KR101978568B1 - 디아릴카르보네이트의 제조 방법 - Google Patents

디아릴카르보네이트의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101978568B1
KR101978568B1 KR1020170108506A KR20170108506A KR101978568B1 KR 101978568 B1 KR101978568 B1 KR 101978568B1 KR 1020170108506 A KR1020170108506 A KR 1020170108506A KR 20170108506 A KR20170108506 A KR 20170108506A KR 101978568 B1 KR101978568 B1 KR 101978568B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbonate
group
aromatic
diaryl carbonate
compound
Prior art date
Application number
KR1020170108506A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180091682A (ko
Inventor
켄지 아카츠카
Original Assignee
아사히 가세이 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아사히 가세이 가부시키가이샤 filed Critical 아사히 가세이 가부시키가이샤
Publication of KR20180091682A publication Critical patent/KR20180091682A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101978568B1 publication Critical patent/KR101978568B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C68/00Preparation of esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C68/06Preparation of esters of carbonic or haloformic acids from organic carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/96Esters of carbonic or haloformic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

[과제] 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 존재하는, 촉매의 열화를 초래하는 물을, 특별한 장치를 사용하지 않아도 제거할 수 있는 방법을 제공한다.
[해결 수단] 촉매의 존재 하에서, 방향족 모노히드록시 화합물과, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 디알킬카르보네이트로 디아릴카르보네이트를 제조하는, 디아릴카르보네이트의 제조 방법이며, 상기 디알킬카르보네이트는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을, 원료인 디알킬카르보네이트에 있어서 0.01 내지 1,000질량ppm 포함하는, 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
Figure 112017082907569-pat00024

(식 (1) 중 R1, R2, R4는, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 지방족기를 나타내고, R3은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 지방족기를 나타낸다)

Description

디아릴카르보네이트의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING DIARYL CARBONATE}
본 발명은 디아릴카르보네이트의 공업적 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 존재하는 물을 효율적으로 제거하는 방법에 관한 것이다.
디아릴카르보네이트는, 디알킬카르보네이트 또는 포스겐과, 방향족 모노히드록시 화합물의 반응에 의해 제조되는 것으로 알려져 있다.
원료인 디알킬카르보네이트를 제조하는 방법에는 다양한 방법이 있다. 대표적인 디알킬카르보네이트인 디메틸카르보네이트의 제법으로서는, 예를 들어 이산화탄소와 에틸렌옥사이드와 메탄올로 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(이하, 「EO법」이라고 한다), 이산화탄소와 프로필렌옥사이드와 메탄올로 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(이하, 「PO법」이라고 한다), 그 밖에도 일산화탄소와 산소와 메탄올로 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(이하, 「CO법」이라고 한다) 등이 있다.
또한, 최근에는 일산화질소와 산소와 메탄올로 제조한 메틸나이트라이트를 일산화탄소와 반응시킴으로써 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(이하, 「MN법」이라고 한다)이나, 요소와 메탄올로 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(이하, 「직접 요소법」, 이하, 「간접 요소법」이라고 한다)도 개발되고 있다.
디알킬카르보네이트와 방향족 모노히드록시 화합물을 반응시켜 디아릴카르보네이트를 제조하는 방법은, 대표적인 디아릴카르보네이트의 제조 방법이다. 그런데, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 물이 존재하면, 촉매의 열화를 초래한다는 문제가 있다. 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 물이 존재하는 이유는, 방향족 모노히드록시 화합물의 생성 반응 도중에 물이 부생되고, 이 부생된 물이 원료인 방향족 모노히드록시 화합물에 함유된 채, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내로 공급되어 버리기 때문이다.
디아릴카르보네이트 제조 공정 내의 물의 존재는, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에서 사용하는 촉매의 열화를 초래하기 때문에, 반응 효율, 결국은 제품인 디아릴카르보네이트의 생성량 저하를 초래하는 것이 알려져 있다. 그로 인해, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 존재하는 물을 제거하는 방법이 검토되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 물을 반응기의 전단에서 증류 제거하는 방법이 기재되어 있으며, 특허문헌 2에는 스트리핑제를 넣은 스트리핑 칼럼을 사용하여 물을 제거하는 방법이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2002-322130호 공보 일본 특허 공표 제2002-525346호 공보
그러나, 특허문헌 1 또는 특허문헌 2의 방법에 의해, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 존재하는 물을 제거할 수 있기는 하지만, 어느 방법이든 특별한 장치가 필요했다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 존재하는 물을, 전단에서의 증류 제거나 스트리핑 칼럼 등의 특별한 장치를 사용하지 않고, 용이하게 제거하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자는, 전술한 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 원료인 디알킬카르보네이트 중에 하기 일반식 (1)로 표시되는 화합물을 0.01 내지 1,000질량ppm 존재시킴으로써 특별한 장치를 사용하지 않아도, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내의 물을 효율적으로 제거할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은 하기와 같다.
[1]
촉매의 존재 하에서, 방향족 모노히드록시 화합물과, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 디알킬카르보네이트로 디아릴카르보네이트를 제조하는, 디아릴카르보네이트의 제조 방법이며,
상기 디알킬카르보네이트는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을, 원료인 디알킬카르보네이트에 있어서 0.01 내지 1,000질량ppm 포함하는, 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
Figure 112017082907569-pat00001
(식 (1) 중 R1, R2, R4는, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 지방족기를 나타내고, R3은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 지방족기를 나타낸다)
[2]
상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 디알콕시알칸인, [1]에 기재된 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
[3]
상기 디알콕시알칸이 디메톡시프로판인, [2]에 기재된 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
[4]
상기 디알킬카르보네이트가 디메틸카르보네이트인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
본 발명은 디아릴카르보네이트 제조 공정의 촉매의 열화를 일으키는 물을 효율적으로 제거할 수 있어, 촉매의 열화에 의한 디아릴카르보네이트의 생성량 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 디아릴카르보네이트의 제조 방법에 사용되는 제조 장치의 일례를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본원 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 「본 실시 형태」라고 한다)에 관하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
본 실시 형태는, 촉매의 존재 하에서, 방향족 모노히드록시 화합물과, 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 디알킬카르보네이트로 디아릴카르보네이트를 제조하는, 디아릴카르보네이트의 제조 방법이며, 상기 디알킬카르보네이트는, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을, 원료인 디알킬카르보네이트에 있어서 0.01 내지 1,000질량ppm 포함하는, 디아릴카르보네이트의 제조 방법을 제공한다.
Figure 112017082907569-pat00002
(식 (1) 중 R1, R2, R4는, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 지방족기를 나타내고, R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 지방족기를 나타낸다)
탄소수 1 내지 20의 지방족기로서는, 예를 들어 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기 등을 들 수 있다.
알킬기로서는, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필(각 이성체를 포함한다), 부틸(각 이성체를 포함한다), 펜틸(각 이성체를 포함한다), 헥실(각 이성체를 포함한다), 헵틸(각 이성체를 포함한다), 옥틸(각 이성체를 포함한다), 노닐(각 이성체를 포함한다), 데실(각 이성체를 포함한다), 시클로헥실메틸 등의 쇄상의 알킬기; 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 등의 환상의 알킬기; 등을 들 수 있다.
알케닐기로서는, 예를 들어 비닐기, 프로페닐기(각 이성체를 포함한다), 부테닐기(각 이성체를 포함한다), 펜테닐기(각 이성체를 포함한다), 헥세닐기(각 이성체를 포함한다) 등을 들 수 있다.
알키닐기로서는, 예를 들어 에티닐기, 프로피닐기(각 이성체를 포함한다), 부티닐기(각 이성체를 포함한다), 펜티닐기(각 이성체를 포함한다), 헥시닐기(각 이성체를 포함한다) 등을 들 수 있다.
아릴기로서는, 예를 들어 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다.
식 (1)로 표시되는 화합물은, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
탄소수 1 내지 20의 지방족기 중에서도, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의, 쇄상의 알킬기, 알케닐기 및 알키닐기이며, 더욱 바람직하게는, 탄소수 1 내지 3의 쇄상 알킬기이다.
상기 식 (1)로 표시되는 화합물로서는, 예를 들어 R1, R2, R3, R4가 모두 탄소수 1의 지방족기인 2,2-디메톡시프로판, R1, R4가 탄소수 1의 지방족기, R2가 탄소수 2의 지방족기, R4가 수소인 1,1-디메톡시프로판 등의 디알콕시알칸을 적합하게 들 수 있다. 디알콕시알칸 중에서도, 바람직하게는 디메톡시프로판이다.
Figure 112017082907569-pat00003
2,2-디메톡시프로판
Figure 112017082907569-pat00004
1,1-디메톡시프로판
본 실시 형태에 있어서의 디알킬카르보네이트는, 2,2-디메톡시프로판 및 1,1-디메톡시프로판을, 원료인 디알킬카르보네이트에 있어서 0.01 내지 1,000질량ppm 포함하는 것이 바람직하다. 2,2-디메톡시프로판 및 1,1-디메톡시프로판의 질량비는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 20:1 내지 1:20, 보다 바람직하게는 10:5 내지 10:1이다.
상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 존재하는 물을 제거하는 메커니즘은 이하로 생각할 수 있다. 또한, 이하에서는 1,1-디메톡시프로판 및 2,2-디메톡시프로판을 예로 들어 설명하지만, 본 실시 형태는 이들 디알콕시알칸에 한정되는 것은 아니다.
1,1-디메톡시프로판은, 이하의 반응식에서, 물과 반응하여, 헤미아세탈을 생성한다.
Figure 112017082907569-pat00005
2,2-디메톡시프로판은, 이하의 반응식에서, 수분과 반응하여, 헤미아세탈을 생성한다.
Figure 112017082907569-pat00006
또한, 생성된 헤미아세탈은, 이하의 반응식에서, 탈메탄올하여, 알데히드류 및 케톤류가 된다.
Figure 112017082907569-pat00007
상기 반응에서 생성된 알데히드류 및 케톤류는, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 설치되어 있는 디아릴카르보네이트 등을 정제하기 위한 증류탑 등으로부터 제거된다. 따라서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물의 R1, R2, R3, R4의 탄소수가 적을수록, 물과 상기 식 (1)로 표시되는 화합물의 반응 생성물의 비점이 낮아지기 때문에, 증류탑 등에서 분리하기 쉬워진다.
상기 식 (1)로 표시되는 화합물은, 디아릴카르보네이트의 원료인 디알킬카르보네이트 중에 첨가해도 되고, 디알킬카르보네이트를 제조하는 공정 중에서, 예를 들어 이하의 반응에서 부생된 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을, 증류 분리 효율이나 부하를 내려, 원료인 디메틸카르보네이트 내에 잔존시켜도 된다.
Figure 112017082907569-pat00008
디알킬카르보네이트에 포함되는 상기 식 (1)로 표시되는 화합물의 농도는, 0.01 내지 1,000질량ppm이며, 바람직하게는 1 내지 200질량ppm이다. 상기 식 (1)로 표시되는 화합물의 농도가 0.01중량ppm 미만이면, 디아릴카르보네이트 제조 공정 중에 물이 잔존하여, 본 발명의 효과를 충분히 얻지 못할 가능성이 있다. 상기 식 (1)로 표시되는 화합물의 농도가 1,000질량ppm을 초과하면, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 방향족 모노히드록시 화합물 등과 부반응하고, 그 반응 생성물이 디아릴카르보네이트 중에 불순물로서 혼입되어 디아릴카르보네이트의 순도를 저하시키는 것 외에도, 디아릴카르보네이트를 원료로 하여 제조되는 방향족 폴리카르보네이트의 색조 등에 악영향을 줄 가능성이 있다.
원료인 디알킬카르보네이트는, 이산화탄소와 에틸렌옥사이드와 메탄올로 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(EO법), 이산화탄소와 프로필렌옥사이드와 메탄올로 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(PO법), 일산화탄소와 산소와 메탄올로 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(CO법), 일산화질소와 산소와 메탄올로 제조한 메틸나이트라이트를 일산화탄소와 반응시킴으로써 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(MN법), 요소와 메탄올로 디메틸카르보네이트를 제조하는 방법(직접 요소법, 간접 요소법) 중 어느 것에 따라 제조된 것이어도 되고, 식 (2)로 표시된다.
Figure 112017082907569-pat00009
여기서, Ra는, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 지환족기, 탄소수 6 내지 10의 아르알킬기를 나타낸다. 이러한 Ra로서는, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필(각 이성체를 포함한다), 알릴, 부틸(각 이성체를 포함한다), 부테닐(각 이성체를 포함한다), 펜틸(각 이성체를 포함한다), 헥실(각 이성체를 포함한다), 헵틸(각 이성체를 포함한다), 옥틸(각 이성체를 포함한다), 노닐(각 이성체를 포함한다), 데실(각 이성체를 포함한다), 시클로헥실메틸 등의 알킬기; 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 등의 지환족기; 벤질, 페네틸(각 이성체를 포함한다), 페닐프로필(각 이성체를 포함한다), 페닐부틸(각 이성체를 포함한다), 메틸벤질(각 이성체를 포함한다) 등의 아르알킬기를 들 수 있다. 또한, 이들 알킬기, 지환족기, 아르알킬기에 있어서, 다른 치환기, 예를 들어 저급 알킬기, 저급 알콕시기, 시아노기, 할로겐 등으로 치환되어 있어도 되고, 불포화 결합을 갖고 있어도 된다.
이러한 Ra를 갖는 디알킬카르보네이트로서는, 예를 들어 디메틸카르보네이트, 디에틸카르보네이트, 디프로필카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디알릴카르보네이트, 디부테닐카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디부틸카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디펜틸카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디헥실카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디헵틸카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디옥틸카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디노닐카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디데실카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디시클로펜틸카르보네이트, 디시클로헥실카르보네이트, 디시클로헵틸카르보네이트, 디벤질카르보네이트, 디페네틸카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디(페닐프로필)카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디(페닐부틸)카르보네이트(각 이성체를 포함한다) 디(클로로벤질)카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디(메톡시벤질)카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디(메톡시메틸)카르보네이트, 디(메톡시에틸)카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디(클로로에틸)카르보네이트(각 이성체를 포함한다), 디(시아노에틸)카르보네이트(각 이성체를 포함한다) 등을 들 수 있다.
이들 중에서 본 실시 형태에 있어서 바람직하게는, Ra는 할로겐을 포함하지 않는 탄소수 4 이하의 알킬기를 포함하는 디알킬카르보네이트이며, 보다 바람직하게는 디메틸카르보네이트이다. 또한, 더욱 바람직한 디알킬카르보네이트는, 할로겐을 실질적으로 포함하지 않는 상태에서 제조된 디알킬카르보네이트이며, 예를 들어 할로겐을 실질적으로 포함하지 않는 알킬렌카르보네이트와 할로겐을 실질적으로 포함하지 않는 알코올로 제조된 것이다.
또한, 디알킬카르보네이트에는, 에테르류, 에스테르류, 알코올류, 카르보네이트류, 알칸류 등의 불순물이 포함되어 있어도 된다. 상기 디알킬카르보네이트 중의 불순물로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 이하의 불순물을 들 수 있다.
디메틸에테르 0.01 내지 50질량ppm
2-메톡시프로펜 0.01 내지 50질량ppm
1,1-디메톡시에탄 0.01 내지 50질량ppm
메탄올 0.01 내지 50,000질량ppm
메틸프로피오네이트 0.01 내지 50질량ppm
3,3-디메톡시-1-프로펜 0.01 내지 50질량ppm
1,4-디옥산 0.01 내지 50질량ppm
메틸에틸카르보네이트 0.01 내지 500질량ppm
비스(2-메톡시에틸)카르보네이트 0.01 내지 500질량ppm
톨루엔 0.01 내지 50질량ppm
메틸-3-부타노에이트 0.01 내지 50질량ppm
2-에틸-4-메틸-1,3-디옥솔렌 0.01 내지 50질량ppm
시클로헵타트리엔 0.01 내지 50질량ppm
1-메톡시-2-프로판올 0.01 내지 50질량ppm
디에틸렌글리콜디에틸에테르 0.01 내지 50질량ppm
도데칸 0.01 내지 50질량ppm
테트라데칸 0.01 내지 50질량ppm
헥사데칸 0.01 내지 50질량ppm
옥타데칸 0.01 내지 50질량ppm
아이코산 0.01 내지 50질량ppm
본 실시 형태에 있어서의 원료인 방향족 모노히드록시 화합물은, 방향족기에 직접 히드록실기가 결합되어 있는 화합물이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 하기 식 (3)으로 표시되는 화합물을 적합하게 들 수 있다.
Figure 112017082907569-pat00010
(식 (3) 중 Ar3은 탄소수 5 내지 30의 방향족기를 나타낸다)
식 (3)으로 표시되는 화합물로서는, 예를 들어 페놀, 크레졸(각 이성체를 포함한다), 크실레놀(각 이성체를 포함한다), 트리메틸페놀(각 이성체를 포함한다), 테트라메틸페놀(각 이성체를 포함한다), 에틸페놀(각 이성체를 포함한다), 프로필페놀(각 이성체를 포함한다), 부틸페놀(각 이성체를 포함한다), 디에틸페놀(각 이성체를 포함한다), 메틸에틸페놀(각 이성체를 포함한다), 메틸프로필페놀(각 이성체를 포함한다), 디프로필페놀(각 이성체를 포함한다), 메틸부틸페놀(각 이성체를 포함한다), 펜틸페놀(각 이성체를 포함한다), 헥실페놀(각 이성체를 포함한다), 시클로헥실페놀(각 이성체를 포함한다) 등의 각종 알킬페놀류; 메톡시페놀(각 이성체를 포함한다), 에톡시페놀(각 이성체를 포함한다) 등의 각종 알콕시페놀류; 페닐프로필페놀(각 이성체를 포함한다) 등의 아릴알킬페놀류; 나프톨(각 이성체를 포함한다) 및 각종 치환 나프톨류; 히드록시피리딘(각 이성체를 포함한다), 히드록시쿠마린(각 이성체를 포함한다), 히드록시퀴놀린(각 이성체를 포함한다) 등의 헤테로 방향족 모노히드록시 화합물류 등이 사용된다.
이들 방향족 모노히드록시 화합물은, 1종 또는 그 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 이들 방향족 모노히드록시 화합물 중에서, 본 실시 형태에 있어서 바람직하게는, Ar3이 탄소수 6 내지 10의 방향족기를 포함하는 방향족 모노히드록시 화합물이며, 보다 바람직하게는 페놀이다. 또한, 이들 방향족 모노히드록시 화합물 중에서, 본 실시 형태에 있어서 바람직하게는, 할로겐을 실질적으로 포함하지 않는 방향족 모노히드록시 화합물이다.
또한, 방향족 모노히드록시 화합물에는, 통상 0 내지 500질량ppm의 범위에서 물이 함유되어 있지만, 본 발명의 효과를 저해하는 것은 아니다.
본 실시 형태에 의해 제조되는 디아릴카르보네이트는, 일반적으로는 하기 식 (4)로 표시되는 화합물이다.
Figure 112017082907569-pat00011
(식 중 Ar4, Ar5는, 각각 독립적으로, 1가의 방향족기를 나타낸다)
Ar4 및 Ar5에 있어서의 1가의 방향족기는, 1가의 탄소환식 또는 복소환식 방향족기를 나타내지만, 이 Ar4, Ar5에 있어서, 하나 이상의 수소 원자가, 본 실시 형태의 디아릴카르보네이트를 제조하는 방법에 있어서의 반응에 영향을 미치지 않는 다른 치환기, 예를 들어 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 비닐기, 시아노기, 에스테르기, 아미드기, 니트로기 등에 의해 치환된 것이어도 된다. Ar4, Ar5는 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다. 1가의 방향족기 Ar4 및 Ar5의 대표예로서는, 페닐기, 나프틸기, 비페닐기, 피리딜기를 들 수 있다. 이들은, 상술한 1종 이상의 치환기로 치환된 것이어도 된다. 바람직한 Ar4 및 Ar5로서는, 예를 들어 각각 하기 식 (5)에 표시되는 것 등을 들 수 있다.
Figure 112017082907569-pat00012
바람직한 디아릴카르보네이트로서는, 하기 식 (6)으로 표시되는 치환 또는 비치환된 디페닐카르보네이트이다.
Figure 112017082907569-pat00013
(식 중 R9 및 R10은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알킬기, 탄소수 1 내지 10을 갖는 알콕시기, 환 구성 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기 또는 페닐기를 나타내고, p 및 q는 1 내지 5의 정수이고, p가 2 이상인 경우에는, 각 R9은 각각 상이한 것이어도 되고, q가 2 이상인 경우에는, 각 R10은, 각각 상이한 것이어도 된다)
이 디아릴카르보네이트 중에서도, 바람직하게는 비치환된 디페닐카르보네이트나, 디톨릴카르보네이트, 디-t-부틸페닐카르보네이트와 같은 저급 알킬 치환 디페닐카르보네이트 등의 대칭형 디아릴카르보네이트이며, 보다 바람직하게는, 비치환된 디페닐카르보네이트이다. 이들 디아릴카르보네이트류는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
본 실시 형태의 원료로서 사용할 수 있는 디알킬카르보네이트의 방향족 모노히드록시 화합물에 대한 양비는 몰비로, 바람직하게는 0.1 내지 10이다. 이 범위 밖에서는, 목적으로 하는 디아릴카르보네이트의 소정 생산량에 대하여, 잔존하는 미반응의 원료가 많아져, 효율적이지 않고, 또한 이들을 회수하기 위하여 많은 에너지를 요한다. 이 의미에서, 디알킬카르보네이트의 방향족 모노히드록시 화합물에 대한 몰비는, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5이며, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 3이며, 보다 더욱 바람직하게는 1 내지 2이다.
본 실시 형태의 디아릴카르보네이트의 제조 방법으로서는, 구체적으로는, (i) 제1 연속 다단 증류탑에, 식 (1)로 표시되는 화합물 0.01 내지 1,000질량ppm을 포함하는 디알킬카르보네이트를 공급하고, 연속적으로 증류하고, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물과 물의 반응에 의해 생성되는 알데히드류 및/또는 케톤류를 탑정으로부터 발출하고, 상기 디알킬카르보네이트와 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 혼합물을 발출하는 공정과, (ⅱ) 상기 공정 (i)에 의해 얻어지는 혼합물과 방향족 모노히드록시 화합물을, 촉매가 존재하는 제2 연속 다단 증류탑 내로 연속적으로 공급하는 공정과, (ⅲ) 알코올류 및 알킬아릴카르보네이트류가 생성되도록, 상기 디알킬카르보네이트와 상기 방향족 모노히드록시 화합물을 상기 제2 연속 다단 증류탑 내에서 반응시키는 공정과, (ⅳ) 생성되는 알코올류를 포함하는 제2 저비점 반응 혼합물을 상기 제2 연속 다단 증류탑 상부로부터 연속적으로 발출함과 함께, 생성되는 알킬아릴카르보네이트류를 포함하는 제2 탑 고비점 반응 혼합물을 상기 제2 연속 다단 증류탑 하부로부터 액상으로 연속적 발출하는 공정과, (v) 상기 제2 탑 고비점 반응 혼합물을, 상기 제2 연속 다단 증류탑과 연결한, 촉매가 존재하는 제3 연속 다단 증류탑 내로 연속적으로 공급함과 함께, 디알킬카르보네이트류 및 디아릴카르보네이트류가 생성되도록, 상기 제3 연속 다단 증류탑 내에서 반응시키는 공정과, (vi) 생성된 디알킬카르보네이트류를 포함하는 제3 탑 저비점 반응 혼합물을 상기 제3 연속 다단 증류탑 상부로부터 연속적으로 발출함과 함께, 생성된 디아릴카르보네이트류를 포함하는 제3 탑 고비점 반응 혼합물을 상기 제3 연속 다단 증류탑 하부로부터 액상으로 연속적으로 발출하는 공정을 포함하는 디아릴카르보네이트의 제조 방법인 것이 바람직하다.
상기한 디아릴카르보네이트의 제조 방법은, 제1 연속 다단 증류탑, 제2 연속 다단 증류탑 및 제3 연속 다단 증류탑에 있어서, 식 (1)로 표시되는 화합물과 물의 반응에 의해 생성되는, 알데히드류 및/또는 케톤류를, 가스상으로 탑정으로부터 발출하는 것이 바람직하다.
제2 저비점 반응 혼합물은, 제1 연속 다단 증류탑에 공급하는 것이 바람직하고, 제3 탑 저비점 반응 혼합물은, 제2 연속 다단 증류탑에 공급하는 것이 바람직하다. 제2 저비점 반응 혼합물 및 제3 탑 저비점 반응 혼합물에는, 예를 들어 알코올류, 디알킬카르보네이트, 방향족 모노히드록시 화합물, 식 (1)로 표시되는 화합물 및 물 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 포함되어 있어도 된다.
본 실시 형태에서 사용되는 촉매로서는, 예를 들어 이하의 납 화합물, 구리족 금속의 화합물, 알칼리 금속의 착체, 아연의 착체, 카드뮴의 착체, 철족 금속의 화합물, 지르코늄 착체, 루이스산류 화합물, 유기 주석 화합물 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
<납 화합물>
납 화합물로서는, 예를 들어
PbO, PbO2, Pb3O4 등의 산화납류;
PbS, Pb2S 등의 황화납류;
Pb(OH)2, Pb2O2(OH)2 등의 수산화납류;
Na2PbO2, K2PbO2, NaHPbO2, KHPbO2 등의 아납산염류;
Na2PbO3, Na2H2PbO4, K2PbO3, K2[Pb(OH)6], K4PbO4, Ca2PbO4, CaPbO3 등의 납산염류;
PbCO3, 2PbCO3·Pb(OH)2 등의 납의 탄산염 및 그의 염기성 염류;
Pb(OCOCH3)2, Pb(OCOCH3)4, Pb(OCOCH3)2·PbO·3H2O 등의 유기산의 납염 및 그의 탄산염이나 염기성 염류;
Bu4Pb, Ph4Pb, Bu3PbCl, Ph3PbBr, Ph3Pb(또는 Ph6Pb2), Bu3PbOH, Ph3PbO 등의 유기 납 화합물류(Bu는 부틸기, Ph는 페닐기를 나타낸다);
Pb(OCH3)2, (CH3O)Pb(OPh), Pb(OPh)2 등의 알콕시납류, 아릴옥시납류;
Pb-Na, Pb-Ca, Pb-Ba, Pb-Sn, Pb-Sb 등의 납의 합금류;
방연광, 섬아연광 등의 납 광물류 및 이들 납 화합물의 수화물; 등을 들 수 있다.
<구리족 금속의 화합물>
구리족 금속의 화합물로서는, 예를 들어
CuCl, CuCl2, CuBr, CuBr2, CuI, CuI2, Cu(OAc)2, Cu(acac)2, 올레산구리, Bu2Cu, (CH3O)2Cu, AgNO3, AgBr, 피크르산은, AgC6H6ClO4, [AuC≡C-C(CH3)3]n, [Cu(C7H8)Cl]4 등의 구리족 금속의 염 및 착체(acac는 아세틸아세톤킬레이트 배위자를 나타낸다); 등을 들 수 있다.
<알칼리 금속의 착체>
알칼리 금속의 착체로서는, 예를 들어
Li(acac), LiN(C4H9)2 등의 알칼리 금속의 착체; 등을 들 수 있다.
<아연의 착체>
아연의 착체로서는, 예를 들어
Zn(acac)2 등의 아연의 착체; 등을 들 수 있다.
<카드뮴의 착체>
카드뮴의 착체로서는, 예를 들어
Cd(acac)2 등의 카드뮴의 착체; 등을 들 수 있다.
<철족 금속의 화합물>
철족 금속의 화합물로서는, 예를 들어
Fe(C10H8)(CO)5, Fe(CO)5, Fe(C4H6)(CO)3, Co(메시틸렌)2(PEt2Ph)2, CoC5F5(CO)7, Ni-π-C5H5NO, 페로센 등의 철족 금속의 착체; 등을 들 수 있다.
<지르코늄 착체>
지르코늄 착체로서는, 예를 들어
Zr(acac)4, 지르코노센 등의 지르코늄의 착체; 등을 들 수 있다.
<루이스산류 화합물>
루이스산류 화합물로서는, 예를 들어
AlX3, TiX3, TiX4, VOX3, VX5, ZnX2, FeX3, SnX4(여기에서 X는 할로겐, 아세톡시기, 알콕시기, 아릴옥시기이다) 등의 루이스산 및 루이스산을 발생시키는 전이 금속 화합물; 등을 들 수 있다.
<유기 주석 화합물>
유기 주석 화합물로서는, 예를 들어
(CH3)3SnOCOCH3, (C2H5)3SnOCOC6H5, Bu3SnOCOCH3, Ph3SnOCOCH3, Bu2Sn(OCOCH3)2, Bu2Sn(OCOC11H23)2, Ph3SnOCH3, (C2H5)3SnOPh, Bu2Sn(OCH3)2, Bu2Sn(OC2H5)2, Bu2Sn(OPh)2, Ph2Sn(OCH3)2, (C2H5)3SnOH, Ph3SnOH, Bu2SnO, (C8H17)2SnO, Bu2SnCl2, BuSnO(OH) 등의 유기 주석 화합물; 등을 들 수 있다.
상기한 금속 함유 화합물이 촉매로서 사용된다. 이들 촉매는 다단 증류탑 내에 고정된 고체 촉매여도 되고, 반응계에 용해되는 가용성 촉매여도 된다.
또한, 이들 촉매 성분이, 반응계 중에 존재하는 유기 화합물, 예를 들어 지방족 알코올류, 방향족 모노히드록시 화합물류, 알킬아릴카르보네이트류, 디아릴카르보네이트류, 디알킬카르보네이트류 등과 반응한 것이어도 되고, 반응에 앞서 원료나 생성물로 가열 처리된 것이어도 된다.
디아릴카르보네이트 제조 공정을 반응계에 용해되는 가용성 촉매로 실시하는 경우는, 이들 촉매는, 반응 조건에 있어서 반응액에 대한 용해도가 높은 것이 바람직하다. 반응액에 대한 용해성의 관점에서, 바람직한 촉매로서는, 예를 들어 PbO, Pb(OH)2, Pb(OPh)2; TiCl4, Ti(OMe)4, (MeO)Ti(OPh)3, (MeO)2Ti(OPh)2, (MeO)3Ti(OPh), Ti(OPh)4; SnCl4, Sn(OPh)4, Bu2SnO, Bu2Sn(OPh)2; FeCl3, Fe(OH)3, Fe(OPh)3 등 또는 이들을 페놀 또는 반응액 등으로 처리한 것 등을 들 수 있다.
제2 연속 다단 증류탑에서 사용하는 촉매와 제3 연속 다단 증류탑에서 사용하는 촉매는, 동일한 종류여도 되고, 상이한 종류여도 되고, 바람직하게는 동일한 종류의 촉매이다. 상기 촉매는, 보다 바람직하게는, 동일한 종류이며, 양쪽 반응액에 용해될 수 있는 촉매이다. 상기 촉매가 동일한 종류이며, 양쪽 반응액에 용해될 수 있는 것은, 통상, 촉매가 제2 연속 다단 증류탑의 고비점 반응 혼합물 중에 용해된 상태에서, 알킬아릴카르보네이트 등과 함께 상기 제2 증류탑의 하부로부터 발출되어, 그대로 상기 제3 연속 다단 증류탑에 공급되기 때문에, 바람직한 실시 형태이다. 또한, 필요에 따라 상기 제3 연속 다단 증류탑에 새롭게 촉매를 추가하는 것도 가능하다.
제1 연속 다단 증류탑, 제2 연속 다단 증류탑 및 제3 연속 다단 증류탑은, 인터널로서 트레이 및/또는 충전물을 갖는 증류탑인 것이 바람직하다. 인터널이란, 증류탑에 있어서 실제로 기액의 접촉을 행하게 하는 부분을 의미한다. 트레이로서는, 예를 들어 포종(泡鍾) 트레이, 다공판 트레이, 밸브 트레이, 향류 트레이, 수퍼프락 트레이, 맥스프락 트레이 등이 바람직하다. 충전물로서는, 예를 들어 라시히링, 레싱링, 폴링, 벌 새들, 인탈록스 새들, 딕슨 패킹, 맥마흔 패킹, 헬리팩 등의 불규칙 충전물이나 멜라팩, 겜팩, 테크노팩, 플렉시팩, 술저 패킹, 굿롤 패킹, 글릿치그리드 등의 규칙 충전물이 바람직하다. 제1 연속 다단 증류탑, 제2 연속 다단 증류탑 및 제3 연속 다단 증류탑으로서는, 트레이부와 충전물의 충전된 부분을 겸비하는 다단 증류탑도 사용할 수 있다.
또한, 이하, 「인터널의 단수」란, 트레이의 경우는 트레이의 수를 의미하고, 충전물의 경우는 이론 단수를 의미한다. 따라서, 트레이부와 충전물의 충전된 부분을 겸비하는 다단 증류탑의 경우, 트레이의 수와 이론 단수의 합계이다.
디아릴카르보네이트 제조 공정에서 행하여지는 에스테르 교환 반응의 반응 시간은, 제2 연속 다단 증류탑 내 및 제3 연속 다단 증류탑 내에서의 각각의 반응액의 평균 체류 시간에 상당한다고 생각되고, 이것은 각각의 상기 증류탑의 인터널의 형상이나 단수, 원료 공급량, 촉매의 종류나 양, 반응 조건 등에 따라 상이하지만, 제2 연속 다단 증류탑 내 및 제3 연속 다단 증류탑 내 각각에 있어서, 통상 0.01 내지 10시간, 바람직하게는 0.05 내지 5시간, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3시간이다.
제2 연속 다단 증류탑의 반응 온도는, 사용하는 원료의 종류나 촉매의 종류나 양에 의해 조정될 수 있고, 통상 100 내지 350℃의 범위이다. 반응 속도를 높이는 관점에서, 반응 온도를 높이는 것이 바람직하지만, 반응 온도가 높으면 부반응도 일어나기 쉬워져, 예를 들어 알킬아릴에테르 등의 부생성물이 증가되므로 바람직하지 않다. 반응 속도를 높이면서, 부반응도 억제되는 관점에서, 제2 연속 다단 증류탑에서의 반응 온도는, 바람직하게는 130 내지 280℃, 보다 바람직하게는 150 내지 260℃, 더욱 바람직하게는 180 내지 250℃의 범위이다.
제3 연속 다단 증류탑의 반응 온도는, 사용하는 원료의 종류나 촉매의 종류나 양에 의해 조정될 수 있고, 통상 100 내지 350℃의 범위이다. 반응 속도를 높이는 관점에서, 반응 온도를 높이는 것이 바람직하지만, 반응 온도가 높으면 부반응도 일어나기 쉬워져, 예를 들어 알킬아릴에테르나, 원료나 생성물인 알킬아릴카르보네이트나 디아릴카르보네이트의 프리스 전이 반응 생성물이나 그의 유도체 등의 부생성물이 증가되므로 바람직하지 않다. 반응 속도를 높이면서, 부반응도 억제하는 관점에서, 제3 연속 다단 증류탑에서의 반응 온도는, 바람직하게는 130 내지 280℃, 보다 바람직하게는 150 내지 260℃, 더욱 바람직하게는 180 내지 250℃의 범위이다.
제1 연속 다단 증류탑의 압력은, 사용하는 원료 화합물의 종류나 조성, 반응 온도 등에 의해 조정될 수 있고, 감압, 상압, 가압 중 어느 것이든 좋고, 통상 탑정 압력이, 바람직하게는 0.1 내지 2×107Pa, 보다 바람직하게는 105 내지 107Pa, 더욱 바람직하게는 2×105 내지 5×106Pa의 범위이다.
제1 연속 다단 증류탑의 온도는, 식 (1)로 표시되는 화합물과 물의 반응에 의해 생성되는 알데히드류 및/또는 케톤류를 증류하여 제거할 수 있는 온도라면 특별히 제한되지 않는다.
제2 연속 다단 증류탑의 반응 압력은, 사용하는 원료 화합물의 종류나 조성, 반응 온도 등에 의해 조정될 수 있고, 감압, 상압, 가압 중 어느 것이든 좋고, 통상 탑정 압력이, 바람직하게는 0.1 내지 2×107Pa, 보다 바람직하게는 105 내지 107Pa, 더욱 바람직하게는 2×105 내지 5×106Pa의 범위이다.
제3 연속 다단 증류탑의 반응 압력은, 사용하는 원료 화합물의 종류나 조성, 반응 온도 등에 의해 조정될 수 있고, 감압, 상압, 가압 중 어느 것이든 좋고, 통상 탑정 압력이, 바람직하게는 0.1 내지 2×107Pa, 보다 바람직하게는 103 내지 106Pa, 더욱 바람직하게는 5×103 내지 105Pa의 범위이다.
또한, 디아릴카르보네이트 제조 공정에 있어서의 제2 연속 다단 증류탑으로서, 2기 이상의 증류탑을 사용할 수도 있다. 이 경우, 2기 이상의 증류탑을 직렬로 연결하는 것도, 병렬로 연결하는 것도, 또한 직렬과 병렬을 조합하여 연결하는 것도 가능하다.
디아릴카르보네이트 제조 공정에서 사용되는, 제1 연속 다단 증류탑, 제2 연속 다단 증류탑 및 제3 연속 다단 증류탑을 구성하는 재료는, 주로 탄소강, 스테인레스 스틸 등의 금속 재료이지만, 제조하는 디아릴카르보네이트의 품질면에서는, 스테인레스 스틸이 바람직하다.
방향족 디히드록시 화합물과 본 실시 형태에 의해 제조된 디아릴카르보네이트를 원료로 하여 방향족 폴리카르보네이트를 제조할 수도 있다. 예를 들어, 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카르보네이트를 반응시켜 방향족 폴리카르보네이트의 용융 상태의 예비중합체(이하, 「용융 예비중합체」라고 한다)를 제조하고, 용융 예비중합체를 가이드의 표면을 따라 유하시키면서 중합을 행하게 하는 가이드 접촉 유하식 중합기, 교반 날개의 회전축이 수평 방향인 횡형 중합조 등의 횡형 중합기 등을 사용하여 방향족 폴리카르보네이트를 제조하는 방법을 들 수 있다.
이하, 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카르보네이트를 반응시켜 제조한 용융 예비중합체를, 가이드 접촉 유하식 중합기를 사용하여 중합하고, 방향족 폴리카르보네이트를 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하지만, 본 실시 형태는 이하에서 설명되는 방법에 한정되는 것은 아니다.
방향족 폴리카르보네이트의 제조에 사용되는 방향족 디히드록시 화합물이란, 식 (7)로 표시되는 화합물이다.
Figure 112017082907569-pat00014
(식 중 Ar은 2가의 방향족기를 나타낸다)
2가의 방향족기 Ar은, 바람직하게는, 예를 들어 식 (8)로 표시되는 것이다.
Figure 112017082907569-pat00015
(식 중 Ar1 및 Ar2는, 각각 독립적으로, 탄소수 5 내지 70을 갖는 2가의 탄소환식 또는 복소환식 방향족기를 나타내고, Y는 탄소수 1 내지 30을 갖는 2가의 알칸기를 나타낸다)
2가의 방향족기 Ar1, Ar2는, 하나 이상의 수소 원자가, 반응에 영향을 미치지 않는 다른 치환기, 예를 들어 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 비닐기, 시아노기, 에스테르기, 아미드기, 니트로기 등에 의해 치환되어 있어도 된다. 복소환식 방향족기의 바람직한 구체예로서는, 1 내지 복수의 환 형성 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는 방향족기를 들 수 있다. 2가의 방향족기 Ar1, Ar2는, 예를 들어 치환 또는 비치환된 페닐렌, 치환 또는 비치환된 비페닐렌, 치환 또는 비치환된 피리딜렌 등의 기를 나타낸다. 여기에서의 치환기는 전술한 바와 같다.
2가의 알칸기 Y는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 유기기이다.
Figure 112017082907569-pat00016
(식 중 R1, R2, R3, R4는, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 환 구성 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 환 구성 탄소수 5 내지 10의 탄소환식 방향족기, 탄소수 6 내지 10의 탄소환식 아르알킬기를 나타낸다. k는 3 내지 11의 정수를 나타내고, R5 및 R6은, 각 X에 대하여 개별적으로 선택되고, 서로 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내고, X는 탄소를 나타낸다. 또한, R1, R2, R3, R4, R5, R6은, 하나 이상의 수소 원자가 반응에 영향을 미치지 않는 범위에서 다른 치환기, 예를 들어 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 페닐기, 페녹시기, 비닐기, 시아노기, 에스테르기, 아미드기, 니트로기 등에 의해 치환되어 있어도 된다)
이러한 2가의 방향족기 Ar로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 것을 들 수 있다.
Figure 112017082907569-pat00017
(식 중 R7, R8은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 환 구성 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기 또는 페닐기이며, m 및 n은 1 내지 4의 정수이고, m이 2 내지 4인 경우에는 각 R7은, 각각 동일해도 상이한 것이어도 되고, n이 2 내지 4인 경우에는 R8은, 각각 동일해도 상이한 것이어도 된다)
또한, 2가의 방향족기 Ar은, 다음 식으로 표시되는 것이어도 된다.
Figure 112017082907569-pat00018
(식 중 Ar1 및 Ar2는 전술한 바와 같고, Z는 단결합, 또는 -O-, -CO-, -S-, -SO2-, -SO-, -COO-, -CON(R1)- 등의 2가의 기를 나타낸다. R1은 전술한 바와 같다)
이러한 2가의 방향족기 Ar로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 것을 들 수 있다.
Figure 112017082907569-pat00019
(식 중 R7, R8, m 및 n은, 전술한 바와 같다)
또한, 2가의 방향족기 Ar의 구체예로서는, 치환 또는 비치환된 페닐렌, 치환 또는 비치환된 나프틸렌, 치환 또는 비치환된 피리딜렌 등을 들 수 있다.
방향족 디히드록시 화합물은, 단일 종류여도 2종류 이상이어도 된다. 방향족 디히드록시 화합물의 대표적인 예로서는, 비스페놀 A, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판 등을 들 수 있다. 또한, 방향족 디히드록시 화합물로서는, 분지 구조를 도입하기 위한 3가의 방향족 트리히드록시 화합물을 병용해도 된다.
방향족 폴리카르보네이트를 제조하는 공정에서의 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카르보네이트의 사용 비율(투입 비율)은, 사용되는 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카르보네이트의 종류나, 중합 온도 그 밖의 중합 조건에 의해 조정될 수 있고, 디아릴카르보네이트는 방향족 디히드록시 화합물 1몰에 대하여, 통상 0.9 내지 2.5몰, 바람직하게는 0.95 내지 2.0몰, 보다 바람직하게는 0.98 내지 1.5몰의 비율로 사용된다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에 있어서의 용융 예비중합체란, 목적으로 하는 중합도를 갖는 방향족 폴리카르보네이트보다 중합도가 낮은 중합 도중의 용융물을 의미하고 있으며, 올리고머여도 된다. 또한, 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카르보네이트의 혼합물은 가열 용융하는 것만으로 반응이 진행되므로 이들의 혼합물은 실질적으로 용융 예비중합체이다. 방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에서 사용되는 용융 예비중합체의 수 평균 분자량은, 중합 온도에서 용융되고 있는 한 특별히 제한되지 않고, 또한, 그의 화학 구조에 따라서도 상이하다. 용융 예비중합체의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 500 내지 100,000이며, 보다 바람직하게는 500 내지 10,000이며, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 8,000이다.
또한, 방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에 관한 중합기 및 그 밖의 반응기의 재질에 특별히 제한은 없고, 중합기 또는 반응기의 적어도 내벽면을 구성하는 재질로서, 스테인레스 스틸이나 니켈, 유리 등으로부터 선택되는 재질이어도 된다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에서 사용되는 용융 예비중합체는, 공지의 어떠한 방법에 의해 얻어진 것이어도 된다. 예를 들어, 소정량의 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카르보네이트를 포함하는 용융 혼합물을 1기 또는 그 이상의 종형 교반조를 사용하여, 약 120℃ 내지 약 280℃의 온도 범위에서, 상압 및/또는 감압 하에 교반하면서, 반응에 의해 부생되는 방향족 모노히드록시 화합물을 제거함으로써, 제조할 수 있다. 직렬로 연결된 2기 이상의 종형 교반조를 사용하여, 순서대로 중합도를 올려가면서 필요한 중합도를 갖는 용융 예비중합체를 연속적으로 제조하는 방법이 특히 바람직하다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에서는, 이 용융 예비중합체가, 가이드 접촉 유하식 중합기에 연속적으로 공급되어, 목적의 중합도를 갖는 방향족 폴리카르보네이트를 연속적으로 제조하는 것이 바람직하다. 이 가이드 접촉 유하식 중합기란, 수직 와이어를 포함하는 가이드를 따라 예비중합체를 용융 유하하게 하여 중합을 시키는 중합기이며, 예를 들어 국제 공개 제2005/121210호, 국제 공개 제2005/121211호, 국제 공개 제2012/056903호, 국제 공개 제2015/141501호 등에 개시되어 있는 중합기이다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에 있어서, 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카르보네이트로부터 얻어지는 용융 예비중합체를 가이드 접촉 유하식 중합기로 중합시켜 방향족 폴리카르보네이트를 제조하는 반응의 온도는, 바람직하게는 80 내지 350℃이고, 보다 바람직하게는 100 내지 290℃이고, 더욱 바람직하게는 150 내지 270℃이다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정의 중합기 내의 바람직한 반응 압력은, 제조하는 방향족 폴리카르보네이트의 종류나 분자량, 중합 온도 등에 의해 조정될 수 있는데, 예를 들어 비스페놀 A와 디페닐카르보네이트로부터의 용융 예비중합체로 방향족 폴리카르보네이트를 제조하는 경우, 수 평균 분자량이 5,000 이하의 범위에서의 반응 압력은, 바람직하게는 400 내지 3,000Pa이며, 수 평균 분자량이 5,000 내지 10,000인 경우, 바람직하게는 50 내지 500Pa이다. 수 평균 분자량이 10,000 이상인 경우, 반응 압력은 바람직하게는 300Pa 이하이고, 보다 바람직하게는 20 내지 250Pa이다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에서는, 중합 반응의 진행에 수반하여, 방향족 모노히드록시 화합물이 생성되지만, 이것을 반응계 밖으로 제거함으로써 반응 속도가 높아진다. 따라서, 질소, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소나 저급 탄화수소 가스 등 반응에 영향을 미치지 않는 불활성의 가스를 중합기에 도입하고, 생성되는 방향족 모노히드록시 화합물을 이들 가스에 동반시켜 제거하는 방법이나, 감압 하에 반응을 행하는 방법 등이 바람직하게 사용된다. 혹은 이들을 병용한 방법도 바람직하게 사용되지만, 이 경우도 중합기에 대량의 불활성 가스를 도입할 필요는 없고, 내부를 불활성 가스 분위기로 유지할 정도여도 된다.
또한, 용융 예비중합체를 가이드 접촉 유하식 중합기에 공급하기에 앞서, 상기 불활성 가스를 흡수시키고, 계속하여 해당 불활성 가스 흡수 용융 예비중합체를 중합시키는 것도 바람직한 방법이다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정을 실시하는 데 있어서, 가이드 접촉 유하식 중합기 1기만으로, 목적으로 하는 중합도를 갖는 방향족 폴리카르보네이트를 제조하는 것도 가능하고, 원료로 하는 용융 예비중합체의 중합도나 방향족 폴리카르보네이트의 생산량 등에 따라, 2기 이상의 복수의 가이드 접촉 유하식 중합기를 연결하여, 순서대로 중합도를 올려 가는 방식도 바람직하다. 이 경우, 각각의 중합기에 있어서, 제조해야 할 예비중합체 또는 방향족 폴리카르보네이트의 중합도에 적합한 가이드나 반응 조건을 따로따로 채용할 수 있으므로, 바람직한 방식이다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에 있어서의 방향족 디히드록시 화합물과 디아릴카르보네이트로 방향족 폴리카르보네이트를 제조하는 반응은, 촉매를 첨가하지 않고 실시해도 되고, 중합 속도를 높이기 위하여, 필요에 따라 촉매의 존재 하에서 행해도 된다.
방향족 폴리카르보네이트를 제조하는 반응에 사용하는 촉매로서는, 이 분야에서 사용되고 있는 것이면 특별히 제한은 없지만, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 등의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 수산화물류; 수소화알루미늄리튬, 수소화붕소나트륨, 수소화붕소테트라메틸암모늄 등의 붕소나 알루미늄의 수소화물의 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염, 제4급 암모늄염류; 수소화리튬, 수소화나트륨, 수소화칼슘 등의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 수소 화합물류; 리튬메톡시드, 나트륨에톡시드, 칼슘메톡시드 등의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 알콕시드류; 리튬페녹시드, 나트륨페녹시드, 마그네슘페녹시드, LiO-Ar7-OLi, NaO-Ar7-ONa(Ar7은 아릴기) 등의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 아릴옥시드류; 아세트산리튬, 아세트산칼슘, 벤조산나트륨 등의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 유기산염류; 산화아연, 아세트산아연, 아연페녹시드 등의 아연 화합물류; 산화붕소, 붕산, 붕산나트륨, 붕산트리메틸, 붕산트리부틸, 붕산트리페닐, (R1R2R3R4)NB(R1R2R3R4) 또는 (R1R2R3R4)PB(R1R2R3R4)로 표시되는 암모늄보레이트류 또는 포스포늄보레이트류(R1, R2, R3, R4는 상기한 설명과 같다) 등의 붕소의 화합물류; 산화규소, 규산나트륨, 테트라알킬규소, 테트라아릴규소, 디페닐-에틸-에톡시규소 등의 규소의 화합물류; 산화게르마늄, 사염화게르마늄, 게르마늄에톡시드, 게르마늄페녹시드 등의 게르마늄의 화합물류; 산화주석, 디알킬주석옥시드, 디알킬주석카르복실레이트, 아세트산주석, 에틸주석트리부톡시드 등의 알콕시기 또는 아릴옥시기와 결합한 주석 화합물, 유기 주석 화합물 등의 주석의 화합물류; 산화납, 아세트산납, 탄산납, 염기성 탄산염, 납 및 유기 납의 알콕시드 또는 아릴옥시드 등의 납의 화합물; 제4급 암모늄염, 제4급 포스포늄염, 제4급 아르소늄염 등의 오늄 화합물류; 산화안티몬, 아세트산안티몬 등의 안티몬의 화합물류; 아세트산망간, 탄산망간, 붕산망간 등의 망간의 화합물류; 산화티타늄, 티타늄의 알콕시드 또는 아릴옥시드 등의 티타늄의 화합물류; 아세트산지르코늄, 산화지르코늄, 지르코늄의 알콕시드 또는 아릴옥시드, 지르코늄아세틸아세톤 등의 지르코늄의 화합물류 등의 촉매를 들 수 있다.
촉매를 사용하는 경우, 이들 촉매는 1종만으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 또한, 이들 촉매의 사용량은, 원료의 방향족 디히드록시 화합물에 대하여, 바람직하게는 10-10 내지 1질량%, 보다 바람직하게는 10-9 내지 10-1질량%, 더욱 바람직하게는 10-8 내지 10- 2질량%의 범위에서 선택된다. 용융 에스테르 교환법의 경우, 사용한 중합 촉매는, 제품의 방향족 폴리카르보네이트 중에 잔존하고 있지만, 이들 중합 촉매는 통상 중합체 물성에 영향을 미치는 것이 많다. 따라서, 촉매의 사용량은 가능한 한, 억제하는 것이 바람직하다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정의 용융 예비중합체 제조 시와, 가이드 접촉 유하식 중합기 등에서의 중합 시, 반응에 의해 부생되는 대량의 방향족 모노히드록시 화합물은 통상 가스상으로 연속적으로 발출되고, 액상으로 응축되어 회수되는 것이 바람직하다. 방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에서 부생되는 방향족 모노히드록시 화합물을 디아릴카르보네이트 제조 공정에 순환시키는 방향족 모노히드록시 화합물의 리사이클 공정을 행하는 것이 바람직하다. 공업적 제조 방법에 있어서는, 부생되는 방향족 모노히드록시 화합물을 전량, 또는 가능한 한 손실을 적게 하여 회수하고, 이것을 순환·재사용하는 것이 중요하다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에서 부생되고, 회수된 부생 방향족 모노히드록시 화합물에는, 디아릴카르보네이트가 일부 포함되어 있어도 되고, 순도가 높으므로 그대로, 디아릴카르보네이트 제조 공정에 순환, 재사용하는 것도 가능하다. 또한, 회수된 상기 방향족 모노히드록시 화합물 중에 소량의 방향족 디히드록시 화합물이나, 미량의 올리고머가 혼재되는 경우에는, 또한 증류를 행하여 이들의 고비점 물질을 제거한 후에, 디아릴카르보네이트 제조 공정에 순환, 재사용하는 것이 바람직하다.
방향족 폴리카르보네이트 제조 공정에 의해 제조되는 방향족 폴리카르보네이트는, 하기 식 (9)로 표시되는 반복 단위를 갖는다.
Figure 112017082907569-pat00020
(Ar은 전술한 바와 동일한 정의이다)
방향족 폴리카르보네이트로서는, 바람직하게는 전체 반복 단위 중 하기 식 (10)으로 표시되는 반복 단위가 85몰% 이상 포함되는 방향족 폴리카르보네이트이다.
Figure 112017082907569-pat00021
또한, 방향족 폴리카르보네이트의 말단기는, 통상 히드록시기 또는 하기 식 (11)로 표시되는 아릴카르보네이트기를 포함하고 있다.
Figure 112017082907569-pat00022
(Ar6은, 전술한 Ar3, Ar4와 동일한 정의이다)
히드록시기와 아릴카르보네이트기의 비율에 특별히 제한은 없지만, 통상 95:5 내지 5:95의 범위이며, 바람직하게는 90:10 내지 10:90의 범위이며, 보다 바람직하게는 80:20 내지 20:80의 범위이다. 방향족 폴리카르보네이트로서는, 더욱 바람직하게는, 말단기 중의 페닐카르보네이트기가 차지하는 비율이 60몰% 이상인 방향족 폴리카르보네이트이다.
상기에서 제조되는 방향족 폴리카르보네이트는, 주쇄에 대하여 에스테르 결합이나 에테르 결합 등의 이종 결합을 통하여 부분적으로 분지된 것이어도 된다. 상기 이종 결합의 양은 카르보네이트 결합에 대하여, 통상 0.005 내지 2몰%이며, 바람직하게는 0.01 내지 1몰%이며, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.5몰%이다. 이러한 양의 이종 결합은, 다른 중합체 물성을 악화시키지 않고, 용융 성형 시의 흐름 특성을 향상시키므로, 정밀 성형에 적합하고, 비교적 저온에서도 성형할 수 있고, 성능이 우수한 성형물을 제조할 수 있다. 성형 사이클을 단축할 수도 있고 성형 시의 에너지 절약에도 공헌할 수 있다.
[ 실시예 ]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
도 1의 흐름도에 나타낸 바와 같은, 제1 연속 다단 증류탑(101)과 제2 연속 다단 증류탑(102)과 제3 연속 다단 증류탑(103)이 접속된 장치를 사용하여 반응 증류를 행하여, 디페닐카르보네이트를 제조했다.
[제1 연속 다단 증류탑(101)]
길이 17m, 내경 1.8m이고, 내부에 16단의 인터널을 갖는 회수부와, 길이 25m, 내경 1m이고, 내부에 55단의 인터널을 갖는 농축부를 포함하는 연속 다단 증류탑을 사용했다. 인터널은, 회수부, 농축부 모두, 구멍 1개당 단면적 약 1.3㎠, 구멍 수 약 550개/㎡의 다공판 트레이를 사용했다.
[제2 연속 다단 증류탑(102)]
길이 33m, 내경 5m이고, 내부에 80단의 인터널을 갖는 연속 다단 증류탑을 사용했다. 인터널은, 구멍 1개당 단면적 약 1.5㎠, 구멍 수 약 250개/㎡의 다공판 트레이를 사용했다.
[제3 연속 다단 증류탑(103)]
길이 31m, 내경 5m이고, 내부에 30단의 인터널을 갖는 연속 다단 증류탑을 사용했다. 인터널로서, 상부에 규칙성 충전물인 멜라팩 2기(합계 이론 단수 11단)를 설치하고, 하부에 구멍 1개당 단면적 약 1.3㎠, 구멍 수 약 250개/㎡의 다공판 트레이를 설치했다.
제1 연속 다단 증류탑(101)에, 라인(1)으로부터 1,1-디메톡시프로판 12질량ppm과 2,2-디메톡시프로판 80질량ppm을 첨가한 디메틸카르보네이트(100질량%)를 2.5톤/hr으로 피드하고, 탑정부의 압력은 10×105Pa, 환류비는 2.9인 조건에서 연속적으로 증류 운전을 행했다.
제1 연속 다단 증류탑(101)의 탑정(5)으로부터 메탄올(100질량%)과 함께 1,1-디메톡시프로판이나 2,2-디메톡시프로판과 물의 반응에서 생성된 알데히드류 및 케톤류를 7질량ppm 포함하는 저비점 반응 혼합물을 1.8톤/hr으로 발출하였다.
제1 연속 다단 증류탑(101)의 탑저(2)로부터는 디메틸카르보네이트(71질량%), 페놀(29질량%), 미반응 1,1-디메톡시프로판(2질량ppm), 2,2-디메톡시프로판(14질량ppm)을 포함하는 고비점 반응 혼합물을 35톤/hr으로 발출하여, 제2 증류탑(102)에 피드했다.
제2 연속 다단 증류탑(102)에서는, 제2 연속 다단 증류탑(102)의 탑저의 반응액 중의 Ti 농도가 약 150질량ppm이 되도록, 촉매 Ti(OPh)4를 도입하고, 탑저의 온도는 226℃, 탑정부의 압력은 7×105Pa, 환류비는 0인 조건에서 연속적으로 반응 증류를 행했다.
제2 연속 다단 증류탑(102)의 탑정(4)으로부터 1,1-디메톡시프로판이나 2,2-디메톡시프로판과 물의 반응에서 생성된 알데히드류 및 케톤류가 가스로 벤트 제거되고, 메탄올(5질량%), 디메틸카르보네이트(65질량%), 페놀(30질량%)과 1,1-디메톡시프로판(2질량ppm)이나 2,2-디메톡시프로판(9질량ppm)과 물(1질량ppm)을 포함하는 저비점 반응 혼합물은 34톤/시간의 유량으로 발출하여, 제1 연속 다단 증류탑(101)에 피드했다.
제2 연속 다단 증류탑(102)의 탑저(3)로부터는, 디메틸카르보네이트(29질량%), 페놀(59질량%), 메틸페닐카르보네이트(12질량%), 1,1-디메톡시프로판(1질량ppm), 2,2-디메톡시프로판(6질량ppm)을 포함하는 고비점 반응 혼합물을 66톤/hr의 유량으로 발출하여, 제3 연속 다단 증류탑(103)에 피드했다. 라인(8)으로부터는 원료 페놀(100질량%)을 5.2톤/hr으로 피드했다. 원료 페놀 중에는 물이 10질량ppm 포함되어 있었다.
제3 연속 다단 증류탑(103)에서는, 제3 연속 다단 증류탑(103)의 탑저의 반응액 중의 Ti 농도가 약 1,600질량ppm이 되도록, 촉매 Ti(OPh)4를 제3 증류탑(103)에 도입하고, 탑저의 온도가 205℃, 탑정부의 압력은 3×104Pa, 환류비가 0.25인 조건에서 연속적으로 반응 증류를 행했다.
제3 연속 다단 증류탑(103)의 탑정(7)으로부터 1,1-디메톡시프로판이나 2,2-디메톡시프로판과 물의 반응에서 생성된 알데히드류 및 케톤류가 가스로 벤트 제거되고, 디메틸카르보네이트(33질량%), 페놀(67질량%)을 1,1-디메톡시프로판(1질량ppm)이나 2,2-디메톡시프로판(5질량ppm)과 물(1질량ppm)을 포함하는 저비점 반응 혼합물을 65톤/hr의 유량으로 발출하여, 제2 연속 다단 증류탑(102)에 피드했다. 제2 연속 다단 증류탑(102)에 대한 저비점 반응 혼합물의 피드는, 탑정(7)의 라인(7)을 통하여 저비점 반응 혼합물을 발출하고, 원료 페놀을 피드하는 라인(8)과, 해당 라인(7)을 합류시켜, 라인(9)을 통하여 피드함으로써 행했다.
제3 연속 다단 증류탑(103)의 탑저(6)로부터는 메틸페닐카르보네이트(44질량%), 디페닐카르보네이트(56질량%)를 포함하는 고비점 반응 혼합물을 6.6톤/hr으로 연속적으로 발출하였다. 메틸페닐카르보네이트를 디페닐카르보네이트로 환산한 디페닐카르보네이트의 생산량은 5.7톤/hr이 되었다. 이 조건에서, 안정적으로 5,000시간의 연속 운전을 행할 수 있었다.
[실시예 2]
라인(1)으로부터 피드하는 디메틸카르보네이트 중의 1,1-디메톡시프로판 및 2,2-디메톡시프로판의 함유량을 바꾼 것 이외는, 실시예 1과, 장치, 운전 조건 모두 완전히 동일 조건에 의해 디페닐카르보네이트의 생산을 행했다.
라인(1)으로부터 피드하는 디메틸카르보네이트는, PO법으로 제조한 디메틸카르보네이트를 사용했다. 이때 상기 PO법에서는, 1,1-디메톡시프로판과 2,2-디메톡시프로판이 보다 많이 생성되는 조건에 의해 디메틸카르보네이트의 합성을 행했다. 구체적으로는, PO법에 있어서의 디메틸카르보네이트 합성 반응기 내의 촉매 농도를 통상의 2배 농도로 한 조건에 의해, 디메틸카르보네이트의 합성 반응을 행했다. 이 결과, 부생물인 1,1-디메톡시프로판과 2,2-디메톡시프로판이 통상보다도 많이 생성되고, 디메틸카르보네이트 중에는 1,1-디메톡시프로판이 20질량ppm, 2,2-디메톡시프로판이 90질량ppm 포함되어 있었다.
디페닐카르보네이트의 생산량은, 실시예 1과 변함없이 5.7톤/시간이었다. 이 조건에서, 안정적으로 1,000시간의 연속 운전을 행할 수 있었다.
[비교예 1]
제1 연속 다단 증류탑(101)의 라인(1)으로부터 피드하는 디메틸카르보네이트 중에 1,1-디메톡시프로판, 2,2-디메톡시프로판을 첨가하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일 조건에서 운전을 행한바, 디페닐카르보네이트의 생산량이 4.5톤/시간으로 저하되었다. 이것은, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에서 제거되지 않은 물에 의해, 촉매의 활성이 저하되었기 때문으로 생각된다. 이 조건에서의, 안정적으로 연속 운전을 행할 수 있던 시간은, 1,000시간이었다.
[비교예 2]
실시예 1과 동일한 장치를 사용하여, 제1 연속 다단 증류탑(101)의 라인(1)으로부터 피드하는 디메틸카르보네이트 중에 1,1-디메톡시프로판을 1질량% 및 2,2-디메톡시프로판을 1질량% 첨가한 것 이외는, 실시예 1과 동일 조건에서 운전을 행했다. 디페닐카르보네이트의 생산량은 5.7톤/시간이며, 실시예 1 및 2와 비교하여 저하되지 않았지만, 디페닐카르보네이트 중에, 1,1-디메톡시프로판이나 2,2-디메톡시프로판과 페놀의 반응에서 생성된 9,9-디메틸크산텐 등의 불순물이 100질량ppm 혼입되었다.
[참고예 1]
비스페놀 A와 실시예 1에서 얻어진 디페닐카르보네이트를 원료로 하여 용융 예비중합체를 제조하고, 가이드 접촉 유하식 중합기를 사용하여 방향족 폴리카르보네이트를 제조했다. 상기 가이드 접촉 유하식 중합기의 케이싱은, 내경이 1.5m, 길이가 10m이며, 상기 가이드 접촉 유하식 중합기의 내부에는, 직경이 3㎜, 길이가 9m인 수직 와이어가 180개 설치되어 있었다.
비스페놀 A와 실시예 1에서 얻어진 디페닐카르보네이트(대 비스페놀 A의 몰비는 1.08)로 제조되고, 265℃로 유지된 수 평균 분자량이 5,000인 용융 예비중합체를 상기 가이드 접촉 유하식 중합기에 연속적으로 공급하고, 온도가 265℃, 압력이 50Pa인 조건에서 중합을 행했다. 연속적으로 공급한 용융 예비중합체는, 수직 와이어를 따라 유하하고, 거기에 수반하여 중합 반응이 진행되어 수 평균 분자량이 13,000인 방향족 폴리카르보네이트가 제조되었다.
얻어진 방향족 폴리카르보네이트를 배럴 온도가 300℃, 금형 온도가 90℃이고, 두께가 3.2㎜인 평판으로 사출 성형하고, 코니카 미놀타사제 CR-400을 사용하여, 백색 교정판 위에 싣고 반사법(측정 직경 8㎜)으로 측정하여, 백색 교정판과의 b*값의 차(평판의 b*값=평판을 백색 교정판에 실은 측정값-백색 교정판의 측정값)에 의해 색상(Δb*)을 구하여 색조를 판정(색상의 값이 작을수록, 색조가 양호)했다. 색상은 0.1이었다.
[참고예 2]
디페닐카르보네이트를 실시예 2에서 얻어진 디페닐카르보네이트로 한 것 이외는, 참고예 1과 마찬가지로 하여 방향족 폴리카르보네이트를 제조했다.
비스페놀 A와 실시예 2에서 얻어진 디페닐카르보네이트(대 비스페놀 A의 몰비는 1.08)로 제조된 수 평균 분자량이 5,000인 용융 예비중합체를 상기 가이드 접촉 유하식 중합기에 연속적으로 공급하여, 수 평균 분자량이 13,000인 방향족 폴리카르보네이트를 제조했다.
얻어진 방향족 폴리카르보네이트의 색상을 구한바, 0.1이며, 참고예 1의 방향족 폴리카르보네이트와 동등한 색조였다.
[비교 참고예 3]
디페닐카르보네이트를 비교예 2에서 얻어진 디페닐카르보네이트로 한 것 이외는, 참고예 1과 마찬가지로 하여 방향족 폴리카르보네이트를 제조했다.
비스페놀 A와 비교예 2에서 얻어진 디페닐카르보네이트(대 비스페놀 A의 몰비는 1.08)로 제조된 수 평균 분자량이 5,000인 용융 예비중합체를 상기 가이드 접촉 유하식 중합기에 연속적으로 공급하여, 수 평균 분자량이 13,000인 방향족 폴리카르보네이트를 제조했다.
얻어진 방향족 폴리카르보네이트의 색상을 구한바, 0.7이며, 참고예 1의 방향족 폴리카르보네이트보다 색조가 떨어졌다.
본 발명에 따르면, 디아릴카르보네이트 제조 공정 내에 존재하는, 촉매의 열화를 초래하는 물을, 특별한 장치를 사용하지 않고, 용이하게 제거할 수 있으므로, 디아릴카르보네이트를 제조할 때에, 산업상 이용가능성이 있다.
1: 제1 연속 다단 증류탑(101)에 대한 디알킬카르보네이트의 공급 라인
2: 제1 연속 다단 증류탑(101)의 탑저 성분 발출 라인
3: 제2 연속 다단 증류탑(102)의 탑저 성분 발출 라인
4: 제2 연속 다단 증류탑(102)의 탑정 성분 발출 라인
5: 제1 연속 다단 증류탑(101)의 탑정 성분 발출 라인
6: 제3 연속 다단 증류탑(103)의 탑저 성분 발출 라인
7: 제3 연속 다단 증류탑(103)의 탑정 성분 발출 라인
8: 제2 연속 다단 증류탑(102)에 대한 방향족 모노히드록시 화합물의 공급 라인
9: 제2 연속 다단 증류탑(102)에 대한 액 공급 라인
101: 제1 연속 다단 증류탑
102: 제2 연속 다단 증류탑
103: 제3 연속 다단 증류탑

Claims (6)

  1. 촉매의 존재 하에서, 방향족 모노히드록시 화합물과, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물 및 디알킬카르보네이트를 포함하는 혼합물로 디아릴카르보네이트를 제조하는, 디아릴카르보네이트의 제조 방법이며,
    상기 혼합물은, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 0.01 내지 1,000질량ppm 포함하는, 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
    Figure 112018109183803-pat00023

    (식 (1) 중 R1, R2, R4는, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 지방족기를 나타내고, R3은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 지방족기를 나타낸다)
  2. 제1항에 있어서, 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이 디알콕시알칸인, 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 디알콕시알칸이 디메톡시프로판인, 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디알킬카르보네이트가 디메틸카르보네이트인, 디아릴카르보네이트의 제조 방법.
  5. 제1항에 기재된 방법으로 얻어지는 디아릴카르보네이트와, 방향족 디히드록시 화합물을 반응시키는 공정을 포함하는, 방향족 폴리카르보네이트의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 방향족 모노히드록시 화합물이, 상기 디아릴카르보네이트와 상기 방향족 디히드록시 화합물의 반응에 의해 얻어지는 부생성물을 포함하는, 방향족 폴리카르보네이트의 제조 방법.
KR1020170108506A 2017-02-06 2017-08-28 디아릴카르보네이트의 제조 방법 KR101978568B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-019758 2017-02-06
JP2017019758A JP6347859B1 (ja) 2017-02-06 2017-02-06 ジアリールカーボネートの製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180091682A KR20180091682A (ko) 2018-08-16
KR101978568B1 true KR101978568B1 (ko) 2019-05-14

Family

ID=62706270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170108506A KR101978568B1 (ko) 2017-02-06 2017-08-28 디아릴카르보네이트의 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6347859B1 (ko)
KR (1) KR101978568B1 (ko)
CN (2) CN108395374B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115845857B (zh) * 2023-01-03 2024-05-07 山东德普新材料科技有限公司 一种用于尿素醇解法制备碳酸二甲酯的复合催化剂的制备工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004026756A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 炭酸エステルの製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19619949A1 (de) * 1996-05-17 1997-11-20 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonaten
JP4112048B2 (ja) * 1997-09-16 2008-07-02 旭化成ケミカルズ株式会社 芳香族カーボネート類の製法
US5917078A (en) 1998-09-25 1999-06-29 General Electric Company Process for the isolation and removal of unwanted water from a chemical reaction
JP2001064235A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Chiyoda Corp ジアリールカーボネートの製造方法
JP2001064234A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Chiyoda Corp 芳香族カーボネートの製造方法
JP2002167359A (ja) * 2000-11-30 2002-06-11 Teijin Ltd 芳香族カーボネートの製造方法
JP3970627B2 (ja) 2001-02-26 2007-09-05 三菱化学株式会社 ジフェニルカーボネートの製造方法及び芳香族ポリカーボネートの製造方法
EA010425B1 (ru) * 2004-10-14 2008-08-29 Асахи Касеи Кемикалз Корпорейшн Способ получения диарилкарбоната высокой чистоты
TWI321561B (en) * 2004-12-21 2010-03-11 Asahi Kasei Chemicals Corp Method for producing aromatic carbonate
JP4953048B2 (ja) * 2005-10-06 2012-06-13 独立行政法人産業技術総合研究所 炭酸エステルの製造方法
US8110698B2 (en) * 2008-02-11 2012-02-07 Shell Oil Company Process for producing diphenyl carbonate
JP2009242306A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 炭酸エステルの製造方法
KR20120029377A (ko) * 2009-04-23 2012-03-26 브이티유 홀딩 게엠베하 이온성 액체를 탈수시키는 방법
JP5652965B2 (ja) * 2010-02-23 2015-01-14 旭化成ケミカルズ株式会社 ジアリールカーボネートの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004026756A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 炭酸エステルの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180091682A (ko) 2018-08-16
CN108586254B (zh) 2021-06-18
JP6347859B1 (ja) 2018-06-27
CN108586254A (zh) 2018-09-28
CN108395374A (zh) 2018-08-14
JP2018127404A (ja) 2018-08-16
CN108395374B (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100887941B1 (ko) 고순도 디아릴카보네이트의 제조 방법
US5747609A (en) Method for producing an aromatic polycarbonate having improved melt stability
KR100870850B1 (ko) 고순도 디페닐카보네이트의 공업적 제조 방법
KR100846332B1 (ko) 방향족 카보네이트류의 공업적 제조법
KR100870851B1 (ko) 부생 알코올류의 공업적 분리 방법
JP5030788B2 (ja) 高品質芳香族ポリカーボネートの工業的製造方法
WO1991009832A1 (fr) Procede de production en continu de carbonate aromatique
EA010033B1 (ru) Способ промышленного производства ароматического карбоната
JP5030231B2 (ja) 高品質芳香族ポリカーボネートを工業的に製造する方法
JP4936555B2 (ja) 高純度ジアリールカーボネートの工業的製造法
JPH04211038A (ja) ジアリールカーボネートの連続的製造法
JP3898246B2 (ja) 芳香族カーボネートの製造方法
US7919644B2 (en) Process for producing an aromatic carbonate
US6197918B1 (en) Method for manufacturing aromatic carbonates
KR101978568B1 (ko) 디아릴카르보네이트의 제조 방법
KR20080069688A (ko) 방향족 카르보네이트의 공업적 제조 방법
JPH0772158B2 (ja) ジアリールカーボネートの連続的製造方法
EP0892001B1 (en) Method for producing an aromatic polycarbonate having improved melt stability
KR100846330B1 (ko) 방향족 카보네이트류를 공업적으로 제조하는 방법
KR100846333B1 (ko) 방향족 카보네이트류를 공업적으로 제조하는 방법
JP5320071B2 (ja) 高品質芳香族ポリカーボネートの工業的製造法
KR100846331B1 (ko) 방향족 카보네이트류를 공업적으로 제조하는 방법
JP2009046516A (ja) ジアリールカーボネートの製造方法
JP2005015431A (ja) 炭酸エステル

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant