KR20080033462A - 알킬렌 글리콜의 제조방법 - Google Patents

알킬렌 글리콜의 제조방법 Download PDF

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셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이
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Abstract

할라이드(halide), 메탈레이트(metalate), 및 경우에 따라 거대고리 킬레이팅 화합물(macrocyclic chelating compound)를 함유하는 촉매 조성물, 이산화탄소 및 물의 존재 하에 알킬렌 옥사이드를 상응하는 알킬렌 글리콜로 전환시키는 방법.
알킬렌 옥사이드, 알킬렌 글리콜, 이산화탄소, 할라이드, 메탈레이트

Description

알킬렌 글리콜의 제조방법{PROCESS FOR THE PREPARATION OF ALKYLENE GLYCOLS}
본 발명은 알킬렌 옥사이드의 알킬렌 글리콜으로의 촉매적 전환 방법에 관한 것이다.
알킬렌 글리콜, 특히 모노알킬렌 글리콜은 상업적으로 널리 이용된다. 예를 들어, 모노알킬렌 글리콜은 직물 또는 물병 등을 위한 폴리알킬렌 테레프탈레이트의 생산에 있어서 용매 및 기본 재료로서, 부동성(anti-freeze) 조성물에 이용된다.
알킬렌 옥사이드의 액상(liquid phase) 가수분해에 의한 알킬렌 글리콜의 생산은 공지되어 있다. 가수분해는 일반적으로 상당히 과량의 물, 예컨대 알킬렌 옥사이드 1mol 당 물 20 내지 25mol을 첨가함으로써 수행된다. 반응은, 알킬렌 옥사이드 고리의 개방이 일어나면서 물이 친핵체로 작용하는, 친핵성 치환반응으로 생각된다. 초기에 형성되는 모노알킬렌 글리콜도 또한 친핵체로서 작용하기 때문에, 그 결과, 모노알킬렌 글리콜, 디알킬렌 글리콜 및 고급 알킬렌 글리콜의 혼합물이 형성된다. 모노알킬렌 글리콜의 선택성을 증가시키기 위하여, 알킬렌 옥사이드의 가수분해와 경쟁하는, 초기 생성물과 알킬렌 옥사이드 사이의 2차 반응을 억제할 필요성이 있다.
상기 2차 반응을 억제하는 효율적인 수단 중 하나는 반응 혼합물에 존재하는 물의 상대량을 증가시키는 것이다. 이러한 방법이 모노알킬렌 글리콜의 생산에 대하여 선택성을 증가시키기는 하지만, 생성물을 회수함에 있어서, 상당히 과량의 물이 제거되어야만 한다는 점에서 문제를 일으킨다.
과량의 물을 이용하지 않고 반응의 선택성을 증대시키는 대안적인 방법을 찾기 위하여 고려할 수 있는 많은 노력을 해왔다. 알킬렌 옥사이드의 알킬렌 글리콜으로의 가수분해는 촉매 시스템 내에서는 보다 적은 과량의 물로 수행될 수 있다. 따라서, 상기 노력들은 일반적으로 보다 활성인 가수분해 촉매의 선택에 초점이 맞추어져 있었고, 다양한 촉매들이 문헌에 개시되어 왔다.
감소된 물 수준에서 모노알킬렌 글리콜 생성물에 대한 선택성을 높이는 촉매적 방법은 공지되어 있다(예, EP-A-0,156,449, US-A-4,982,021, US-A-5,488,184, US-A-6,153,801 및 US-A-6,124,508). 그러한 촉매는 1 이상의 음이온(예, 메탈레이트(metalate), 할로겐, 바이카보네이트, 바이설파이트(bisulfite) 또는 카르복실레이트)와 배위결합한 4차 암모늄 또는 4차 포스포늄 양성 착물화 사이트(electropositive complexing site)와 함께 종종 강염기(음이온성) 교환수지를 함유한다.
알킬렌 옥사이드를 알킬렌 글리콜로 전환하는 반응에 대하여 공지된 촉매적 방법의 추가적 예는 JP2001151713 및 JP2001151711호에 개시되어 있는데, 여기서는 할라이드 이온 및 바이카보네이트 이온을 함유하는 촉매 조성물을 이용하여 이산화 탄소 및 물의 존재 하에 알킬렌 옥사이드를 상응하는 알킬렌 글리콜로 전환시킨다.
JP-A-56,092,228호는 역시 이산화탄소 및 물의 존재 하에 알킬렌 옥사이드를 알킬렌 글리콜로 전환시키기 위한 촉매로서 몰리브덴 및/또는 텅스텐의 용도에 관한 것이다.
US-A-4,307,256호는 알킬렌 글리콜의 생산을 위해 3차 아민 촉매의 존재 하에 알킬렌 옥사이드와 물 및 이산화탄소의 반응을 기술하고 있다. US-A-4,160,116에는, 유사한 시스템이 기술되어 있는데, 여기서 이용되는 촉매는 4차 포스포늄염이다.
EP-A-1,034,158호는 알킬렌 옥사이드를 알킬렌 글리콜로 가수분해하기 위한, 할로게나이드(halogenide), 카르복실레이트, 수소 카보네이트, 수소 설파이트, 수소 포스페이트 및 메탈레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 이온성 화합물과 착물을 형성한 거대고리 킬레이팅 화합물(macrocyclic chelating compound) 함유하는 촉매 조성물의 용도에 관한 것이다.
이외에도, 알킬렌 옥사이드에서 알킬렌 글리콜을 생산하는, 2-단계 공정을 포함하는 방법이 당업계에 공지되어 있다. 그러한 방법은 촉매의 존재 하에 알킬렌 옥사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계에 이어서 차례로, 수득된 알킬렌 카보네이트의 열적 또는 촉매적 가수분해 단계를 포함한다. 그러한 2-단계 공정의 예에는 JP-A-57,106,631호 및 JP-A-59,013,741호에 기술되어 있는 것들이 포함된다.
알킬렌 카보네이트의 가수분해에 적합한 촉매는 US-A-4,283,580에 기술되어 있는데, 이는 치환 또는 비치환 에틸렌 카보네이트의 반응에 의해 치환 또는 비치 환 에틸렌 글리콜을 생산하는데 있어서, 촉매로서 몰리브덴 또는 텅스텐을 금속 또는 화합물 형태로 이용하는 것에 관한 것이다.
알킬렌 옥사이드를 알킬렌 글리콜로 가수분해하는데 있어서 여러 공정들이 개발되어 왔지만, 매우 활성이고 선택적인 촉매를 이용하여 증강된 수준의 전환율을 보유하는 새로운 방법에 대한 요구가 여전히 존재한다.
발명의 개요
본 발명은 촉매 조성물, 이산화탄소 및 물의 존재 하에 알킬렌 옥사이드를 상응하는 알킬렌 글리콜로 전환하는 방법을 제공하는데, 이때 상기 촉매 조성물은 할라이드(halide), 메탈레이트(metalate) 및 경우에 따라 거대고리 킬레이팅 화합물을 함유한다.
상세한 설명
놀랍게도 메탈레이트, 할라이드 및, 경우에 따라 거대고리 킬레이팅 화합물을 함유하는 촉매 조성물과 함께 물 및 이산화탄소의 존재 하에 상응하는 알킬렌 옥사이드의 반응에 의해 개선된 활성 및/또는 선택성으로 알킬렌 글리콜이 수득될 수 있다는 것을 밝혀냈다.
본 발명의 방법은 종래의 기술에 설명된 바와 같은 알킬렌 옥사이드를 알킬렌글리콜로 직접 가수분해하는 것과 비교하여 증가된 활성 및 선택성으로 진행된다. 게다가, 상기 방법은 또한 상응하는 알킬렌 카보네이트를 통하여 알킬렌 옥사이드를 알킬렌 글리콜로 전환시키기 위해 종래 기술에 설명된 방법에 비하여, 알킬렌 카보네이트 및 고급의 알킬렌 글리콜에 비하여 모노-알킬렌 글리콜에 대한 증가된 선택성을 가지고 진행한다.
본 발명의 방법에서 개시제로서 이용되는 알킬렌 옥사이드는 이들의 전형적인 정의를 갖는데, 즉 이들은 분자 내에 인접 옥사이드(vicinal oxide)(에폭시) 그룹을 보유하는 화합물이다.
하기 화학식(I)의 알킬렌 옥사이드가 특히 적합한데,
Figure 112008014368824-PCT00001
상기 식에서, R1 내지 R4는 독립적으로 수소원자 또는 선택적으로 치환된, 탄소수 1 내지 6개의 알킬 그룹을 나타낸다. R1, R2, R3 및/또는 R4로 표현되는 임의의 알킬 그룹의 탄소수는 1 내지 3개이다. 치환체로서, 비활성 모이어티(moiety), 예컨대 하이드록시 그룹이 존재할 수 있다. 바람직하게는 R1, R2, 및 R3는 수소 원자를 나타내고, R4는 비치환 C1-C3-알킬 그룹을 나타내며, 보다 바람직하게는 R1, R2, R3 및 R4 모두가 수소원자를 나타낸다.
따라서, 적절한 알킬렌 옥사이드의 예에는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2-에톡시부탄 및 2,3-에폭시부탄이 포함된다. 본 발명에서 가장 바람직한 알킬렌 옥사이드는 에틸렌 옥사이드이다.
알킬렌 옥사이드의 제조는 숙련된 자(이하, 당업자라 한다)에게는 잘 알려져 있다. 에틸렌 옥사이드의 경우에는, 에틸렌의 직접 산화, 즉 은-기반 촉매 및 종종 또한 유기 모더레이터(moderator), 예컨대 유기 할라이드를 이용하여 공기 또는 산소 산화에 의해 제조될 수 있다(문헌 [Kirk Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, 4th edition, Vol. 9, pages 923-940] 참조)
본 명세서에서, '메탈레이트'라는 용어는, 금속이 다가(polyvalnet)이고, 적어도 +3의 양전하 작용성 산화상태를 보유하는, 예컨대 전이 금속일 수 있는 금속 산화물의 음이온으로 정의된다. 본 발명에서는, 메탈레이트는 적절하게는 5족 및 6족 금속이 포함되는 금속 산화물 음이온에서 선택된다(문헌[IUPAC Nomenclature of Inorganic Chemistry, Recommendations 1990. Blackwell Scientific Publications, 1990. Edited by G J Leigh]에 따라). 바람직하게는, 금속은 텅스테이트(tungstate), 바나데이트(vanadate) 및 몰리브데이트(molybdate)의 그룹에서 선택된다. 가장 바람직한 메탈레이트는 몰리브데이트이다.
그러한 메탈레이트 음이온의 전형적인 예에는 전형적으로 화학식 [MoO4]2-, [VO3]-, [V2O7H]3, [V2O7]4- 및 [WO4]2-을 특징으로 하는 음이온이 포함된다. 이러한 메탈레이트 음이온의 화학은 복잡하고, 본 발명의 방법의 조건 하에서 정확한 화학식은 상이하다는 것이 증명될 수 있지만, 상기 식이 일반적으로 받아들여지는 특징이 라는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 방법에 이용되는 메탈레이트의 양은 적절하게는 0.0001 내지 0.5mol/mol(알킬렌 옥사이드) 범위이다. 바람직하게는 메탈레이트는 0.001 내지 0.1mol/mol(알킬렌 옥사이드) 범위의 양으로 존재한다.
할라이드라는 용어는 원소 주기율표의 17족 원소 중 하나의 음이온을 함유하는 화합물을 말한다(문헌[IUPAC Nomenclature of Inorganic Chemistry, Recommendations 1990. Blackwell Scientific Publications, 1990. Edited by G J Leigh]에 따라). 바람직하게는, 할라이드는 클로라이드(chloride), 브로마이드(bromide) 및 아이오다이드(iodide)의 그룹에서 선택된다. 가장 바람직하게는, 할라이드는 아이오다이드이다.
적절한 할라이드에는 4차 포스포늄 할라이드, 4차 암모늄 할라이드 및 알칼리 금속 할라이드가 포함된다.
본 발명의 방법에 이용되는 할라이드의 양은 적절하게는 0.0001 내지 0.5mol/mol(알킬렌 옥사이드) 범위이다. 바람직하게는, 할라이드는 0.001 내지 0.1mol/mol(알킬렌 옥사이드) 범위의 양으로 존재한다.
거대고리 킬레이팅 화합물은 공지되어 있다 ― 예를 들어, 문헌[J. March in Advanced Organic Chemistry; Reactions, Mechanisms and Structures, 4th Edition 1992, pp 82-87 and 363-364]. 이들은 중성분자와도 착물을 형성할 수 있지만, 양성 이온(양이온)과 착물을 형성하는 성질을 갖는다. 이들은 복수의 헤테로 원자, 예컨대 산소, 질소 또는 황을 함유하는 규칙적인 유기 고리 구조를 보유한다. 이들은 단일고리, 이중고리 또는 보다 많은 개수의 고리일 수 있다. 이러한 착물에서 양이온의 결합은 헤테로원자와 양이온 사이의 이온-쌍극자 인력에 기인한다. 따라서, 분자 내의 헤테로원자의 개수가 결합 강도 및 크기를 결정하고, 캐버티(cavity)의 형상은 결합될 수 있는 이온(또는 중성 분자)을 결정한다. 거대고리는 호스트(host)라 하고, 이온은 게스트(guest)라 한다. 이들의 형상 및 크기 때문에, 호스트 분자가 게트스 분자에 결합하는 능력은 종종 매우 특이적이어서, 호스트가 혼합물 중 단 하나의 양이온 또는 분자를 당기게 한다.
임의의 거대고리 킬레이팅 화합물이 본 발명의 방법에 이용될 수 있다고 이해된다.
가장 잘 알려진 거대고리 킬레이팅 화합물은 헤테로원자의 모두 또는 대부분이 산소인 화합물인데, 구체적으로 고리 구조가 2차원(단일고리)인 크라운 에테르 및 고리구조가 3차원(이중고리, 삼중고리 등)인 크립탄드(cryptand)이다. 거대고리의 캐버티가 구형일 경우의 분자는 스페란드(spherand)라 한다. 기타 색다른 유형은 칼릭사렌(calixarene), 크립토판(cryptophane), 헤미스페란드(hemispherand) 및 폰단드(pondand)이다.
크라운 에테르는 일반적으로 이들의 총 원자 수 및 고리 중의 헤테로원자의 수 및 치환체가 존재할 경우 치환체의 수로써 나타낸다. 12-크라운-4(II), 15-크라운-5(III) 및 디시클로헥사노-18-크라운-6(IV)를 예로 들 수 있다.
Figure 112008014368824-PCT00002
Figure 112008014368824-PCT00003
Figure 112008014368824-PCT00004
본 발명에서, 거대고리 킬레이팅 화합물은 바람직하게는 크라운 에테르 및 크립탄드의 그룹에서 선택된다. 보다 바람직하게는, 거대고리 킬레이팅 화합물은 크라운 에테르이다. 보다 더 바람직하게는, 크라운 에테르는 18-크라운-6이다.
거대고리 킬레이팅 화합물은 본 발명의 임의의 촉매 조성물과 함께 이용될 수 있다. 그러나, 거대고리 킬레이팅 화합물은 할라이드가 알칼리 금속 할라이드일 경우에 가장 유용하게 이용된다.
만약 거대고리 킬레이팅 화합물이 할라이드와 함께 이용된다면, 2개 화합물이 혼합되어 반응 혼합물 또는 거대고리 킬레이팅 화합물을 첨가하기 이전에 착물을 형성할 수 있고 아이오다이드가 별로도 반응 혼합물에 첨가될 수 있다.
적절하게는, 반응 혼합물 내에 할라이드 대 거대고리 킬레이팅 화합물의 몰비율은 적어도 1:0.5이고, 보다 적절하게는 할라이드 대 거대고리 킬레이팅 화합물의 몰비율은 1:0.75이다. 적절하게는, 할라이드 대 거대고리 킬레이팅 화합물의 몰비율은 1:10 이하, 보다 적절하게는 할라이드 대 거대고리 킬레이팅 화합물의 몰비율은 1:5 이하이다.
존재하는 물의 양은 일반적으로 반응 혼합물에 존재하는 알킬렌 옥사이드 1mol 당 0.2mol이고, 바람직하게는 0.5mol/mol(알킬렌 옥사이드)이다. 알킬렌 옥사이드 1mol 당 존재하는 물의 양이 1mol인 것이 가장 바람직하다. 바람직하게는, 존재하는 물의 양은 25mol/mol(알킬렌 옥사이드) 이하, 보다 바람직하게는 15mol/mol(알킬렌 옥사이드) 이하이다. 5mol/mol(알킬렌 옥사이드) 이하로 존재하는 물의 양이 가장 바람직하다.
본 발명의 유리한 효과는 알킬렌 옥사이드에 대하여 화학양론적 양에 근접한 양, 예컨대 1mol/mol(알킬렌 옥사이드) 내지 1.3mol/mol(알킬렌 옥사이드) 범위, 특히 1mol/mol(알킬렌 옥사이드 또는 1.1mol/mol(알킬렌 옥사이드) 양의 물의 존재 하에 높은 수준의 활성 및 선택성으로 방법을 수행하는 것이 가능하다는 것이다. 이는 반응 생성물로부터 과량의 물을 제거하는데 요구되는 에너지의 양을 줄여준다.
본 발명의 반응 혼합물에 존재하는 물은 알킬렌 옥사이드와 별도로 반응 혼합물에 첨가될 수 있다. 선택적으로, 알킬렌 옥사이드 및 물은 반응기에 공급되기 이전에 미리 혼합될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 알킬렌 옥사이드 반응기 유래의 알킬렌 옥사이드 생성 혼합물은 추가적인 공정 단계 없이 또는 스트립퍼(stripper) 내에서 약간의 농축 후에 이용된다. 가장 바람직하게는, 에틸렌 옥사이드를 직접 산화하는 반응기 유래의 생성물 스트림을 흡수함으로서 형성된 에틸렌 옥사이드/물 혼합물이 이용된다. 이러한 방법은 본 발명의 방법 이전에 알킬렌 옥사이드를 분리하는데 소요되는 에너지를 감소시키는 추가적 이점을 보유한다.
바람직하게는, 반응기에 제공되는 이산화탄소의 총량은 0.5mol/mol(알킬렌 옥사이드) 이상, 바람직하게는 1mol/mol(알킬렌 옥사이드) 이상이다. 바람직하게는 반응기에 공급되는 이산화탄소의 총량은 100mol/mol(알킬렌 옥사이드) 이하, 보다 바람직하게는 10mol/mol(알킬렌 옥사이드) 이하의 양이다.
본 발명의 방법은 회분식 공정으로 수행될 수 있다. 그러나, 특히 대형의 구체예에서는, 공정을 연속식으로 운영하는 것이 바람직하다.
당해 발명에 따라 알킬렌 글리콜을 촉매적으로 제조하기 위한 적절한 온도는 일반적으로 40 내지 200℃ 범위이며, 50 내지 120℃ 범위의 온도가 바람직하다.
반응 압력은 일반적으로 100 내지 5000kPa 범위, 바람직하게는 200 내지 3000kPa 범위, 가장 바람직하게는 500 내지 2000kPa 범위에서 선택된다.
하기의 실시예가 본 발명을 예증할 것이다. 실시예 1 내지 13은 본 발명에 따른 것이고, 실시예 14 내지 23은 비교예이다.
본 실시예는 하기의 절차에 따라 250 또는 125ml 용량의 메디멕스(Medimex) 오토클레이브에서 수행했다.
일반적인 반응 조건: 실시예 1 내지 17 및 실시예 21 내지 23
반응기를 물로 채웠고, 0.12mol/l의 할라이드 이온 농도를 제공하기에 충분한 양의 할라이드(존재한다면)를 첨가했으며, 0.025mol/l의 농도를 제공하기에 충분한 양으로 메탈레이트 또는 카보네이트(존재한다면)를 첨가하고, 0.19mol/l의 농도를 제공하기에 충분한 양으로 크라운 에테르(존재한다면)를 첨가했다. 이후, 반응기를 CO2로 정화하고 대략 5bar(500kPa)의 CO2 대기로 가압했다. 이후 반응기의 내용물을 적절한 온도로 가열했고(표 1 및 표 2를 참조), 반응기를 5, 10 또는 20bar(500, 1,000 또는 2,000 kPa)로 추가로 가압했다. 그 다음, 물/EO 비율이 4.02mol/mol에 도달할 때까지 에틸렌 옥사이드를 6.3g/min의 속도로 반응기에 주입했다. 이렇게 하여, 할라이드(존재한다면) 농도 0.0118mol/mol(에틸렌 옥사이드) 및 메탈레이트 또는 카보네이트(존재한다면) 농도 0.0035mol/mol(에틸렌 옥사이드)를 수득했다. 반응기의 내용물은 적절한 온도 및 압력에서 유지시켰고(지속적으로 CO2를 공급함으로써), 규칙적인 시간 간격으로 샘플을 수집했으며 기액 크로마토그래피(GLC)로 분석했다.
반응 조건: 실시예 18 및 20
반응기를 물로 채우고, 0.12mol/l의 할라이드 이온 농도를 제공하기에 충분 한 양으로 할라이드 촉매(존재한다면)를 첨가했으며, 0.025mol/l의 농도를 제공하기에 충분한 양으로 메탈레이트 촉매를 첨가했고, 0.19mol/l의 농도를 제공하기에 충분한 양으로 크라운 에테르(존재한다면)를 첨가했다. 이후, 반응기를 N2로 정화했고, 대략 5 내지 6bar(500 내지 600kPa)의 N2 대기로 가압했다. 그 다음, 반응기의 내용물을 90℃로 가열했다. 그 다음, 물/EO 비율이 4.02mol/mol에 도달할 때까지 에틸렌 옥사이드를 6.3g/min의 속도로 반응기에 주입했다(이는 압력을 대략 10 내지 14bar(1000 내지 1400kPa)로 증가시켰다). 이렇게 하여, 할라이드(존재한다면) 농도 0.0118mol/mol(에틸렌 옥사이드) 및 메탈레이트(존재한다면) 농도 0.0035mol/mol(에틸렌 옥사이드)를 수득했다. 반응기의 내용물은 90℃에서 유지시켰고, 규칙적인 시간 간격으로 샘플을 수집했으며 GLC로 분석했다. 반응이 진행하는 동안, 압력은 다시 본래의 5 내지 6bar(500 내지 600kPa)로 하강했다(에틸렌 옥사이드의 반응에 기인함)
수득된 결과는 표 1 및 표 2에 나타냈다.
Figure 112008014368824-PCT00005
Figure 112008014368824-PCT00006
본 발명의 실시예는 높은 수준의 선택성(전환율 결과에 의해 나타나는 바와 같이) 및 모노알킬렌 글리콜에 대한 훌륭한 선택성을 나타냈다.
높은 총 선택성 수준은 상대적으로 소량의 물의 존재 하에서도 바람직하지 않은 고급 알킬렌의 낮은 형성 수준을 예증한다. 비록, 실시예 4 내지 6(본 발명에 대한)이 따른 본 발명의 실시예에 비하여 모노에틸렌 글리콜(MEG)에 대하여 감소된 선택성을 나타냈으나, 이들 실시예는 모두 높은 총 선택성을 나타냈다. 게다가, 실시예 4 내지 6의 MEG에 대한 선택성은 상당한 양의 중간체인 에틸렌 카보네이트가 형성된 임의의 비교예(실시예 14, 15 및 21 내지 23)들 보다 높았다.
표 2의 비교예와 비교했을 때, 표 1의 실시예는, CO2가 할라이드 카르복실화 촉매(경우에 따라 거대고리 킬레이팅 화합물과 결합된) 및 활성 메탈레이트 가수분해 촉매를 함유하는 촉매 조성물과 함께 존재할 경우에 최적의 결과가 수득된다는 것을 교시하고 있다. 상기 3가지 성분(CO2, 할라이드, 메탈레이트) 중 하나라도 부존재할 경우에는 열등한 성능이 수득되었다.
CO2가 부존재할 경우(비교예 18 내지 20 참고), 알킬렌 옥사이드의 알킬렌 글리콜로의 직접적 가수분해가 일어나, 바람직하지 않은 고급 글리콜의 형성때문에, 상당히 낮은 총 선택성(78% 이하)이 수득되었다.
할라이드 카르복실화 촉매가 부존재할 경우에는(비교예 16 내지 19 참조), 매우 낮은 활성(46% 이하의 전환율) 및 총 선택성 수준이 관찰되었다. 역시, 이는 고급 알킬렌 글리콜의 상당한 형성을 특징으로 하는, 알킬렌 옥사이드의 알킬렌 글리콜으로의 직접적 가수분해가 발생했다는 것을 나타낸다. 실시예 16은 JP-A-56,092,228에 기술된 방법의 대표적인 예이고, 실시예 19는 EP-A-1,034,158에 기술된 방법의 전형적인 예이다.
메탈레이트 가수분해 촉매가 부존재할 경우(비교예 14, 21 및 22 참조) 또는 K2CO3와 같은 대안적 가수분해 촉매가 존재할 경우에는(비교예 15 및 23 참조), 주생성물이 알킬렌 카보네이트였다. 알킬렌 카보네이트를 바람직한 알킬렌 글리콜로 전환시키기 위해서는 보다 가혹한 반응 조건이 요구될 것이다. 실시에 23은 JP2001151713 및 JP 2001151711에 기술된 방법의 대표적인 예이다.

Claims (10)

  1. 할라이드(halide), 메탈레이트(metalate), 및 경우에 따라 거대고리 킬레이팅 화합물(macrocyclic chelating compound)를 함유하는 촉매 조성물, 이산화탄소 및 물의 존재 하에 알킬렌 옥사이드를 상응하는 알킬렌 글리콜로 전환시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 할라이드가 알칼리 금속 아이오다이드(iodide), 4차 포스포늄 아이오다이드 및 4차 암모늄 아이오다이드에서 선택된 아이오다이드인 것이 특징인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 메탈레이트가 몰리브데이트(molybdate), 바나데이트(vanadate) 및 텅스테이트(tungstate)의 그룹에서 선택되는 것이 특징인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 메탈레이트가 몰리브데이트인 것이 특징인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거대고리 킬레이팅 화합물이 크라운 에테르인 것이 특징인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물이 반응 혼합물 내에 존 재하는 알킬렌 옥사이드 1mol 당 0.2 내지 25mol 범위로 존재하는 것이 특징인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 물이 반응 혼합물 내에 존재하는 알킬렌 옥사이드 1mol 당 1 내지 5mol 범위로 존재하는 것이 특징인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 반응기에 공급되는 이산화탄소의 총량이 0.5 내지 100mol/mol(알킬렌 옥사이드) 범위의 양인 것이 특징인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 40 내지 200℃의 온도 및 100 내지 5000kPa 범위의 압력에서 수행되는 것이 특징인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알킬렌 옥사이드가 에틸렌 옥사이드인 것이 특징인 방법.
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