KR102051872B1 - Method of manufacturing Dialkyl carbonate using carbon dioxide - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 이산화탄소를 이용한 디알킬카보네이트 제조방법을 제공한다 더욱 상세하게는, 알코올, 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함한 촉매 및 염기를 용매에 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계, 상기 혼합물에 이산화탄소를 주입하여 반응물을 생성하는 단계 및 상기 반응물을 교반하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a method for preparing dialkyl carbonate using carbon dioxide. More specifically, mixing a catalyst and a base including an alcohol, an imidazolium cation and a bicarbonate anion in a solvent to form a mixture, wherein Injecting carbon dioxide into the mixture to produce a reactant and a method for producing a dialkyl carbonate comprising the step of stirring the reactant.

Description

이산화탄소를 이용한 디알킬카보네이트의 제조방법{Method of manufacturing Dialkyl carbonate using carbon dioxide}Method of manufacturing Dialkyl carbonate using carbon dioxide

본 발명은 이산화탄소를 이용한 디알킬카보네이트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일용기 내에서 이산화탄소와 메탄올 내지 옥탄올 알코올을 디브로모메탄 및 알코올 혼합용매 조건에서 이미다졸륨 양이온과 바이카보네이트 음이온으로 한 이온성 액체 화합물을 촉매로 알칼리메탈트리아졸라이드를 염기로 이용하여 디알킬카보네이트를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a dialkyl carbonate using carbon dioxide, and more particularly, imidazolium cation and bicarbonate anion in the dibromomethane and alcohol mixed solvent conditions of carbon dioxide and methanol to octanol alcohol in a single container The present invention relates to a method for producing a dialkyl carbonate using an alkali metal triazolide as a base as an ionic liquid compound.

디알킬카보네이트(dialkylcarbonate)는 인체에 독성이 없는 환경 친화적인 화학물질로서 여러 분야에서 그 수요가 증가하면서 주목을 받고 있다. 디알킬카보네이트는 구조적으로 다른 화학물질에 메틸기, 메톡시기, 메톡시카보닐기와 같은 작용기를 도입할 수 있는 특징을 가지고 있기 때문에 정밀화학의 메틸레이션(methylation)과 카보닐레이션(carbonylation)에 사용되며 반응에서 디메틸설페이트(dimethyl sulfate)과 포스겐(phosgene) 같이 부식성이 강하고 독성 강한 화학약품을 대신할 수 있다. 더욱이 디알킬카보네이트는 독성이 강한 포스겐이나 염화메틸(methyl chloride) 및 디메틸설페이트 등을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 가솔린과 잘 희석되고 산소함량이 높으며 무해하여 자동차용 연료의 옥탄가 향상제로 사용 가능해 현재 사용 중인 유해한 메틸 tert-뷰틸 에테르(methyl tertiarybutyl ether, MTBE)의 대체물질로 고려되고 있다. 또한, 2차전지의 전해질, 정밀화학 제품의 중간체로서도 그 응용범위가 매우 넓으며 고성능의 수지, 용매, 염료 중간체, 약물, 방향제, 식품방부제, 윤활유첨가제 등 여러 분야에서 갈수록 광범위하게 응용되고 있다.Dialkylcarbonate is an environmentally friendly chemical that is not toxic to the human body and is drawing attention as the demand increases in various fields. Dialkyl carbonate is used for methylation and carbonylation of fine chemicals because it has the characteristic of introducing functional groups such as methyl group, methoxy group and methoxycarbonyl group to structurally different chemicals. The reaction can replace highly corrosive and toxic chemicals such as dimethyl sulfate and phosgene. Moreover, dialkyl carbonate can replace toxic phosgene, methyl chloride and dimethyl sulfate, as well as dilute with gasoline, high oxygen content and harmless, so it can be used as an octane number improver for automobile fuels. It is considered to be a substitute for harmful methyl tertary butyl ether (MTBE). In addition, the application range of the intermediates of electrolytes and fine chemicals of secondary batteries is very wide and is widely applied in various fields such as high-performance resins, solvents, dye intermediates, drugs, fragrances, food preservatives, lubricant additives.

디알킬카보네이트를 제조하는 공정으로는 현재 여러 공정들이 알려져 있다. 대표적인 반응으로 메탄올과 독성이 강한 포스겐을 반응시키는 포스겐 방법(phosgene process), 메틸나이트라이트를 이용한 메틸나이트라이트 방법(methylnitrite process), 일산화탄소와 산소를 메탄올과 반응시키는 메탄올 산화 방법(methanoloxidation), 에틸렌옥사이드를 이용한 에스테르교환 방법(esterification) 등이 있다. 통상적으로 디알킬카보네이트는 반응물로서 유독성 물질로 알려진 포스겐과 메탄올 그리고 고농도의 가성소다 용액을 이용하여 제조되었지만 반응물인 포스겐은 매우 유독한 위험물질로 큰 문제점을 유발시켜 왔다. 따라서 포스겐 공정의 대체 공정으로 메탄올 산화 방법, 메틸나이트라이트 방법, 에스테르교환 방법 등 연구되어왔다.Several processes are known at present as a process for producing dialkyl carbonate. Typical reactions include phosgene process for reacting toxic phosgene with methanol, methylnitrite process using methyl nitrite, methanol oxidation method for reacting carbon monoxide and oxygen with methanol, ethylene oxide And transesterification method (esterification) using. Conventionally, dialkyl carbonates are prepared using phosgene, methanol and high concentration of caustic soda solution, which are known as toxic substances, but phosgene, which is a toxic substance, is a very toxic dangerous substance. Therefore, the methanol oxidation method, the methyl nitrite method, the transesterification method, etc. have been studied as an alternative to the phosgene process.

그 중 대표적인 공정으로 염화구리(Ⅰ) 촉매 하에 산소와 일산화탄소를 메탄올과 반응시켜 디알킬카보네이트를합성하는 메탄올 산화법(enichem 공정) 이 있다. 하지만 이 공정은 짧은 촉매 수명과 반응기 부식 문제 그리고 일산화탄소와 같은 독성이 있는 반응물을 사용한다는 단점이 있다. 또한 반응 중 부산물로 생성되는 물은 분리 정제에 많은 에너지 비용이 들어가게 한다.Among them, a methanol oxidation method (enichem process) for synthesizing dialkyl carbonate by reacting oxygen and carbon monoxide with methanol under a copper (I) catalyst is carried out. However, this process has the disadvantage of short catalyst life, reactor corrosion problems and the use of toxic reactants such as carbon monoxide. In addition, the water produced as a by-product during the reaction adds high energy costs to the separation and purification.

또 다른 포스겐 대체 공정으로 2단계 공정으로 이루어진 메틸나이트라이트법이 있다. 이 공정의 첫 번째 단계에서 메탄올을 이산화질소를 이용하여 산화시켜 메틸나이트라이트를 생성한 다음 두 번째 단계에서 팔라듐 촉매 조건하에서 첫 번째 단계에서 생성된 메틸나이트라이트와 일산화탄소를 반응시켜 디알킬카보네이트를 생성한다. 이 공정에서 부산물로 생성되는 일산화질소는 반응물인 이산화질소로 다시 산화시켜 첫 번째 공정 단계에서 재사용이 가능하다는 이점이 있다. 하지만 이 공정 또한 독성이 있는 일산화탄소를 반응물로 사용하고 생성물 중 하나인 일산화질소가 반응기를 부식시킨다는 문제점이 있다.Another phosgene replacement is the methyl nitrite process, which is a two-step process. In the first step of the process, methanol is oxidized with nitrogen dioxide to produce methyl nitrite, and in the second step, methylnitrite and carbon monoxide are reacted with carbon monoxide to produce dialkyl carbonate under palladium catalytic conditions. . Nitrogen monoxide produced as a by-product in this process has the advantage that it can be oxidized back to the reactant nitrogen dioxide and reused in the first process step. However, this process also has the problem that toxic carbon monoxide is used as a reactant and one of the products, nitrogen monoxide, corrodes the reactor.

디알킬카보네이트를 제조하는 또 다른 방법으로 촉매 하에서 에틸렌 옥사이드와 이산화탄소를 반응시켜 디알킬카보네이트를 제조하는 2단계 공정으로 이루어진 에스테르 교환법 이있다. 이 공정은 앞선 공정과 비교하여 반응기의 부식 문제가 적고 값싸고 독성이 적은 원료를 사용하며 반응 부산물로 생성되는 에틸렌 글리콜은 적절한 화학 반응을 통하여 반응물인 에틸렌 옥사이드로 재순환이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 고온 고압에서의 반응임에도 불구하고 낮은 촉매 활성을 보이며 촉매의 수명이 짧다.Another method of preparing dialkyl carbonates is a transesterification process consisting of a two step process of reacting ethylene oxide with carbon dioxide under a catalyst to produce a dialkyl carbonate. Compared to the previous process, this process has the advantage of reducing the corrosion problems of the reactor, using cheaper and less toxic raw materials, and ethylene glycol produced as a reaction by-product can be recycled to the reactant ethylene oxide through an appropriate chemical reaction. However, despite the reaction at high temperature and high pressure, it shows low catalytic activity and short catalyst life.

또한 반응에서 사용되는 유기용매는 메탄올과 디알킬카보네이트 간에 3중 공비점을 형성하기 때문에 반응 후 디알킬카보네이트의 분리 정제에 많은 에너지가 들어가게 된다는 단점이 있다.In addition, since the organic solvent used in the reaction forms a triple azeotropy between methanol and dialkyl carbonate, there is a disadvantage that a large amount of energy is required to separate and purify the dialkyl carbonate after the reaction.

위의 공정들은 각기 일산화탄소와 같은 유독한 반응물을 사용하고 반응기의 부식 문제와 다단계 공정으로 인한 높은 공정 비용 그리고 부산물 생성으로 인한 분리 정제의 어려움 등의 문제점들을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 최근에는 메탄올(methanol)과 이산화탄소(CO2)로부터 디알킬카보네이트를 직접 합성하는 방법(비특허 문헌 12~14)이 제시되었다. 디알킬카보네이트의 직접 합성법은 공정이 간단하고 원료로 사용되는 메탄올(methanol)과 이산화탄소(CO2)의 가격이 저렴하며 포스겐과 같은 맹독성 물질을 사용하지 않는 환경 친화적인 공정이다. 하지만 열역학적으로 평형의 제약을 강하게 받는 가역공정이여서 디알킬카보네이트의 수율이 낮은 문제점이 있으며, 다양한 촉매 군이 연구되었지만 아직 적합한 촉매 시스템 및 효율적인 합성방법 이 제시되지 못하고 있다.Each of the above processes uses toxic reactants such as carbon monoxide and has problems such as corrosion of the reactor, high process cost due to the multistage process, and difficulty in separation and purification due to by-product generation. In order to overcome this problem, a method of directly synthesizing a dialkyl carbonate from methanol and carbon dioxide (CO 2) has recently been proposed (Non Patent Literatures 12 to 14). Direct synthesis of dialkyl carbonate is a simple process, low cost of methanol and carbon dioxide (CO2) used as a raw material, and is an environmentally friendly process that does not use toxic substances such as phosgene. However, there is a problem that the yield of dialkyl carbonate is low because it is a thermodynamically balanced reversible process, and various catalyst groups have been studied, but a suitable catalyst system and an efficient synthesis method have not yet been proposed.

따라서, 친환경적 공정으로 디알킬카보네이트를 합성에 필요한 촉매의 연구가 필요하다.Therefore, it is necessary to study the catalyst necessary for synthesizing dialkyl carbonate in an environmentally friendly process.

대한민국 등록특허 KR 10-1736963Republic of Korea Registered Patent KR 10-1736963

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래 유독성 물질을 사용하지 않고, 친환경적 및 간단한 공정으로 저렴한 원료인 이산화탄소를 이용하여 디알킬카보네이트 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing dialkyl carbonate using carbon dioxide which is a cheap raw material in an environment-friendly and simple process without using a conventional toxic substance.

보다 구체적으로는 알코올과 이산화탄소로부터 디알킬카보네이트를 직접 합성하는 방법으로 간단하고 저렴한 원료로 포스겐 같은 맹독성 물질을 사용하지 않는 환경 친화적인 디알킬카보네이트를 본 발명의 촉매를 이용하여 제조하는 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a method for producing an environmentally friendly dialkyl carbonate using the catalyst of the present invention, which is a simple and inexpensive raw material, which is a simple and inexpensive raw material by directly synthesizing a dialkyl carbonate from alcohol and carbon dioxide. .

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 이산화탄소를 이용한 디알킬카보네이트 제조방법을 제공한다. 이러한 디알킬카보네이트 제조방법은 알코올, 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함한 촉매 및 염기를 용매에 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계 및 상기 혼합물에 이산화탄소를 주입하여 반응물을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a method for producing dialkyl carbonate using carbon dioxide. The method for preparing a dialkyl carbonate includes mixing a catalyst and a base including an alcohol, an imidazolium cation and a bicarbonate anion in a solvent to form a mixture, and injecting carbon dioxide into the mixture to generate a reactant. You can do

또한, 상기 염기는 Cs[Triazolide], Cs[Benzotriazolide] 또는 Cs[Amino-triazolide]를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the base is characterized in that it comprises Cs [Triazolide], Cs [Benzotriazolide] or Cs [Amino-triazolide].

또한, 상기 용매는 CH2Br2또는 CH2Cl2를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solvent is characterized in that it comprises CH 2 Br 2 or CH 2 Cl 2 .

또한, 상기 혼합물을 형성하는 단계에서의 반응온도는 40℃ 내지 90℃인 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction temperature in the step of forming the mixture is characterized in that 40 ℃ to 90 ℃.

또한, 상기 알코올 및 염기는 상기 촉매를 1mol 기준으로 0.9mol내지 1.1mol인 것을 특징으로 한다.In addition, the alcohol and the base is characterized in that the 0.9 mol to 1.1 mol based on 1 mol of the catalyst.

또한, 상기 이산화탄소를 주입하여 반응물을 생성하는 단계는In addition, the step of generating a reactant by injecting the carbon dioxide

상기 혼합물에 제1압력으로 이산화탄소를 주입하는 단계, 상기 제1압력으로 이산화탄소를 주입된 혼합물을 교반하는 단계 및 상기 교반된 혼합물에 제2압력으로 이산화탄소를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Injecting carbon dioxide into the mixture at a first pressure, stirring the mixture injected with carbon dioxide at the first pressure, and injecting carbon dioxide at a second pressure into the stirred mixture.

또한, 상기 제1압력은 10psi 내지 90psi 인 것을 특징으로 하고, 제2압력은 200psi내지 600psi인 것을 특징으로 한다.In addition, the first pressure is characterized in that 10psi to 90psi, the second pressure is characterized in that 200psi to 600psi.

또한, 상기 디알킬카보네이트 제조하는 방법의 반응시간은 24시간 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction time of the method for producing a dialkyl carbonate is characterized in that more than 24 hours.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 알코올과 이산화탄소로부터 디알킬카보네이트를 합성하는데 사용되며, 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함한 것을 특징으로 하는 촉매를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, another embodiment of the present invention is used to synthesize a dialkyl carbonate from alcohol and carbon dioxide, and provides a catalyst comprising an imidazolium cation and a bicarbonate anion.

본 발명의 실시예에 따르면, 알코올과 이산화탄소를 단일용기 내에서 간단한 공정으로 직접반응하여 높은 수율 디알킬카보네이트를 제조할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, high yield dialkyl carbonate may be prepared by directly reacting alcohol and carbon dioxide in a simple process in a single container.

또한, 이산화탄소 및 알코올을 사용하여 디알킬카보네이트를 제조하므로 제조비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.In addition, since dialkyl carbonate is prepared using carbon dioxide and alcohol, an effect of reducing manufacturing cost may be obtained.

또한, 유독한 반응물을 사용하지 않아 친환경적으로 제조하고, 에너지 및 시간을 절약하는 공정을 제공하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, it is possible to obtain the effect of providing an environment-friendly manufacturing, energy and time-saving process without using toxic reactants.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 디알킬카보네이트 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 디메틸카보네이트를 제조하는 과정을 나타낸 반응식 그림이다.
1 is a flow chart showing a method for producing a dialkyl carbonate of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a process for producing a dimethyl carbonate of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. "Includes the case. In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 디알킬카보네이트 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flow chart showing a method for producing a dialkyl carbonate of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디알킬카보네이트(DMC: Dimethyl carbonate) 제조방법은 알코올, 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함한 촉매 및 염기를 용매에 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계(S100) 및 상기 혼합물에 이산화탄소를 주입하여 반응물을 생성하는 단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Referring to FIG. 1, a method of preparing dialkyl carbonate (DMC) according to an embodiment of the present invention is to form a mixture by mixing a catalyst and a base including an alcohol, an imidazolium cation, and a bicarbonate anion in a solvent. Step (S100) and injecting carbon dioxide into the mixture may be characterized in that it comprises a step (S200) for generating a reactant.

먼저, 알코올, 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함한 촉매 및 염기를 용매에 혼합하여 혼합물을 형성한다(S100).First, a catalyst and a base including an alcohol, an imidazolium cation, and a bicarbonate anion are mixed with a solvent to form a mixture (S100).

예를 들어, 상기 알코올은 알코올 내지 옥탄올로 알코올의 탄소수가 1내지 8일 수 있다.For example, the alcohol may include 1 to 8 carbon atoms of alcohol to octanol.

예를 들어, 상기 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함한 촉매는 하기 [화학식1]의 [IL tagged Huning base]양이온 [HCO3]음이온 촉매를 포함할 수 있다.For example, the catalyst including the imidazolium cation and the bicarbonate anion may include [IL tagged Huning base] cation [HCO 3 ] anion catalyst of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017123840808-pat00001
Figure 112017123840808-pat00001

또한, 상기 염기는 Cs[Triazolide], Cs[Benzotriazolide] 또는 Cs[Amino-triazolide]를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the base may be characterized by comprising Cs [Triazolide], Cs [Benzotriazolide] or Cs [Amino-triazolide].

예를 들어, 상기 염기의 구조식은 하기 [화학식 2]를 포함할 수 있다.For example, the structural formula of the base may include the following [Formula 2].

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017123840808-pat00002
Figure 112017123840808-pat00002

또한, 상기 용매는 CH2Br2또는 CH2Cl2를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the solvent may be characterized in that it comprises CH 2 Br 2 or CH 2 Cl 2 .

예를 들어, 상기 용매로 CH2Br2를 사용했을 때 MeOH 전환율을 86.2%일 수 있고, DMC의 수율은 83.0% 로 높은 수율을 얻을 수 있다.For example, when CH 2 Br 2 is used as the solvent, the MeOH conversion may be 86.2%, and the yield of DMC may be 83.0%.

또한, 상기 혼합물을 형성하는 단계에서의 반응온도는 40℃ 내지 90℃인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the reaction temperature in the step of forming the mixture may be characterized in that 40 ℃ to 90 ℃.

상기 반응온도가 40℃ 내지 90℃일 경우 화학반응의 최적 온도이며 이를 벗어날 경우 촉매의 반응성이 떨어 질 수 있다.If the reaction temperature is 40 ℃ to 90 ℃ the optimum temperature of the chemical reaction and the deviation of the catalyst may be lowered.

예를 들어, 반응온도가 80℃일 때, MeOH의 전환률이 88.0%, DMC수율이 85.0%로 높은 수율을 얻을 수 있다.For example, when the reaction temperature is 80 ° C., a high yield of MeOH conversion of 88.0% and DMC yield of 85.0% can be obtained.

또한, 상기 알코올 및 염기는 상기 촉매를 1mol 기준으로 0.9mol내지 1.1mol인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the alcohol and the base may be characterized in that the 0.9 mol to 1.1 mol based on the catalyst.

상기 알코올 및 염기가 촉매를 1mol기준으로 했을 때 0.9mol 미만 또는 1.1mol초과이면 알코오올 전활율 또는 디알킬카보네이트 수율이 떨어질 수 있다.When the alcohol and the base is less than 0.9 mol or greater than 1.1 mol based on 1 mol of the catalyst, alcohol alcohol brittleness or dialkyl carbonate yield may decrease.

예를 들어, 상기 (촉매:염기:메탄올)의 몰 비율이 1:1:1인 경우 메탄올의 전활율이 86.2%, DMC의 수율이 83.0%로 높은 수율을 얻을 수 있다.For example, when the molar ratio of (catalyst: base: methanol) is 1: 1: 1, a high yield can be obtained with a methanol yield of 86.2% and a DMC yield of 83.0%.

그 다음에, 상기 혼합물에 이산화탄소를 주입하여 반응물을 생성한다(S200).Next, carbon dioxide is injected into the mixture to generate a reactant (S200).

상기 이산화탄소를 주입하여 반응물을 생성하는 단계는, 상기 혼합물에 제1압력으로 이산화탄소를 주입하는 단계, 상기 제1압력으로 이산화탄소를 주입된 혼합물을 교반하는 단계 및 상기 교반된 혼합물에 제2압력으로 이산화탄소를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Injecting the carbon dioxide to produce a reactant, injecting carbon dioxide into the mixture at a first pressure, stirring the mixture injected with carbon dioxide at the first pressure and carbon dioxide at a second pressure in the stirred mixture It may be characterized in that it comprises the step of injecting.

또한, 상기 제1압력은 10psi 내지 90psi 인 것을 특징으로 하고, 제2압력은 200psi내지 600psi인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the first pressure may be characterized in that 10psi to 90psi, the second pressure may be characterized in that 200psi to 600psi.

상기 제1 반응압력이 10psi 미만일 경우 디알킬카보네이트의 수율이 감소할 수 있고, 90psi초과할 경우 반응 부산물로 형성되는 물에 의해 생성물인 디알킬카보네이트의 가수분해 반응이 우세해 지면서 디알킬카보네이트의 수율이 저하되는 문제점이 있을 수 있어 바람직하지 않을 수 있다.When the first reaction pressure is less than 10 psi, the yield of dialkyl carbonate may be reduced. When the first reaction pressure exceeds 90 psi, the hydrolysis reaction of the dialkyl carbonate as a product is predominant by the water formed as a reaction byproduct. There may be a problem of this deterioration may be undesirable.

또한, 상기 제2 반응압력이 200psi 미만일 경우 수율이 감소할 수 있고, 600psi초과할 경우 불필요한 압력으로 수율 향상을 기대할 수 없다.In addition, when the second reaction pressure is less than 200 psi, the yield may be decreased, and when the second reaction pressure exceeds 600 psi, it may not be expected to improve the yield with unnecessary pressure.

또한, 상기 디알킬카보네이트 제조하는 방법의 반응시간은 24시간 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the reaction time of the method for producing a dialkyl carbonate may be characterized in that more than 24 hours.

상기 반응시간이 24시간 미만일 경우 디알킬카보네이트의 수율이 감소할 수 있고, 상기 반응시간이 24시간을 초과할 경우 시간이 길어질수록 디알킬카보네이트의 수율이 증가할 수 있다. 하지만 수율이 크게 향상되지 않을 수 있다. When the reaction time is less than 24 hours, the yield of dialkyl carbonate may be reduced. When the reaction time is greater than 24 hours, the yield of dialkyl carbonate may increase as the time increases. However, yields may not improve significantly.

상기 반응물을 형성하는 단계에서의 교반속도는 예를 들어, 300rpm 내지1000rpm인 것을 특징으로 할 수 있다.The stirring speed in the step of forming the reactant may be, for example, characterized in that 300rpm to 1000rpm.

상기 교반속도가 300rpm 내지 1000rpm일 때가 적당하지만 촉매의 상태와 용매의 점도 등을 고려하여 이산화탄소와 알코올간 물질전달이 최대인 영역에서 행하는 것이 바람직하다.When the stirring speed is 300rpm to 1000rpm, it is suitable, but it is preferable to carry out in the region where the mass transfer between carbon dioxide and alcohol is maximum in consideration of the state of the catalyst and the viscosity of the solvent.

또한, 상기 서술된 디알킬카보네이트 제조방법으로 높은 수율의 디알킬카보네이트를 제조할 수 있다.In addition, a high yield of dialkyl carbonate can be produced by the above-described method for producing dialkyl carbonate.

또한, 알코올과 이산화탄소로부터 디알킬카보네이트를 합성하는데 사용되며, 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함한 것을 특징으로 하는 촉매를 제공할 수 있다.It is also used to synthesize dialkyl carbonates from alcohols and carbon dioxide, and can provide a catalyst comprising an imidazolium cation and a bicarbonate anion.

상기 촉매를 이용하면 유독한 반응물을 사용하지 않고 값싸고 풍부한 원료를 사용하여 에너지, 비용 및 시간을 절약하는 공정을 제공할 수 있다.The catalyst can provide a process that saves energy, cost and time by using cheap and abundant raw materials without using toxic reactants.

제조예 1Preparation Example 1

1) 자기 교반기 및 전기히터가 장착된 고압의 스테인리스 스틸 반응기 100ml에 메탄올 5mmol, 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함하는([IL tagged Hunig base][HCO3]) 촉매 5mmol, Cs[Triazolide]염기 5mmol 및 CH2Br2 용매 15ml 혼합하여 혼합물을 제조했다.1) Catalyst 5 mmol, Cs [Triazolide] containing 5 mmol methanol, imidazolium cation and bicarbonate anion ([IL tagged Hunig base] [HCO 3 ]) in 100 ml of high pressure stainless steel reactor equipped with magnetic stirrer and electric heater A mixture was prepared by mixing 5 mmol of base and 15 ml of CH 2 Br 2 solvent.

2) 혼합물에 80psi 압력으로 이산화탄소를 반응기로 퍼지하였다.2) The mixture was purged of carbon dioxide to the reactor at 80 psi pressure.

3) 혼합물로부터 대기를 3회 배기시켰다.3) The atmosphere was evacuated three times from the mixture.

4) 500rpm 으로 교반하며, 50℃온도까지 가열하고 이산화탄소 압력을 300psi로 상승시켰다.4) Stirred at 500 rpm, heated to 50 ° C. and raised carbon dioxide pressure to 300 psi.

5) 이산화탄소 압력을 300psi으로 유지하면서 24시간동안 반응시켜 디메틸카보네이트(DMC)를 제조했다.5) The reaction was performed for 24 hours while maintaining the carbon dioxide pressure at 300 psi to prepare dimethyl carbonate (DMC).

6) 반응이 종결된 후 상온이 될 때까지 기다리고 생성 혼합물을 바이알로 옮겨 GD-FID로 메탄올의 전환율과 디메틸카보네이트의 수율을 계산하였다.6) After the reaction was completed, the reaction mixture was allowed to stand at room temperature, and the resulting mixture was transferred to a vial to calculate the conversion of methanol and the yield of dimethyl carbonate using GD-FID.

또한, 상기 제조예1 6)의 디메틸카보네이트의 수율 계산법은 하기 수학식 일수 있다.In addition, the yield calculation method of the dimethyl carbonate of Preparation Example 6 6 may be the following equation.

[수학식][Equation]

Figure 112017123840808-pat00003
Figure 112017123840808-pat00003

예를 들어, 이론적 치환DMC 생성몰수를 예측값과 제조예1을 통해 생성된 DMC의 몰수를 대입하여 DMC수율을 확인 할 수 있다.For example, the DMC yield can be confirmed by substituting the number of moles of DMC generated through the theoretical value and the number of moles of DMC generated in Preparation Example 1.

도 2는 본 발명의 디메틸카보네이트를 제조하는 과정을 나타낸 반응식 그림이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a process for producing a dimethyl carbonate of the present invention.

도 2를 참조하면, 메탄올(Methanol), [IL tagged huning base][HCO3] 촉매 및 Cs[Triazolide]염기를 용매에 첨가하여 혼합물을 제조하고 상기 혼합물에 CO2를 주입하면 상기 촉매 및 염기에 의해 메탄올과 이산화탄소가 반응하여 단일용기 내에서 간단하게 디메틸카보네이트(DMC: Dimethyl carbonate)가 제조될 수 있다.2, methanol, [IL tagged huning base] [HCO 3 ] catalyst and Cs [Triazolide] base is added to a solvent to prepare a mixture, and the mixture is injected with CO 2 to the catalyst and base. By reacting methanol and carbon dioxide, dimethyl carbonate (DMC) can be easily produced in a single container.

[반응식][Scheme]

Figure 112017123840808-pat00004
Figure 112017123840808-pat00004

상기 반응식의Catalyst(촉매)는 [IL tagged huning base][HCO3] 및 Cs[Triazolide] 일 수 있다. Catalyst (catalyst) of the scheme may be [IL tagged huning base] [HCO 3 ] and Cs [Triazolide].

비교예 1Comparative Example 1

1) 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온([IL tagged Hunig base][HCO3])을 포함하는 촉매 대신에 하기 [화학식 3] 의 [Bmim][HCO3]를 촉매로 사용한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 수행하여 DMC를 제조하였다.1) Preparation Example except that [Bmim] [HCO3] of [Formula 3] was used as a catalyst instead of a catalyst containing an imidazolium cation and a bicarbonate anion ([IL tagged Hunig base] [HCO 3 ]) DMC was prepared in the same manner as in 1.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112017123840808-pat00005
Figure 112017123840808-pat00005

비교예 2Comparative Example 2

1) 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온([IL tagged Hunig base][HCO3])을 포함하는 촉매 대신에 하기 [화학식 4] 의 [Bmim][Benzotriazolide]를 촉매로 사용한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 수행하여 DMC를 제조하였다.1) Preparation Example except that [Bmim] [Benzotriazolide] of [Formula 4] was used as a catalyst instead of a catalyst containing an imidazolium cation and a bicarbonate anion ([IL tagged Hunig base] [HCO 3 ]) DMC was prepared in the same manner as in 1.

[화학식 4] [Formula 4]

Figure 112017123840808-pat00006
Figure 112017123840808-pat00006

비교예 3Comparative Example 3

1) 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온([IL tagged Hunig base][HCO3])을 포함하는 촉매 대신에 PEG400에 CsBr을 담지한 촉매를 사용한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 수행하여 DMC를 제조하였다.1) DMC was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that a catalyst supporting CsBr in PEG400 was used instead of a catalyst including an imidazolium cation and a bicarbonate anion ([IL tagged Hunig base] [HCO 3 ]). Was prepared.

비교예 4Comparative Example 4

1) 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온([IL tagged Hunig base][HCO3])을 포함하는 촉매 대신에 K3PO4를 촉매로 사용한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 수행하여 DMC를 제조하였다.1) DMC was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that K 3 PO 4 was used as the catalyst instead of the catalyst including the imidazolium cation and the bicarbonate anion ([IL tagged Hunig base] [HCO 3 ]). Prepared.

비교예 5Comparative Example 5

1) 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온([IL tagged Hunig base][HCO3])을 포함하는 촉매 대신에 하기 [화학식 5] 의 [IL-1]촉매로 사용한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 수행하여 DMC를 제조하였다.1) Preparation Example 1 except that it was used as the [IL-1] catalyst of [Formula 5] in place of the catalyst containing an imidazolium cation and a bicarbonate anion ([IL tagged Hunig base] [HCO 3 ]) DMC was prepared in the same manner.

[화학식 5] [Formula 5]

Figure 112017123840808-pat00007
Figure 112017123840808-pat00007

비교예 6Comparative Example 6

1) 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온([IL tagged Hunig base][HCO3])을 포함하는 촉매 대신에 하기 [화학식 6]의 [IL-2]촉매로 사용한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 수행하여 DMC를 제조하였다.1) Preparation Example 1 except that it was used as the [IL-2] catalyst of [Formula 6] in place of the catalyst containing an imidazolium cation and a bicarbonate anion ([IL tagged Hunig base] [HCO 3 ]) DMC was prepared in the same manner.

[화학식 6] [Formula 6]

Figure 112017123840808-pat00008
Figure 112017123840808-pat00008

비교예 7Comparative Example 7

1) 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온([IL tagged Hunig base][HCO3])을 포함하는 촉매 대신에 하기 [화학식 7]의 [IL3]촉매로 사용한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 수행하여 DMC를 제조하였다.1) In the same manner as in Preparation Example 1, except that the catalyst was used instead of the catalyst containing imidazolium cation and bicarbonate anion ([IL tagged Hunig base] [HCO 3 ]) as [IL3] of [Formula 7]. DMC was prepared by the operation.

[화학식 7] [Formula 7]

Figure 112017123840808-pat00009
Figure 112017123840808-pat00009

이하 [표 1] 내지 [표 6]은 제조예 및 비교예의 반응조건을 달리하여 메탄올(MeOH)의 전환율 및 DMC(디메틸카보네이트)의 수율을 비교한 표이다.[Table 1] to [Table 6] is a table comparing the conversion rate of methanol (MeOH) and the yield of DMC (dimethyl carbonate) by changing the reaction conditions of the production examples and comparative examples.

또한, [표 1] 내지 [표 6]의 C는 전환율 Y는 수율을 나타낸다.In addition, C of Table 1-Table 6 shows conversion Y as a yield.

표 1은 촉매에 따른 메탄올 전환율 및 DMC수율 비교표이다.Table 1 is a comparison table of methanol conversion and DMC yield according to catalyst.

촉매catalyst 염기base CMeOH,
(%)
C MeOH ,
(%)
YDMC,
(%)
Y DMC ,
(%)
제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 86.286.2 83.083.0 비교예 1Comparative Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 65.665.6 60.060.0 비교예 2Comparative Example 2 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 14.014.0 11.111.1 비교예 3Comparative Example 3 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 2.42.4 00 비교예 4Comparative Example 4 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 5.35.3 00

상기 표 1을 참조하면, MeOH 5mmol, 촉매 5 mmol, 염기 (Cs[Triazolide]) 5 mmol, 용매 (CH2Br2) 15 mL, 반응 온도 50 ℃, 반응 압력 300 psi, 반응 시간 24 시간의 같은 반응 조건하에서 촉매를 다르게 사용하여 DMC를 제조했을 때, 제조예 1 및 비교예 1내지 비교예 4를 비교하면, 제조예 1에서 MeOH의 전환율 86.2%와 DMC 수율이 83.0%로 가장 높은 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, MeOH 5 mmol, catalyst 5 mmol, base (Cs [Triazolide]) 5 mmol, solvent (CH 2 Br 2 ) 15 mL, reaction temperature 50 ℃, reaction pressure 300 psi, the same reaction time of 24 hours When the DMC was prepared using different catalysts under the reaction conditions, comparing Preparation Example 1 and Comparative Example 1 to Comparative Example 4, it was confirmed that the highest conversion rate of 86.2% of MeOH and 83.0% of DMC in Preparation Example 1 have.

표 2는 염기 종류에 따른 메탄올 전환율 및 DMC수율 비교표이다.Table 2 is a comparison table of methanol conversion and DMC yield according to base type.

촉매catalyst 염기base CMeOH,
(%)
C MeOH ,
(%)
YDMC,
(%)
Y DMC ,
(%)
제조예 1Preparation Example 1 NoneNone 69.169.1 51.251.2 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 86.286.2 83.083.0 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Benzotriazolide]Cs [Benzotriazolide] 70.570.5 66.166.1 제조예 1Preparation Example 1 Cs2CO3 Cs 2 CO 3 78.178.1 72.072.0 제조예 1Preparation Example 1 DBUDBU 76.776.7 70.570.5 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Nitroo-Triazolide]Cs [Nitroo-Triazolide] 62.662.6 56.356.3

상기 표 2를 참조하면, 제조예1과 같은 반응 조건에서 제조하지만 염기를 다르게 하여 DMC를 각각 제조하였을 때, Cs[Triazolide]을 염기로 사용한 경우 MeOH의 전환율86.2%, DMC의 수율 83.0%로 가장 높을 것을 확인할 수 있었다.Referring to Table 2, when prepared under the same reaction conditions as in Preparation Example 1, but prepared DMC with different bases, when Cs [Triazolide] is used as the base, conversion of MeOH, yield of 86.2%, DMC yield of 83.0% It could be confirmed that high.

하기 구조식들은 표 2에서 사용한 염기들의 구조식을 나타낸다.The following structural formulas show the structural formulas of the bases used in Table 2.

Figure 112017123840808-pat00010
Figure 112017123840808-pat00010

표 3은 촉매에 따른 메탄올 전환율 및 DMC수율 비교표이다.Table 3 is a comparison table of methanol conversion and DMC yield according to the catalyst.

촉매catalyst 염기base CMeOH,
(%)
C MeOH ,
(%)
YDMC,
(%)
Y DMC ,
(%)
NoneNone Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 2.42.4 00 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 86.286.2 83.083.0 비교예 5Comparative Example 5 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 88.188.1 74.974.9 비교예 6Comparative Example 6 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 89.789.7 79.479.4 비교예 7Comparative Example 7 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 70.570.5 65.765.7

상기 표 3을 참조하면, MeOH 5mmol, 촉매 5 mmol, 염기 (Cs[Triazolide]) 5 mmol, 용매 (CH2Br2) 15 mL, 반응 온도 50 ℃, 반응 압력 300 psi, 반응 시간 24 시간의 같은 반응 조건하에서 촉매를 다르게 사용하여 DMC를 제조했을 때, 촉매를 넣지 않은 경우, 제조예 1 및 비교예 5내지 비교예 7을 비교하면, 제조예 1에서 DMC 수율이 83.0%로 가장 높은 것을 확인할 수 있고, 촉매를 사용하지 않을 경우 DMC를 제조할 수 없는 것을 알 수 있다.Referring to Table 3 above, MeOH 5 mmol, catalyst 5 mmol, base (Cs [Triazolide]) 5 mmol, solvent (CH 2 Br 2 ) 15 mL, reaction temperature 50 ° C., reaction pressure 300 psi, reaction time of 24 hours When the DMC was prepared using different catalysts under the reaction conditions, when no catalyst was added, it was confirmed that the DMC yield was the highest as 83.0% in Preparation Example 1 when comparing Preparation Example 1 and Comparative Examples 5 to 7. And it can be seen that the DMC can not be produced without using a catalyst.

표 4는 반응온도에 따른 메탄올 전환율 및 DMC수율 비교표이다.Table 4 is a comparison table of methanol conversion and DMC yield according to reaction temperature.

촉매catalyst 염기base 반응온도,
(℃)
Reaction temperature,
(℃)
CMeOH,
(%)
C MeOH ,
(%)
YDMC,
(%)
Y DMC ,
(%)
제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 5050 86.286.2 83.083.0 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 8080 88.088.0 85.085.0 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 100100 70.270.2 67.967.9

상기 표 4를 참조하면, 제조예1과 같은 반응 조건에서 제조하지만 반응온도를 다르게 하여 DMC를 각각 제조하였을 때, 반응온도가 80℃일 경우, MeOH의 전환율88.0%, DMC의 수율 85.0%로 가장 높을 것을 확인할 수 있으며, 일정반응 온도 이상에서는 촉매의 반응성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 4, when the DMC was prepared under the same reaction conditions as in Preparation Example 1, but with different reaction temperatures, when the reaction temperature was 80 ° C, the conversion was 88.0% for MeOH and 85.0% for DMC. It can be confirmed that the high, it is confirmed that the reactivity of the catalyst is lower than a certain reaction temperature.

표 5는 용매에 따른 메탄올 전환율 및 DMC수율 비교표이다.Table 5 is a comparison table of methanol conversion and DMC yield depending on the solvent.

촉매catalyst 염기base 용매menstruum CMeOH,
(%)
C MeOH ,
(%)
YDMC,
(%)
Y DMC ,
(%)
제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] CH2Br2 CH 2 Br 2 86.286.2 83.083.0 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] NMPNMP 2.82.8 00 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] DMFDMF 3.63.6 00 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] DioxaneDioxane 1.51.5 00 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] TolueneToluene 2.02.0 00 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] THFTHF 2.72.7 00

상기 표 5를 참조하면, 제조예1과 같은 반응 조건에서 제조하지만 용매를 다르게 하여 DMC를 각각 제조하였을 때, CH2Br2용매를 사용하면, MeOH의 전환율86.2%, DMC의 수율 83.0%로 가장 높을 것을 확인할 수 있으며, 그 외의 용매의 경우 반응성이 거의 없는 것을 확인할 수 있었다.Referring to Table 5, when the DMC was prepared under the same reaction conditions as in Preparation Example 1, but using different solvents, using CH 2 Br 2 solvent, the conversion rate of MeOH was 86.2%, and the yield of DMC was 83.0%. It can be confirmed that the high, in the case of other solvents was confirmed that little reactivity.

표 6은 촉매와 염기, MeOH의 비율에 따른 메탄올 전환율 및 DMC수율 비교표이다.Table 6 is a comparison table of methanol conversion and DMC yield according to the ratio of catalyst, base and MeOH.

촉매catalyst 염기base 몰 비율,
(촉매:염기:MeOH)
Molar ratio,
(Catalyst: base: MeOH)
CMeOH,
(%)
C MeOH ,
(%)
YDMC,
(%)
Y DMC ,
(%)
제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 1:1:11: 1: 1 86.286.2 83.083.0 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 1:1:21: 1: 2 36.436.4 30.230.2 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] 1:1:41: 1: 4 15.615.6 13.813.8

상기 표 6를 참조하면, 제조예1과 같은 반응 조건에서 제조하지만 촉매, 염기, MeOH비율을 를 다르게 하여 DMC를 각각 제조하였을 때, 몰비율(촉매:염기:MeOH)이 1:1:1인 경우 MeOH의 전환율86.2%, DMC의 수율 83.0%로 가장 높을 것을 확인할 수 있으며, MeOH의 양이 증가할수록 반응성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 6, the DMC was prepared under the same reaction conditions as Preparation Example 1, but the catalyst, base, and MeOH ratios were different, and the molar ratio (catalyst: base: MeOH) was 1: 1: 1. In the case of MeOH conversion rate of 86.2%, DMC yield of 83.0% can be confirmed that the highest, the amount of MeOH increases the decrease in reactivity can be confirmed.

표 7은 제조예 1에서의 알코올 종류를 달리하여 제조한 후 알코올 전환율 및 디알킬카보네이트 수율을 비교한 비교표이다.Table 7 is a comparative table comparing the alcohol conversion and the dialkyl carbonate yield after preparing the alcohol type in Preparation Example 1.

촉매catalyst 염기base 알코올 종류Alcohol types CROH,
(%)
C ROH ,
(%)
Ydialkyl carbonate,
(%)
Y dialkyl carbonate ,
(%)
제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] methanolmethanol 86.286.2 83.083.0 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] ethanolethanol 78.978.9 75.475.4 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] n-Propanoln-Propanol 75.475.4 72.372.3 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] IsopropanolIsopropanol 70.670.6 68.768.7 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] n-butanoln-butanol 68.568.5 64.964.9 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] n-pentanoln-pentanol 64.764.7 63.763.7 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] n-hexanoln-hexanol 65.865.8 64.764.7 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] n-heptanoln-heptanol 60.760.7 58.758.7 제조예 1Preparation Example 1 Cs[Triazolide]Cs [Triazolide] n-octanoln-octanol 60.460.4 55.755.7

상기 표 7을 참조하면, 제조예1과 같은 반응 조건에서 제조하지만 알코올의 종류를 다르게 하여 dialkyl carbonate를 각각 제조하였을 때, 알코올의 전환율이 55.7~83.0%, 수율 60.4~86.2%로 dialkyl carbonate를 제조할 수 있음을 확인할 수 있었으며 알킬기의 길이가 길어질수록 수율이 낮아짐을 알 수 있다.Referring to Table 7, the dialkyl carbonate was prepared under the same reaction conditions as in Preparation Example 1, but when dialkyl carbonates were prepared using different alcohols, the conversion of alcohol was 55.7 to 83.0% and the yield was 60.4 to 86.2%. It could be confirmed that the longer the length of the alkyl group can be seen that the lower the yield.

본 발명의 실시예에 따르면, 알코올과 이산화탄소를 단일용기 내에서 간단한 공정으로 직접반응하여 높은 수율 디알킬카보네이트를 제조할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, high yield dialkyl carbonate may be prepared by directly reacting alcohol and carbon dioxide in a simple process in a single container.

또한, 이산화탄소 및 알코올을 사용하여 디알킬카보네이트를 제조하므로 제조비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.In addition, since dialkyl carbonate is prepared using carbon dioxide and alcohol, an effect of reducing manufacturing cost may be obtained.

또한, 유독한 반응물을 사용하지 않아 친환경적으로 제조하고, 에너지 및 시간을 절약하는 공정을 제공하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, it is possible to obtain the effect of providing an environment-friendly manufacturing, energy and time-saving process without using toxic reactants.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention.

Claims (9)

알코올, 하기 화학식 1의 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함한 촉매 및 염기를 용매에 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
상기 혼합물에 이산화탄소를 주입하여 반응물을 생성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112019090402368-pat00013

Mixing an alcohol, a catalyst including a imidazolium cation of Formula 1 and a bicarbonate anion, and a base in a solvent to form a mixture; And
Injecting carbon dioxide into the mixture to produce a reactant; Dialkyl carbonate manufacturing method comprising a:
[Formula 1]
Figure 112019090402368-pat00013

제1항에 있어서,
상기 염기는 Cs[Triazolide], Cs[Benzotriazolide] 또는 Cs[Amino-triazolide]를 포함하는 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법.
The method of claim 1,
The base is Cs [Triazolide], Cs [Benzotriazolide] or Cs [Amino-triazolide] method comprising a dialkyl carbonate.
제1항에 있어서,
상기 용매는 CH2Br2또는 CH2Cl2를 포함하는 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법.
The method of claim 1,
The solvent is a method for producing a dialkyl carbonate, characterized in that it comprises CH 2 Br 2 or CH 2 Cl 2 .
제1항에 있어서,
상기 혼합물을 형성하는 단계에서의 반응온도는 40℃ 내지 90℃인 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법.
The method of claim 1,
The reaction temperature in the step of forming the mixture is a dialkyl carbonate production method, characterized in that 40 ℃ to 90 ℃.
제1항에 있어서,
상기 알코올 및 염기는 상기 촉매를 1mol 기준으로 0.9mol내지 1.1mol인 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법.
The method of claim 1,
The alcohol and the base is a dialkyl carbonate production method, characterized in that from 0.9mol to 1.1mol based on 1mol of the catalyst.
제1항에 있어서,
상기 이산화탄소를 주입하여 반응물을 생성하는 단계는
상기 혼합물에 제1압력으로 이산화탄소를 주입하는 단계;
상기 제1압력으로 이산화탄소를 주입된 혼합물을 교반하는 단계; 및
상기 교반된 혼합물에 제2압력으로 이산화탄소를 주입하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법.
The method of claim 1,
Injecting the carbon dioxide to generate a reactant
Injecting carbon dioxide into the mixture at a first pressure;
Stirring the mixture injected with carbon dioxide at the first pressure; And
Injecting carbon dioxide into the stirred mixture at a second pressure; Dialkyl carbonate production method comprising a.
제6항에 있어서,
상기 제1압력은 10psi 내지 90psi 인 것을 특징으로 하고, 제2압력은 200psi내지 600psi인 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법.
The method of claim 6,
The first pressure is characterized in that 10psi to 90psi, the second pressure is a dialkyl carbonate manufacturing method, characterized in that 200psi to 600psi.
제1항에 있어서,
상기 디알킬카보네이트 제조하는 방법의 반응시간은 24시간 이상인 것을 특징으로 하는 디알킬카보네이트 제조방법.
The method of claim 1,
The reaction time of the method for producing a dialkyl carbonate is a dialkyl carbonate production method, characterized in that more than 24 hours.
알코올과 이산화탄소로부터 디알킬카보네이트를 합성하는데 사용되며, 이미다졸륨 양이온 및 바이카보네이트 음이온을 포함하고 하기 화학식 1으로 표시되는 것을 특징으로 하는 촉매:
[화학식 1]
Figure 112019090402368-pat00014
A catalyst, which is used to synthesize dialkyl carbonate from alcohol and carbon dioxide, comprises an imidazolium cation and a bicarbonate anion and is represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure 112019090402368-pat00014
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