代えて反
応を行った。反応はいずれも不均一系を示すが、比較例
1に示す4価の酸化セリウムは全く活性がなく、比較例
2に示す酸化第二錫も全く活性を示さなかった。その結
果を表1に示す。[Examples 5-8, Comparative Examples 1-2] Example 1
The reaction was carried out in the same manner as in, except that only the catalyst was replaced with the compounds shown in Table 1. The reactions all showed a heterogeneous system, but the tetravalent cerium oxide shown in Comparative Example 1 had no activity, and the stannic oxide shown in Comparative Example 2 did not show any activity at all. Table 1 shows the results.
【0055】[0055]
【表1】 [Table 1]
【0056】[0056]
【発明の効果】以上の如き本発明方法によれば、上述し
た従来法の如き問題がなく、優れた効率で反応を行わせ
ることが可能となり、高収率で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できる。しかも、本発
明方法で使用する触媒は反応系に不溶の不均一系である
ため、反応後の触媒の分離、再使用が可能である。EFFECTS OF THE INVENTION According to the method of the present invention as described above, it is possible to carry out the reaction with excellent efficiency without the problems of the above-mentioned conventional methods, and it is possible to obtain the final target product of the diaromatic compound in a high yield. Carbonates can be produced. Moreover, since the catalyst used in the method of the present invention is a heterogeneous system insoluble in the reaction system, the catalyst can be separated and reused after the reaction.
Claims (7)
カーボネートまたは脂肪族・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および/または脂肪族
・芳香族カーボネートを製造する方法において、触媒と
してランタノイド金属の3価の酸化物の中から選ばれた
少なくとも1種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, and a lanthanoid as a catalyst. A method comprising using at least one selected from trivalent metal oxides.
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、触媒としてランタノイド金
属の3価の酸化物の中から選ばれた少なくとも1種を使
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 at least one selected from trivalent oxides of lanthanoid metal is used as a catalyst. A method characterized by the use of seeds.
下で行う請求項1または請求項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.
よびSmの少なくとも1種を用いる請求項1または請求
項2記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein at least one kind of La, Nd and Sm is used as the lanthanoid metal.
ある請求項1または請求項2記載の方法。5. The method according to claim 1 or 2, wherein the aromatic hydroxy compound is phenol.
ネートまたはジエチルカーボネートである請求項1また
は請求項2記載の方法。6. The method according to claim 1, wherein the dialiphatic carbonate is dimethyl carbonate or diethyl carbonate.
方法によって製造された脂肪族・芳香族カーボネートま
たは脂肪族・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、さらにランタノイド金属の3価の酸化
物の中から選ばれた少なくとも1種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 claim 1, further comprising a lanthanoid metal. A process for producing a diaromatic carbonate, which comprises heating in the presence of at least one selected from trivalent oxides to obtain a diaromatic carbonate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7205806A JPH0959223A (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Production of diaromatic carbonate and/or aliphatic-aromatic carbonate |
Applications Claiming Priority (1)
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JP7205806A Pending JPH0959223A (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Production of diaromatic carbonate and/or aliphatic-aromatic carbonate |
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-
1995
- 1995-08-11 JP JP7205806A patent/JPH0959223A/en active Pending
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