JPWO2007097388A1 - ジアルキルスズジアルコキシドの分離回収方法 - Google Patents

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Abstract

炭酸エステル製造に用いるアルキルスズアルコキシド触媒組成物は製造工程中において、加熱によって熱変性し、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物に変化するという課題がある。本発明は該アルキルスズアルコキシド触媒組成物から活性成分を有用なジアルキルスズジアルコキシドとして分離回収する方法を提供する。本発明によれば、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物とアルコールおよび/または炭酸エステルとを反応させ、該活性成分に由来する生成物を含む反応液を得、該反応液を蒸留して、該活性成分に由来する生成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収する方法を開示する。

Description

本発明は、エステルおよび炭酸エステル製造に用いる触媒としてのアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドの分離回収に関する。
ジアルキルスズジアルコキシドは、炭酸エステル合成触媒、エステル交換反応触媒、シリコンポリマーやウレタン硬化触媒等の触媒として極めて有用である。
従来のジアルキルスズジアルコキシドの製造方法として、ジアルキルスズオキシドとアルコールとを脱水反応させ、発生する水を含む低沸成分を反応液から除去するという方法(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、非特許文献1、非特許文献2参照)が知られている。
ジアルキルスズオキシドを用いる方法は、下記式(6)に示す脱水を伴う平衡反応であると推定している。
Figure 2007097388
上記平衡は圧倒的に原系に偏っており、さらに下記式(7)および(8)に示すテトラアルキルスズジスタンオキサンを経由する逐次脱水反応を包含していると推定される。ジアルキルスズジアルコキシドを高収率で得るためには、各脱水反応生成物のうちの水を系外に抜き出しながら製造されるが、エネルギー的に不利な反応であるために、高温(例えば180℃)で、長時間反応によって得られる。下記脱水反応を行い、過剰なアルコールを該反応液から除去した後、ジアルキルスズジアルコキシドを含む反応液を得る。
Figure 2007097388
Figure 2007097388
一方で、このような高温状態において、ジアルキルスズ化合物は、トリアルキルスズ化合物に容易に熱変性することが知られている(例えば、非特許文献2参照)。どのような反応によってトリアルキルスズ化合物が生成しているかは明確ではないが、例えば分子内でアルキル基が転移して生成するとすれば、下記式(9)のような不均化反応によって生成すると推定される。
Figure 2007097388
上記のような反応による製造方法によって得られたジアルキルスズジアルコキシドは、例えば、二酸化炭素と反応させ炭酸エステルを製造するために用いられる(例えば、特許文献2参照)。上述したようにジアルキルスズジアルコキシド製造過程においても熱変性体が生成するが、その他にもジアルキルスズ化合物が加熱される工程(例えば炭酸エステル製造工程や炭酸エステルとジアルキルスズ化合物との分離工程)においても熱変性体が生成すると推定される。さらに、該熱変性体は、トリアルキルスズ化合物と構造を特定できない高沸点のスズ成分を含んでおり、該トリアルキルスズ化合物は二酸化炭素を用いる炭酸エステル合成には殆ど活性を示さないことが知られている(例えば、非特許文献3参照)。以下、該熱変性体に含まれる、該構造を特定できない高沸点のスズ成分を、本発明では、「高沸失活体」と記述する。ここで、高沸点および/または高沸とは、常圧での沸点が250℃より高いことを示している。
上記した熱変性体は、炭酸エステル合成においては反応活性を示さない失活成分であり反応収率の低下や製品への混入などが懸念されるため、活性成分(以下、アルキルスズアルコキシドを構成する各スズ原子に、2つのスズ−炭素結合を有する成分をしばしば「活性成分」と記述する)であるジアルキルスズ化合物と分離する必要がある。
発明者らは、以前に純度の高いジアルキルスズアルコキシドの製造に関する発明を開示した(例えば、特許文献3参照)。当該文献では、有害なトリアルキルスズ化合物を含まないジアルキルスズアルコキシドを製造する方法を開示する。発明者らの検討の結果、トリアルキルスズ化合物はアルキルスズアルコキシド化合物の中では低沸点であることが明らかになり、トリアルキルスズ化合物を蒸留によって除去することによって高純度のジアルキルスズアルコキシドを得ることができる。一方、熱変性体のうち、構造を特定できない高沸点のスズ成分(上記した高沸失活成分)は依然として活性成分と混在してしまうという課題が残されていた。
また、本発明者らは、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド化合物を用いる炭酸エステルの製造に関する発明を開示した(例えば、特許文献4参照)。当該文献では、該熱変性体のうち、トリアルキルスズ化合物成分を蒸留によって分離し、反応系への蓄積を防止する方法を示した。
しかしながら、トリアルキルスズ化合物の対となる熱変性体については、活性成分との融点や溶解性の違いによって固体として析出させ、ろ過処理によって活性成分から分離し、反応系への蓄積を防止する方法を示したが、活性成分の回収収率が低くなる場合もあった。
USP5545600 WO2005/111049 特開2005−298433 WO2004/014840 Journal of Chemical Society,23(1971),3972 工業化学雑誌72,7(1969),1543 Journal of Ameriacan Chemical Society,121(1999),3793 Applied Catalysis A:General,255(2003),93
本発明者らは、回収収率が低くなる原因を、鋭意検討したところ、以下の知見を得た。具体的には、活性成分であるテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンは、下記式で示すラダー構造をとりやすいことが知られている(例えば、非特許文献4参照)。高温状態における不均化反応は、推定していた上記式(9)のみではなく、下記式(10)に示すような、ラダー構造を形成する2分子間で進行し、その結果、熱変性体の一部(即ち、上記した構造を特定できない高沸点のスズ成分の一部)は、活性成分と失活成分が共有結合で結合された化合物となり、上記した固化による方法では、失活成分と共有結合で結合された活性成分も共に除去されて回収収率が低くなったり、該結合された失活成分が活性成分と共に回収されてしまい、依然として系内に蓄積する場合があるという課題が明らかになった。濾過等の分離のほかに、効率よく分離回収する方法として蒸留分離が考えられるが、該結合された失活成分、および式(9)で示した失活成分は共に、活性成分と蒸留分離することは不可能である(従って、本明細書中では、式(9)および/または式(10)に従うと推定される、ジアルキルスズ化合物の熱変性によって生成する生成物のうち、トリアルキルスズ化合物以外の構造を特定できない高沸点のスズ成分を、「高沸失活成分」と記述している。)。
Figure 2007097388
他方、活性成分であるジアルキルスズ化合物は高価なものであるため、分離工程における回収収率が重視されている。したがって、このような蒸留分離不可能な、高沸失活成分および活性成分について高い活性成分回収収率を実現できる分離方法が望まれていた。
本発明の目的は、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物から、効率よく活性成分を分離回収する方法を提供することである。
上記事情に鑑み、本発明者らは、アルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズアルコキシドの分離回収について鋭意検討したところ、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物をアルコールおよび/または炭酸エステルと反応させ、得られた反応液を蒸留し、該活性成分に由来する生成物をジアルキルスズジアルコキシドとして分離回収することによって解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、
〔1〕 炭酸エステル製造に使用するアルキルスズアルコキシド触媒組成物であって、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物から、下記工程によって該活性成分をジアルキルスズジアルコキシドに変換させて分離回収する方法:
工程(1);該アルキルスズアルコキシド触媒組成物と、アルコールおよび/または炭酸エステルとを反応させて、該活性成分に由来する生成物を含む反応溶液を得る工程
工程(2);工程(1)にて得られた反応溶液を蒸留して、該活性成分に由来する生成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収する工程、
〔2〕 該活性成分がアルキルスズアルコキシドを構成する各スズ原子に、2つのスズ−炭素結合を有する成分である前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔3〕 該高沸失活成分の沸点が、常圧で250℃より高い前項〔1〕または〔2〕に記載の分離回収する方法、
〔4〕 該アルキルスズアルコキシド触媒組成物が、常圧かつ250℃以下で高沸失活成分と活性成分とに蒸留分離不可能である前項〔1〕ないし〔3〕のうち何れか一項に記載の分離回収する方法、
〔5〕 該活性成分がテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンである前項〔1〕〜〔4〕のうち何れか一項に記載の分離回収する方法、
〔6〕 該テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンが下記式(1)で表わされるアルキルスズ化合物である前項〔5〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
〔7〕 該高沸失活成分が、119Sn−NMRで分析した際に、テトラメチルスズ基準で−220〜−610ppmに化学シフトを示すスズ原子を含有するアルキルスズ化合物である前項〔1〕〜〔6〕のうち何れか一項に記載の分離回収する方法、
〔8〕 該アルコールが下記式(2)で表される前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
〔9〕 該炭酸エステルが下記式(3)で表される前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
〔10〕
該ジアルキルスズジアルコキシドが下記式(4)で表される前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表し、
,Rは、それぞれ活性成分のアルコキシ基、アルコールのR、または炭酸エステルのRもしくはRに対応する。ただし、R,Rの少なくとも一つは、R、RまたはRに対応する。)
〔11〕
該アルキルスズアルコキシド触媒組成物に下記式(5)で表されるジアルキルスズオキシドが含まれる前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表す。)
〔12〕 該テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンのアルキル基が、n−ブチル基またはn−オクチル基である前項〔6〕に記載の分離回収する方法、
〔13〕 該アルコールが炭素数4から炭素数8の脂肪族アルキルアルコールの中から選ばれるアルコールである前項〔8〕に記載の分離回収する方法、
〔14〕 該炭酸エステルのRおよび/またはRが炭素数4から炭素数8の脂肪族アルキル基の中から選ばれる炭酸エステルである前項〔9〕に記載の分離回収する方法、
〔15〕 該ジアルキルスズオキシドが、ジ−n−ブチル−スズオキシドまたはジ−n−オクチル−スズオキシドから選ばれるジアルキルスズオキシドである前項〔11〕に記載の分離回収する方法、
〔16〕 工程(1)において、該活性成分に含まれるスズ原子のモル数に対して、該アルコールおよび/または該炭酸エステルの総モル数の比率が2〜100である前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔17〕 工程(1)において、反応させる温度が60〜180℃である前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔18〕 工程(1)の反応が、攪拌槽、多段攪拌槽、充填塔、蒸留塔、多段蒸留塔、連続多段蒸留塔、内部に支持体を備えた反応器、強制循環反応器のいずれかを含む型式の反応器で行われる前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔19〕 工程(2)において、該蒸留分離が、多段蒸留塔、連続多段蒸留塔、充填塔、薄膜蒸発器のいずれかを含む型式である蒸留装置で行われる前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔20〕 前項〔1〕〜〔19〕のうち何れか一項に記載された方法で分離回収されたジアルキルスズジアルコキシドを用いる炭酸エステルの製造方法、
を提供する。
本発明によれば、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物から有用な成分であるジアルキルスズジアルコキシドを効率よく分離回収することができ、工業分野において大変有用である。
本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
本発明は、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物と、アルコールおよび/または炭酸エステルとを反応させ、得られた反応液を蒸留し、該活性成分に由来する生成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収する。
前述したように、炭酸エステル製造に使用するアルキルスズアルコキシド触媒組成物は加熱によって熱変性し、炭酸エステル製造に活性を示さない熱変性体となる。熱変性の反応機構に関しては明らかではないが、下記式(9)で表す不均化反応によって起こると推定していた。
Figure 2007097388
上記式に示すように各スズ原子に2つのスズ−炭素結合を有する活性成分が熱変性すると、トリアルキススズ化合物と構造を特定できない高沸点のスズ成分からなる熱変性体に変化してゆく。該熱変性体のうちトリアルキルスズ化合物(例えば、トリアルキルスズアルコキシド類)はアルキルスズアルコキシド触媒組成物の中で比較的低沸点であり、蒸留によって活性成分から分離することが可能である。一方で、熱変性体のうち、構造を特定できない高沸点のスズ成分は活性成分との融点や溶解性の違いによって固体として析出させ、活性成分からろ過処理によって(部分的に、あるいは全部を)分離することができるが、活性成分の回収収率が低くなる場合もあった。本発明者らが鋭意検討した結果、活性成分であるテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンは二量体構造を形成し、下記式(10)に示すラダー構造をとりやすいため、熱変性は想定していた式(9)のみではなく、下記式(10)に示すような活性成分と熱変性体の一部が共有結合で結合された化合物になっていると推定した。
Figure 2007097388
その結果、上述の固化による方法では熱変性体の一部と結合された活性成分が熱変性体とともに除去され、回収率が低くなったり、逆に熱変性体が活性成分とともに回収され、効率よく分離することができなかったりするのではないかと考察した。ろ過以外の分離方法としては蒸留分離が考えられるが、高沸失活成分および活性成分を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物から、工業的に利用しやすい温度域である250℃以下の温度や真空度(例えば0.1kPa以上)では分離することができなかった。該高沸失活成分は沸点が250℃(常圧で)より高く、また、多くのテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサン(活性成分の一部)の沸点も250℃(常圧で)よりも高いためであり、さらに上記で推定したように、熱変性体の一部と活性成分が結合している場合も、その沸点は一般に250℃(常圧で)より高く、且つ、結合しているために、該活性体のみを分離することができないためであると推定され、工業的に利用しやすい温度、減圧条件では蒸留分離不可能であった。
そこで、本発明者らが鋭意検討を進めた結果、上記したような高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物をアルコールおよび/または炭酸エステルと反応させて、該活性成分に由来する生成物を含む反応液を得、該反応液を蒸留すると、驚くべきことに、該活性成分に由来する生成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収することを見いだし、本発明を完成させた。すなわち、本発明者らは、従来は困難であった高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物から活性成分をジアルキルスズジアルコキシドとして分離回収する方法を見出し、その結果、効率よく活性成分を分離回収することができることに成功した。
まず、本発明で使用する化合物について説明する。本発明の活性成分は、アルキルスズアルコキシドを構成する各スズ原子に2つのスズ−炭素結合を有する成分であり、例えば、化学式(1)、化学式(4)、化学式(5)で表す化合物である。
Figure 2007097388
(式中:
は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。好ましくは、R,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の飽和脂肪族基であり、より好ましくは直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基である。)
式(1)で示されるテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンの例としては、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジブトキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジペンチルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジヘキシルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジプロポキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジブトキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジブトキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジペンチルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジヘキシルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(トリフルオロブチル)−1,3−ジブトキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(トリフルオロブチル)−1,3−ジペンチルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(トリフルオロブチル)−1,3−ジヘキシルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ペンタフルオロブチル)−1,3−ジブトキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ペンタフルオロブチル)−1,3−ジペンチルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ペンタフルオロブチル)−1,3−ジヘキシルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ヘプタフルオロブチル)−1,3−ジブトキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ヘプタフルオロブチル)−1,3−ジペンチルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ヘプタフルオロブチル)−1,3−ジヘキシルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ノナフルオロブチル)−1,3−ジブトキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ノナフルオロブチル)−1,3−ジペンチルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラキス(ノナフルオロブチル)−1,3−ジヘキシルオキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ジブトキシ−ジスタンオキサン(各異性体)、などが挙げられる。好ましい例としては、Rが炭素数1〜12のアルキル基であるテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンである。炭素数の短い場合は生成物のジアルキルスズジアルコキシドが固形物になりやすく、炭素数が長い場合は生成物の粘性が高くなり、流動性が低下する場合がある。より好ましい例としては、Rが炭素数4〜8のアルキル基であるテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンである。その例として、例えば、テトラ(n−ブチル)−ジ(n−ブトキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−ブチル)−ビス(2−メチルプロピルオキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−ブチル)−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−ブチル)−ビス(2−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−ブチル)−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−オクチル)−ジ(n−ブトキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−オクチル)−ビス(2−メチルプロピルオキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−オクチル)−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−オクチル)−ビス(2−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン、テトラ(n−オクチル)−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが挙げられる。上記式(1)で表されるテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンは一般的に多量体で存在することが知られており、上記式(1)では単量体構造のテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンを示しているが、多量体構造であっても会合体であってもかまわない。
アルキルスズアルコキシド触媒組成物に含まれる上記テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンは容易に水分によって加水分解され、下記式(5)で表すジアルキルスズオキシドに変化するが、該ジアルキルスズオキシドはアルコールとの脱水反応によって再びテトラアルキルスズジアルコキシジスタンオキサンに変化させることができる。従って、該アルキルスズアルコキシド触媒組成物は下記式(5)で表すジアルキルスズオキシドが含まれてもよい。
Figure 2007097388
(式中:
は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表す。)
上記式(5)で示されるジアルキルスズオキシドの例としては、ジメチルスズオキシド、ジエチルスズオキシド、ジプロピルスズオキシド(各異性体)、ジブチルスズオキシド(各異性体)、ジペンチルスズオキシド(各異性体)、ジヘキシルスズオキシド(各異性体)、ジヘプチルスズオキシド(各異性体)、ジオクチルスズオキシド(各異性体)、ジビニルスズオキシド、ジアリルスズオキシド、ジシクロヘキシルスズオキシド、ジシクロオクチルスズオキシド、ビス(トリフルオロブチル)スズオキシド、ビス(ペンタフルオロブチル)スズオキシド、ビス(ヘプタフルオロブチル)スズオキシド、ビス(ナノフルオロブチル)スズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジベンジルスズオキシド、ジフェネチルスズオキシド、ジトリルスズオキシドなどが挙げられる。好ましい例としてはジアルキルスズオキシドのRが炭素数1〜12のアルキル基であるジアルキルスズオキシドである。炭素数の短い場合は生成物のジアルキルスズジアルコキシドが固形物になりやすく、炭素数が長い場合は生成物の粘性が高く、流動性が低下する場合がある。より好ましい例としては、Rが炭素数4〜8のアルキル基であるジアルキルスズオキシドであり、例えばジ(n−ブチル)スズオキシド、ジ(n−オクチル)スズオキシドが挙げられる。
次に本発明で使用するアルキルスズアルコキシド触媒組成物および高沸失活成分について述べる。本発明のアルキルスズアルコキシド触媒組成物は、炭酸エステルの製造において二酸化炭素と反応させた後、炭酸エステルを蒸留分離し、蒸留残渣に含まれるアルキルスズアルコキシド触媒組成物を再び脱水反応させることで得ることができる。各工程においてアルキルスズアルコキシド触媒組成物は加熱されているため、熱変性が起こり、高沸失活成分が生成する。すなわち、本発明の高沸失活成分とは、下記工程の繰り返しにおいて熱変性によって得られるものであり、構造を特定できない高沸点(250℃よりも高い)スズ成分である。
本発明の炭酸エステル製造工程は、代表的には下記の工程を含むものである。
工程(A);出発物質としてジアルキルスズ化合物または下記工程(C)から得られた混合物と、反応物質としてアルコールとを脱水反応させ、該ジアルキルスズ化合物に由来するジアルキルスズジアルコキシドを含む反応液を得る工程、
工程(B);工程(A)から得られた反応液と二酸化炭素とを反応させ、炭酸エステルを含む反応液を得る工程、
工程(C);工程(B)から得られた反応液から炭酸エステルと、ジアルキルスズ化合物および該ジアルキルスズ化合物の熱変性体を含む混合物とに蒸留分離し、該混合物を出発物質として工程(A)に戻す工程。
各工程における温度および圧力の条件はそれぞれ異なる。工程(A)では、反応は、例えば、温度80〜180℃、圧力20〜1×10Paで行われ、ジアルキルスズジアルコキシドを含む反応液を得る。次の工程(B)では、工程(A)から得られた反応液と二酸化炭素とを、例えば、温度80〜180℃、圧力0.5〜50MPa−Gで行われ、炭酸エステルを含む反応液を得る。さらに次の工程(C)では、工程(B)から得られた反応液を、例えば、温度100〜250℃、圧力0.1〜2×10Paにおいて蒸留を行い、炭酸エステルを分離する。
このように各工程はそれぞれの適切な温度および圧力で行われる。いずれの工程においても温度は常温より高く加熱状態で行われる。これに対して、例えば、工程(A)と工程(C)は比較的低圧で行われるが、工程(B)は高圧で行われる。さらに工程(B)と工程(C)では二酸化炭素を反応系に加えることから工程(A)とは異なる反応が起こる。従って、各工程から発生する熱変性体はそれぞれ異なる反応によるものであると推定され、従来技術で述べたような脱水反応の工程のみからなるものではなく、より複雑なものになることも考えられる。
該熱変性体は下記式(9)で表す不均化反応によって生成すると推定していたが、前述したようにテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンはラダー構造をとりやすく下記式(10)で表す反応式によっても熱変性体が生成すると考えられる。該熱変性体は、119Sn−NMRで分析した際に活性成分とは異なる化学シフトを示す。該熱変性体のうち、トリアルキルスズ化合物(例えば、トリアルキルスズアルコキシド)と推定されるものはテトラメチルスズ基準で60〜140ppmに化学シフトを示し、一方で、構造を特定できない高沸失活成分は−220〜−610ppmに化学シフトを示すスズ原子を含有する。該熱変性体には、場合によってはテトラアルキルスズや酸化スズ(SnO)をも含む場合があるが、テトラアルキルスズは蒸留などによって分離可能である。また、酸化スズが共存した場合であっても、本発明の方法によって同時に活性成分と分離可能であるし、一般に酸化スズは固体であるので、濾過等の公知の方法で分離することができる。
本発明の高沸失活成分は、前記した活性成分の熱変性によって生成するものである(例えば、式(9)および/または式(10))。本発明は、該高沸失活成分として、前記したテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンから熱変性したものに好ましく適用できる。前記したテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンから熱変性した高沸失活成分の沸点は250℃(常圧で)よりも高く、且つ、該高沸失活成分と相当する該テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンとは250℃以下で蒸留分離不可能である。
Figure 2007097388
Figure 2007097388
式(9)または式(10)で示されるトリアルキルスズアルコキシドの例としては、トリメチル−メトキシ−スズ、トリメチル−エトキシ−スズ、トリメチル−プロポキシ−スズ(各異性体)、トリメチル−ブトキシ−スズ(各異性体)、トリメチル−ペンチルオキシ−スズ(各異性体)、トリメチル−ヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、トリメチル−ヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、トリメチル−オクチルオキシ−スズ(各異性体)、トリメチル−ノニルオキシ−スズ(各異性体)、トリメチル−デシルオキシ−スズ(各異性体)、トリメチル−ベンジルオキシ−スズ、トリメチル−フェニルエトキシ−スズ、ブチル−ジメチル−メトキシ−スズ、ブチル−ジメチル−エトキシ−スズ、ブチル−ジメチル−プロポキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメチル−ブトキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメチル−ペンチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメチル−ヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメチル−ヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメチル−オクチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメチル−ノニルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメチル−デシルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメチル−ベンジルオキシ−スズ、ブチル−ジメチル−フェニルエトキシ−スズ、ジブチル−メチル−メトキシ−スズ、ジブチル−メチル−エトキシ−スズ、ジブチル−メチル−プロポキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−メチル−ブトキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−メチル−ペンチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−メチル−ヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−メチル−ヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−メチル−オクチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−メチル−ノニルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−メチル−デシルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−メチル−ベンジルオキシ−スズ、ジブチル−メチル−フェニルエトキシ−スズ、ブチル−ジエチル−メトキシ−スズ、ブチル−ジエチル−エトキシ−スズ、ブチル−ジエチル−プロポキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジエチル−ブトキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジエチル−ペンチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジエチル−ヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジエチル−ヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジエチル−オクチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジエチル−ノニルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジエチル−デシルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジエチル−ベンジルオキシ−スズ、ブチル−ジエチル−フェニルエトキシ−スズ、ジブチル−エチル−メトキシ−スズ、ジブチル−エチル−エトキシ−スズ、ジブチル−エチル−プロポキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−エチル−ブトキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−エチル−ペンチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−エチル−ヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−エチル−ヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−エチル−オクチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−エチル−ノニルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−エチル−デシルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−エチル−ベンジルオキシ−スズ、ジブチル−エチル−フェニルエトキシ−スズ、ブチル−ジプロピル−メトキシ−スズ、ブチル−ジプロピル−エトキシ−スズ、ブチル−ジプロピル−プロポキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジプロピル−ブトキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジプロピル−ペンチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジプロピル−ヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジプロピル−ヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジプロピル−オクチルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジプロピル−ノニルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジプロピル−デシルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジプロピル−ベンジルオキシ−スズ、ブチル−ジプロピル−フェニルエトキシ−スズ、ジブチル−プロピル−メトキシ−スズ、ジブチル−プロピル−エトキシ−スズ、ジブチル−プロピル−プロポキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−プロピル−ブトキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−プロピル−ペンチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−プロピル−ヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−プロピル−ヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−プロピル−オクチルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−プロピル−ノニルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−プロピル−デシルオキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−プロピル−ベンジルオキシ−スズ、ジブチル−プロピル−フェニルエトキシ−スズ、トリブチル−メトキシ−スズ、トリブチル−エトキシ−スズ、トリブチル−プロポキシ−スズ(各異性体)、トリブチル−ブトキシ−スズ(各異性体)、トリブチル−ベンジルオキシ−スズ、トリブチル−フェニルエトキシ−スズ、トリフェニル−メトキシ−スズ、トリフェニル−エトキシ−スズ、トリフェニル−プロポキシ−スズ(各異性体)、トリフェニル−ブトキシ−スズ(各異性体)、トリフェニル−ペンチルオキシ−スズ(各異性体)、トリフェニル−ヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、トリフェニル−ヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、トリフェニル−オクチルオキシ−スズ(各異性体)、トリフェニル−ノニルオキシ−スズ(各異性体)、トリフェニル−デシルオキシ−スズ(各異性体)、トリフェニル−ベンジルオキシ−スズ、トリフェニル−フェニルエトキシ−スズ、メトキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ、エトキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ、プロポキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ブトキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ペンチルオキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ヘキシルオキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ヘプチルオキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、オクチルオキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ノニルオキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、デシルオキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ベンジルオキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ、フェニルエトキシ−トリス−(トリフルオロブチル)−スズ、メトキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ、エトキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ、プロポキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ブトキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ペンチルオキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ヘキシルオキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ヘプチルオキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、オクチルオキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ノニルオキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、デシルオキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ベンジルオキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ、フェニルエトキシ−トリス−(ペンタフルオロブチル)−スズ、メトキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ、エトキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ、プロポキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ブトキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ペンチルオキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ヘキシルオキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ヘプチルオキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、オクチルオキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ノニルオキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、デシルオキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ベンジルオキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ、フェニルエトキシ−トリス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ、メトキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ、エトキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ、プロポキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ブトキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ペンチルオキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ヘキシルオキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ヘプチルオキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ(各異性体)、オクチルオキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ノニルオキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ(各異性体)、デシルオキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ベンジルオキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ、フェニルエトキシ−トリス−(ナノフルオロブチル)−スズ等のトリアルキルスズアルコキシドなどが挙げられる。
また、式(9)で表す不均化反応で生成するトリアルキルスズアルコキシドの対となる失活成分についての詳細は不明であるが、例えば、モノアルキルスズアルコキシドオキシドが挙げられる。その例としては、メチル−メトキシ−スズオキシド、メチル−エトキシ−スズオキシド、メチル−プロポキシ−スズオキシド(各異性体)、メチル−ブトキシ−スズオキシド(各異性体)、メチル−ペンチルオキシ−スズオキシド(各異性体)、メチル−ヘキシルオキシ−スズオキシド(各異性体)、メチル−ヘプチルオキシ−スズオキシド(各異性体)、メチル−オクチルオキシ−スズオキシド(各異性体)、メチル−ノニルオキシ−スズオキシド(各異性体)、メチル−デシルオキシ−スズオキシド(各異性体)、ブチル−メトキシ−スズオキシド、ブチル−エトキシ−スズオキシド、ブチル−プロポキシ−スズオキシド(各異性体)、ブチル−ブトキシ−スズオキシド(各異性体)、ブチル−ベンジルオキシ−スズオキシド、ブチル−フェニルエトキシ−スズオキシド、オクチル−メトキシ−スズオキシド、オクチル−エトキシ−スズオキシド、オクチル−プロポキシ−スズオキシド(各異性体)、オクチル−ブトキシ−スズオキシド(各異性体)、オクチル−ベンジルオキシ−スズオキシド、オクチル−フェニルエトキシ−スズオキシド、フェニル−メトキシ−スズオキシド、フェニル−エトキシ−スズオキシド、フェニル−プロポキシ−スズオキシド(各異性体)、フェニル−ブトキシ−スズオキシド(各異性体)、フェニル−ペンチルオキシ−スズオキシド(各異性体)、フェニル−ヘキシルオキシ−スズオキシド(各異性体)、フェニル−ヘプチルオキシ−スズオキシド(各異性体)、フェニル−オクチルオキシ−スズオキシド(各異性体)、フェニル−ノニルオキシ−スズオキシド(各異性体)、フェニル−デシルオキシ−スズオキシド(各異性体)、フェニル−ベンジルオキシ−スズオキシド、フェニル−フェニルエトキシ−スズオキシド、メトキシ−(トリフルオロ−ブチル)−スズオキシド、エトキシ−(トリフルオロ−ブチル)−スズオキシド、プロポキシ−(トリフルオロ−ブチル)−スズオキシド(各異性体)、ブトキシ−(トリフルオロ−ブチル)−スズオキシド(各異性体)、ペンチルオキシ−(トリフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ヘキシルオキシ−(トリフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ヘプチルオキシ−(トリフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、オクチルオキシ−(トリフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ノニルオキシ−(トリフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、デシルオキシ−(トリフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ベンジルオキシ−(トリフルオロブチル)−スズオキシド、フェニルエトキシ−(トリフルオロブチル)−スズオキシド、メトキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド、エトキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド、プロポキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ブトキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ペンチルオキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ヘキシルオキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ヘプチルオキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、オクチルオキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ノニルオキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、デシルオキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ベンジルオキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド、フェニルエトキシ−(ペンタフルオロブチル)−スズオキシド、メトキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド、エトキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド、プロポキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ブトキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ペンチルオキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ヘキシルオキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ヘプチルオキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、オクチルオキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ノニルオキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、デシルオキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ベンジルオキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド、フェニルエトキシ−(ヘプタフルオロブチル)−スズオキシド、メトキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド、エトキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド、プロポキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ブトキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ペンチルオキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ヘキシルオキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ヘプチルオキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、オクチルオキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ノニルオキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、デシルオキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド(各異性体)、ベンジルオキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド、フェニルエトキシ−(ノナフルオロブチル)−スズオキシド等のモノアルキルスズ化合物などが挙げられる。
次に本発明で使用するアルコールおよび炭酸エステルについて記述する。まず、アルコールは、下記式(2)で表される化学構造のものが使用できる。
Figure 2007097388
(式中:
は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
上記式(2)で表されるアルコールの例としては、メタノール、エタノール、プロパノール(各異性体)、ブタノール(各異性体)、ペンタノール(各異性体)、ヘキサノール(各異性体)、ヘプタノール(各異性体)、オクタノール(各異性体)、ノナノール(各異性体)、デカノール(各異性体)、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール、フェニルメタノール、2−フェニル−エタノールなどが挙げられ、好ましい例として、ブタノール(各異性体)、ペンタノール(各異性体)、ヘキサノール(各異性体)、ヘプタノール(各異性体)、オクタノール(各異性体)などが挙げられる。これらアルコールの中で、n−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、n−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、n−ヘキサノール、2−エチル−1−ブタノールがより好ましい。
次に本発明で使用する炭酸エステルは、下記式(3)で表される化学構造のものが使用できる。
Figure 2007097388
(式中:
,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
上記式(3)で表される炭酸エステルの例としては、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル(各異性体)、炭酸ジブチル(各異性体)、炭酸ジペンチル(各異性体)、炭酸ジヘキシル(各異性体)、炭酸ジオクチル(各異性体)、炭酸ジ(シクロペンチル)、炭酸ジ(シクロヘキシル)、炭酸ジベンジルなどが挙げられる。より好ましい炭酸エステルとしては、上記化学式(4)のRおよびRが、直鎖状もしくは分岐状の炭素数4〜8の脂肪族基、さらにより好ましくは炭素数4〜6の脂肪族基が挙げられる。その例としては、例えば、炭酸ジ−n−ブチル、炭酸ビス(2−メチルプロピル)、炭酸ジ(n−ペンチル)、炭酸ビス(3−メチルブチル)、炭酸ビス(2−メチルブチル)、炭酸ジ(n−ヘキシル)、炭酸ビス(2−エチルブチル)が挙げられる。
上記した高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物とアルコールおよび/または炭酸エステルとを反応させ、該活性成分に由来する生成物を含む反応液を得、該反応液を蒸留して、該活性成分に由来する生成物から下記式(4)で表されるジアルキルスズジアルコキシドを分離回収することができる。
Figure 2007097388
(式中:
は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表し、R,Rは、それぞれ活性成分のアルコキシ基またはアルコールのRまたは炭酸エステルのRまたはRに対応する。ただし、R,Rの少なくとも一つは、R、RまたはRに対応する。)
上記式(4)で表わされるジアルキルスズジアルコキシドの例としては、ジメチル−ジメトキシ−スズ、ジメチル−ジエトキシ−スズ、ジメチル−ジプロポキシ−スズ(各異性体)、ジメチル−ジブトキシ−スズ(各異性体)、ジメチル−ジペンチルオキシ−スズ(各異性体)、ジメチル−ジヘキシルオキシ−スズ(各異性体)、ジメチル−ジヘプチルオキシ−スズ(各異性体)、ジメチル−ジオクチルオキシ−スズ(各異性体)、ジメチル−ジノニルオキシ−スズ(各異性体)、ジメチル−ジデシルオキシ−スズ(各異性体)、ブチル−ジメトキシ−メチル−スズ、ブチル−ジエトキシ−メチル−スズ、ブチル−ジプロポキシ−メチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジブトキシ−メチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジペンチルオキシ−メチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジヘキシル−メチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジヘプチルオキシ−メチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジオクチルオキシ−メチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジメトキシ−エチル−スズ、ブチル−ジエトキシ−エチル−スズ、ブチル−ジプロポキシ−エチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジブトキシ−エチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジペンチルオキシ−エチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジヘキシル−エチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジヘプチルオキシ−エチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジオクチルオキシ−エチル−スズ(各異性体)、ブチル−ジメトキシ−プロピル−スズ、ブチル−ジエトキシ−プロピル−スズ、ブチル−ジプロポキシ−プロピル−スズ(各異性体)、ブチル−ジブトキシ−プロピル−スズ(各異性体)、ブチル−ジペンチルオキシ−プロピル−スズ(各異性体)、ブチル−ジヘキシルオキシ−プロピル−スズ(各異性体)、ブチル−ジヘプチルオキシ−プロピル−スズ(各異性体)、ブチル−ジオクチルオキシ−プロピル−スズ(各異性体)、ジブチル−ジメトキシ−スズ、ジブチル−ジエトキシ−スズ、ジブチル−ジプロポキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−ジブトキシ−スズ(各異性体)、ジブチル−ビス(ベンジルオキシ)−スズ、ジブチル−ビス(フェニルエトキシ)−スズ、ジオクチル−ジメトキシ−スズ、ジオクチル−ジエトキシ−スズ、ジオクチル−ジプロポキシ−スズ(各異性体)、ジオクチル−ジブトキシ−スズ(各異性体)、ジオクチル−ビス(ベンジルオキシ)−スズ、ジオクチル−ビス(フェニルエトキシ)−スズ、ジフェニル−ジメトキシ−スズ、ジフェニル−ジエトキシ−スズ、ジフェニル−ジプロポキシ−スズ(各異性体)、ジフェニル−ジブトキシ−スズ(各異性体)、ジフェニル−ジ(ペンチルオキシ)−スズ(各異性体)、ジフェニル−ジ(ヘキシルオキシ)−スズ(各異性体)、ジフェニル−ジ(ヘプチルオキシ)−スズ(各異性体)、ジフェニル−ジ(オクチルオキシ)−スズ(各異性体)、ジフェニル−ジ(ノニルオキシ)−スズ(各異性体)、ジフェニル−ジ(デシルオキシ)−スズ(各異性体)、ジフェニル−ビス(ベンジルオキシ)−スズ、ジフェニル−ビス(フェニルエトキシ)−スズ、ジメトキシ−ビス−(トリフルオロ−ブチル)−スズ、ジエトキシ−ビス−(トリフルオロ−ブチル)−スズ、ジプロポキシ−ビス−(トリフルオロ−ブチル)−スズ(各異性体)、ジブトキシ−ビス−(トリフルオロ−ブチル)−スズ(各異性体)、ジ(ペンチルオキシ)ビス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジ(ヘキシルオキシ)−ビス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジ(ヘプチルオキシ)−ビス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジ(オクチルオキシ)−ビス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジ(ノニルオキシ)−ビス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジ(デシルオキシ)−ビス−(トリフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ビス(ベンジルオキシ)−ビス−(トリフルオロブチル)−スズ、ビス(フェニルエトキシ)−ビス−(トリフルオロブチル)−スズ、ジメトキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ、ジエトキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ、ジプロポキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジブトキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジペンチルオキシビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジヘキシルオキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジヘプチルオキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジオクチルオキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジノニルオキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジデシルオキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ビスベンジルオキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ、ビスフェニルエトキシ−ビス−(ペンタフルオロブチル)−スズ、ジメトキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ、ジエトキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ、ジプロポキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジブトキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジペンチルオキシビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジヘキシルオキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジヘプチルオキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジオクチルオキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジノニルオキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジデシルオキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ビスベンジルオキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ、ビスフェニルエトキシ−ビス−(ヘプタフルオロブチル)−スズ、ジメトキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ、ジエトキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ、ジプロポキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジブトキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジペンチルオキシビス−(ノナフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジヘキシルオキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジヘプチルオキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジオクチルオキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジノニルオキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ジデシルオキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ(各異性体)、ビスベンジルオキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ、ビスフェニルエトキシ−ビス−(ノナフルオロブチル)−スズ等のアルキルアルコキシスズなどが挙げられる。より好ましい例としては、ジ(n−ブチル)−ジ(n−ブトキシ)スズ、ジ(n−ブチル)−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズ、ジ(n−ブチル)−ビス(2−メチルブチルオキシ)スズ、ジ(n−ブチル)−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズ、ジ(n−オクチル)−ジ(n−ブトキシ)スズ、ジ(n−オクチル)−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズ、ジ(n−オクチル)−ビス(2−メチルブチルオキシ)スズ、ジ(n−オクチル)−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズなどが挙げられる。
化学式(4)で表されるジアルキルスズジアルコキシド、化学式(1)で表されるテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサン、およびトリアルキルスズアルコキシドについて119Sn−NMRによって分析し、いくつかの測定例を下記の表1および表2に示す。119Sn−NMRによる分析では、これらスズ化合物の化学シフト値は濃度や溶媒などの影響を受けやすいため13C−NMRおよびH−NMRの併用が好ましい。
化学式(4)で表されるジアルキルスズジアルコキシドは119Sn−NMRシフトの半値幅が1〜4ppmでややブロードであり、さらに化学シフト値が濃度によって変化し、高濃度であるほど高磁場側に推移する。その測定例として下記の表1にジブチル−ビス(2−エチルヘキシルオキシ)−スズの分析結果を示す。
Figure 2007097388
一方、化学式(1)で表すテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンおよびトリアルキルスズアルコキシドについては、119Sn−NMRの化学シフトの半値幅は0.1〜0.5ppmでシャープな形を示し、化学シフト値が濃度や溶媒などによる影響を受けにくい。その測定例としていくつかの1,1,3,3−テトラブチル−1,3ビス(アルコキシ)−ジスタンオキサンおよびトリブチル−(アルコキシ)−スズの分析結果を表2に示す。
Figure 2007097388
上記のようにジアルキルスズジアルコキシド、テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサン、トリアルキルスズアルコキシドについては、119Sn−NMRによって特定は比較的容易であるが、構造を特定できない高沸失活成分については、119Sn−NMRで分析した場合は−220〜―610ppmの範囲において複数の化学シフトが見られる。このような現象は該高沸失活成分が複雑な多量体構造になっていることが原因であると推定され、構造の特定が非常に困難である。
熱変性したアルキルスズアルコキシド触媒組成物は上述のようにトリアルキルスズアルコキシドおよび複雑な構造を持つ高沸失活成分との混合物になり、またその反応性などについては明確になっていないが、該混合物はアルコールおよび/または炭酸エステルと反応させ、該混合物に含まれる活性成分に由来する生成物を含む反応液を得、該反応液を蒸留すると、驚くべきことに該活性成分に由来する生成物から有用なジアルキルスズジアルコキシドを分離回収することができる。
すなわち、本発明では、図1に示すように炭酸エステル製造から得た高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物を、工程(1)においてアルコールおよび/または炭酸エステルとを反応させ、該活性成分に由来する生成物を含む反応液を得て、工程(2)において該反応液を蒸留して、該活性成分に由来する生成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収する。
次に、本発明に係る分離回収方法における工程(1)で行う反応について述べる。高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物とアルコールとを反応させる場合、下記のような脱水反応が起こると推定される。
Figure 2007097388
Figure 2007097388
Figure 2007097388
また、炭酸エステルを使用した場合は、反応機構の詳細は不明であるが、例えば下記のような脱炭酸ガス反応が起こると推定される。
Figure 2007097388
Figure 2007097388
Figure 2007097388
アルコールと炭酸エステルの混合物を使用し、アルキルスズアルコキシド触媒組成物と反応させる場合は上記に示す全ての反応が併発的に起こると考えられる。
アルキルスズアルコキシド触媒組成物は炭酸ガスと反応しやすく、炭酸ガスがスズ−酸素結合に挿入される構造を持つ錯体を形成することが知られており、上記反応の生成物にこのようなアルキルスズアルコキシド−炭酸ガス錯体が含まれることも考えられる。これら錯体は該活性成分に由来する生成物にも含まれるが、蒸留分離の際に炭酸ガスが脱離するため、該活性成分に由来する生成物はジアルキルスズジアルコキシドとして回収される。
上述のように熱変性体には、低沸点で蒸留分離が可能なトリアルキルスズ化合物(例えば、トリアルキルスズアルコキシド類)が含まれている。従って、上記反応を行う際に該アルキルスズアルコキシド触媒組成物について蒸留によって低沸成分であるトリアルキルスズアルコキシドを予め除去し、蒸留残渣として高沸失活成分および活性成分のみを含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た後、アルコールおよび/または炭酸エステルと反応させることも可能である。
次に、反応条件について述べる。工程(1)で起こる反応には平衡反応を含む場合もあり、生成物であるジアルキルスズジアルコキシドの生成速度および収率は、活性成分に含まれるスズ原子とアルコールまたは炭酸エステルとのモル比に大きく依存する。アルコールまたは炭酸エステルの種類によって異なるが、該活性成分に含まれるスズ原子モル数に対して、アルコールおよび/または炭酸エステルの総モル数の比率は、通常1〜1000、好ましくは2〜100である。反応は平衡反応であるため、アルキルスズアルコキシド触媒組成物に含まれる活性成分のスズ原子のモル数に対して過剰のアルコールを使用した場合が一般に反応を早く進行させることができるが、大過剰のアルコールを使用した場合には、反応後のアルコールの留去に多大なエネルギーを必要とするので、上記範囲が好ましい。該反応温度は、アルコールまたは炭酸エステルの種類や反応圧力によって異なるが、通常50〜200℃である。高温では副反応が起こりやすくなり、一方、低温では反応が非常に遅いため、より好ましくは60〜180℃である。反応圧力についても反応物質の種類によって異なり、減圧から加圧条件で行うことが可能であるが、好ましくは20Pa〜1MPaという圧力範囲で行う。効率よく反応系から水または炭酸ガスを除去するために、より好ましくは10kPa〜0.5MPaの範囲である。本発明の工程(1)で行われる反応の反応時間(連続法の場合は滞留時間)に関しては反応温度や圧力によって異なるが、特に制限はなく通常0.001〜50時間、好ましくは0.01 〜10時間、より好ましくは0.1〜5時間である。
上記したように、工程(1)で起こる反応には平衡反応を含む場合もあり、平衡を生成物側にずらしてジアルキルスズジアルコキシドを得る。即ち、反応液の中から水および/または炭酸ガスを除去してジアルキルスズジアルコキシドを得る。脱水方法は公知の脱水方法が使用できる。例えば、蒸留、膜分離、脱水剤などの方法が挙げられる。蒸留は減圧蒸留、加圧蒸留、薄膜蒸留、共沸蒸留などの方法が使用でき、膜分離はパーベーパレーションなどの方法が使用できる。脱水剤はモレキュラーシーブなどの公知の脱水剤が使用できる。蒸留で反応を行う場合は低沸成分である水および/または炭酸ガスを含むアルコールを蒸留しながら反応を進行させる。
また、反応液中に、例えば、窒素やアルゴンなどの不活性ガスを流し、反応液からの水および/または炭酸ガスの除去を促すこともできる。不活性ガス中に水が含まれると得られたアルキルスズアルコキシドを加水分解させ、収率低下を引き起こす場合があるので、不活性ガス中の水分量は0.05vol%以下、好ましくは0.005vol%以下として添加することが好ましい。
該反応に溶媒を用いる必要はないが、流動性を向上させたり、反応操作を容易にしたりあるいは生成する水を速やかに系外へ出す目的で水と共沸する不活性溶媒を用いることができる。このような溶媒の例としては、例えば、炭素数5〜16の鎖状、環状の炭化水素、炭素数4〜16の鎖状、環状の炭化水素からなるエーテル類である。具体的には、ペンタン(各異性体),ヘキサン(各異性体),ヘプタン(各異性体),オクタン(各異性体),ノナン(各異性体),デカン(各異性体),テトラデカン(各異性体),ヘキサデカン(各異性体),シクロヘキサン,シクロヘプタン,シクロオクタン,ベンゼン,トルエン,キシレン(各異性体),エチルベンゼンなどから選ばれる炭素数6〜16の鎖状、環状の炭化水素、そして、ジエチルエーテル,ジプロピルエーテル(各異性体),ジブチルエーテル(各異性体),ジヘキシルエーテル(各異性体),ジオクチルエーテル(各異性体),ジフェニルエーテルなどから選ばれるエーテル類が挙げられる。
アルコールがメタノールやエタノールなどの、水より沸点の低いアルコールについては、アルコール沸点より低い共沸組成を構成する共沸剤を用いれば上記方法で本発明のジアルキルスズジアルコキシドを得ることができるし、モレキュラーシーブなどの脱水剤を用いても同様に製造することができる。
上記反応は、いかなる反応器、例えば、以下の反応器に限定されるものではないが、バッチ型反応器、セミバッチ型反応器、完全混合槽型反応器および流通型反応器、またはこれらの反応器を連結させた複合型反応器を用いてもよい。より具体的には、攪拌槽、多段攪拌槽、充填塔、蒸留塔、多段蒸留塔、連続多段蒸留塔、内部に支持体を備えた反応器、強制循環反応器のいずれかを含む型式の反応器で行われる。必要に応じて、流量計、温度計などの計装機器、リボイラー、ポンプ、コンデンサーなどの公知のプロセス装置を付加してよく、加熱はスチーム、ヒーターなどの公知の方法でよく、冷却も自然冷却、冷却水、ブライン等公知の方法が使用できる。
該反応をおこなった後、工程(2)において反応液を蒸留して、活性成分に由来する生成物からジアルキルスズジアルコキシドを蒸留回収する。該ジアルキルスズジアルコキシドの蒸留条件はアルキル基やアルコキシ基の種類によって異なるが、通常ジアルキルスズジアルコキシドの蒸気温度が30〜350℃の範囲で行う。温度が高いほど蒸留の際に熱変性が起こりうるため、好ましくは30〜250℃の範囲で行う。圧力に関しては、ジアルキルスズジアルコキシドの種類によって異なるが、通常、常圧から減圧条件で行い、具体的には、101kPa〜0.00013kPa、好ましくは26.6〜0.0065kPaの条件で行う。蒸留を行う時間については特に制限はなく、通常0.001〜20時間、好ましくは0.01〜10時間、より好ましくは0.1〜5時間である。蒸留は減圧蒸留、加圧蒸留、薄膜蒸留などの方法が使用できる。さらに蒸留効率を上げるために多段蒸留塔、連続多段蒸留塔、充填塔などを使用する。装置に付帯する流量計、温度計などの計装機器類、バルブ類、配管継ぎ手類、ポンプ類、熱源類等は公知の範囲で使用することができるし、熱回収、アルコール等の副原料をリサイクル等しても構わない。
上記方法を用いれば、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物から、該活性成分を有用なジアルキルスズジアルコキシドとして分離回収することができる。
実施例
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
<分析方法>
1)NMR分析方法
装置:日本電子(株)社製JNM−A400 FT−NMRシステム
(1)H−NMR、13C−NMR、119Sn−NMR分析サンプルの調製
スズ化合物を0.3g秤量し、重クロロホルム(アルドリッチ社製、99.8%)を約0.7gと119Sn−NMRの内部標準としてテトラメチルスズ(和光社製、和光一級)を0.05g加えて均一に混ぜた溶液をNMR分析サンプルとした。
(2)定量分析法
各標準物質の標準サンプルについて分析を実施し作成した検量線を基に、分析サンプル溶液の定量分析を実施した。
(3)アルキルスズアルコキシドの収率計算方法
アルキルスズアルコキシドの収率は化学式(1)および/または化学式(2)で表す化合物のスズ原子のモル数に対して、得られた各アルキルスズアルコキシドのスズ原子モル数の生成モル%で求めた。
2)水の分析方法
装置:三菱化学(株)社製CA−05微量水分計
(1)定量分析法
分析サンプルを、シリンジを用いて0.12ml採取し重量を測った後、そのまま水分計に注入し、水の定量を行った。その後再びシリンジの重量を測り、サンプル注入量を計算し、サンプル中の水含有量を求めた。
3)炭酸エステルのガスクロマトグラフィー分析法
装置:日本国、(株)島津製作所製GC−2010システム
(1)分析サンプル溶液の作成
反応溶液を0.2g計り取り、脱水アセトンを約1.5g加えた。さらに内部標準としてトルエンまたはジフェニルエーテル約0.04gを加えて、ガスクロマトグラフィー分析サンプル溶液とした。
(2)ガスクロマトグラフィー分析条件
カラム:DB−1(米国、J&W Scientific社製)
液相:100%ジメチルポリシロキサン
長さ:30m
内径:0.25mm
フィルム厚さ:1μm
カラム温度:50℃(10℃/minで昇温)300℃
インジェクション温度:300℃
検出器温度:300℃
検出法:FID
(3)定量分析法
各標準物質の標準サンプルについて分析を実施し作成した検量線を基に、分析サンプル溶液の定量分析を実施した。
実施例1
工程1:テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンを製造した。
容積3000mLのなす型フラスコに、ジブチルスズオキシド(日本国、三共有機合成社製)672g(2.7mol)および3−メチル−1−ブタノール(日本国、クラレ社製)1900g(21.5mol)を入れた。白色スラリー状の該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(日本国、増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(日本国、ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(日本国、岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(日本国、柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は、常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻した。オイルバス温度を約145℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約40分間回転攪拌と加熱した後、混合液が沸騰し、水を含む3−メチル−1−ブタノールの蒸留が始まった。この状態を7時間保った後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が74〜35kPaの状態で過剰の3−メチル−1−ブタノールを蒸留した。留分が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液は透明な液になっていた。その後、該フラスコをオイルバスから上げて、パージバルブを徐々に開き系内の圧力を常圧に戻した。該フラスコには反応液880gを得た。119Sn,H,13C−NMRの分析結果から、生成物1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンがジブチルスズオキシド基準で収率99%を得た。同様な操作を12回繰り返し、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを合計10350g得た。
工程2:炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。
図2に示すような連続製造装置において、炭酸エステルを製造した。充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填した、内径151mm,有効長さ5040mmの塔型反応器に供給ライン4から工程1で製造した1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを4388g/Hrで、供給ライン2から蒸留塔101で精製した3−メチル−1−ブタノール(日本国、クラレ社製)を14953g/Hrで、塔型反応器102に供給した。該反応器内は液温度が160℃になるようにヒーターおよびリボイラー112によって調整し、圧力が約120kPa−Gになるように圧力調節バルブによって調整した。該反応器内の滞留時間は約17分であった。反応器上部から移送ライン6を経て水を含む3−メチル−1−ブタノール14953g/Hrおよびフィードライン1を経て3−メチル−1−ブタノール(日本国、クラレ社製)825g/Hrを、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー111およびコンデンサー121を備えた蒸留塔101に輸送し、蒸留精製を行った。蒸留塔101の上部では高濃度の水を含む留分がコンデンサー121によって凝縮され回収ライン3から回収された。蒸留塔101の下部にある移送ライン2を経て精製された3−メチル−1−ブタノールを輸送した。塔型反応器102の下部からジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズと1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得、移送ライン5を経て薄膜蒸発装置103(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に供給した。薄膜蒸発装置103において3−メチル−1−ブタノールを留去し、コンデンサー123,移送ライン8および移送ライン4を経て塔型反応器102に戻した。薄膜蒸発装置103の下部から移送ライン7を経てアルキルスズアルコキシド触媒組成物を輸送し、ジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズと1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの活性成分の流量が約5130g/Hrになるように調節し、オートクレーブ104に供給した。オートクレーブに移送ライン9を介し二酸化炭素を973g/Hrで供給し、オートクレーブ内圧を4MPa−Gに維持した。オートクレーブにおける温度を120℃に設定し、滞留時間を約4時間に調製し、二酸化炭素とアルキルスズアルコキシド触媒組成物との反応を行い、炭酸ビス(3−メチルブチル)を含む反応液を得た。該反応液を移送ライン10と調節バルブを介して除炭槽105に移送し残存二酸化炭素を除去し、移送ライン11から二酸化炭素を回収した。その後、該反応液を、移送ライン12を経て約142℃、約0.5kPaとした薄膜蒸発装置106(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に輸送し、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの流量が約4388g/Hrになるように調節し供給して、炭酸ビス(3−メチルブチル)を含む留分を得、一方で蒸発残渣を移送ライン13と移送ライン4を介して、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの流量が約4388g/Hrになるように調節し塔型反応器102に循環した。炭酸ビス(3−メチルブチル)を含む留分はコンデンサー126および移送ライン14を経て、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー117およびコンデンサー127を備えた蒸留塔107に959g/Hrで供給して、蒸留精製を行った後、回収ライン15から99wt%の炭酸ビス(3−メチルブチル)を944g/Hr得た。移送ライン13のアルキルスズアルコキシド触媒組成物を119Sn,H,13C−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが含まれており、ジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズは含まれていなかった。上記連続運転を約240時間行った後、抜き出しライン16からアルキルスズアルコキシド触媒組成物を17g/Hrで、一方でフィードライン17から工程1で製造した1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを17g/Hrで供給した。抜き出しライン16から約120gの液を抜き出し、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに熱変性に由来した失活成分の複数のNMRシフトが見られた。
工程3:熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収した。
窒素で置換されたグローブボックスにおいて容積500mLのなす型フラスコに工程2で得た熱変性体を含んだアルキルスズアルコキシド触媒組成物100gおよび工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)171g(0.85mol)を混合させ、栓をした。該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻し、反応装置内を窒素による置換を行った。オイルバス温度を150℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約3時間回転攪拌した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が20〜3kPaの状態で残存反応物質を蒸留した。留出物が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液を約117g得た。
(反応液の蒸留分離)
次いで、三方コック、ヘリパックNo.3を充填した長さ45cmの蒸留カラムおよび留出液受器と連結した還流冷却器付き分留頭、および温度計を備えた容積200mLの三口フラスコに三方コックを通して窒素ガス0.3L/分を流しながら、該反応液をガスタイト型シリンジ(Hamilton社製)によって110g入れた。該フラスコを約185℃に加熱したオイルバスに浸漬した。攪拌および加熱を約20分間行った後、該反応液の温度が約177℃となった。装置内を徐々に減圧し、約0.06kPaにおいて蒸留を行った。留出液1を約0.5mL/分で回収した。留出液1が出なくなった後、さらに装置を約0.01kPaに徐々に減圧し蒸留を続け、留出液2を約0.5mL/分で回収した。約2時間後に留出液が出なくなり、装置内の減圧を開放し、加熱を止め、蒸留を終了した。得られた留出液1、留出液2およびフラスコ内残存物は、それぞれ、33,56,20gであった。留出液1、留出液2およびフラスコ内の残存物についてNMR分析を行った。留出液1にトリブチル−(3−メチルブチルオキシ)−スズ88wt%および炭酸ビス(3−メチルブチル)12wt%、留出液2にはジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)−スズ98wt%、フラスコ内残存物には1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン約1wt%および−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
実施例2
(炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例1の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル−(3−メチルブチルオキシ)−スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収した。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約180℃、圧力約0.06kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約386g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。該高沸成分に実施例1の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)855g(4.23mol)を混合させ、140℃で4時間反応させた。その後、反応液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約140℃、圧力約0.5kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分を約462g回収した。次いで、三方コック、冷却器、留出液受器および温度計を備えた容積500mLの三口フラスコに三方コックを通して窒素ガス0.3L/分を流しながら、該高沸成分をガスタイト型シリンジ(Hamilton社製)によって400g入れた。該フラスコを約175℃に加熱したオイルバスに浸漬した。装置内を徐々に減圧し、約0.01kPaにおいて蒸留を行った。低沸成分は376g得られ、119Sn−NMRによる分析の結果、ジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。フラスコ内残存物には1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン約1wt%および−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
実施例3
(炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例1の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外トリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収した。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約180℃、圧力約0.06kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズが99wt%含まれた。高沸成分は約386g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素雰囲気下においてフラスコに高沸成分に実施例1の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)855g(4.23mol)を混合させ、140℃、常圧で4時間反応させた。その後、反応液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度140℃、圧力約0.5kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分を回収した。該高沸成分を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約190℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を374g得た。該低沸成分にジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例4
(炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例1の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むジアルキルスズ化合物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収した。)
三方コック、冷却器、留出液受器および温度計を備えた容積500mLの三口フラスコに三方コックを通して窒素ガス0.3L/分を流しながら、上記熱変性体を含むジアルキルスズ化合物をガスタイト型シリンジ(Hamilton社製)によって500g入れた。該フラスコを約185℃に加熱したオイルバスに浸漬した。装置内を徐々に減圧し、約0.06kPaにおいて蒸留を行った。低沸成分は116g得られ、119Sn−NMRによる分析の結果、トリブチル−(3−メチルブチルオキシ)スズが99wt%含まれた。フラスコ内残存物は385gであり、119Sn−NMR分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約77wt%、−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが含まれた。上記フラスコ内残存物に実施例1の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)855g(4.23mol)を混合させ、140℃で4時間反応させた。その後、反応液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約140℃、圧力約0.4kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分を回収した。該高沸成分を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約190℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を374g得た。該低沸成分にジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例5
工程1:テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンを製造した。
容積3000mLのなす型フラスコに、ジブチルスズオキシド(日本国、三共有機合成社製)672g(2.7mol)および2−エチル−1−ブタノール(日本国、チッソ社製)1700g(16.7mol)を入れた。白色スラリー状の該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(日本国、増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(日本国、ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(日本国、岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(日本国、柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻した。オイルバス温度を約157℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約40分間回転攪拌と加熱した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が80〜65kPaの状態で水を含む2−エチル−1−ブタノールを蒸留しながら約5時間反応を続けた。その後、系内をさらに減圧し蒸留を続け、留分が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液は透明な液になっていた。その後、該フラスコをオイルバスから上げてパージバルブを徐々に開き系内の圧力を常圧に戻した。該フラスコには反応液928gを得た。119Sn,H,13C−NMRの分析結果から、生成物1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンがジブチルスズオキシド基準で収率99%を得た。同様な操作を12回繰り返し、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを合計11200g得た。
工程2:炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。
図2に示すような連続製造装置において、炭酸エステルを製造した。充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填した、内径151mm,有効長さ5040mmの塔型反応器に供給ライン4から工程1で製造した1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを4566g/Hrで、供給ライン2から蒸留塔101で精製した2−エチル−1−ブタノール(日本国、チッソ社製)を12260g/Hrで、塔型反応器102に供給した。該反応器内は液温度が160℃になるようにヒーターおよびリボイラー112によって調整し、圧力が約32kPa−Gになるように圧力調節バルブによって調整した。該反応器内の滞留時間は約17分であった。反応器上部から移送ライン6を経て水を含む2−エチル−1−ブタノール12260g/Hrおよびフィードライン1を経て2−エチル−1−ブタノール(日本国、チッソ社製)958g/Hrを、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー111およびコンデンサー121を備えた蒸留塔101に輸送し、蒸留精製を行った。蒸留塔101の上部では高濃度の水を含む留分がコンデンサー121によって凝縮され回収ライン3から回収された。蒸留塔101の下部にある移送ライン2を経て精製された2−エチル−1−ブタノールを輸送した。塔型反応器102の下部からジブチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズと1,1,3,3−テトラブチル−1,3?ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得、移送ライン5を経て薄膜蒸発装置103(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に供給した。薄膜蒸発装置103において2−エチル−1−ブタノールを留去し、コンデンサー123,移送ライン8および移送ライン4を経て塔型反応器102に戻した。薄膜蒸発装置103の下部から移送ライン7を経てアルキルスズアルコキシド触媒組成物を輸送し、ジブチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズと1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの活性成分の流量が約5442g/Hrになるように調節し、オートクレーブ104に供給した。オートクレーブに移送ライン9を介し二酸化炭素を973g/Hrで供給し、オートクレーブ内圧を4MPa−Gに維持した。オートクレーブにおける温度を120℃に設定し、滞留時間を約4時間に調製し、二酸化炭素とアルキルスズアルコキシド触媒組成物との反応を行い、炭酸ビス(2−エチルブチル)を含む反応液を得た。該反応液を移送ライン10と調節バルブを介して除炭槽105に移送し残存二酸化炭素を除去し、移送ライン11から二酸化炭素を回収した。その後、該反応液を、移送ライン12を経て140℃、約1.3kPaとした薄膜蒸発装置106(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に輸送し、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの流量が約4566g/Hrになるように調節し供給して炭酸ビス(2−エチルブチル)を含む留分を得、一方で蒸発残渣を移送ライン13と移送ライン4を介して、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン流量が約4566g/Hrになるように調節し塔型反応器102に循環した。炭酸ビス(2−エチルブチル)を含む留分はコンデンサー126および移送ライン14を経て、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー117およびコンデンサー127を備えた蒸留塔107に1090g/Hrで供給して、蒸留精製を行った後、回収ライン15から99wt%の炭酸ビス(2−エチルブチル)を1075g/Hr得た。移送ライン13のアルキルスズアルコキシド触媒組成物を119Sn,H,13C−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3?ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが含まれており、ジブチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズは含まれていなかった。上記連続運転を約160時間行った後、抜き出しライン16からアルキルスズアルコキシド触媒組成物を23g/Hrで、一方でフィードライン17から工程1で製造した1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを23g/Hrで供給した。抜き出しライン16から約120gの液を抜き出し、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル(2−エチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
工程3:熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収した。
窒素で置換されたグローブボックスにおいて容積500mLのなす型フラスコに工程2で得た熱変性体を含んだアルキルスズアルコキシド触媒組成物100gおよび工程2で製造した炭酸ビス(2−エチルブチル)202g(0.88mol)を混合させ、栓をした。該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻し、反応装置内を窒素による置換を行った。オイルバス温度を150℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約3時間回転攪拌した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が20〜0.3kPaの状態で残存反応物質を蒸留した。留出物が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液を約119g得た。
(反応液の蒸留分離)
次いで、三方コック、ヘリパックNo.3を充填した長さ45cmの蒸留カラムおよび留出液受器と連結した還流冷却器付き分留頭、および温度計を備えた容積200mLの三口フラスコに三方コックを通して窒素ガス0.3L/分を流しながら、該反応液をガスタイト型シリンジ(Hamilton社製)によって115g入れた。該フラスコを約195℃に加熱したオイルバスに浸漬した。攪拌および加熱を約20分間行った後、装置内を徐々に減圧し、約0.06kPaにおいて蒸留を行った。留出液1を約0.5mL/分で回収した。留出液1が出なくなった後、さらに装置を約0.01kPaに徐々に減圧し蒸留を続け、留出液2を約0.5mL/分で回収した。約2時間後に留出液が出なくなり、装置内の減圧を開放し、加熱を止め、蒸留を終了した。得られた留出液1、留出液2およびフラスコ内残存物は、それぞれ、35,56,21gであった。留出液1、留出液2およびフラスコ内の残存物についてNMR分析を行った。留出液1にトリブチル−(2−エチルブチルオキシ)−スズ87wt%および炭酸ビス(2−エチルブチル)13wt%、留出液2にはジブチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)−スズ97wt%、フラスコ内残存物には1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン約1wt%および−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
実施例6
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例5の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル(2−エチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
窒素で置換されたグローブボックスにおいて容積3000mLのなす型フラスコに上記熱変性体を含んだアルキルスズアルコキシド触媒組成物100gおよび2−エチル−1−ブタノール(日本国、チッソ社製)1795g(17.6mol)を混合させ、栓をした。該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻し、反応装置内を窒素による置換を行った。オイルバス温度を160℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約3時間回転攪拌した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が20〜0.3kPaの状態で残存反応物質を蒸留した。留出物が出なくなった後、該フラスコをオイルバスからあげた。反応液を約118g得た。
(ジアルキルスズジアルコキシドの蒸留分離)
次いで、三方コック、ヘリパックNo.3を充填した長さ45cmの蒸留カラムおよび留出液受器と連結した還流冷却器付き分留頭、および温度計を備えた容積200mLの三口フラスコに三方コックを通して窒素ガス0.3L/分を流しながら、該反応液をガスタイト型シリンジ(Hamilton社製)によって113g入れた。該フラスコを約195℃に加熱したオイルバスに浸漬した。攪拌および加熱を約20分間行った後、装置内を徐々に減圧し、約0.06kPaにおいて蒸留を行った。留出液1を約0.5mL/分で回収した。留出液1が出なくなった後、さらに装置を約0.01kPaに徐々に減圧し蒸留を続け、留出液2を約0.5mL/分で回収した。約2時間後に留出液が出なくなり、装置内の減圧を開放し、加熱を止め、蒸留を終了した。得られた留出液1、留出液2およびフラスコ内残存物は、それぞれ、34,55,21gであった。留出液1、留出液2およびフラスコ内の残存物についてNMR分析を行った。留出液1にトリブチル−(2−エチルブチルオキシ)−スズ96wt%および2−エチル−1−ブタノール4wt%、留出液2にはジブチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)−スズ97wt%、フラスコ内残存物には1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン約4wt%および−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
実施例7
工程1:テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンを製造した。
容積3000mLのなす型フラスコに、ジブチルスズオキシド(日本国、三共有機合成社製)692g(2.78mol)および1−ブタノール(日本国、和光社製)2000g(27mol)を入れた。白色スラリー状の該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(日本国、増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(日本国、ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(日本国、岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(日本国、柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻した。オイルバス温度を126℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約30分間回転攪拌と加熱した後、混合液が沸騰し、低沸成分の蒸留が始まった。この状態を8時間保った後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が76〜54kPaの状態で残存低沸成分を蒸留した。低沸成分が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液は透明な液になっていた。その後、該フラスコをオイルバスから上げてパージバルブを徐々に開き系内の圧力を常圧に戻した。該フラスコには反応液952gを得た。119Sn,H,13C−NMRの分析結果から、生成物1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンがジブチルスズオキシド基準で収率99%を得た。同様な操作を12回繰り返し、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンを合計11500g得た。
工程2:炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。
図2に示すような連続製造装置において、炭酸エステルを製造した。充填物Mellapak 750Y(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填した、内径151mm,有効長さ5040mmの塔型反応器に供給ライン4から工程1で製造した1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンを4201g/Hrで、供給ライン2から蒸留塔101で精製した1−ブタノール(和光社製)を24717g/Hrで、塔型反応器102に供給した。該反応器内は液温度が160℃になるようにヒーターおよびリボイラー112によって調整し、圧力が約250kPa−Gになるように圧力調節バルブによって調整した。該反応器内の滞留時間は約10分であった。反応器上部から移送ライン6を経て水を含む1−ブタノール24715g/Hrおよび供給ライン1を経て1−ブタノール(日本国、和光社製)824g/Hrを、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー111およびコンデンサー121を備えた蒸留塔101に輸送し、蒸留精製を行った。蒸留塔101の上部では高濃度の水を含む留分がコンデンサー121によって凝縮され回収ライン3から回収された。蒸留塔101の下部にある移送ライン2を経て精製された1−ブタノールを輸送した。塔型反応器102の下部からジブチルスズジブトキシドと1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンを含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得、移送ライン5を経て薄膜蒸発装置103(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に供給した。薄膜蒸発装置103において1−ブタノールを留去し、コンデンサー123,移送ライン8および移送ライン4を経て塔型反応器102に戻した。薄膜蒸発装置103の下部から移送ライン7を経てアルキルスズアルコキシド触媒組成物を輸送し、ジブチルスズジブトキシドと1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンの活性成分の流量が約4812g/Hrになるように調節し、オートクレーブ104に供給した。オートクレーブに供給ライン9を介し二酸化炭素を973g/Hrで供給し、オートクレーブ内圧を4MPa−Gに維持した。オートクレーブにおける温度を120℃に設定し、滞留時間を約4時間に調製し、二酸化炭素とアルキルスズアルコキシド触媒組成物との反応を行い、炭酸ジブチルを含む反応液を得た。該反応液を移送ライン10と調節バルブを介して除炭槽105に移送し残存二酸化炭素を除去し、移送ライン11から二酸化炭素を回収した。その後、該反応液を、移送ライン12を経て140℃、約1.4kPaとした薄膜蒸発装置106(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に輸送し、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンの流量が約4201g/Hrになるように調節し供給して炭酸ジブチルを含む留分を得、一方で蒸発残渣を移送ライン13と移送ライン4を介して、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサン流量が約4201g/Hrになるように調節し塔型反応器102に循環した。炭酸ジブチルを含む留分はコンデンサー126および移送ライン14を経て、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー117およびコンデンサー127を備えた蒸留塔107に830g/Hrで供給して、蒸留精製を行った後、回収ライン15から99wt%の炭酸ビスジブチルを814g/Hr得た。移送ライン13のアルキルスズアルコキシド触媒組成物を119Sn,H,13C−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンが含まれており、ジブチルスズジブトキシドは含まれていなかった。上記連続運転を約600時間行った後、抜き出しライン16からアルキルスズアルコキシド触媒組成物を16g/Hrで、一方でフィードライン17から工程1で製造した1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンを16g/Hrで供給した。抜き出しライン16から約120gの液を抜き出し、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチルスズブトキシドおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
工程3:熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。
窒素で置換されたグローブボックスにおいて容積500mLのなす型フラスコに工程2で得た熱変性体を含んだアルキルスズアルコキシド触媒組成物100gおよび工程2で製造した炭酸ジブチル233g(1.34mol)を混合させ、栓をした。該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻し、反応装置内を窒素による置換を行った。オイルバス温度を約150℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約3時間回転攪拌した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が20〜3kPaの状態で残存反応物質を蒸留した。留出物が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液を約117g得た。
(反応液の蒸留分離)
次いで、三方コック、ヘリパックNo.3を充填した長さ45cmの蒸留カラムおよび留出液受器と連結した還流冷却器付き分留頭、および温度計を備えた容積200mLの三口フラスコに三方コックを通して窒素ガス0.3L/分を流しながら、該反応液をガスタイト型シリンジ(Hamilton社製)によって110g入れた。該フラスコを約175℃に加熱したオイルバスに浸漬した。攪拌および加熱を約20分間行った後、該反応液の温度が約167℃となった。装置内を徐々に減圧し、約0.2kPaにおいて蒸留を行った。留出液1を約0.5mL/分で回収した。留出液1が出なくなった後、さらに装置を約0.03kPaに徐々に減圧し蒸留を続け、留出液2を約0.5mL/分で回収した。約2時間後に留出液が出なくなり、装置内の減圧を開放し、加熱を止め、蒸留を終了した。得られた留出液1、留出液2およびフラスコ内残存物は、それぞれ、33,56,20gであった。留出液1、留出液2およびフラスコ内の残存物についてNMR分析を行った。留出液1にトリブチルスズブトキシド90wt%および炭酸ジブチル10wt%、留出液2にはジブチルスズジブトキシド98wt%が得られた。フラスコ内残存物には1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサン約1wt%および−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例8
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例1の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むジアルキルスズ化合物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを約300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約190℃、圧力約0.06kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約385g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。高沸成分64gと3−メチル−1−ブタノール(日本国、クラレ社製)1342gとを混合させ、該混合液を図3に示すような塔型反応器201において、140℃において反応を行った。反応器上部221に供給ライン21と低沸成分回収ライン24、反応器下部211に供給ライン22と回収ライン23を取り付けた内径15mm、全長1635mm(有効長1450mm)のSUS316製チューブリアクターにヘリパックNo.3(日本国、東京特殊金網株式会社製)を充填し、該チューブリアクターを150℃に設定したヒーターで温調した。該混合液を30g/Hrで送液ポンプを用いて供給ライン21を経て供給し、供給ライン22から80ml/分で二酸化炭素ガスを供給した。該リアクター内滞留時間は約25分であった。低沸成分回収ライン24からは水および3−メチル−1−ブタノールを含む低沸成分がガス状で抜き出され、高沸成分が回収ライン23から流出しはじめた。この状態で連続送液、連続抜き出し運転を続け、高沸成分を約870g回収した。その後、該高沸点成分を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約130℃、圧力約2kPaにおいて残存3−メチル−1−ブタノールを分離し、高沸成分として約78gの液を得た。該液を分子蒸留装置に100g/Hrで供給し、温度約200℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を63g得た。該低沸成分にジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例9
工程1:テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンを製造した。
容積3000mLのなす型フラスコに、ジオクチルスズオキシド(日本国、三共有機合成社製)700g(1.94mol)および3−メチル−1−ブタノール(日本国、クラレ社製)1700g(19.3mol)を入れた。白色スラリー状の該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(日本国、増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(日本国、ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(日本国、岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(日本国、柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻した。オイルバス温度を143℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約40分間回転攪拌と加熱した後、混合液が沸騰し、低沸成分の蒸留が始まった。この状態を7時間保った後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が76〜32kPaの状態で残存低沸成分を蒸留した。低沸成分が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液は透明な液になっていた。その後、該フラスコをオイルバスから上げてパージバルブを徐々に開き系内の圧力を常圧に戻した。該フラスコには反応液864gを得た。119Sn,H,13C−NMRの分析結果から、生成物1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンがジオクチルスズオキシド基準で収率99%を得た。同様な操作を12回繰り返し、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを合計10350g得た。
工程2:炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。
図2に示すような連続製造装置において、炭酸エステルを製造した。充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填した、内径151mm,有効長さ5040mmの塔型反応器に供給ライン4から工程1で製造した1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを5887g/Hrで、供給ライン2から蒸留塔101で精製した3−メチル−1−ブタノール(日本国、クラレ社製)を14953g/Hrで、塔型反応器102に供給した。該反応器内は液温度が160℃になるようにヒーターおよびリボイラー112によって調整し、圧力が約120kPa−Gになるように圧力調節バルブによって調整した。該反応器内の滞留時間は約17分であった。反応器上部から移送ライン6を経て水を含む3−メチル−1−ブタノール14950g/Hrおよびフィードライン1を経て3−メチル−1−ブタノール(日本国、クラレ社製)824g/Hrを、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー111およびコンデンサー121を備えた蒸留塔101に輸送し、蒸留精製を行った。蒸留塔101の上部では高濃度の水を含む留分がコンデンサー121によって凝縮され回収ライン3から回収された。蒸留塔101の下部にある移送ライン2を経て精製された3−メチル−1−ブタノールを輸送した。塔型反応器102の下部からジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズと1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得、移送ライン5を経て薄膜蒸発装置103(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に供給した。薄膜蒸発装置103において3−メチル−1−ブタノールを留去し、コンデンサー123,移送ライン8および移送ライン4を経て塔型反応器102に戻した。薄膜蒸発装置103の下部から移送ライン7を経てアルキルスズアルコキシド触媒組成物を輸送し、ジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズと1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの活性成分の流量が約6627g/Hrになるように調節し、オートクレーブ104に供給した。オートクレーブに移送ライン9を介し二酸化炭素を973g/Hrで供給し、オートクレーブ内圧を4MPa−Gに維持した。オートクレーブにおける温度を120℃に設定し、滞留時間を約4時間に調製し、二酸化炭素とアルキルスズアルコキシド触媒組成物との反応を行い、炭酸ビス(3−メチルブチル)を含む反応液を得た。該反応液を移送ライン10と調節バルブを介して除炭槽105に移送し残存二酸化炭素を除去し、移送ライン11から二酸化炭素を回収した。その後、該反応液を、移送ライン12を経て、温度約150℃、圧力約0.5kPaとした薄膜蒸発装置106(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に輸送し、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの流量が約5887g/Hrになるように調節し供給して炭酸ビス(3−メチルブチル)を含む留分を得、一方で蒸発残渣を移送ライン13と移送ライン4を介して、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの流量が約5887g/Hrになるように調節し塔型反応器102に循環した。炭酸ビス(3−メチルブチル)を含む留分はコンデンサー126および移送ライン14を経て、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー117およびコンデンサー127を備えた蒸留塔107に957g/Hrで供給して、蒸留精製を行った後、回収ライン15から99wt%の炭酸ビス(3−メチルブチル)を944g/Hr得た。移送ライン13のアルキルスズアルコキシド触媒組成物を119Sn,H,13C−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが含まれており、ジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズは含まれていなかった。上記連続運転を約240時間行った後、抜き出しライン16からアルキルスズアルコキシド触媒組成物を23g/Hrで、一方でフィードライン17から工程1で製造した1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを23g/Hrで供給した。抜き出しライン16から約120gの液を抜き出し、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
工程3:熱変性体を含むジアルキルスズ化合物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。
工程2で得た熱変性体を含むジアルキルスズアルコキシド500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズが99wt%含まれた。高沸成分は約391g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに熱変性体に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素雰囲気下においてフラスコに高沸成分と工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)838g(4.15mol)とを混合させ、140℃、常圧で5時間反応させた。その後、該反応液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約150℃、圧力約0.5kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分として約450gの液を得た。該高沸成分を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約240℃、圧力約0.02kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を359g得た。該低沸成分にジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが97wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例10
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例9の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むジアルキルスズ化合物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズが99wt%含まれた。高沸成分は約390g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。窒素雰囲気下においてフラスコに高沸成分と工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)1400g(6.93mol)とを混合させ、120℃、常圧で10時間反応させた。その後、該反応液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約140℃、圧力約0.5kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分として約450gの液を得た。該液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約240℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を360g得た。該低沸成分にジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが96wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例11
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例9の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むジアルキルスズ化合物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約391g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素雰囲気下においてフラスコに高沸成分と実施例10の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)838gとを混合させ、該混合液を図3に示すような塔型反応器201において、140℃において反応を行った。反応器上部221に供給ライン21と低沸成分回収ライン24、反応器下部211に供給ライン22と回収ライン23を取り付けた内径15mm、全長1635mm(有効長1450mm)のSUS316製チューブリアクターにヘリパックNo.3(日本国、東京特殊金網株式会社製)を充填し、該チューブリアクターを150℃に設定したヒーターで温調した。該混合液を30g/Hrで送液ポンプを用いて供給ライン21を経て供給し、供給ライン22から約60ml/分で窒素ガスを供給した。該リアクター内滞留時間は約25分であった。低沸成分回収ライン24からは二酸化炭素を含む低沸点物質がガス状で抜き出され、高沸点成分が回収ライン23から流出しはじめた。この状態で連続送液、連続抜き出し運転を続け、高沸点成分を約1200g回収した。その後、該高沸点成分を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約140℃、圧力約0.4kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分として約450gの液を得た。該液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約240℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を359g得た。該低沸成分にジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが96wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例12
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例9の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むジアルキルスズ化合物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約391g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素雰囲気下においてフラスコに高沸成分と実施例10の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)420g(2.08mol)とを混合させ、140℃で10時間反応させた。その後、反応液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約140℃、圧力約0.5kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分として約450gの液を得た。該液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約240℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を359g得た。該低沸成分にジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが97wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例13
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例9の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約391g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素雰囲気下においてフラスコに高沸成分と実施例10の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)420g(2.08mol)とを混合させ、160℃、常圧で3時間反応させた。その後、反応液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約140℃、圧力約0.5kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分として約450gの液を得た。該液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約240℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を361g得た。該低沸成分にジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが96wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例14
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例9の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むジアルキルスズ化合物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約391g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに熱変性体に由来した複数のNMRシフトが見られた。高沸成分と反応物質として実施例10の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)420g(2.08mol)とを混合させ、140℃で6時間反応させた。その後、反応液を分子蒸留装置に300g/Hrで供給し、温度約140℃、圧力約0.5kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分として約450gの液を得た。
(ジアルキルスズジアルコキシドの蒸留分離)
次いで、三方コック、冷却器、留出液受器および温度計を備えた容積500mLの三口フラスコに三方コックを通して窒素ガス0.3L/分を流しながら、該液をガスタイト型シリンジ(Hamilton社製)によって400g入れた。該フラスコを約240℃に加熱したオイルバスに浸漬した。装置内を徐々に減圧し、約0.02kPaにおいて蒸留を行った。低沸成分は344g得られ、119Sn−NMRによる分析の結果、ジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが96wt%含まれた。フラスコ内残存物には1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン約1wt%、−240〜−605ppmの範囲に高沸失活成分に由来する複数の化学シフトを示すスズ化合物が得られた。
実施例15
工程1:テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンを製造した。
容積3000mLのなす型フラスコに、ジオクチルスズオキシド(日本国、三共有機合成社製)700g(1.94mol)および2−エチル−1−ブタノール(日本国、チッソ社製)1600g(15.7mol)を入れた。白色スラリー状の該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(日本国、増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(日本国、ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(日本国、岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(日本国、柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻した。オイルバス温度を157℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約40分間回転攪拌と加熱した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が84〜65kPaの状態で水を含む2−エチル−1−ブタノールを蒸留した。この状態を7時間保った後、さらに系内を減圧し過剰の2−エチル−1−ブタノールを蒸留した。留分が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液は透明な液になっていた。その後、該フラスコをオイルバスからあげてパージバルブを徐々に開き系内の圧力を常圧に戻した。該フラスコには反応液883gを得た。119Sn,H,13C−NMRの分析結果から、生成物1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンがジオクチルスズオキシド基準で収率99%を得た。同様な操作を12回繰り返し、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを合計10600g得た。
工程2:炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。
図2に示すような連続製造装置において、炭酸エステルを製造した。充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填した、内径151mm,有効長さ5040mmの塔型反応器に供給ライン4から工程1で製造した1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを6074g/Hrで、供給ライン2から蒸留塔101で精製した2−エチル−1−ブタノール(日本国、チッソ社製)を12260g/Hrで、塔型反応器102に供給した。該反応器内は液温度が160℃になるようにヒーターおよびリボイラー112によって調整し、圧力が約31kPa−Gになるように圧力調節バルブによって調整した。該反応器内の滞留時間は約17分であった。反応器上部から移送ライン6を経て水を含む2−エチル−1−ブタノール12260g/Hrおよび供給ライン1を経て2−エチル−1−ブタノール(日本国、チッソ社製)958g/Hrを、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー111およびコンデンサー121を備えた蒸留塔101に輸送し、蒸留精製を行った。蒸留塔101の上部では高濃度の水を含む留分がコンデンサー121によって凝縮され回収ライン3から回収された。蒸留塔101の下部にある移送ライン2を経て精製された2−エチル−1−ブタノールを輸送した。塔型反応器102の下部からジオクチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズと1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得、移送ライン5を経て薄膜蒸発装置103(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に供給した。薄膜蒸発装置103において2−エチル−1−ブタノールを留去し、コンデンサー123,移送ライン8および移送ライン4を経て塔型反応器102に戻した。薄膜蒸発装置103の下部から移送ライン7を経てアルキルスズアルコキシド触媒組成物を輸送し、ジオクチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズと1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの活性成分の流量が約6945g/Hrになるように調節し、オートクレーブ104に供給した。オートクレーブに移送ライン9を介し二酸化炭素を973g/Hrで供給し、オートクレーブ内圧を4MPa−Gに維持した。オートクレーブにおける温度を120℃に設定し、滞留時間を約4時間に調製し、二酸化炭素とアルキルスズアルコキシド触媒組成物との反応を行い、炭酸ビス(2−エチルブチル)を含む反応液を得た。該反応液を移送ライン10と調節バルブを介して除炭槽105に移送し残存二酸化炭素を除去し、移送ライン11から二酸化炭素を回収した。その後、該反応液を、移送ライン12を経て、温度約150℃、圧力約0.3kPaとした薄膜蒸発装置106(日本国、神鋼環境ソリューション社製)に輸送し、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの流量が約6074g/Hrになるように調節し供給して、炭酸ビス(2−エチルブチル)を含む留分を得、一方で蒸発残渣を移送ライン13と移送ライン4を介して、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンの流量が6074g/Hrになるように調節し塔型反応器102に循環した。炭酸ビス(2−エチルブチル)を含む留分はコンデンサー126および移送ライン14を経て、充填物Metal Gauze CY(スイス国、Sulzer Chemtech Ltd.社製)を充填しリボイラー117およびコンデンサー127を備えた蒸留塔107に1090g/Hrで供給して、蒸留精製を行った後、回収ライン15から99wt%の炭酸ビス(2−エチルブチル)を1075g/Hr得た。移送ライン13のアルキルスズアルコキシド触媒組成物を119Sn,H,13C−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが含まれており、ジオクチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズは含まれていなかった。上記連続運転を約160時間行った後、抜き出しライン16からアルキルスズアルコキシド触媒組成物を30g/Hrで、一方でフィードライン17から工程1で製造した1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンを30g/Hrで供給した。抜き出しライン16から約120gの液を抜き出し、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(2−エチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに熱変性に由来した高沸失活成分の複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物100gを5g/minで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約240℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(2−エチルブチルオキシ)スズが99wt%含まれた。高沸成分は約77g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(2−エチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。高沸成分と工程2で製造した炭酸ビス(2−エチルブチル)182g(0.79mol)とを混合させ、140℃、常圧で6時間反応させた。その後、反応液を分子蒸留装置に5g/minで供給し、温度約150℃、圧力約0.3kPaにおいて残存炭酸エステルを分離し、高沸成分として約88gの液を得た。該液を分子蒸留装置に5g/minで供給し、温度約250℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を361g得た。該低沸成分にジオクチル−ビス(2−エチルブチルオキシ)スズが97wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。
実施例16
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例1の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むジアルキルスズ化合物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約185℃、圧力約0.06kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約390g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素で置換されたグローブボックスにおいて容積1000mLのなす型フラスコに該高沸成分100g、ジブチルスズオキシド(日本国、三共有機合成社製)25g(0.1mol)および実施例1の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)560g(0.089mol)を混合させ、栓をした。該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻し、反応装置内を窒素による置換を行った。オイルバス温度を約150℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約4時間回転攪拌した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が50〜1kPaの状態で、過剰の炭酸ビス(3−メチルブチル)を除去し、留出物が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液を約168g得た。該反応液を分子蒸留装置に5g/minで供給し、温度約185℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を144g得た。該低沸成分にジブチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。一方、高沸成分には−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
実施例17
実施例10から得たジオクチルスズ−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズ約100gを容積200mLのオートクレーブ(日本国、東洋高圧社製)に仕込み、温度を120℃に昇温した。その後、二酸化炭素をオートクレーブに導入し圧力を4MPaに調節した。該ジオクチルスズ−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズと二酸化炭素とを4時間反応させた後、反応液を回収した。該反応液を分析したところ、炭酸ビス(3−メチルブチル)が約19wt%含まれた。
実施例18
実施例1の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル−(3−メチルブチルオキシ)−スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来する複数のNMRシフトが見られた。熱変性体を含む該アルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度155℃、圧力約0.06kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約386g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、活性成分の1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。上記活性成分と高沸失活成分を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物50gを容積100mLのフラスコに移し、該フラスコを用いて減圧蒸留が行えるように冷却器、留出液受器および温度計を取り付けた。該フラスコを258℃に加熱したオイルバスに浸し、常圧において加熱した。約30分加熱したところ、フラスコの内容物の温度は250℃に達したが、留分の回収はできなかった。系内を徐々に減圧し、圧力が約0.01kPaに達したが、同様に留分の回収ができなかった。
比較例1
(炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例1の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリブチル−(3−メチルブチルオキシ)−スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収した。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度155℃、圧力0.13kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリブチル(3−メチルブチルオキシ)スズが99wt%含まれた。高沸成分は液体で約386g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)ジスタンオキサンと高沸失活成分を含む該液体を50g採取し、0℃に冷却し、60Hr放置したところ固体が析出した。該固体を窒素雰囲気下において濾過によって液体と分離した。該固体は約10g回収され、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)ジスタンオキサンが約20wt%含まれ、これ以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。濾液について119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)ジスタンオキサンが約75wt%含まれるが、−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
比較例2
(炭酸エステルを製造し、熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例7の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約70wt%含まれている以外にトリブチルスズブトキシドおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収した。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度155℃、圧力0.13kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリブチルスズブトキシドが98wt%含まれた。高沸成分は液体で約386g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3?ジ(ブチルオキシ)ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。1,1,3,3−テトラブチル−1,3?ジ(ブチルオキシ)ジスタンオキサンと高沸失活成分を含む該液体を50g採取し、0℃に冷却し、120Hr放置したところ固体が析出した。該固体を窒素雰囲気下において濾過によって液体と分離した。該固体は約5g回収され、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)ジスタンオキサンが約22wt%含まれ、これ以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。濾液について119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジ(ブチルオキシ)ジスタンオキサンが約70wt%含まれるが、−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
比較例3
実施例10から得た高沸失活成分を、約100gを容積200mLのオートクレーブ(日本国、東洋高圧社製)に仕込み、温度を120℃に昇温した。その後、二酸化炭素をオートクレーブに導入し圧力を4MPaに調節した。該高沸失活成分と二酸化炭素とを4時間反応させた後、反応液を回収した。該反応液を分析したところ、炭酸ビス(3−メチルブチル)が約0.3wt%含まれた。
比較例4
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例9の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3-メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約390g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素で置換されたグローブボックスにおいて容積3000mLのなす型フラスコに該高沸成分100gおよびシクロヘキサノール(Aldrich社製)1770g(17.7mol)を混合させ、栓をした。該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(増田理化工業社製、OBH?24)と真空ポンプ(ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻し、反応装置内を窒素による置換を行った。オイルバス温度を170℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約1時間回転攪拌した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が80〜30kPaの状態で水を含むシクロヘキサノールを蒸留しながら脱水反応を約6時間行った。その後、過剰なシクロヘキサノールを蒸留し、留出物が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液を約120g得た。該反応液を分子蒸留装置に3g/minで供給し、温度約240℃、圧力0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を40g得た。該低沸成分にジオクチル−ビス(シクロヘキシルオキシ)スズが95wt%含まれた。一方、高沸成分には活性成分1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(シクロヘキシルオキシ)−ジスタンオキサンが約50wt%および−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
比較例5
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例9の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むジアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むジアルキルスズアルコキシド500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約390g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素で置換されたグローブボックスにおいて容積1000mLのなす型フラスコに該高沸成分100gおよび炭酸ジメチル(Aldrich社製)639g(7.1mol)を混合させ、栓をした。該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻し、反応装置内を窒素による置換を行った。オイルバス温度を約105℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約5時間回転攪拌した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が80〜30kPaの状態で過剰な炭酸ジメチルを蒸留し、留出物が出なくなった後、該フラスコをオイルバスからあげた。反応液を約120g得た。該反応液を分子蒸留装置に3g/minで供給し、温度約210℃、圧力約0.02kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を16g得た。該低沸成分にジオクチルスズジメトキシドが96wt%含まれた。一方、高沸成分には活性成分1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンと1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ジメトキシ−ジスタンオキサンの混合物が約65wt%および−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
比較例6
(炭酸エステル製造から熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。)
実施例9の工程1と工程2と同じ方法によって熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物を得た。119Sn−NMRによる分析結果、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約60wt%含まれている以外にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズおよび−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
(熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズジアルコキシドを得た。)
上記熱変性体を含むアルキルスズアルコキシド触媒組成物500gを300g/Hrで分子蒸留装置(日本国、柴田科学社製、MS−300型)に供給し温度約230℃、圧力約0.02kPaにおいて揮発成分を除去した。低沸成分にトリオクチル(3−メチルブチルオキシ)スズが98wt%含まれた。高沸成分は約390g得られ、119Sn−NMRによる分析を行ったところ、1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサン以外に−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。窒素で置換されたグローブボックスにおいて容積500mLのなす型フラスコに該高沸成分100gおよび実施例10の工程2で製造した炭酸ビス(3−メチルブチル)18g(0.089mol)を混合させ、栓をした。該混合物を入れたフラスコを、温度調節器のついたオイルバス(増田理化工業社製、OBH−24)と真空ポンプ(ULVAC社製、G−50A)と真空コントローラー(岡野製作所社製、VC−10S)を接続したエバポレーター(柴田社製、R−144)に取り付けた。エバポレーターのパージバルブ出口は常圧で流れている窒素ガスのラインと接続した。エバポレーターのパージバルブを閉め、系内の減圧を行った後、パージバルブを徐々に開き、系内に窒素を流し、常圧に戻し、反応装置内を窒素による置換を行った。オイルバス温度を約140℃に設定し、該フラスコを該オイルバスに浸漬してエバポレーターの回転を開始した。エバポレーターのパージバルブを開放したまま常圧で約3時間回転攪拌した後、パージバルブを閉め、系内を徐々に減圧し、系内の圧力が50〜1kPaの状態で、未反応の炭酸ビス(3−メチルブチル)を除去し、留出物が出なくなった後、該フラスコをオイルバスから上げた。反応液を約117g得た。該反応液を分子蒸留装置に3g/minで供給し、温度約240℃、圧力約0.01kPaにおいて蒸留分離を行ったところ、低沸成分を50g得た。該低沸成分にジオクチル−ビス(3−メチルブチルオキシ)スズが97wt%含まれた。一方、高沸成分には活性成分1,1,3,3−テトラオクチル−1,3−ビス(3−メチルブチルオキシ)−ジスタンオキサンが約25wt%および−240〜−605ppmに高沸失活成分に由来した複数のNMRシフトが見られた。
本発明によれば、従来では高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物から有用な成分であるジアルキルスズジアルコキシドを効率よく分離回収することができ、工業分野において大変有用である。
本発明のジアルキルスズジアルコキシドを分離回収する方法を示す概念図を示す。 本発明における、アルキルスズアルコキシド触媒組成物を用いた炭酸エステルの連続製造装置を示す概念図を示す。 本発明において使用した塔型反応器の例の概念図を示す。 なお、図面中における符号の説明は、以下のとおりである。101,107:蒸留塔、 102,201:塔型反応器、 103,106:薄膜蒸発装置、 104:オートクレーブ、 105:除炭槽、 111,112,117:リボイラー、 121,123,126,127:コンデンサー、 反応器下部211、 反応器上部221、 1,9,21,22:供給ライン、 2,4,5,6,7,8,10,11,12,13,14:移送ライン、 3,15,23:回収ライン、 16:抜き出しライン、 17:フィードライン、 低沸成分回収ライン24
上記事情に鑑み、本発明者らは、アルキルスズアルコキシド触媒組成物からジアルキルスズアルコキシドの分離回収について鋭意検討したところ、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物をアルコールおよび/または炭酸エステルと反応させ、得られた反応液を蒸留し、該活性成分に由来する生成物をジアルキルスズジアルコキシドとして分離回収することによって解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、
〔1〕炭酸エステル製造に使用するアルキルスズアルコキシド触媒組成物であって、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物から、下記工程によって該活性成分をジアルキルスズジアルコキシドに変換させて分離回収する方法:
工程(1);該アルキルスズアルコキシド触媒組成物と、アルコールおよび/または炭酸エステルとを反応させて、該活性成分に由来する生成物を含む反応溶液を得る工程
工程(2);工程(1)にて得られた反応溶液を蒸留して、該活性成分に由来する生成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収する工程、
〔2〕該活性成分がアルキルスズアルコキシドを構成する各スズ原子に、2つのスズ−炭素結合を有する成分である前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔3〕該高沸失活成分の沸点が、常圧で250℃より高い前項〔1〕または〔2〕に記載の分離回収する方法、
〔4〕該アルキルスズアルコキシド触媒組成物が、常圧かつ250℃以下で高沸失活成分と活性成分とに蒸留分離不可能である前項〔1〕ないし〔3〕のうち何れか一項に記載の分離回収する方法、
〔5〕該活性成分がテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンである前項〔1〕〜〔4〕のうち何れか一項に記載の分離回収する方法、
〔6〕該テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンが下記式(1)で表わされるアルキルスズ化合物である前項〔5〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388

(式中:
1は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
2,R3は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
〔7〕該高沸失活成分が、119Sn−NMRで分析した際に、テトラメチルスズ基準で−220〜−610ppmに化学シフトを示すスズ原子を含有するアルキルスズ化合物である前項〔1〕〜〔6〕のうち何れか一項に記載の分離回収する方法、
〔8〕該アルコールが下記式(2)で表される前項〔6〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
4は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
〔9〕該炭酸エステルが下記式(3)で表される前項〔6〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
5,R6は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
〔10〕
該ジアルキルスズジアルコキシドが下記式(4)で表される前項〔8〕または前項〔9〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
1は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
7,R8は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表し、
7,R8は、それぞれ活性成分のアルコキシ基のうちのアルキル基、アルコールのR4、または炭酸エステルのR5もしくはR6に対応する。ただし、R7,R8の少なくとも一つは、R4、R5またはR6に対応する。)
〔11〕
該アルキルスズアルコキシド触媒組成物に下記式(5)で表されるジアルキルスズオキシドが含まれる前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
Figure 2007097388
(式中:
1は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表す。)
〔12〕該テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンのアルキル基が、n−ブチル基またはn−オクチル基である前項〔6〕に記載の分離回収する方法、
〔13〕該アルコールが炭素数4から炭素数8の脂肪族アルキルアルコールの中から選ばれるアルコールである前項〔8〕に記載の分離回収する方法、
〔14〕該炭酸エステルのR5および/またはR6が炭素数4から炭素数8の脂肪族アルキル基の中から選ばれる炭酸エステルである前項〔9〕に記載の分離回収する方法、
〔15〕該ジアルキルスズオキシドが、ジ−n−ブチル−スズオキシドまたはジ−n−オクチル−スズオキシドから選ばれるジアルキルスズオキシドである前項〔11〕に記載の分離回収する方法、
〔16〕工程(1)において、該活性成分に含まれるスズ原子のモル数に対して、該アルコールおよび/または該炭酸エステルの総モル数の比率が2〜100である前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔17〕工程(1)において、反応させる温度が60〜180℃である前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔18〕工程(1)の反応が、攪拌槽、多段攪拌槽、充填塔、蒸留塔、多段蒸留塔、連続多段蒸留塔、内部に支持体を備えた反応器、強制循環反応器のいずれかを含む型式の反応器で行われる前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔19〕工程(2)において、該蒸留分離が、多段蒸留塔、連続多段蒸留塔、充填塔、薄膜蒸発器のいずれかを含む型式である蒸留装置で行われる前項〔1〕に記載の分離回収する方法、
〔20〕前項〔1〕〜〔19〕のうち何れか一項に記載された方法で分離回収されたジアルキルスズジアルコキシドを用いる炭酸エステルの製造方法、
を提供する。
(式中:
1は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
7,R8は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表し、R7,R8は、それぞれ活性成分のアルコキシ基のうちのアルキル基またはアルコールのR4または炭酸エステルのR5またはR6に対応する。ただし、R7,R8の少なくとも一つは、R4、R5またはR6に対応する。)

Claims (20)

  1. 炭酸エステル製造に使用するアルキルスズアルコキシド触媒組成物であって、高沸失活成分および活性成分を含み、蒸留分離不可能なアルキルスズアルコキシド触媒組成物から、下記工程によって該活性成分をジアルキルスズジアルコキシドに変換させて分離回収する方法:
    工程(1);該アルキルスズアルコキシド触媒組成物と、アルコールおよび/または炭酸エステルとを反応させて、該活性成分に由来する生成物を含む反応溶液を得る工程
    工程(2);工程(1)にて得られた反応溶液を蒸留して、該活性成分に由来する生成物からジアルキルスズジアルコキシドを分離回収する工程。
  2. 該活性成分がアルキルスズアルコキシドを構成する各スズ原子に、2つのスズ−炭素結合を有する成分である請求項1に記載の分離回収する方法。
  3. 該高沸失活成分の沸点が、常圧で250℃より高い請求項1または2に記載の分離回収する方法。
  4. 該アルキルスズアルコキシド触媒組成物が、常圧かつ250℃以下で高沸失活成分と活性成分とに蒸留分離不可能である請求項1ないし3のうち何れか一項に記載の分離回収する方法。
  5. 該活性成分がテトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンである請求項1〜4のうち何れか一項に記載の分離回収する方法。
  6. 該テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンが下記式(1)で表わされるアルキルスズ化合物である請求項5に記載の分離回収する方法。
    Figure 2007097388
    (式中:
    は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
    ,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
  7. 該高沸失活成分が、119Sn−NMRで分析した際に、テトラメチルスズ基準で−220〜−610ppmに化学シフトを示すスズ原子を含有するアルキルスズ化合物である請求項1〜6のうち何れか一項に記載の分離回収する方法。
  8. 該アルコールが下記式(2)で表される請求項1に記載の分離回収する方法。
    Figure 2007097388
    (式中:
    は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
  9. 該炭酸エステルが下記式(3)で表される請求項1に記載の分離回収する方法。
    Figure 2007097388
    (式中:
    ,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表す。)
  10. 該ジアルキルスズジアルコキシドが下記式(4)で表される請求項1に記載の分離回収する方法。
    Figure 2007097388
    (式中:
    は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表し、
    ,Rは、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12の脂肪族基;炭素数5〜12の脂環式脂肪族基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基を表し、
    ,Rは、それぞれ活性成分のアルコキシ基、アルコールのR、または炭酸エステルのRもしくはRに対応する。ただし、R,Rの少なくとも一つは、R、RまたはRに対応する。)
  11. 該アルキルスズアルコキシド触媒組成物に下記式(5)で表されるジアルキルスズオキシドが含まれる請求項1に記載の分離回収する方法。
    Figure 2007097388
    (式中:
    は、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜12のアルキル基;炭素数5〜12のシクロアルキル基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数2〜12のアルケニル基;無置換もしくは置換された炭素数6〜19のアリール基;直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる炭素数7〜20のアラルキル基;または直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜14のアルキルと炭素数5〜14のシクロアルキルよりなる群から選ばれるアルキルからなる無置換もしくは置換された炭素数6〜20のアリール基を表す。)
  12. 該テトラアルキルジアルコキシジスタンオキサンのアルキル基が、n−ブチル基またはn−オクチル基である請求項6に記載の分離回収する方法。
  13. 該アルコールが炭素数4から炭素数8の脂肪族アルキルアルコールの中から選ばれるアルコールである請求項8に記載の分離回収する方法。
  14. 該炭酸エステルのRおよび/またはRが炭素数4から炭素数8の脂肪族アルキル基の中から選ばれる炭酸エステルである請求項9に記載の分離回収する方法。
  15. 該ジアルキルスズオキシドが、ジ−n−ブチル−スズオキシドまたはジ−n−オクチル−スズオキシドから選ばれるジアルキルスズオキシドである請求項11に記載の分離回収する方法。
  16. 工程(1)において、該活性成分に含まれるスズ原子のモル数に対して、該アルコールおよび/または該炭酸エステルの総モル数の比率が2〜100である請求項1に記載の分離回収する方法。
  17. 工程(1)において、反応させる温度が60〜180℃である請求項1に記載の分離回収する方法。
  18. 工程(1)の反応が、攪拌槽、多段攪拌槽、充填塔、蒸留塔、多段蒸留塔、連続多段蒸留塔、内部に支持体を備えた反応器、強制循環反応器のいずれかを含む型式の反応器で行われる請求項1に記載の分離回収する方法。
  19. 工程(2)において、該蒸留分離が、多段蒸留塔、連続多段蒸留塔、充填塔、薄膜蒸発器のいずれかを含む型式である蒸留装置で行われる請求項1に記載の分離回収する方法。
  20. 請求項1〜19のうち何れか一項に記載された方法で分離回収されたジアルキルスズジアルコキシドを用いる炭酸エステルの製造方法。
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