WO2003055840A1 - Procede de production d'ester carbonique - Google Patents

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WO2003055840A1
WO2003055840A1 PCT/JP2002/013809 JP0213809W WO03055840A1 WO 2003055840 A1 WO2003055840 A1 WO 2003055840A1 JP 0213809 W JP0213809 W JP 0213809W WO 03055840 A1 WO03055840 A1 WO 03055840A1
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carbon atoms
alcohol
organometallic compound
carbonate
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PCT/JP2002/013809
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Nobuhisa Miyake
Hajime Nagahara
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Asahi Kasei Chemicals Corporation
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C68/00Preparation of esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C68/08Purification; Separation; Stabilisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C68/00Preparation of esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C68/04Preparation of esters of carbonic or haloformic acids from carbon dioxide or inorganic carbonates

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an ester carbonate using an organometallic compound and carbon dioxide. More specifically, the present invention relates to a method for producing a carbonic acid ester, comprising: (2) separating the carbonate from the reaction mixture to obtain a residue, and (3) reacting the residue with alcohol to form an organic metal having a metal-oxygen-carbon bond. Forming water with the compound, removing the water from the organometallic compound, and recovering the organometallic compound obtained in the step (3) for the step (1) hericycle. And how to. According to the method of the present invention, a carbonate can be produced in high yield from an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond and carbon dioxide.
  • Carbon dioxide is inexpensive without toxicity and corrosiveness, and the method of the present invention can regenerate and recycle the organometallic compound to be used repeatedly, thereby generating waste derived from the organometallic compound.
  • the production method of the present invention is very useful in industry, because it is not necessary to use a large amount of dehydrating agent as waste. High commercial value.
  • Conventional technology
  • Carbonate esters are used as additives such as gasoline additives to improve octane value, diesel fuel additives to reduce particles in exhaust gas, etc., as well as polycarbonate and Alkylating agents, carbonylating agents, solvents, etc. when synthesizing organic compounds such as urethane, pharmaceuticals, and pesticides, or electrolytes for lithium batteries, lubricating oil raw materials, and deoxygenation for boiler piping prevention. It is a useful compound that is used as a raw material for drugs.
  • the raw material itself or the catalyst contains halogens such as chlorine, and the resulting carbonate ester may be removed in the purification step. Includes traces of halogen that are not possible. For applications such as gasoline additives, gas oil additives, and electronic materials, there is a concern that the incorporation of halogens may cause corrosion. In order to minimize the amount of halogen contained, a thorough purification step is indispensable. From this point of view, a production method that does not contain halogen in the raw materials and catalyst is desired.
  • a method has been put into practical use in which a cyclic carbonate is synthesized by reacting carbon dioxide with ethylene oxide and the like, and further reacted with methanol to obtain dimethyl carbonate.
  • This method is excellent because it has no harm to carbon dioxide as a raw material and uses little or no corrosive substances such as hydrochloric acid. It is difficult to safely transport ethylene, which is the raw material for ethylene oxide, and ethylenoxide.Therefore, the plant for the carbonate ester production process is located adjacent to these production process plants. There are also restrictions that have to be established.
  • Carbon dioxide is used as a carbonyl source in the presence of a catalyst comprising an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond.
  • a catalyst comprising an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond.
  • R represents a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group.
  • This method is an ideal process in that the raw materials, carbon dioxide and alcohol, are harmless. It utilizes the equilibrium reaction of the simultaneous production of carbonate and water as a substance. Water is also generated by the oxidative carbonylation method using carbon monoxide, but the meaning of water generated by the oxidative carbonylation method, which is not an equilibrium reaction, and water generated by the equilibrium reaction are completely different. Since the equilibrium of the reaction using carbon dioxide as a raw material is thermodynamically biased toward the raw material system, if a high yield of carbonate is to be obtained, the product carbonate and water are removed from the reaction system. There is a problem that must be done.
  • the method using these organic dehydrating agents has the effect of improving the catalyst over-run number, but the organic dehydrating agents are chemically combined with carbonates due to the formation of carbonates (and by-products of water). Stoichiometric amount As it is consumed, it consumes a large amount of organic dehydrating agent. Therefore, it is necessary to separately treat and regenerate a large amount of the organic dehydrating agent that has been modified by the dehydration reaction. In addition, despite the use of large amounts of organic dehydrating agents, there are concerns about catalyst deactivation. That is, in the conventional carbonate ester production method using the equilibrium reaction represented by the above formula (3), since carbon dioxide is in a supercritical state, the reaction is performed in supercritical carbon dioxide.
  • the catalyst molecules are generally low in solubility, so that the catalyst molecules are likely to be aggregated.
  • the organotin which is easily multiplied is used as the catalyst, the deactivation of the catalyst is caused by the multiplication. There is a problem of rubbing.
  • reaction solution obtained by reacting alcohol (methanol) and carbon dioxide in the presence of metal oxide (dibutyltin oxide) is cooled and circulated to a packed tower filled with a solid dehydrating agent
  • metal oxide dibutyltin oxide
  • a method of obtaining a carbonate ester by gradually shifting the equilibrium toward the carbonate ester side while dehydrating is adopted (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-247519).
  • a method combining a known temperature dependency of the water adsorption performance of a known dehydrating agent for example, Mo 1 ecu 1 arsieves
  • a known technique using a dehydrating agent for example, Mo 1 ecu 1 arsieves
  • This method is very commonly used for the synthesis of aliphatic esters having a relatively large equilibrium constant, but is used for the production of carbonic acid esters from carbon dioxide and alcohol.
  • the equilibrium of the reaction is large and the reaction is biased toward the raw material system, and the problem of having to repeat the extremely energy-consuming process as described above is serious.
  • baking at several hundred degrees is usually required, and this is not an industrially advantageous process from this point.
  • this method removes only water from the products in equilibrium, the consumption of the raw material alcohol proceeds, and when the concentration of the carbonate ester increases, the reaction becomes difficult to proceed. There is also the problem that regulation of the equilibrium reaction is still imposed.
  • the solubility of dibutyltin oxide described as a catalyst in methanol is extremely low, and most of them exist in a solid state. Therefore, the reaction liquid cooled to room temperature in the cooling step becomes a white slurry, and in the subsequent dehydration step, the dehydration tower filled with the dehydrating agent may be blocked. There is a problem.
  • a method for separating a carbonate from a reaction solution containing a metal alkoxide which is obtained by reacting carbon dioxide and an alcohol in the presence of a metal alkoxide catalyst, describes separation by distillation.
  • a metal alkoxide is used as a catalyst, a reverse reaction occurs during the separation by distillation, and the produced carbonate cannot be easily separated by distillation from the reaction solution.
  • high-boiling carbonates can be obtained from reaction solutions containing metal alkoxides at high yields.
  • metal alkoxides are unstable even to moisture in the air, and strict attention must be paid to their handling. Not used as an industrial manufacturing method for steles. Hitota This is because there was no technology to easily regenerate expensive metal alkoxides from deactivated and deactivated catalysts.
  • dibutyltin dialkoxide was produced in a reaction system using dibutyltin oxide, which is stable to water, as a catalyst raw material (Japanese Patent No. 31285776), but the first reaction was charged. Even if the state is stable, once the reaction starts, it becomes unstable dibutyltin dialkoxide, so the above problem has not been solved. Further, in order to convert dibutyltin oxide to dibutyltin dialkoxide under the above reaction conditions, it cannot be produced unless high temperature and pressure are applied.
  • an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond is used not as a catalyst but in a large amount as a precursor of a carbonate ester, and the organometallic compound is converted into carbon dioxide. It has been found that ester carbonate can be produced in high yield by a reaction through a reaction pathway that includes the addition reaction of the compound with the compound and thermal decomposition of the formed adduct. Furthermore, the present inventors separated the carbonate from the reaction mixture obtained by the above reaction and reacted the obtained residual liquid with alcohol, whereby the organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond and water were obtained.
  • a main object of the present invention is to produce a carbonate ester industrially at a high yield without generating a catalyst-derived waste and using a large amount of a dehydrating agent as a waste.
  • the purpose is to provide a method that allows the process to be performed repeatedly and continuously.
  • Example 1 Echiru - Ri NMR char Todea - ll9 S n of 1 organometallic compound having Kishiruokishi group to one;
  • FIG. 2 is a 119 Sn—NMR chart of the organometallic compound after completion of the 26th step (2) of Example 2;
  • FIG. 4 is a U9 Sn-NMR chart of the organometallic compound having a 2-ethyl-1-hexyloxy group used in step (1) of Example 3;
  • FIG. 5 is a ll9Sn- NMR chart of the organometallic compound after completion of the step (1) in Example 3. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • step (3) reacting the residual liquid with a first alcohol to form water with at least one organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond, and then removing the water with the at least one organic metal compound; Removing the at least one organic metal compound obtained in step (3) from the organometallic compound and recovering the at least one organic metal compound in step (1) for helicopter recycling. .
  • the amount of the organometallic compound used in the step (1) is in the range of 50 to 1 times the stoichiometric amount with respect to the carbon dioxide.
  • step (1) is performed at a temperature of 20 ° C. or higher.
  • the organometallic compound used in step (1) is at least selected from the group consisting of an organometallic compound represented by the following formula (1) and an organometallic compound represented by the following formula (2). 2. The method according to the above item 1, wherein the method also comprises one kind of compound.
  • M 1 represents a metal atom selected from the group consisting of elements of Group 4 and Group 14 of the Periodic Table excluding gay;
  • R 1 and R 2 are each independently a linear or branched alkyl group having 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, a linear or branched carbon group having 2 to 1 carbon atoms.
  • R 3 and R 4 are each independently a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 2 carbon atoms, a straight-chain or branched carbon group 22 Alkenyl group, or unsubstituted or substituted aryl having 6 to 19 carbon atoms, and linear or branched alkyl having 14 carbons and cycloalkyl having 5 to 14 carbons Carbon number of alkyl selected from group? Represents up to 20 aralkyl groups; and
  • a and b are each an integer of 0 to 2
  • a + b 0 to 2
  • c and d are each an integer of 0 to 4
  • a + b + c + d 4.
  • M 2 and M 3 are each independently, except for silicon A metal atom selected from the group consisting of Group IV and Group IV elements;
  • R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, a linear or branched Branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, unsubstituted or substituted aryl having 6 to 19 carbon atoms, and linear or branched alkyl and carbon having 1 to 14 carbon atoms
  • R 9 and R 1 Q each independently represent a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, a straight-chain or branched carbon number;
  • An alkenyl group having 2 to 12 or unsubstituted or substituted aryl having 6 to 19 carbon atoms, and a linear or branched alkyl having 1 to 14 carbon atoms and 5 to 14 carbon atoms Represents an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms consisting of alkyl selected from the group consisting of cycloalkyl;
  • step (2) 7. The method according to item 1, wherein the separation of the carbonate in step (2) is performed by at least one separation method selected from the group consisting of distillation, extraction and filtration. the method of.
  • the first alcohol used in step (3) is a linear alcohol. Or branched alkyl alcohol having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl alcohol having a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, linear or branched carbon atom having 2 to 12 carbon atoms
  • the alcohol is at least one alcohol selected from the group consisting of aralkyl alcohols having 2 to 20 aralkyl groups.
  • each of the alkyl alcohol, the cycloalkyl alcohol, the alkenyl alcohol, and the aralkyl alcohol has a higher boiling point than water.
  • the alkyl alcohol is at least one selected from the group consisting of n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol, and a linear or branched alkyl alcohol having an alkyl group having 5 to 12 carbon atoms.
  • the method according to the above item 12 wherein the alkenyl alcohol has a straight-chain or branched alkenyl group having 4 to 12 carbon atoms.
  • R 3 and R 4 in the formula (1) and R 9 and R 10 in the formula (2) are each independently an n-butyl group, is 0-butyl group, a linear or branched carbon. 5.
  • the organometallic compound is used in at least one form selected from the group consisting of monomers, oligomers, polymers and aggregates.
  • step (3) the step (4) of the at least one kind of organometallic compound recovered in the step (3) is further included in the step (1) of helicopter recycling, and the step (4) is further included.
  • the method of the prior art includes a method of using a dehydrating agent in a reaction solution containing an equilibrium reaction system (represented by the above formula (3)) including a product system consisting of a carbonate ester and water,
  • the reaction solution containing the equilibrium reaction system is cooled as it is, and circulated through a dehydration step in which a solid dehydrating agent is packed in a packed tower to gradually remove water from the equilibrium reaction system to suppress the catalytic decomposition reaction.
  • This is a method of accumulating a trace amount of carbonate ester in the reaction solution.
  • the method of the present invention is a novel method that has a completely different technical idea from the method of the conventional art.
  • a feature of the present invention is that an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond is used in a large amount not as a catalyst but as a precursor of a carbonate ester, and the organometallic compound is subjected to an addition reaction with carbon dioxide. Then, a carbonate is synthesized by a reaction through a reaction route including pyrolysis of the formed adduct (step (1)). Next, the carbonate is separated from the reaction mixture obtained in the above reaction (step (2)), and the obtained residual liquid is reacted with alcohol, whereby the organic gold having a metal-oxygen-carbon bond is obtained. The water is easily removed by a method such as distillation, and the obtained organometallic compound is recovered (step
  • step (1) of the method of the present invention is represented by the following formula (4). Steps of the method of the invention
  • the method of the present invention mainly uses an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond as a precursor of a carbonate ester to form an addition reaction product with carbon dioxide, which is thermally decomposed. To obtain the carbonate, and then the carbonate is removed from the reaction mixture. Separation, and then, the modified organometallic compound (formed by the thermal decomposition) in the residual liquid is reacted with alcohol to regenerate an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond.
  • This is a method of producing a carbonate by repeating a process of returning this to the carbonate ester formation reaction step.
  • step (1) of the method of the present invention After completion of step (1) of the method of the present invention,
  • the reaction solution may not contain the metal-organic compound having a metal-oxygen-carbon bond used in (1), or after completion of the step (2), the metal used in the step (1) may be used. Although the reaction solution may not contain an organometallic compound having a monooxygen-carbon bond, the organic metal compound having a metal-oxygen-carbon bond is regenerated (resynthesized) by the end of step (3). You.
  • the equilibrium reaction represented by the equation (3) can be effectively divided, and thus, it is possible to obtain a carbonate ester efficiently by controlling the sequential reaction and removing the generated carbonate ester and water from the reaction system. That is, in step (1) of the method of the present invention, the reaction can be carried out in the absence of water, and in step (2), the ester carbonate is separated from the reaction mixture by separating the ester carbonate from the reaction mixture. In step (3), the organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond is regenerated, and then the water is removed to recover the organometallic compound. it can. Furthermore, in each step, optimization of operating conditions can be easily achieved by appropriately using known chemical synthesis techniques such as cooling, heating, stirring, pressurizing, and depressurizing.
  • the organometallic compound used in (1) is at least one selected from the group consisting of an organometallic compound represented by the following formula (1) and an organometallic compound represented by the following formula (2). It is preferred to include species compounds.
  • M 1 represents a metal atom selected from the group consisting of elements of Group 4 and Group 14 of the periodic table excluding silicon;
  • R 1 and R 2 are each independently a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, a straight-chain or branched carbon group having 2 carbon atoms, To 12 alkenyl groups, unsubstituted or substituted aryl having 6 to 19 carbon atoms and linear or branched alkyl having 1 to 14 carbon atoms and carbon number Carbon number of alkyl selected from the group consisting of 5 to 14 cycloalkyl? Represents an aralkyl group having up to 20 or an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms;
  • R 3 and R 4 are each independently a straight-chain or branched alkyl group having 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, a straight-chain or branched alkenyl group having 22 carbon atoms.
  • a and b are each an integer of 0 to 2
  • a + b 0 to 2
  • c and d are each an integer of 0 to 4
  • a + b + c + d 4.
  • M 2 and M 3 each independently represent a gold atom selected from the group consisting of Group 4 and Group 14 elements except for silicon;
  • R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, a linear or branched Branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, unsubstituted or substituted aryl having 6 to 19 carbon atoms, and linear or branched alkyl and carbon having 1 to 14 carbon atoms Represents an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, which is selected from the group consisting of cycloalkyls of the formulas 5 to 14; ;
  • R 9 and R 1 Q are each independently a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms, a straight-chain or branched carbon group having 2 carbon atoms, To 12 alkenyl groups or unsubstituted or substituted aryl having 6 to 19 carbon atoms, and linear or branched alkyl having 1 to 14 carbon atoms and 5 to 14 carbon atoms.
  • Carbon number of alkyl selected from the group consisting of cycloalkyl? Represents up to 20 aralkyl groups; and
  • the periodic table in the present invention is a periodic table defined by the International Union of Pure and Applied Chemistry Inorganic Chemical Nomenclature (1.989). These organometallic compounds may be monomers, oligomers, polymers, or aggregates.
  • M 1 in the formula (1) and M 2 and M 3 in the formula (2) are more than the elements of the fourth and fourth groups of the periodic table excluding the silicon. It is a metal atom selected from the group consisting of titanium, tin, and zirconia. Tin is more preferred because of its solubility in alcohol and its reactivity with alcohol.
  • R 1 and R 2 of the organometallic compound of the formula can remain use (1) the present invention, and is an example of R 5, R 6, R 7 R 8 of the organometallic compound of the formula (2), methyl, Ethyl, n_propyl, is 0 — pulp, n — butyl, iso — butyryl, 2 — butenyl, pentyl, hexyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclopentenyl, Aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms, such as cyclohexyl and cyclohexenyl, and alicyclic hydrocarbon groups having 5 to 12 carbon atoms, and those having 7 carbon atoms, such as benzyl and phenylethyl Examples include, but are not limited to, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms such as an aralkyl group having 20 carbon atoms, phenyl, trily
  • it is a lower alkyl group, more preferably, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 3 and R 4 of the organometallic compound of the formula (1), And examples of R 9 and R 1 Q of the organometallic compound of the formula (2) are methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, 2-butenyl, C1 to C12 aliphatics such as pentyl, hexyl, cyclopropyl, cyclobutyrile, cyclopentyl, cyclobenzene, genil, cyclohexyl, cyclohexenyl, methoxyshetyl, and ethoxymethyl
  • the power include, but are not limited to, a hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms such as benzyl and phenylethyl.
  • organometallic compound represented by the formula (1) examples include tetramethoxytin, tetraethoxytin, tetrapropyloxytin, tetrabutyltin, tetrapentyloxytin, tetratetratin, and the like.
  • organometallic compound represented by the formula (2) examples include 1,1,3,3—tetrabutyl-1,3—dimethoxydistan- dane.
  • organometallic compounds may be used alone, two or more of them may be used in combination, or other organometallic compounds may be added.
  • dibutyltin oxide was reacted with an alcohol having 4 or more carbon atoms and an azeotropic solvent by a method described in a known method (for example, the Netherlands Patent No. 6261242).
  • an organometallic compound represented by the formula (1) may be obtained and used as a distillation component.
  • the method cannot be applied to obtain an organometallic compound having an alkoxy group having less than 4 carbon atoms, but is obtained from dibutyltin dichloride and sodium alcoholate. I have.
  • An organometallic compound represented by the formula (1) or an organometallic compound represented by the formula (2) synthesized from a metal oxide and an alcohol may be used.
  • This method According to this, an organic metal compound having 3 or less carbon atoms, for example, having a methoxy group can be obtained.
  • an organometallic compound having a methoxy group it can be obtained from dibutyltin oxide, methanol and hexane. In this case, it is known that methanol-hexane has the lowest azeotrope.However, surprisingly, it has been found that an organometallic compound can be obtained, and the boiling point is higher than that of water.
  • the organometallic compound obtained from alcohol having a boiling point lower than that of water and dibutyltin oxide is mainly composed of the component represented by the formula (2) in many cases, but the organometallic compound represented by the formula (1) is mainly used.
  • the obtained reaction product is distilled to obtain an organometallic compound represented by the formula (1) as a distillation component.
  • a commonly used known dehydration method can be arbitrarily used. It may be removed by a solid dehydrating agent such as molecularsieves, or may be removed by distillation or membrane separation. Is preferred.
  • Known distillation methods can be used. For example, distillation under normal pressure, distillation under reduced pressure, distillation under pressure, thin-film distillation, and extraction distillation can be used. The distillation can be carried out at a temperature between negative 20 ° C and the boiling point of the first alcohol used in step (3), preferably from 50 ° C to the first alcohol. Between the boiling points of rucol. At this time, other ingredients may be added
  • the second alcohol may or may not be used.
  • the purpose of using the second alcohol will be described later.
  • the alcohol is used when synthesizing at least one of the organometallic compound of the formula (1) and the organometallic compound of the formula (2), and the generated water is removed by distillation.
  • the distillation is stopped while leaving a part of the alcohol, the remaining alcohol can be used as at least a part of the second alcohol. In some cases, it is not necessary to add alcohol when performing step (1).
  • the first alcohol is used in the step (3)
  • the second alcohol can be used in the step (1) if desired
  • the second alcohol can be used in the step (2) if desired.
  • 3 alcohols can be used.
  • the first alcohol, the second alcohol, and the third alcohol the same alcohol may be used or different alcohols may be used. Examples of these alcohols include a linear or branched alkyl alcohol having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and a cycloalkyl alcohol having a cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms.
  • An aralkyl alcohol having several to 20 aralkyl groups is exemplified. Specific examples of these alcohols include methanol, ethanol, pronoyl, 2-propanol, n-butanol, 2-butanol, and 2-butanol.
  • polyhydric alcohols examples include ethylene glycol, 1,3-pronondiol, 1,2-pronodiol, cyclohexanediole, cyclopentanediol, etc., having 1 to 12 carbon atoms.
  • the reaction system of the step (1) can be kept in a non-aqueous state.
  • the dehydrating agent a known organic dehydrating agent can be used.
  • the dehydrating agent include an acetal compound, an orthoester such as trimethyl orthoacetate, and the like, and an organic dehydrating agent such as dicyclohexyl carpoimide can also be used.
  • Dehydrating agent As a component, a solid dewatering agent such as Molecularsieves may be used. When a solid dehydrating agent is used, it is preferable to remove the solid dehydrating agent before performing step (3).
  • step (1) the use of a second alcohol is optional.
  • a second alcohol in order to increase the purity of the obtained carbonic ester, the second alcohol having an organic group of the same kind as the alkoxymetal dialkyl alkoxide of the organometallic compound is used.
  • the amount of the second alcohol is preferably from 1 to 100,000 in stoichiometric amount with respect to the amount of the organometallic compound, but an alcohol having an organic group different from that of the organometallic compound is used.
  • the amount of the second alcohol is more than twice as much as the stoichiometric amount with respect to the amount of the organometallic compound.
  • the following is preferred, and more preferably in the range of 10 times or more and 10000 times or less.
  • Use of a second alcohol having an organic group different from the organometallic compound results in an asymmetric carbonate.
  • the use of the second alcohol improves the yield of the carbonate, but the effect is particularly remarkable when the organometallic compound is of the formula (2).
  • the above preferred amount of the second alcohol is set from that point of view.
  • a second alcohol may be added so as to fall within the above range.
  • the removal may be carried out after removing the alcohol.
  • the main reaction is to form a carbon dioxide adduct of an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond and decompose the adduct to obtain a carbonate.
  • the reaction path in which the reaction of the step (1) proceeds is one in which carbon dioxide is added to the organometallic compound to form an adduct, and the adduct is thermally decomposed.
  • (1) is different from the conventional technology in that an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond is reacted with a low stoichiometric amount of carbon dioxide.
  • a small amount of metal catalyst is reacted with high-pressure carbon dioxide.
  • dibutyltin dimethoxide Polyhedron, 19, p573-5766 (2000)
  • 18 At 0 ° C several millimoles of dibutyltin dimethoxide are reacted under carbon dioxide reaction conditions of about 30 MPa.
  • the reaction conditions state that dibutyltin oxide is present in the clear solution.
  • the reaction solution is often in a liquid state. It can be said that there is.
  • carbon dioxide is used at a high concentration, a high-pressure reaction is inevitably caused, and the carbonate must be purged without removing a large amount of carbon dioxide when removing the reaction solution from the reactor. Separation was not possible, and there was a problem that waste of carbon dioxide and waste of energy, such as the need to repressurize if reused after purging, occurred.
  • the carbon dioxide is added in a stoichiometric ratio to an organic metal compound having a metal-oxide-carbon bond. It is preferable to react in the range of 1 to 50. More preferably, it is in the range of 1 to 20. If the amount of carbon dioxide increases, a high-pressure reaction will occur, and a reactor structure with high pressure resistance will be required. In addition, a large amount of carbon dioxide will be lost when purging carbon dioxide after the completion of the process (1). In addition, the range of 1 to 10 is more preferable.
  • the amount of the organometallic compound used in the step (1) is preferably in the range of 1 to 50 times the stoichiometric amount to carbon dioxide, and preferably 1 to 50 times the stoichiometric amount to carbon dioxide. More preferably, it is in the range, more preferably in the range of 110 to 1 times.
  • a carbon dioxide adduct of an organic metal compound having a metal-oxygen-carbon bond can be easily obtained by bringing the organometallic compound into contact with carbon dioxide. At room temperature (20 ° C), the carbon dioxide adduct is generated exothermically by contacting the carbon dioxide gas stream at normal pressure, and almost 100% carbon dioxide adduct can be obtained.
  • step (1) is performed by contacting carbon dioxide at high pressure, it is difficult to quantify the amount of the carbon dioxide adduct formed. I prefer to do it.
  • This pressure range is from normal pressure to 200 MPa.
  • the amount of carbonate ester produced by the reaction in the step (1) is 100% or less in stoichiometric ratio with respect to the organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond. It is preferable to carry out within a certain range. More preferably, it is in the range of 50% or less.
  • the organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond used in the method of the present invention has a higher hydrolyzability than the obtained ester carbonate, and is preferably 100% or less with respect to the organometallic compound. This is because if ester carbonate is obtained with a stoichiometric ratio of 50% or less, water that hydrolyzes the carbonate ester is not generated in the reaction solution. In the prior art, since the reaction was performed so that the stoichiometric ratio exceeded 100%, free water became a serious problem, and a dehydrating agent having a higher hydrolyzability than the organometallic compound in the system. In addition, a solid dehydrating agent with strong adsorptive power was added or the reaction was performed in the presence.
  • the decomposition reaction which is the main reaction in the step (1) of the present invention, is a decomposition reaction for obtaining a carbonate by thermal decomposition of a carbon dioxide adduct of an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond. It can be carried out in the temperature range of 200 ° C to 300 ° C.
  • an alcohol exchange reaction and a transesterification reaction may be carried out together with the decomposition.
  • the second alcohol is used in the step (1), alcohol exchange occurs with the oxygen-carbon bond portion of the organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond, and the carbonate corresponding to the added alcohol is exchanged. Can be obtained. After the carbonate is formed, a second alcohol is added and the second alcohol is subjected to transesterification. May be obtained.
  • step (1) a carbonate is obtained from an organic metal compound and carbon dioxide. Therefore, the use of a secondary alcohol is optional.
  • the addition of the second alcohol is preferred from the viewpoint of obtaining a carbonate in a high yield. This is because there is a reverse reaction of the reaction performed in step (1), and the addition of the second alcohol causes a new equilibrium between the pyrolysis products other than the carbonate ester and the second alcohol. This is because the reaction may occur and the yield of the carbonate ester may increase. Adding a second alcohol to improve the yield of the carbonate is particularly effective when the main component of the organometallic compound is the organometallic compound represented by the formula (2).
  • the equilibrium of the thermal decomposition reaction in the step (1) is biased toward the product system, and the yield of the carbonate is considerably high. Further improvement may not be obtained.
  • the second alcohol contains a large amount of water, the yield of the obtained carbonic acid ester is deteriorated.Therefore, the water contained in the second alcohol added to the reaction solution is more than the amount of the organic metal compound.
  • the stoichiometric ratio is preferably less than 0.1, more preferably less than 0.01.
  • Carbonate is formed by thermal decomposition from the additive, and it is known that carbonate is formed from a dimer of the organometallic compound of the formula (1) (EC ⁇ INDUSTRY, vol. 6, No. 6, 11-18 (200 1)).
  • two molecules of carbonate ester were formed from the dimer to form dibutyltin oxide.
  • one molecule of carbonate ester is rapidly decomposed and desorbed from the dimer of the organometallic compound of the formula (1) and the adduct of carbon dioxide. It has been found that the organometallic compound of the formula (2) and / or its carbon dioxide adduct can be mainly obtained. At this time, no alcohol needs to be added.
  • the process (2) may be carried out immediately or the obtained formula (2) Step (2) may be performed after further obtaining a carbonate from the organometallic compound and Z or the carbon dioxide adduct thereof).
  • the organometallic compound used in step (1) is preferably an organometallic compound of formula (1) and a compound of formula (1)
  • the organometallic compound used in the step (1) contains the organometallic compound of the formula (1) in an amount of 5 mol% or more in terms of metal atoms.
  • a solvent may be used as a component to be added in step (1).
  • the organometallic compound used in the present invention is liquid in many cases, but some organometallic compounds are solid. Alternatively, when the organometallic compound uses dibutyltin dimethoxide, the organometallic compound may become a solid when the organometallic compound becomes a carbon dioxide adduct in the step (1).
  • the step (1) may be performed by adding a solvent.
  • the solvent used may be an alcohol corresponding to the organic group of the carbonate ester to be produced.
  • Other inert solvents may be used. Examples of inert solvents include hydrocarbons and ethers.
  • Examples include pentane, hexane, cyclohexane, heptane, octane, decane, and other saturated hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms, benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene.
  • Aromatic hydrocarbons and dipropyl ethers having 6 to 20 carbon atoms which may have a saturated alkyl group having 1 to 14 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 5 to 14 carbon atoms such as Cyclic alkyl ethers having 4 to 20 carbon atoms, such as saturated alkyl ethers having 6 to 20 carbon atoms, such as dibutyl ether, dibutyl ether, and dihexyl ether; tetrahydrofuran, and dioxane; , Anisole, A phenyl group having a substituent having 0 to 8 carbon atoms such as ethyl phenyl ether, isopropyl phenyl ether, benzyl methyl ether, and 4-methylanisole; and an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms or 5 carbon atoms.
  • phenyl ethers having 7 to 28 carbon atoms and having 14 to 14 cycloalkyl groups can
  • the reaction temperature of the step (1) is usually from room temperature (20 ° C.) to 300 ° C., and if the reaction is to be completed quickly, preferably from 80 to 200 ° C. Perform for 10 minutes to 500 hours at ° C.
  • the tin component contained in the reaction solution after the step (1) is analyzed by ' l9Sn- NMR, and the tin before the reaction (Fig. 4) Tin after reaction
  • the state in (Fig. 5) is very different, indicating that the organometallic compound is functioning as a carbonate ester precursor.
  • the organometallic compound represented by the formula (1) was consumed, and the organometallic compound represented by the formula (2) was not identified.
  • a peak likely to be the carbon dioxide additive was observed.
  • step (1) When the reaction of step (1) was carried out at an elevated temperature (e.g. 2 0 0 ° or C), 1 1 9 S n - NMR analysis, components produced in 1 0 0 ppm around at Te preparative La methyl tin standards detected However, it is preferable to carry out the reaction in conditions where the production of this component is low or in the presence of an additive that suppresses this component in a repeated reaction.
  • an elevated temperature e.g. 2 0 0 ° or C
  • stoichiometric amount of carbon dioxide is sufficient for the organometallic compound used in step (1) (at a temperature exceeding room temperature (20 ° C)).
  • the addition reaction of carbon dioxide to the organic metal compound becomes difficult to occur, and the formation of the carbonate may be significantly slowed down.
  • the reaction is carried out at a pressure of 200 MPa from normal pressure, preferably 10 OMPa from normal pressure, and the reaction is carried out while filling with carbon dioxide or withdrawing a part of the carbon dioxide as necessary. Carbon dioxide may be charged intermittently or continuously.
  • reaction solution is analyzed, and if the desired carbonate is obtained, step (1) is completed. For example, if a stoichiometric ratio of 5% or more of the carbonate with respect to the amount of the organometallic compound is obtained, the reaction solution may be returned to normal pressure and the reaction solution may be taken out. It may be extracted directly from For example, when the steps (1), (2), and (3) are performed by another reactor, the termination liquid of the step (3) is injected into the reactor of the step (1), and The liquid is continuously circulated from the reactor in step 1) to the reactor in step (2), and from the reactor in step (2) to the reactor in step (3). Is also good.
  • the method of circulating the reaction solution is a preferable form because the amount of carbon dioxide purge from the reactor in the step (1) filled with carbon dioxide can be reduced.
  • the reaction solution may be forcibly cooled or naturally cooled. Or heating.
  • the step (1) ′ of the carbonate synthesis reaction and the step (2) of the carbonate ester separation step may be performed simultaneously.
  • Step (2) of the method of the present invention is a step of separating a carbonate from the reaction mixture obtained in step (1).
  • water is generated together with the carbonate, and the conventional method is used.
  • water was removed from the reaction system by contact with an adsorbent or a dehydrating agent, and the equilibrium reaction was shifted to the product side. The equilibrium should be able to shift the equilibrium toward the product side even if the carbonate is continuously removed from the reaction system, thereby increasing the amount of the carbonate produced.
  • a known method for separating a carbonate can be applied. It can be performed by a method such as separation.
  • the extraction solvent is a solvent that does not react with the carbonate ester, for example, an aliphatic such as hexane or cyclohexane, a halogenated hydrocarbon such as black form, dichloromethane, trichloromethylene, or the like.
  • Aromatic substances such as benzene, toluene, and benzene, and ethers such as ether and anisol can be preferably used.
  • step (1) when an alcohol having 4 or less carbon atoms is used as the second alcohol, or when step (1) is performed without using the second alcohol, and the organic metal compound to be used is When the organic group has 4 or less carbon atoms, the carbonate can be directly separated from the reaction solution obtained in the step (1) by distillation.
  • the boiling point of the produced carbonic acid ester is 100 ° C. or less, for example, dimethyl carbonate ⁇ getyl carbonate.
  • Known distillation methods can be used. As such a method, a commonly known distillation method under normal pressure, reduced pressure distillation, pressure distillation, and thin film distillation method can be used. Distillation can be carried out at a temperature between minus 20 ° C and 200 ° C, preferably between minus 20 ° C and 150 ° C. At this time, distillation may be performed by adding another solvent, or extractive distillation may be performed.
  • step (2) a third alcohol can be used if desired.
  • the ester exchange between the carbonate obtained in the step (1) and the third alcohol is carried out.
  • separation of the carbonates can be facilitated.
  • the reaction is performed without adding a second alcohol in the step (1).
  • the carbonate obtained in (1) has 9 or more carbon atoms and the carbonate separated in step (2) has 7 or less carbon atoms. More preferred is the case where the carbonate ester separated in step (2) is dimethyl carbonate.
  • the amount of the third alcohol to be added can be stoichiometric with respect to the organometallic compound used in the step (1) and is in a range of equal to or more than 100 times.
  • the transesterification temperature is preferably in the range of room temperature (about 20 ° C) to 200 ° C. Considering the transesterification rate and the decomposition reaction of the carbonate at a high temperature, the range of 50 ° C to 150 ° C is more preferable. At this time, a known transesterification catalyst may be added.
  • the transesterification and the separation of the carbonic acid ester may be carried out batchwise or simultaneously.
  • the above-described separation method solvent extraction, distillation, membrane separation, etc.
  • the most preferred method is reactive distillation, which involves simultaneous transesterification and separation.
  • extraction or distillation may be performed after removing unreacted organometallic compounds and thermal decomposition products of organometallic compounds.
  • Water or a solvent containing water is added to the reaction solution to obtain a white slurry, and then the solid content is separated by filtration.
  • Carbonic esters having a boiling point exceeding 100 ° C can also be separated by distillation at a high recovery rate.
  • the water can be any water, but is preferably distilled water and deionized water.
  • step (2) the amount of water when water is added is in the range of 1 to 100 in stoichiometric amount with respect to the organometallic compound used in step (1). It is sufficient that the stoichiometric amount of water for separating the metal compound from the reaction solution is 1 with respect to the organometallic compound used in the step (1).
  • the carbonate produced in the step (1) is hydrophobic, adding more than several times the stoichiometric amount of water to the organometallic compound used in the step (1) requires the addition of the carbonate. This is a preferred method because the water can also be separated by phase separation.
  • the temperature of the water is preferably a temperature at which the added water does not solidify in the reaction solution, for example, a negative temperature of 20 ° C to 100 ° C. Or in the range of 0 to 100 ° C. More preferably, the temperature may be adjusted from 10 to 80. From the viewpoint of preventing the hydrolysis of the carbonate ester from occurring, 10 to 5 Ot: is more preferred.
  • a solvent that does not react with the carbonate is more preferred.
  • the solvent can be easily separated by dissolving water in the same alcohol as the second alcohol used.
  • a third alcohol is added for transesterification.
  • distillation method generally known distillation methods under normal pressure, reduced pressure distillation, pressure distillation, and thin film distillation methods can be used.
  • the distillation can be carried out at a temperature between negative 20 and the boiling point of carbonate and / or alcohol, preferably between 50 ° C. and the boiling point of carbonate and / or alcohol. At this time, distillation may be performed by adding another solvent, or extractive distillation may be performed.
  • step (1) water and / or an extraction solvent may be added to the reaction solution, followed by liquid separation to separate the carbonate in the oil layer.
  • asymmetric carbonate ester is produced by separately performing transesterification after producing a symmetric carbonate ester, but the present invention is a method capable of directly producing an asymmetric carbonate ester. This is the preferred manufacturing method due to its low cost and facility construction cost.
  • An asymmetric carbonate ester can be produced as follows. The case where the organometallic compound is an organometallic compound containing an alkoxy group will be described as an example. When alcohol (second alcohol and tertiary alcohol) is not used in both step (1) and step (2), two types of alkoxy groups having different organometallic compounds in step (1) are used.
  • the step (2) is carried out in the presence of an alcohol having an organic group different from the alkoxy group (second alcohol). It is possible to obtain an asymmetric carbonate by performing 1) or performing step (2) in the presence of an alcohol having an organic group different from the alkoxy group (third alcohol). it can.
  • the organometallic compound used in step (1) has only one type of alkoxy group or has two different types of alkoxy groups, it may be used in the presence of two different types of alcohols (secondary alcohols). By performing the step (1) or performing the step (2) in the presence of two different alcohols (third alcohol), an asymmetric carbonate can be obtained.
  • the ratio of using two different alcohols depends on the combination of alcohol types, but the stoichiometric ratio ranges from 2: 8 to 8: 2.
  • the proportions of the two different alcohols are preferably close. Such a preferred range is in the stoichiometric ratio of 3: 7 to 7: 3, more preferably 4: 6 to 6: 4.
  • the alcohol can be used in excess of the organometallic compound, for example, in a stoichiometric amount of 10 times or more. Regardless of the type of alkoxy group in the organometallic compound, the two different alcohols A corresponding asymmetric carbonate ester having two different alkoxy groups can be obtained.
  • the asymmetric carbonate ester can be separated by the same method (solvent extraction, distillation, membrane separation, etc.) as described above in relation to step (2).
  • symmetric carbonates are formed together with the asymmetric carbonates.
  • the symmetric carbonates and the residual liquid are subjected to the step (3), or the symmetric carbonates are subjected to the process.
  • Step (3) is a step of synthesizing (regenerating) an organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond.
  • the compound in the residual liquid after the separation of the ester carbonate in step (2) is often a transparent liquid or, in some cases, a solid.
  • step (3) can be used for the synthesis of organometallic compounds.
  • the compound in the residual liquid after the separation of the carbonate ester in the step (2) is often in a liquid state, for example, solid dibutyltin oxide (which can be used in most organic solvents at room temperature (20 ° C).
  • the compound in the residual liquid does not have any solubility, and its structure is not specified.
  • step (3) of the method of the present invention allows the metal-oxygen, such as the organometallic compound of formula (1) and / or the organometallic compound of formula (2), to be obtained. It has been found that an organometallic compound having one carbon bond can be obtained.
  • the residual liquid obtained in the step (2) is used as a first primer. Reacting with at least one alcohol to form water with at least one organometallic compound having a metal-oxygen-carbon bond, and removing the water from the at least one organometallic compound. And recovering the at least one organometallic compound obtained in step (3) for recycling to step (1).
  • Examples of the first alcohol used here are as described above. That is, specific examples of the first alcohol include methanol, ethanol, pronool, 2—prono ⁇ ° noirile, n—butaneol, and 2 —Busnol, 2 —Butyl, 1 —Busnol, pentanol, hexanol, 2 _ethyl_1 —Hexanol, hexenol, cyclopronol, sik Aliphatic alcohols having 1 to 12 carbon atoms, such as robes, cyclopentanols, cyclohexanols, cyclohexenols, etc .-- alicyclics having 5 to 12 carbon atoms Examples include aralkyl alcohols such as alcohol, benzyl alcohol, and phenethyl alcohol.
  • polyhydric alcohols can be used.
  • polyhydric alcohols include carbons such as ethylene glycol, 1,3-pronodiol, 1,2-pronodiol, cyclohexanediol, cyclopentenediol, and the like.
  • examples include aliphatic polyhydric alcohols having the number of 1 to 12 and alicyclic polyhydric alcohols having the number of 5 to 12 carbon atoms, and aralkyl alcohols such as benzenedimethanol.
  • preferred alcohols are those having a boiling point at normal pressure of 300 ° C. or less. Considering the ease of removing water in step (3), n-butanol, iso-butanol, alkyl alcohols having 5 or more carbon atoms, and aralkyl alcohol are more preferable.
  • the structure of the organometallic compound obtained when the polyhydric alcohol is used as the first alcohol in the step (3) is not particularly limited.
  • the crosslinked product of the organometallic compound of (2) can be used in the present invention.
  • the amount of the first alcohol used in step (3) is preferably 1 to 1000 times the stoichiometric amount with respect to the amount of the organometallic compound used in step (1).
  • the process (1) to the process (4) is carried out by a repeated reaction method, the residual ratio after the completion of the process (2) is more preferable. Alcohol may be present in the liquid.
  • the alcohol may be added or removed so that the amount of the first alcohol used in (3) is within the above range.
  • Any known method can be used for the removal of water in the step (3).
  • a method by distillation, a dewatering tower filled with a solid dehydrating agent, a method of pervaporation using membrane separation, and the like can be used.
  • a method based on membrane separation such as distillation or pervaporation is preferred.
  • water from alcohol A method using a perparation for removal is known and can be suitably used in the present invention.
  • alcohol having a boiling point higher than the boiling point of water water can be easily distilled off by heating distillation.
  • Even in the case of alcohols having a boiling point lower than that of water water can be removed by distillation by adding an azeotropic solvent that forms an azeotropic mixture with water.
  • the reaction temperature in step (3) varies depending on the type of the first alcohol used, but the reaction can be carried out at a temperature of room temperature (20 ° C) to 300 ° C.
  • any temperature may be used as long as the water has a vapor pressure.
  • the reaction is completed rapidly at normal pressure, it is preferable to carry out the reaction so that the vapor temperature of the distillate is the azeotropic temperature of water and the first alcohol. If the alcohol does not form an azeotrope, it is preferable to carry out the reaction at the boiling point of water.
  • the reaction is performed at a temperature higher than the boiling point of the first alcohol or water using an autoclave or the like, and water in the gas phase is gradually extracted. Is also good. If the temperature of the reaction solution becomes extremely high, the decomposition of the organometallic compound may occur. Therefore, the solution containing water may be distilled off by a method such as distillation under reduced pressure.
  • water can be removed by azeotropic distillation by adding a solvent that azeotropes with water. Can be distilled off I like it.
  • solvents are generally water and azeotropes, such as hexane, benzene, toluene, xylene, naphthylene, anisol, 1,4-dioxane, and cross-linked form. Saturated and unsaturated hydrocarbons, ethers, halogenated hydrocarbons and the like that can be used can be used.
  • the reaction in the step (3) for example, it is possible to obtain at least one kind of organometallic compound selected from the group consisting of the organometallic compound of the formula (1) and the organometallic compound of the formula (2). If it is possible, the production of water from the reaction in the step (3) almost disappears, the step (3) can be completed. It is preferable to remove as much water as possible, since the amount of water removed determines the yield of the carbonate obtained in the repeated step (1).
  • the amount of water to be removed in the step (3) is, for example, within the range of 0.01 to 1 times the theoretical amount obtained assuming that only the organometallic compound represented by the formula (1) is formed. Is a force ', usually one of stoichiometric Less water is removed. According to the study of the present inventors, an organic metal compound is obtained from dibutyltin oxide and alcohol, and the water removed in the step (3) when the steps (1) to (4) are repeated is repeated. The amount was less than the amount of water generated when the organometallic compound was first obtained from dibutyltin oxide and alcohol.
  • step (3) If water is added in step (2) to separate the carbonate, the resulting white solid contains water, and the amount of water removed in step (3) is more than 1 time the theoretical amount There is also. In the case of performing a repeated reaction, it is difficult to determine the theoretical amount because the structure of the organometallic compound after step (2) has not been specified yet. In this case, the amount of water removed should be measured over time, and the process should be terminated after almost no water distills out.
  • step (3) an excess amount of alcohol may be removed, if necessary. In view of the purity of the carbonate obtained in the step (1), it is preferable to remove the ester.
  • the alcohol does not have to be removed after the step (3) is completed, and the step (1) is not performed. Occasionally a shortage may be added.
  • Excess alcohol can be removed by filtration if the resulting organometallic compound is a solid, but can be removed by distillation under reduced pressure if the organometallic compound is a liquid.
  • An inert gas such as nitrogen can be sent in to remove alcohol corresponding to the vapor pressure.
  • the obtained organometallic compound is hydrolyzed to a metal oxide and an alcohol, and the carbonate obtained in the repeated step (1) is used. Ester yields can be very low. Steps (1) to (3) may be performed continuously or may be performed in a notch manner.
  • step (1) and step (2) can be performed simultaneously.
  • step (2) and step (3) can be performed simultaneously.
  • step (1) to step (3) can be performed simultaneously. This will be described below.
  • step (1) there are cases where a liquid phase and a gaseous phase exist, and a case where carbon dioxide is brought into a supercritical state at high temperature and pressure and the reaction solution becomes homogeneous.
  • step (2) can be performed simultaneously if they are separated into a liquid phase and a gas phase.
  • Such a temperature and pressure are those at a force of 200 ° C or less and 8 MPa or less, which differ depending on the type of the alkoxy group of the organometallic compound or the type of alcohol when alcohol is used.
  • carbonate has a high solubility in carbon dioxide, and is partially dissolved in the gas phase. Therefore, If the reaction is performed while extracting a part of the gas phase during the step (1), the carbonate can be separated from the reaction solution.
  • the organometallic compound is an organometallic compound obtained from an alcohol having a boiling point higher than that of water
  • an alkyl alcohol having 1 to 3 carbon atoms may be added in step (1) or step (2).
  • the reaction solution obtained in the step (1) is separated from water and carbonate by removing the obtained ester and water together with the stream of inert gas under a stream of an inert gas such as carbon dioxide. it can. Further, a known method such as membrane separation may be used. By removing water and carbonate from the reaction solution by a membrane, the carbonate can be separated continuously.
  • step (1) When performing the reaction in step (1), there are cases where a liquid phase and a gaseous phase exist, and a case where carbon dioxide becomes a supercritical state at high temperature and pressure and the reaction solution becomes homogeneous.
  • step (3) can be carried out at the same time when the liquid phase and the gas phase are separated, and the organic metal compound is obtained from alcohol having a boiling point higher than that of water.
  • This method can be applied to a metal compound when an alkyl alcohol having 1 to 3 carbon atoms is used. More preferred alkyl alcohols are methanol and ethanol.
  • the temperature and pressure vary depending on the type of the alkoxy group of the organometallic compound and the type of alcohol when alcohol is used. Is the case.
  • Step (4) is a step (1) helicopter recycling the at least one organometallic compound recovered in step (3).
  • steps (1) to (4) can be repeated one or more times.
  • the organometallic compound may be cooled, or may be heated and then recycled.
  • This step (4) may be carried out continuously or batchwise.
  • organometallic compound in the range of 0.1 g to 0.5 g, and add about 0.9 g of heavy-mouthed form to make the NMR analysis sample solution.
  • reaction solution is weighed in the range of 0.1 to 1 g, and 0.055 g of tetramethyltin and about 0.85 g of heavy-mouthed form are added to make a sample solution.
  • Hui Rerem Thickness 1 x m
  • Carbonic acid ester yield (%) ((stoichiometric amount of obtained carbonic acid ester) / (stoichiometric amount of organometallic compound used in step (1))) X 100 (6)
  • the autoclave was cooled to about 30 ° C while purging with nitrogen to obtain a liquid containing an organometallic compound having a 2-ethyl-1-hexyloxy group. .
  • the amount of liquid distilled off from the purge line was about 50 g, and when the water contained in the liquid was measured by the force-Fisher method, about 1.7 g of water was detected.
  • the peaks of the organometallic compound of the formula (1) were detected at 45 ppm, and the peaks of the organometallic compound of the formula (2) were detected at -172 ppm and 184 ppm.
  • Step (1) 2-Ethyl-1 Dimethyl carbonate from an organometallic compound having one-hexyloxy group, methanol and carbon dioxide Get chill.
  • Step (2) Separate dimethyl carbonate.
  • step (2) In the system remaining in the autoclave in step (2), add 75 g (576 mmo 1) of 2-ethyl-1-hexanol (Aidrich, USA) and replace the inside with nitrogen. After that, stirring was started and the mixture was heated to 19 ° C. The purge line was opened, and water and 2-ethyl-1-hexanol were distilled off at normal pressure for 3.5 hours. Since almost no distillate remained, the autoclave was cooled to about 30 ° C. while purging with nitrogen to obtain a liquid containing an organometallic compound having a 2-ethyl-1-hexoxy group.
  • Step (4) Step (1) is performed continuously after step (3).
  • Step (2) Separate dimethyl carbonate.
  • Example 2 obtained at a rate of 16%
  • step (1) The cycle from step (1) to step (4) is repeated 26 times repeatedly to obtain dimethyl carbonate.
  • a 200 ml autoclave (manufactured by Toyo Kogyo Co., Ltd., Japan) connected to a line for introducing liquefied carbon dioxide and carbon dioxide, a line for extracting distillate, a sampling tube, and a line for blowing nitrogen from the bottom.
  • Dibutyltin oxide (US, A1 cl rich) 15.0 g (60 mmo1) and hexanol (US, A1 cl rich) 30.7 g (300 mm o 1) was placed in the autoclave, and the autoclave was closed. All valves were closed. After the inside of the autoclave was replaced with nitrogen three times, stirring was started and the temperature was raised to 160 ° C.
  • Step (1) Methanol and carbon dioxide are added to obtain dimethyl carbonate.
  • Step (2) Separate dimethyl carbonate. Distilled liquid of the above autoclave was used, and vacuum distillation was performed at 3 Ot: and 13 KPa to separate dimethyl carbonate and methyl alcohol by distillation. Get.
  • Step (4) After step (3) is completed, the above steps (1) to (3) are repeated.
  • Table 2 shows the yield of dimethyl carbonate obtained in step (2) for each cycle.
  • FIG. 4 shows 119 Sn—NMR of the obtained transparent liquid. — A peak of the organometallic compound of the formula (1) was detected at 14 ppm, and a peak of the organometallic compound of the formula (2) was detected at 17 ppm and ⁇ 18 ppm. ).
  • Step (1) Dimethylyl carbonate is obtained from an organometallic compound having a 2-ethyl-1-hexyloxy group, methanol and carbon dioxide.
  • FIG. 5 shows 119 Sn—NMR of the solution after the reaction was completed.
  • the peak of the organometallic compound of the formula (1) disappears However, a peak was detected from 17 O ppm to 13 O ppm (Fig. 5). From the GC analysis, 25% of di (2-ethylhexyl) carbonate was detected in the reaction mixture.
  • Example 4
  • An organometallic compound was synthesized in the same manner as in Example 1 using a 200 ml laser (made by Toyo Kogyo Co., Ltd., Japan).
  • Step (1) Di (2-ethylhexyl) carbonate is obtained from carbon dioxide and an organometallic compound having a 2-ethyl-1-hexyloxy group.
  • Step (2) Transesterification is performed by adding methanol, and the above carbonate is converted into dimethyl carbonate and separated.
  • step (1) After the completion of the step (1), 75.5 g (2.4 mo 1) of methanol (dehydration grade, manufactured by A1drich, USA) was added to the autoclave, which had been purged with nitrogen. After closing all valves, Stirring was started and the temperature of the autoclave was set at 120. After stirring for 2 hours, methanol and dimethyl carbonate were gradually extracted from the purge line. When the distillate almost disappeared, the reaction was cooled, and the reaction was stopped after purging with nitrogen. Dimethyl carbonate obtained from the distillate was about 20%.
  • methanol dehydration grade, manufactured by A1drich, USA
  • step (2) In the system left in the auto crepe in step (2), add 75 g (576 mm 01) of 2-ethyl-1-hexanol (manufactured by Aldrich, USA) and replace the inside with nitrogen. After that, stirring was started and the mixture was heated to 19 ° C. After opening the nozzle, water and 2-ethyl-1-hexanol were distilled off at normal pressure for 3.5 hours. ⁇ The distillate almost disappeared. After cooling to about 160 ° C., a liquid containing an organometallic compound having a 2-ethyl-1-hexyloxy group was obtained.
  • 2-ethyl-1-hexanol manufactured by Aldrich, USA
  • Step (4) Step (1) is performed continuously after step (3).
  • Step (1) di (2-ethylhexyl) carbonate is obtained from carbon dioxide and an organometallic compound having a 2-ethyl-1-hexyloxy group.
  • An organometallic compound having a hexyloxy group is obtained from dibutyltin oxide and hexanol.
  • Step (1) Dihexyl carbonate is obtained from an organometallic compound having a hexyloxy group, carbon dioxide and hexanol.
  • Hexanol (Aldrich, USA, dehydrated grade) 61.5 g (6 ml) was added to a 200 ml autoclave containing the organometallic compound having a hexyloxy group obtained above. 0 2 mmo 1) was added and the lid was closed.
  • the norb was opened and carbon dioxide was introduced into the autoclave.
  • the mixture was stirred for 10 minutes, and the valve was closed.
  • the temperature was raised to 180 ° C. ⁇ At this time, the pressure was about 7.5 MPa, and the reaction was continued for 6 hours in this state.
  • the carbon dioxide was gently purged from the purge line to return to normal pressure, and dihexyl carbonate was obtained in a clear reaction solution at a yield of 14%.
  • Step (2) Hexanol containing 1% water is added to the reaction solution obtained in step (1), and the solid content is filtered. Then, dihexyl carbonate is distilled by distillation.
  • step (1) After the completion of step (1), prepare 10 g of hexanol containing 1% water, gently pour it into the autoclave, and stir for about 30 minutes. After that, the stirring was stopped. Opening the autocrap turned white slurry. This white slurry was used as a membrane filter (H02O A14 made by ADVANTEC Toyo, Japan).
  • step (2) The white solid obtained in step (2) and the viscous liquid remaining in the flask after distillation of dihexyl carbonate were combined to form a 200 m1 autoclave (Toyo Kogyo Co., Japan) Made). Further, 51.1 g (500 mm 01) of hexanol (manufactured by Aldrich, USA, dehydrated grade) was put therein, and the lid was closed. After the inside of the autoclave was replaced with nitrogen, stirring was started and the mixture was heated to 160 ° C. After about 30 minutes, the purge line of the autoclave was opened, and water and hexanol were distilled off from the purge line over 2 hours while flowing a small amount of nitrogen from the autoclave pot. After the distillate was almost exhausted, the autoclave was cooled to about 30. 119 S n — NMR analysis showed 1, 1, 3,
  • Step (4) Step (3) is completed, and then step (1) is performed.
  • Step (1) Repeat step (1) using the organometallic compound obtained in step (3).
  • Hexanol is added to the autoclave that has been completed up to step (3).
  • Step (2) Hexanol containing 1% water was added to the reaction solution obtained in Step (1), which was repeated, and the solid content was filtered. Then, dihexyl carbonate was distilled by distillation. .
  • step (1) After the completion of step (1), prepare 10 g of hexanol containing 1% water, gently pour it into an autoclave, stir for about 30 minutes, stop stirring, and A white slurry was obtained by opening the trapeze. This white slurry is applied to a membrane filter (Japan). The solution was filtered through H020A144C (ADVANTEC Toyo, Japan), and the white solid was washed twice with 20 ml of hexanol. The obtained filtrate was transferred to a 1-L eggplant-shaped flask and distilled under heating. Hexanol and dihexyl carbonate were distilled to obtain dihexyl carbonate in a yield of 13%.
  • Example 6 Example 6
  • a 200-millimeter glass flask equipped with a cooling pipe and a Dean-Stark pipe was charged with 12.5 g (50 mmol) of dibutyltin oxide (manufactured by A1drich, USA) and a hexanoirile ( 50 ml of dehydration grade (manufactured by Aldrich, USA), 100 ml of xylene and a stirrer for stirring were added. Under stirring, the mixture was heated in an oil bath to a temperature at which xylene refluxed, and the reflux was continued for about 4 hours to distill off about 0.8 ml of water into a Dean-Stark tube.
  • Step (1) Dihexyl carbonate is obtained from dibutyltin dihexyloxide.
  • the mixture was stirred for 10 minutes, and the valve was closed.
  • the temperature was raised to 120 ° C. while the auto crepe was being stirred.
  • the pressure in the autoclave was set to 4 MPa while gradually removing carbon dioxide from the nozine line, and the reaction was continued for 100 hours in this state. Thereafter, the temperature was cooled to about 30 and carbon dioxide was gently purged from the purge line to return to normal pressure. A clear reaction solution was obtained, and dihexyl carbonate was obtained in a yield of 18%.
  • Step (2) Hexanol containing 1% of water is added to the reaction solution obtained in step (1), the solid content is filtered, and dihexyl carbonate is distilled by distillation.
  • step (1) After the completion of step (1), prepare 10 g of hexanol containing 1% water, gently pour the mixture into a sugarcane, and stir for about 30 minutes. After the stirring, the stirring was stopped and the autoclave was opened to obtain a white slurry solution. The white slurry was filtered with a membrane filter (H020A144C from ADVANTEC Toyo, Japan), and the white solid was washed twice with 20 ml of hexanol. The filtrate was transferred to a 1-L glass flask and distilled under heating. Hexanol and dihexyl carbonate were distilled to obtain dihexyl carbonate in a yield of 17%.
  • a membrane filter H020A144C from ADVANTEC Toyo, Japan
  • step (2) Combine the white solid obtained in step (2) with the viscous liquid remaining in the flask after distilling dihexyl carbonate into a 100 Om1 eggplant-shaped flask equipped with a cooling tube and a Dean-Stark tube. Further, 20 ml of hexanol (manufactured by Aldrich, USA, dehydrated grade) and 30 ml of xylene and a stirrer for stirring were added. Under stirring, the mixture was heated in an oil bath to the temperature at which xylene refluxed, and the reflux was continued for about 4 hours. About 0.1 ml of water was distilled off from the Dean-Stark tube.
  • Step (4) The organometallic compound synthesized in step (3) is removed from the flask, and step (1) is performed.
  • Step (1) Step (1) is performed again using the organometallic compound obtained in step (3).
  • Step (2) Hexanol containing 1% water is added to the reaction solution obtained in step (1), the solid content is filtered, and dihexyl carbonate is obtained by distillation.
  • step (1) After step (1), add 10% hexane containing 1% water. g, gently poured into an autoclave, and stirred for about 30 minutes. The stirring was stopped and the autoclave was opened to obtain a white slurry. This white slurry was filtered with a membrane filter (H020A144C, manufactured by ADVANTEC Toyo, Japan), and the white solid was washed twice with 20 ml of hexanol. The filtrate was transferred to a 1-L shaped flask, heated and distilled, and hexanol and dihexyl carbonate were distilled to obtain dihexyl carbonate in a yield of 16%.
  • Example 7 Synthesis of dimethyl carbonate
  • Step (1) Dimethyl carbonate is obtained from dibutyltin dimethoxide and methanol.
  • Step (2) A solvent containing water is added to the reaction solution obtained in step (1) to precipitate a solid content, and the mixture is distilled with a solid content.
  • Step (1) Add methanol and perform in the presence of high-pressure carbon dioxide.
  • Step (2) Separate dimethyl carbonate.
  • Step (3) Synthesize (regenerate) the organometallic compound.
  • the residual liquid obtained after distilling dimethyl carbonate in step (2) is transferred to a 100 ml three-necked flask equipped with a Liebig condenser connected to a trap and a liquid feed pump, and stirred. And 30 ml of hexane and 30 ml of methanol were added. The mixture was heated and distilled in an oil bath kept at 80 ° C for 4 hours while stirring with a stirrer. During the distillation, the hexane and methanol to be distilled off are measured, and the respective amounts corresponding to the hexane and methanol to be distilled off are fed into the flask by the feed pump. To make the liquid volume constant.
  • Step (1) A carbonate is obtained from dibutyltin dibutoxide and alcohol.
  • the reactor was immersed in a 150X oil bath and shaken for 22 hours. After shaking, the reactor was cooled to about 20 ° C, excess carbon dioxide was purged and the pressure was returned to normal pressure, and a transparent liquid reaction solution was obtained. In this solution, ethyl butyl carbonate was obtained at a yield of 25%, dibutyl carbonate was obtained at a yield of 10%, and getyl carbonate was obtained at a yield of 6%.
  • Step (2) Distill the carbonate.
  • step (1) The reaction solution obtained in step (1) was distilled under reduced pressure using a 50 ml flask. Ethanol, ethanol and carbonate were distilled. The yield of carbonate ester was 23% for ethyl butyl carbonate, 8% for dibutyl carbonate, and 5% for getyl carbonate.
  • Example 10 The same operation as in step (1) of Example 8 is performed except that hexane is not used.
  • Step (1) Add methanol and perform in the presence of high-pressure carbon dioxide.
  • a solution of the organometallic compound obtained in the same manner as in Example 8 was placed in a pipe (SUS 316). 3 1 6 And a tube reactor fitted with a valve (made of SUS316 with a capacity of 8 m1, an outer diameter of 12.7 mm, and a wall thickness of 2.1 mm).
  • the reactor is cooled to approximately 68 ° C with dry ice ethanol, and high-purity carbon dioxide with a pressure of approximately 2 MPa is gently injected from a cylinder through a pipe and a valve through a pressure reducing valve. did.
  • the carbon dioxide injected was 2.8 g. Immerse the reactor in a 150 ° C oil bath and shake for 12 hours.
  • An organometallic compound having a hexyloxy group is obtained from dibutyltin oxide and n-hexanol.
  • a 300-m1 shaped flask with a cooling pipe and a dish-shaped moisture receiver was fitted with 24.9 g of dibutyltin oxide (A1drich, USA) and n-hexanol. 40.9 g (special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Japan) and 150 m 1 of toluene (special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Japan) were added. The mixture was heated and refluxed for 12 hours in an oil bath kept at 120 ° C while being stirred by a stirrer. After cooling the flask to 80, excess n-hexanol was distilled off by a vacuum distillation method. A liquid containing 75.1 g of an organometallic compound was obtained. l l9 S n — by NMR analysis Peaks were observed at -130 ppm (organic metal compound of formula (1)), 1177 ppm, and --186 ppm (organic metal compound of formula (2)).
  • Step (1) Blowing carbon dioxide at normal pressure to obtain dihexyl carbonate from the organometallic compound and hexanol.
  • a cooling pipe was provided in the two-ported flask, and a blow-in pipe (made by VIDREX, Japan) with a glass ball filer was inserted into the flask.
  • a stir bar was inserted so that the reaction solution could be stirred.
  • 0.75 g of the liquid containing the organometallic compound obtained in the above step (1) and 41 g of n-hexanol were added thereto.
  • Injection of high-purity carbon dioxide was started at a flow rate of 100 m1 / min through the G2 glass bouillon. It was immersed in a 130 ° C oil bath and heated and stirred. After 288 hours, the yield of dihexyl carbonate was 40%.
  • Step (1) Cyclohexanol is added to obtain dicyclohexyl carbonate in the presence of high-pressure carbon dioxide.
  • Step (1) Methylethyl carbonate is obtained from titantramethoxide, carbon dioxide, methanol and ethanol.
  • Step (2) Separate the carbonate.
  • a carbonate can be produced in a high yield from an organic metal compound having a metal-oxygen-carbon bond and carbon dioxide.
  • Carbon dioxide is inexpensive with no toxicity or corrosiveness, and the method of the present invention can recycle and reuse the organometallic compound. Since no product is produced and there is no need to use a large amount of a dehydrating agent as waste, the production method of the present invention is very useful in industry and has high commercial value.

Description

明 細 書 炭酸エステルの製造方法 技術分野
本発明は、 有機金属化合物と二酸化炭素を用いる炭酸エス テルの製造方法に関する ものである。 更に詳し く は、 本発明 は、 炭酸エステルの製造方法であっ て、 ( 1 ) 金属一酸素一 炭素結合を有する有機金属化合物と二酸化炭素と を反応させ て、 該反応で形成された炭酸エステルを含有する反応混合物 を得、 ( 2 ) 該反応混合物から該炭酸エステルを分離して残 留液を得、 そして ( 3 ) 該残留液をアルコールと反応させて 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物と水を形成し そして該水を該有機金属化合物か ら除去し、 工程 ( 3 ) で得 られた該有機金属化合物を工程 ( 1 ) ヘ リ サイ クルするため に回収する、 こ と を特徴とする方法に関する。 本発明の方法 による と、 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物と 二酸化炭素か ら高い収率で炭酸エステルを製造する こ とがで きる。 二酸化炭素は、 毒性や腐食性がな く廉価であ り 、 また 本発明の方法では該有機金属化合物を再生 · リ サイ クルして 繰り返し使用できるので、 該有機金属化合物由来の廃棄物が 生じる こ とがな く 、 更に、 廃棄物となる大量の脱水剤を用い る必要もないため、 本発明の製造方法は産業上に大いに有用 であ り 、 商業的価値が高い。 従来技術
炭酸エステルは、 オク タ ン価向上のためのガソ リ ン添加剤, 排ガス中のパーティ クルを減少させるためのディ 一ゼル燃料 添加剤等の添加剤と して使われるほか、 ポ リ カーボネー トや ウ レタ ン、 医薬 · 農薬等の有機化合物を合成する際のアルキ ル化剤、 カルボニル化剤、 溶剤等、 あるいはリ チウム電池の 電解質'、 潤滑油原料、 ボイ ラー配管の防鲭用の脱酸素剤の原 料と して使われるなど、 有用な化合物である。
従来の炭酸エステルの製造方法と しては、 ホスゲンをカル ボニルソース と してアルコールと反応させる方法が挙げられ る。 この方法は、 極めて有害で、 腐食性の高いホスゲンを用 いるため、 その輸送や貯蔵等の取 り 扱いに細心の注意が必要 であ り 、 製造設備の維持管理及び安全性の確保のために多大 なコス トがかかっていた。 更に この方法では、 副生する塩酸 によ り 、 廃棄物処理等の問題もあっ た。
この他に、 一酸化炭素をカルボニルソース と して、 塩化銅 などの触媒を用 いてアルコール及び酸素と反応させる酸化的 力ルポ二ル化法も知 られている。 この方法も、 極めて有害な 一酸化炭素を高圧で用いるために、 製造設備の維持管理及び 安全性の確保のため、 多大なコス トがかかっていた。 更に、 一酸化炭素が酸化されて二酸化炭素を生成するなどの副反応 が起こる問題があっ た。 このため、 よ り 安全に炭酸エステル を製造する方法の開発が望まれていた。
上記したホスゲンや一酸化炭素を原料と して用いる場合、 原料そのもの、 ある いは触媒中に塩素などのハロゲンが含ま れてお り 、 得られる炭酸エステル中には、 精製工程で除く こ とのできない微量のハロゲンが含まれる。 ガソ リ ン添加剤、 軽油添加剤、 電子材料などの用途にあっては、 ハロゲンの混 入は腐食の原因 となる懸念も存在する。 含まれるハロゲンを 極微量にするためには徹底的な精製工程が必須とな り 、 この 点か ら も原料や触媒にハロゲンを含まない製造方法が望まれ ている。
二酸化炭素をエチレンォキシ ドなどと反応させて環状炭酸 エステルを合成し、 更にメ タ ノ ールと反応させて炭酸ジメチ ルを得る方法が実用化されている。 この方法は、 原料である 二酸化炭素に有害性がなく 、 塩酸などの腐食性物質を使用 し た り 発生する こ とがほとんどないので、 優れた方法であるが 副生するエチレングリ コールなどの有効利用が課せられてお り 、 またエチレンォキシ ドの原料であるエチレンや、 ェチレ ンォキシ ドの安全な輸送は困難であるため、 これら製造工程 用プラ ン ト に隣接して炭酸エステル製造工程用プラ ン ト を立 地しなければならないといつた制限もある。
また、 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物か ら なる触媒の存在下に、 二酸化炭素をカルポニルソース と して アルコールと平衡反応させて炭酸エステルと水を形成する こ と による炭酸エステルの製造方法が知 られている。 この平衡 反応は下記の式 ( 3 ) で表される。
有機金属化合物
C02 + 2ROH ^ " RO ( CO ) OR + H20 ( 3 )
( Rは飽和炭化水素基や不飽和炭化水素基を表す) こ の方法は、 原料である二酸化炭素とアルコールが無害であ る という点では理想的プロセス と言える力 S、 この方法は、 生 成物と して炭酸エステルと水が同時に生成する と いう平衡反 応を利用する ものである。 一酸化炭素を利用する酸化的カル ポニル化法でも水が生成するが、 平衡反応ではない該酸化的 カルボニル化法で生成する水と、 平衡反応で生成する水とで は意味が全く 異なる。 二酸化炭素を原料とする反応の平衡は、 熱力学的に原料系に偏っ ているため、 高収率で炭酸エステル を得よう とすれば、 生成物の炭酸エステル、 水を反応系外へ 除去しなければな らない という課題がある。 更に、 こ の水が 触媒を分解して反応を阻害するなどの問題があ り 、 触媒の夕 ーンオーバ一数 (再生 · 再利用回数) が 2 、 3 程度にと どま つていた。 この問題を解決するために、 生成物のひとつであ る水を除去するために種々 の脱水剤の添加、 使用方法が試み られてきた。
例えば、 金属アルコ キシ ドを触媒と し、 アルコールと二酸 化炭素を反応させる際に、 脱水剤と して高価な有機脱水剤で あるジシク ロへキシルカルポジイ ミ ド ( D C C ) 等を大量に 使用する方法 [ C o l l e c t . C z e c h . C h e m . C o mm u n . V o l . 6 0 , 6 8 7 - 6 9 2 ( 1 9 9 5 ) ] が提案されているが、 この脱水剤は、 再生されず、 多量の廃 棄物となる問題点がある。
有機脱水剤と して、 カルボン酸オル トエステルを用いて炭 酸エステルを製造する方法がある ( 日本国特開平 1 1 — 3 5 5 2 1 号公報) 。 (この公報においては、 「カルボン酸オル トエステルと二酸化炭素を反応させる」 という記載や、 「ァ セタールを二酸化炭素と反応させる」 とい う記載があるが、 最近の研究による と、 実際の反応経路は、 「アルコールと二 酸化炭素を反応させて炭酸エステルと水を得て、 更に、 水と カルボン酸オル トエステルを反応させ、 また水とァセタール を反応させる」 という ものと理解されている。 ) この方法も . 脱水剤が高価なカルボン酸オル トエステルであ り 、 また、 酢 酸メチルが副生成物と して発生する こ とが知 られてお り [化 学装置 V o L 4 1 , N o . 2 、 5 2 - 5 4 ( 1 9 9
9 ) ] 、 上記と同様の問題点がある。
更に、 有機脱水剤と して、 大量のァセ夕一ル化合物を使用 する方法も提案されている (独国特許第 4 3 1 0 1 0 9 号明 細書) し、 金属アルコキシ ドまたはジブチル酸化スズを触媒 と してァセタールと二酸化炭素を反応させている と記載され た例もある (日本国特開 2 0 0 1 — 3 1 6 2 9 号公報) 。
(後者の公報における反応については、 最近の研究による と . 実際の反応経路は、 「アルコールと二酸化炭素を反応させて 炭酸エステルと水を得て、 水とァセタールを反応させる」 と いう ものと理解されている。 ) しかし、 これら の公報にはこ のァセタール化合物を収率よ く 、 廃棄物を出さずに合成する 方法は示されてお らず、 また、 ァセ夕一ル化合物を脱水剤と して使用する と、 副生物と してケ ト ン、 アルデヒ ドなど、 多 量の廃棄物を発生させる という 問題点がある。
これら有機脱水剤を使う方法は、 触媒の夕一ンオーバー数 の向上を効果と しているが、 有機脱水剤は、 炭酸エステルの 生成 (及び水の副生) に伴って、 炭酸エステルと化学量論量 消費されるので、 大量の有機脱水剤を消費している。 したが つ て、 脱水反応に伴って変性した大量の有機脱水剤の処理及 び再生を別途行なわなければな らない。 更に大量の有機脱水 剤を使う にも関わ らず、 触媒の失活の懸念も存在する。 すな わち、 上記の式 ( 3 ) で表される平衡反応を用いる従来の炭 酸エステル製造方法では、 二酸化炭素が超臨界状態となるの で、 超臨界二酸化炭素中で反応を行なっているため、 一般に 触媒の溶解度が低いので触媒分子が集合 しやすく 、 この際、 殊に、 多量化しやすい有機スズを触媒と して用 いた場合には、 多量化によっ て触媒の失活を引き起 こす問題点がある。
固体脱水剤を使用 した方法 ( A p p 1 i e cl C a t a 1 y s i s V o l . 1 4 2 , L 1 - L 3 ( 1 9 9 6 ) ) も提 案されているが、 この脱水剤は再生ができず、 多量の廃棄物 となる問題点がある。
また、 金属酸化物 (ジブチル酸化スズ) の存在下にアルコ ール (メ タ ノール) 及び二酸化炭素を反応させて得 られた反 応液を、 固体脱水剤を詰めた充填塔へ冷却循環させ、 脱水し ながら徐々 に平衡を炭酸エステル側にずら して炭酸エステル を得る方法を採用 した例 (日本国特開 2 0 0 1 - 2 4 7 5 1 9号公報) も知 られている。 これは公知の脱水剤 (例えば M o 1 e c u 1 a r s i e v e s ) の水吸着性能の公知の温 度依存性と脱水剤を使用する公知技術を組み合わせた方法で ある。 M o l e c u l a r s i e v e s 等の固体脱水剤へ の水の吸着性能は高温では低いため、 溶媒と して使用 される 大過剰の低分子量アルコール中に含まれる平衡によって生成 した微量水分を吸着除去するために、 高温高圧条件で平衡状 態となつ た反応液を冷却した後に、 固体脱水剤を詰めた充填 塔に循環させて脱水する こ とが必要であ り 、 原料アルコール の転化率を高めるためには、 冷却された脱水反応液を再度高 温高圧に戻 して反応させる必要があ り 、 極めてエネルギー消 費が大き く 、 また大量の固体脱水剤を必要とする という 問題 点がある。 この方法は、 平衡常数の比較的大きな脂肪族エス テル合成には極めて一般的に用い られる方法であるが、 二酸 化炭素とアルコールを原料と した炭酸エステルの製造におい ては、 反応の平衡は大き く 原料系に偏ってお り 、 上記したよ う な極めてエネルギー消費の大きな工程を繰 り 返さなければ な らないと いっ た問題点は重大である。 また、 水を吸着飽和 した脱水剤を再度使用するためには通常、 数百度で焼成する こ とが必要であって、 この点か ら も工業的に有利なプロセス とは言えない。 また、 この方法は、 平衡関係にある生成物の う ち水のみを除去する方法であるため、 原料アルコールの消 費が進み、 炭酸エステル濃度が高まれば、 反応は進みにく く なる といつ た平衡反応の規制を依然と して受ける と いった問 題点もある。 更に、 触媒と して記載されているジブチル酸化 スズのメ タ ノ ールへの溶解性は極めて低く 、 ほとんどが固体 状態で存在する。 従って、 冷却工程で室温まで冷却された反 応液は白色ス ラ リ ー状となって、 次いで行なわれる脱水工程 においては、 脱水剤を詰めた脱水塔の閉塞を引き起こ してし ま う などの問題点がある。
一般に、 有機合成反応において、 脱水方法と して蒸留によ つ て水を除去する方法は広く 知 られているが、 二酸化炭素と アルコールを用いる炭酸エステルの合成においては、 旭硝子 工業技術奨励会研究報告 V 0 1 . 3 3 , 3 1 - 4 5 ( 1 9 7 8 ) の中 に検討中 と書かれているのみで、 これまでに蒸留に よる脱水方法を完成した記載及び報告は一切ない。 なお、 蒸 留による水の除去が行なわれていない理由 と しては、 加熱蒸 留を行な う と、 逆反応が起こ り 、 生成した炭酸エステルが失 われる こ とが知 られている (日本化学会誌 N o . 1 0 , 1 7 8 9 - 1 7 9 4 ( 1 9 7 5 ) ) こ とが挙げられる。 蒸留の ための加熱温度を低く するために、 減圧蒸留を行な う こ とが 考え られる。 しかし、 アルコールのよ うな親水性基を持った 溶媒から微量の水を単純な蒸留で完全に除去する こ とが困難 である こ とは、 蒸留工学の常識である。 ) したがって、 脱 水のためには大量の有機脱水剤や大量の固体脱水剤を用いる 方法が知 られているのみで、 脱水には大量の廃棄物ゃェネル ギーを消費する とい う 問題があっ た。
更に、 二酸化炭素とアルコールを金属アルコキシ ド触媒の 存在下に反応させる こ と によ って得られる、 金属アルコキシ ド を含んだ反応液か らの、 炭酸エステルの分離方法について 蒸留による分離を記載した例はあるが、 金属アルコキシ ド を 触媒と して用いた場合、 蒸留分離の際に逆反応が起こ り 、 生 成した炭酸エステルを反応液か ら容易には蒸留分離できない こ とが知 られてお り (日 本化学会誌 N o . 1 0 , 1 7 8 9 - 1 7 9 4 ( 1 9 7 5 ) ) 、 殊に、 高い沸点の炭酸エステル を金属アルコキシ ド を含んだ反応液から高い収率で分離する 方法は知 られていない。
更に、 金属アルコキシ ドは空気中の水分にさえ不安定であ り 、 その取 り扱いには厳密な注意をする必要があつたため、 金属アルコキシ ド を触媒と して使用 した従来技術は、 炭酸ェ ステルの工業的な製造方法と して利用 されていない。 ひとた び失活した触媒か ら高価な金属アルコキシ ド を容易に再生す る技術がなかっ たか らである。
水分に安定なジブチル酸化スズを触媒原料と して、 反応系 中でジブチルスズジアルコキシ ドを生成させた例もある (日 本国特許第 3 1 2 8 5 7 6 号) が、 最初の反応の仕込み時は 安定な状態であっても、 ひとたび反応を開始すれば、 不安定 なジプチルスズジアルコキシ ドになるため、 上記 した問題は 解決されていない。 また、 該反応条件でジブチル酸化スズを ジブチルスズジアルコキシ ドにするためには、 高温高圧に し なければ生成しえない。 なぜな らば、 ジブチル酸化スズか ら アルコキシ ドが生成する際に発生する水を、 ァセタールの加 水分解反応で吸収しなければな らないが、 該加水分解反応を 触媒する には、 スズの酸性度が極めて弱いか らである。
以上、 金属アルコキシ ド と二酸化炭素とアルコールを用い た従来の炭酸エステル製造法では、 高価な金属アルコキシ ド が加水分解等で触媒能を失ってしま う と、 容易、 かつ、 効果 的に再生して再度使用する方法がなかっ たために、 少量の金 属アルコキシ ドと多量の有機脱水剤又は固体脱水剤の組み合 わせで炭酸エステルを得る こ と しかできないと いう 問題点が めっ た。
こ のよ う に、 炭酸エステル製造のための従来技術には、 こ れら解決すべき課題が多 く 残されてお り 、 未だ実用 に供され ていないのが現状である。 発明の概要
このよ う な状況下、 本発明者 らは、 上記の課題を解決する ために鋭意検討した。 その結果、 意外にも、 金属一酸素一炭 素結合を有する有機金属化合物を、 触媒と してではな く 、 炭 酸エステルの前駆体と して大量に使用 し、 該有機金属化合物 を二酸化炭素と付加反応させて、 形成される付加物を熱分解 させる こ とを含む反応経路による反応によって、 炭酸エステ ルを高収率で製造できる こ とを見出 した。 更に本発明者らは 上記の反応で得られた反応混合物か ら炭酸エステルを分離し 得られた残留液をアルコールと反応させる こ とによって、 金 属ー酸素一炭素結合を有する有機金属化合物と水が形成され その水を蒸留等の方法によって容易 に除去する こ とができる こ とを見出 した。 得られた有機金属化合物は、 回収して、 炭 酸エステル形成のための上記反応に リ サイ クルして再利用で きる。 このよ う な知見に基づき、 本発明を完成させる に至つ た。
従って、 本発明の主要な目的は、 触媒由来の廃棄物が生じ る こ となく 、 また、 廃棄物となる大量の脱水剤を用いる必要 もなく 、 高収率で炭酸エステルを工業的に製造するプロセス を連続して何度でも繰り 返して行なう こ とのできる方法を提 供する こ とである。
本発明の上記及びその他の諸目的、 諸特徴な らびに諸利益 は、 添付の図面を参照 しながら行う 以下の詳細な説明及び請 求の範囲か ら明 らかになる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 実施例 1 の工程 ( 1 ) で使用 した 2 —ェチル— 1 一へキシルォキシ基を有する有機金属化合物の ll9S n - N M Rチャー トであ り ;
図 2 は、 実施例 2 の 2 6 回目 の工程 ( 2 ) 終了後の有機金 属化合物の 119 S n — N M Rチャー トであ り ;
図 3 は、 実施例 2 の 2 6 回 目 の工程 ( 3 ) 終了後の有機金 属化合物の '19 S n — N M Rチャー トであ り ;
図 4は、 実施例 3 の工程 ( 1 ) で使用 した 2 —ェチル— 1 一へキシルォキシ基を有する有機金属化合物の U9S n - N M Rチャー トであ り ; そ して
図 5 は、 実施例 3 の工程 ( 1 ) 終了後の有機金属化合物の l l9S n — N M Rチヤ 一 トである。 発明の詳細な説明
本発明による と、 炭酸エステルの製造方法であって、
( 1 ) 金属—酸素 -炭素結合を有する有機金属化合物と二 酸化炭素と を反応させて、 該反応で形成された炭酸エステル を含有する反応混合物を得、
( 2 ) 該反応混合物か ら該炭酸エステルを分離して残留液 を得、 そ して
( 3 ) 該残留液を第 1 のアルコールと反応させて、 金属一 酸素一炭素結合を有する少なく と も 1 種の有機金属化合物と 水を形成し、 そして該水を該少なく と も 1 種の有機金属化合 物か ら除去し、 工程 ( 3 ) で得 られた該少なく とも 1 種の有 機金属化合物を工程 ( 1 ) ヘリ サイ クルするために回収する、 こと を特徴とする方法が提供される。 次に、 本発明の理解を容易にするために、 本発明の基本的 特徴及び好ま し い態様を列挙する。
1 . 炭酸エステルの製造方法であって、
( 1 ) 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物と二 酸化炭素と を反応させて、 該反応で形成された炭酸エステル を含有する反応混合物を得、
( 2 ) 該反応混合物か ら該炭酸エステルを分離して残留液 を得、 そ して
( 3 ) 該残留液を第 1 のアルコールと反応させて、 金属一 酸素一炭素結合を有する少なく と も 1 種の有機金属化合物と 水を形成し、 そ して該水を該少なく と も 1 種の有機金属化合 物から除去し、 工程 ( 3 ) で得 られた該少なく と も 1 種の有 機金属化合物を工程 ( 1 ) ヘリ サイ クルするために回収する、 こ とを特徴とする方法。 2 . 工程 ( 1 ) における該有機金属化合物の使用量が、 該ニ 酸化炭素に対する化学量論量の 5 0 〜 1 倍の範囲である こ とを特徴とする前項 1 に記載の方法。
3 . 工程 ( 1 ) の該反応を 2 0 °C以上で行なう こ と を特徴と する前項 2 に記載の方法
4 . 工程 ( 1 ) で用いる該有機金属化合物が、 下記式 ( 1 ) で表される有機金属化合物及び下記式 ( 2 ) で表される有機 金属化合物よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の化合物 を包含する こ と を特徴とする前項 1 に記載の方法。
Figure imgf000016_0001
(式中 :
M 1 は、 ゲイ 素を除く 周期律表第 4族と第 1 4族の元素 よ り なる群か ら選ばれる金属原子を表 し ;
R 1及び R 2は各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシク ロ アルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 のアルケニル 基、 無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール及び 直鎖状または分岐状の炭素数 1 4 のアルキルと炭素数
5 〜 1 4のシク ロアルキルよ り なる群か ら選ばれるアルキ ルか らなる炭素数 7 〜 2 0 のァ ラルキル基、 又は無置換又 は置換された炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基を表し ;
R 3及び R 4 は各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 〜 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 2 のシク ロ アルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 2 のアルケニル 基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール 及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 4 のアルキルと 炭素数 5 〜 1 4のシク ロアルキルよ り なる群か ら選ばれる アルキルか らなる炭素数 ? 〜 2 0 のァラルキル基を表し ; そ して
a及び bは各々 0〜 2 の整数であ り 、 a + b = 0 〜 2 、 c 及び d は各々 0 〜 4 の整数であ り 、 a + b + c + d = 4 である。 )
Figure imgf000017_0001
(式中
M 2及び M 3は各々独立に、 ケィ素を除く 周期律表第 4 族と第 1 4族の元素よ り なる群か ら選ばれる金属原子を表 し ;
R 5 、 R 6 、 R 7及び R 8は各々独立に、 直鎖状または分 岐状の炭素数 1 ~ 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシ ク ロアルキル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 の アルケニル基、 無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4 のアル キルと炭素数 5 〜 1 4 のシク ロ アルキルよ り なる群か ら選 ばれるアルキルからなる炭素数 7 〜 2 0 のァラルキル基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基を 表し ;
R 9及び R 1 Qは各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 〜 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシク ロ アルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 のアルケニル 基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 ~ 1 9 のァ リ ール 及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4 のアルキルと 炭素数 5 〜 1 4のシク ロアルキルよ り なる群か ら選ばれる アルキルか らなる炭素数 7 〜 2 0 のァ ラルキル基を表し ; そして
e + f = 0 〜 2 、 g + h = 0 〜 2 、 i 及び j は各々独立 に :! 〜 3 の整数であ り 、 e + f + i = 3 、 g + h + j = 3 である。 ) 5 . 工程 ( 1 ) の該反応を、 工程 ( 3 ) で用いる該第 1 のァ ルコールと同じかまたは異なる第 2 のアルコールの存在下で 行なう こ とを特徴とする前項 1 に記載の方法。
6 . 工程 ( 2 ) の該炭酸エステルの該分離を、 工程 ( 3 ) で 用いる該第 1 のアルコールと同 じかまたは異なる第 3 のアル コールの存在下で行なう こ とを特徴とする前項 1 に記載の方 法。
7 . 工程 ( 2 ) の該炭酸エステルの該分離を、 蒸留、 抽出及 び濾過よ り なる群から選ばれる少な く と も 1種の分離方法に よって行なう こ とを特徴とする前項 1 に記載の方法。
8 . 工程 ( 3 ) の該水の該分離を、 膜分離によっ て行なう こ と を特徴とする前項 1 に記載の方法。
9 . 該膜分離がパーベーパ レ一シヨ ンである こ と を特徴とす る前項 8 に記載の方法。
1 0 . 工程 ( 3 ) の該水の該分離を、 蒸留によっ て行なう こ と を特徴とする前項 1 に記載の方法。
1 1 . 工程 ( 3 ) で用いる該第 1 のアルコールが、 直鎖状ま たは分岐状の炭素数 1〜 1 2 のアルキル基を有するアルキル アルコール、 炭素数 5〜 1 2 のシク ロアルキル基を有する シ ク ロアルキルアルコール、 直鎖状または分岐状の炭素数 2〜 1 2 のアルケニル基を有するアルケニルアルコール、 及び無 置換又は置換された炭素数 6〜 1 9 のァ リ ール及び、 直鎖状 または分岐状の炭素数 1 ~ 1 4 のアルキルと炭素数 5〜 1 4 のシク ロアルキルよ り なる群か ら選ばれるアルキルか らなる 炭素数 ? 〜 2 0 のァ ラルキル基を有するァ ラルキルアルコ一 ルよ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種のアルコールであ る こ とを特徴とする前項 1 に記載の方法。
1 2 . 該アルキルアルコール、 該シク ロ アルキルアルコール、 該アルケニルアルコール、 及び該ァラルキルアルコールの 各々 が水よ り も沸点が高い こ と を特徴とする前項 1 1 に記載 の方法。
1 3 . 該アルキルアルコールが、 n —ブチルアルコール、 i s o — プチルアルコール及び直鎖状または分岐状の炭素数 5 〜 1 2 のアルキル基を有するアルキルアルコールよ り なる群 か ら選ばれる少なく と も 1 種を包含し、 該アルケニルアルコ 一ルが直鎖状または分岐状の炭素数 4〜 1 2 のアルケニル基 を有する こ とを特徴とする前項 1 2 に記載の方法。 1 4 . 式 ( 1 ) の R 3 と R 4及び式 ( 2 ) の R 9 と R 1 0力 各々独立に、 n —ブチル基、 i s 0 —ブチル基、 直鎖状また は分岐状の炭素数 5 〜 1 2 のアルキル基、 または直鎖状また は分岐状の炭素数 4〜 1 2 のアルケニル基を表すこ とを特徴 とする前項 4 に記載の方法。
1 5 . 工程 ( 1 ) において、 該有機金属化合物を、 単量体、 オ リ ゴマー、 ポ リ マ一及び会合体よ り なる群か ら選ばれる少 な く と も 1 種の形態で用 いる こ とを特徴とする前項 4又は 1
4 に記載の方法。
1 6 . 式 ( 1 ) の M 1及び式 ( 2 ) の M 2 と M 3がスズ原子 を表すこ と を特徴とする前項 4又は 1 4 に記載の方法。
1 7 . 工程 ( 3 ) の後に、 工程 ( 3 ) で回収された該少な く と も 1 種の有機金属化合物を工程 ( 1 ) ヘリ サイ クルするェ 程 ( 4 ) を更に包含し、 工程 ( 1 ) から工程 ( 4 ) までを 1 回以上繰 り 返して行なう こ とを特徴とする前項 1 から 1 6 の いずれかに記載の方法。
1 8 . 工程 ( 1 ) で用いる該有機金属化合物が、 有機スズォ キサイ ド とアルコールから製造される こ とを特徴とする前項 1 7 に記載の方法。 以下、 本発明を詳細に説明する。
上記のよ う に、 従来技術では下記式 ( 3 ) の平衡反応を利 用 している。
有機金属化合物
C02 + 2ROH , " RO ( CO ) OR + H20 ( 3 )
( Rは飽和炭化水素基や不飽和炭化水素基を表す)
即ち、 従来技術の方法は、 炭酸エステルと水か らなる生成物 系を含む平衡反応系 (上記式 ( 3 ) で表される) を含有する 反応液中に脱水剤を用いる方法や、 上記の平衡反応系を含有 する反応液をそのま ま冷却して、 固体脱水剤を充填塔に詰め た脱水工程に循環させて該平衡反応系の水を徐々 に除去して 触媒分解反応を抑制 しながら極微量生成する炭酸エステルを 反応液中に蓄積する方法である。
一方、 本発明の方法は、 このよ う な従来技術の方法と技 術発想を全く 異にする新規な方法である。
本発明の特徴は、 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属 化合物を、 触媒と してではなく 、 炭酸エステルの前駆体と し て大量に使用 し、 該有機金属化合物を二酸化炭素と付加反応 させて、 形成される付加物を熱分解させる こ と を含む反応経 路による反応によっ て炭酸エステルを合成し (工程 ( 1 ) ) 次に、 上記の反応で得られた反応混合物か ら炭酸エステルを 分離し (工程 ( 2 ) ) 、 得られた残留液をアルコールと反応 させる こ と によって、 金属一酸素一炭素結合を有する有機金 属化合物と水が形成され、 その水を蒸留等の方法によって容 易に除去し、 得られた該有機金属化合物を回収して (工程
( 3 ) ) 、 炭酸エステル形成のための上記反応に リ サイ クル して再利用する こ とにある。 本発明の方法の工程 ( 1 ) にお ける反応は、 下記式 ( 4 ) で表される。 本発明の方法の工程
( 3 ) における反応は、 下記式 ( 5 ) で表される。
( 4 )
熱分解 有機金厲化合物 + 有機金属化合物の
C 0 2
C O 2 付加物 炭酸エステル + 他の熱分解物
( 5 )
S ^こ 液 + 7ルコール ^^ 有機金厲化合物 +水
すなわち、 本発明の方法は、 金属一酸素一炭素結合を有す る有機金属化合物を炭酸エステルの前駆体と して主に使用 し 二酸化炭素との付加反応生成物を形成し、 それを熱分解させ て炭酸エステルを得た後に、 反応混合物か ら炭酸エステルを 分離し、 次いで、 残留液中の有機金属化合物変性物 (該熱分 解によ り形成されたもの) をアルコールと反応させて金属一 酸素一炭素結合を有する有機金属化合物を再生 した後に、 そ れを炭酸エステル形成反応工程に戻すといっ たプロセスを繰 り返 して炭酸エステルを製造する方法である。
本発明の方法の工程 ( 1 ) の終了後においては、 工程
( 1 ) に用いた金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合 物を含まない反応液となる場合もあ り 、 ある いは工程 ( 2 ) の終了後には、 工程 ( 1 ) に用いた金属一酸素一炭素結合を 有する有機金属化合物を含まない反応液となる場合もあるが、 工程 ( 3 ) の終了までに、 金属一酸素一炭素結合を有する有 機金属化合物が再生 (再合成) される。
本発明の方法によれば、 反応全体が平衡状態で支配される 従来技術の方法とは異な り 、 式 ( 3 ) で表される平衡反応を 効果的に分割できる ものであ り 、 これによつて、 逐次反応を 制御し、 生成する炭酸エステルと水を反応系か ら除去しなが ら効率よ く 炭酸エステルを得る こ とができる。 すなわち、 本 発明の方法の工程 ( 1 ) では、 水のない状態で反応を行なう こ とができ、 工程 ( 2 ) においては、 反応混合物から炭酸ェ ステルを分離する こ とによって、 炭酸エステルとそれ以外の 熱分解物との逆反応を抑止でき、 工程 ( 3 ) においては、 金 属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物を再生した後、 水を除去する こ と によって該有機金属化合物が回収できる。 更に、 各工程において冷却、 加熱、 撹拌、 加圧、 減圧など公 知の化学合成技術を適宜用いるによって、 操作条件の最適化 を容易に図る こ とができる。
本発明の方法の工程 ( 1 ) で用いる金属一酸素一炭素結合 を有する有機金属化合物の例と しては、 例えば、 アルコキシ キ基を有する有機金属化合物を挙げる こ とができる。 工程
( 1 ) で用いる該有機金属化合物は、 下記式 ( 1 ) で表され る有機金属化合物及び下記式 ( 2 ) で表される有機金属化合 物よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の化合物を包含す る こ とが好ま しい。
( 1 )
Figure imgf000025_0001
(式中 :
M 1 は、 ケィ 素を除く 周期律表第 4族と第 1 4族の元素 よ り なる群か ら選ばれる金属原子を表し ;
R 1及び R 2は各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 〜 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシク ロ アルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 のアルケニル 基、 無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール及び 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4 のアルキルと炭素数 5 〜 1 4 のシク ロアルキルよ り なる群か ら選ばれるアルキ ルか らなる炭素数 ? 〜 2 0 のァラルキル基、 又は無置換又 は置換された炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基を表し ;
R 3及び R 4は各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシク ロアルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 2 のアルケニル 基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール 及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4 のアルキルと 炭素数 5 〜 1 4 のシク ロアルキルよ りなる群か ら選ばれる アルキルからなる炭素数 7 〜 2 0 のァラルキル基を表し ; そして
a 及び b は各々 0 〜 2 の整数であ り 、 a + b = 0 〜 2 、 c 及び d は各々 0 〜 4 の整数であ り 、 a + b + c + d = 4 である。. )
( 2 )
Figure imgf000026_0001
(式中 :
M 2及び M 3は各々独立に、 ケィ 素を除く 周期律表第 4 族と第 1 4族の元素よ り なる群か ら選ばれる金厲原子を表 し ; R 5 、 R 6 、 R 7及び R 8は各々独立に、 直鎖状または分 岐状の炭素数 1 〜 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシ ク ロアルキル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 の アルケニル基、 無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4のアル キルと炭素数 5 〜 1 4のシク ロアルキルよ り なる群か ら選 ばれるアルキルからなる炭素数 7 〜 2 0 のァラルキル基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基を 表し ;
R 9及び R 1 Qは各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 〜 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシク ロアルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 のアルケニル 基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール 及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4のアルキルと 炭素数 5 〜 1 4のシク ロアルキルよ り なる群か ら選ばれる アルキルか らなる炭素数 ? 〜 2 0 のァ ラルキル基を表し ; そして
e + f = 0 〜 2 、 g + h = 0 〜 2 、 i 及び j は各々独立 に 1 〜 3 の整数であ り 、 e + f + i = 3 、 g + h + j = 3 である。 ) 本発明でいう 周期律表とは国際純正及び応用化学連合無機 化学命名法 ( 1.9 8 9年) で定め られた周期律表である。 これら有機金属化合物は単量体であっても、 オ リ ゴマー、 ポ リ マー、 または会合体であってもよい。
本発明に用い られる有機金属化合物おいて、 式 ( 1 ) の M 1及び式 ( 2 ) の M 2 、 M 3は、 ゲイ 素を除く 周期律表第 4 族と第 1 4族の元素よ り なる群から選ばれる金属原子であ り 、 中でも、 チタ ン、 スズ及びジルコニァが好ま しい。 アルコ一 ルへの溶解性やアルコールとの反応性を考慮すれば、 スズが よ り好ま しい。
本発明に用 い られる式 ( 1 ) の有機金属化合物の R 1 と R 2、 及び式 ( 2 ) の有機金属化合物の R 5 、 R 6 、 R 7 R 8 の例と しては、 メチル、 ェチル、 n _プロ ピル、 i s 0 — プ 口 ピル、 n — ブチル、 i s o —ブチリレ、 2 —ブテニル、 ペン チル、 へキシル、 シク ロ プロ ピル、 シク ロブチル、 シク ロべ ンチル、 シク ロペン夕ジェニル、 シク ロへキシル、 シク ロへ キセニル等の炭素数 1 か ら 1 2 の脂肪族炭化水素基や炭素数 5 か ら 1 2 の脂環式炭化水素基、 ベンジル、 フエニルェチル 等の炭素数 7 か ら 2 0 のァ ラルキル基、 フ エニル、 ト リ リレ、 ナフチル等の炭素数 6 か ら 2 0 のァ リ ール基が挙げられるが、 これらに限定されない。 好ま し く は、 低級アルキル基であ り 、 よ り好ま し く は炭素数 1 か ら 4 の直鎖状又は分岐状のアルキ ル基である。 以上に記した炭素数以上のものも使用する こ と ができるが、 流動性が悪く なつ た り 、 生産性を損なった り す る場合がある。 式 ( 1 ) の有機金属化合物の R 3 と R 4 、 及び式 ( 2 ) の有機金属化合物の R 9 と R 1 Q の例 と しては、 メチル、 ェチル、 n — プロ ピリレ、 i s o — プロ ピル、 n —ブ チル、 i s o —ブチル、 2 —ブテニル、 ペンチル、 へキシル、 シク ロプロ ピル、 シク ロブチリレ、 シク ロペンチル、 シク ロべ ン夕 ジェニル、 シク ロへキシル、 シク ロへキセニル、 メ トキ シェチル、 エ トキシメチル等の炭素数 1 か ら 1 2 の脂肪族炭 化水素基や炭素数 5 から 1 2 の脂環式炭化水素基、 ベンジル、 フエニルェチル等の炭素数 7 か ら 2 0 のァ ラルキル基が挙げ られる力 、 これらに限定されない。
式 ( 1 ) で示される有機金属化合物の例と しては、 テ ト ラ メ トキシスズ、 テ ト ラエ トキシスズ、 テ ト ラプロ ピルォキシ スズ、 テ ト ラブ トキシスズ、 テ 卜 ラペンチルォキシスズ、 テ ト ラへキシルォキシスズ、 テ ト ラ — 2 —ェチルー 1 一へキシ ルォキシスズ、 ジ― メ トキシ一 ジェ トキシスズ、 テ ト ラ メ ト キシチタ ン、 テ ト ラエ トキシチタ ン、 テ ト ラプロ ピルォキシ チタ ン、 テ ト ラ ーイ ソ ー プ口 ピルォキシ一チタ ン、 テ ト ラ 一 2 —ェチルー 1 一 へキシルォキシスズ、 ジメチルスズ―ジ一 メ トキシ ド、 ジメチルスズー ジ—エ トキシ ド、 ジメチルスズ ー メ トキシ ド ー ( 2 —ェチルー 1 一へキシルォキシ ド) 、 ジ メチルスズー ジ—プロポキシ ド、 ジメチルスズー ジ—ブ トキ シ ド、 ジメチルスズ― ジ一 ( 2 —ェチル— 1 — ブ トキシ ド) 、 ジメチルスズー ジ一ペンチルォキシ ド、 ジメチルスズ— ジ― へキシルォキシ ド、 ジメチルスズ— ジ― シク ロへキシルォキ シ ド、 ジメチルスズー ジ一 ( 2 —ェチルー 1 一へキシルォキ シ ド) 、 ジメチルスズージープロぺニルォキシ ド、 ジメチル スズージ一べンジルォキシ ド、 メチル, プチルスズージー メ トキシ ド、 メチル, プチルスズー ジーェ トキシ ド、 メチル, ブチルスズー メ トキシ ド ー ( 2 —ェチルー 1 一へキシルォキ シ ド) 、 メチル, ブチルスズー ジ— プロポキシ ド、 メチル, プチルスズージープ トキシ ド、 メチル, ブチルスズ―ジ一
、 ->
( 2 —ェチルー 1 ー ブ トキシ ド) 、 メチル, プチルスズ 一ペンチルォキシ ド、 メチル, ブチルスズー ジ一へキシルォ キシ ド、 メチル, ブチルスズ— ジー シク ロへキシルォキシ ド メチル, ブチルスズー ジ一 ( 2 —ェチルー 1 —へキシルォキ シ ド) 、 メチル, ブチルスズ— ジー プロぺニルォキシ ド、 メ チル, プチルスズー ジ一べンジルォキシ ド、 メチル, ( 2 — ェチルーへキシル) スズ— ジー メ トキシ ド、 メチル, ( 2 — ェチル—へキシル) スズー ジーェ トキシ ド、 メチル, ( 2 — ェチル—へキシル) スズー メ トキシ ドー ( 2 —ェチルー 1 — へキシルォキシ ド) 、 メチル, ( 2 —ェチルーへキシル) ス ズ一 ジープロポキシ ド、 メチル, ( 2 —ェチル一へキシル) スズー ジー プ トキシ ド、 メチル, ( 2 —ェチルーへキシル) スズ— ジー ( 2 —ェチル— 1 ー ブ トキシ ド) 、 メチル, ( 2 —ェチルーへキシル) スズー ジーペンチルォキシ ド、 メチル ( 2 —ェチルーへキシル) スズー ジ一へキシルォキシ ド、 メ チル, ( 2 —ェチルーへキシル) スズー ジ一 シク ロへキシル ォキシ ド、 メチル, ( 2 —ェチルーへキシル) スズ—ジー
( 2 —ェチル— 1 一へキシルォキシ ド) 、 メチル, ( 2 —ェ チルー へキシル) スズージープ口べ二ルォキシ ド、 メチル,
( 2 —ェチルー へキシル) スズ— ジ一べンジルォキシ ド、 ブ チル, ( 2 —ェチルーへキシル) スズ—ジー メ トキシ ド、 ブ チル, ( 2 —ェチルー へキシル) スズー ジーェ トキシ ド、 ブ チル, ( 2 —ェチルー へキシル) スズー メ トキシ ド — ( 2 — ェチル— 1 一 へキシルォキシ ド) 、 プチル, ( 2 —ェチル— へキシル) スズー ジープロポキシ ド、 ブチル, ( 2 —ェチル —へキシル) スズ— ジープ トキシ ド、 ブチル, ( 2 —ェチル —へキシル) スズー ジー ( 2 — ェチル— 1 — ブ トキシ ド) 、 ブチル, ( 2 —ェチルー へキシル) スズージ—ペンチルォキ シ ド、 プチル, ( 2 —ェチルーへキシル) スズ— ジ—へキシ ルォキシ ド、 ブチル, ( 2 —ェチルーへキシル) スズ— ジー シク ロへキシルォキシ ド、 ブチル, ( 2 —ェチルー へキシ ル) スズ一 ジー ( 2 —ェチルー 1 一へキシルォキシ ド) 、 ブ チル, ( 2 —ェチル—へキシル) スズ— ジー プロぺニルォキ シ ド、 プチル, ( 2 —ェチル—へキシル) スズ— ジ一べンジ ルォキシ ド、 ジー n —プチルスズ一 ジ一 メ トキシ ド、 ジー n ーブチルスズー ジーェ トキシ ド、 ジー n — ブチルスズーメ ト キシ ドー ( 2 —ェチル— 1 一へキシルォキシ ド) 、 ジ— n — ブチルスズー ジー プロポキシ ド、 ジ— n —ブチルスズー ジ一 ブ トキシ ド、 ジー n —ブチルスズ― ジ一 ( 2 —ェチル— 1 一 ブ トキシ ド) 、 ジ— n —ブチルスズー ジ—ペンチルォキシ ド、 ジー n — プチルスズージ一へキシルォキシ ド、 ジー n —プチ ルスズージー シク ロへキシルォキシ ド、 ジー n — ブチルスズ ー ジー ( 2 —ェチル _ 1 —へキシルォキシ ド) 、 ジー n —ブ チルスズー ジープロぺニルォキシ ド、 ジ— n — ブチルスズ— ジ—ベンジルォキシ ド、 ジー t 一プチルスズー ジーメ トキシ ド、 ジ一 t —ブチルスズー ジ—エ トキシ ド、 ジー t 一ブチル スズ— ジー プロポキシ ド、 ジー t 一 プチルスズージープ トキ シ ド、 ジ— t —ブチルスズー ジ一ペンチルォキシ ド、 ジ— t 一プチルスズ― ジ一 へキシルォキシ ド、 ジー t ーブチルスズ — ジ— シク ロへキシルォキシ ド、 ジ— t ー ブチルスズージ— プロぺニルォキシ ド、 ジー n —ブチルスズー ジ一ベンジルォ キシ ド、 ジー フエニルスズ— ジーメ トキシ ド、 ジ— フ エニル スズ—ジーエ トキシ ド、 ジ— フ エニルスズ— ジー プ口ポキシ ド、 ジ— フエニルスズ— ジープ トキシ ド、 ジ— n — フ エニル スズージ— ( 2 —ェチリレー 1 — ブ トキシ ド) 、 ジー フ エニル スズー ジーペンチルォキシ ド、 ジ— フ エニルスズー ジ一へキ シルォキシ ド、 ジ一 フ エニルスズ一 ジ一 ( 2 — ェチル— 1 一 へキシルォキシ ド) 、 ジー フエニルスズ— ジー シク ロへキシ ルォキシ ド、 ジー フ エニルスズ—ジー プロぺニルォキシ ド、 ジ— フエニルスズー ジ一ベンジルォキシ ド等が挙げられる。 式 ( 2 ) で示される有機金属化合物の例と しては、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラブチル一 1 , 3 — ジー メ 卜キシ一ジ一スタ ン ォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラプチルー 1— (メ トキ シ) 一 3 — ( 2 —ェチルー 1 一へキシルォキシ) 一 ジース夕 ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラブチル— 1 , 3 —ジー エ トキシー ジースタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラブ チルー 1 , 3 — ジー プ ト キシージ一スタ ンォキサン、 1 , 1 3 , 3 —テ ト ラブチリレー 1 , 3 — ジ一 ( 2 —ェチル一 1 ー ブ トキシ) ー ジースタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ 卜 ラブ チルー 1 , 3 — ジー プロポキシー ジ—スタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラ ブチル一 1 , 3 —ジーペンチルォキシ— ジースタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラ ブチル— 1 , 3 — ジ—へキシルォキシー ジ—スタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 3 —テ ト ラプチルー 1 , 3 —ジ一 ( 2 —ェチルー 1 —へキシ ルォキシ) —ジースタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラ ブチル— 1 , 3 —ジ— シク ロへキシルォキシー ジースタ ンォ キサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラブチルー 1 , 3 —ジ一ベン ジルォキシージ—スタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラ フエ二ルー 1 , 3 — ジ一 メ トキシー ジースタ ノ キサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラ フ エニル一 1 , 3 — ジ一エ トキシージー スタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラ フ エニル一 1 , 3 — ジ— ブ トキシー ジースタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラ フエニル一 1 , 3 — ジ一 ( 2 —ェチルー 1 一 ブ トキシ) ー ジ一スタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 , 3 —テ 卜 ラ フ エ二ルー 1 , 3 — ジー プ口ポキシ— ジースタ ンォキサン、 1 , 1 , 3 3 —テ ト ラ フェニル ジ—ペンチルォキシージース タ ンォキサン、 1 3 , 3 —テ 卜 ラ フ エ二リレー 1 , 3 ジ—へキシルォキシー ジースタ ンォキサン、 3 , 3 テ 卜 ラ フェニル 3 _ジ ( 2 _ェチル へキシ ルォキシ) — ジ—スタ ンォキサン、 1 , 3 , 3 —テ 卜 ラ フ エ二ルー 1 , 3 — ジ— シク ロへキシルォキシー ジ—スタ ン ォキサンのよ うなアルコキシジスタ ンォキサン、 ァラルキル ォキシジス夕 ンォキサン等が挙げられる。
これらの有機金属化合物は単独で用いてもよい し、 2 種類 以上併用 してもよい し、 他の有機金属化合物を加えてもよい これらの有機金属化合物は市販されている ものを使用 しても よ く 、 公知の方法 (例えば、 オラ ンダ国特許第 6 6 1 2 4 2 1 号) に記載の方法によっ て、 ジブチル酸化スズと炭素数 4 以上のアルコールと共沸溶媒とを反応させた後、 蒸留成分と して式 ( 1 ) で示される有機金属化合物を得て使用 してもよ い。 該方法によれば、 炭素数 4 よ り 小さ いアルコキシ基を有 する有機金属化合物を得るためには該方法は適用できず、 二 塩化ジブチルスズとナ ト リ ゥムアルコ ラー トか ら得る と記載 されている。 本発明者らが鋭意検討した結果、 日本国特許特 願 2 0 0 1 - 3 9 6 5 3 7 号又は日本国特願 2 0 0 1 — 3 9 6 5 4 5 号に記載の方法によって、 金属酸化物とアルコール か ら合成された式 ( 1 ) で示される有機金属化合物や式 ( 2 ) で示される有機金属化合物を使用 してもよい。 本方法 によれば炭素数 3 以下の、 例えばメ トキシ基を有する有機金 属化合物を得る こ とができる。 例えば、 メ トキシ基を有する 有機金属化合物を得るには、 ジブチル酸化スズとメ タ ノール とへキサンか ら得る こ とができる。 この場合、 メタ ノ ール一 へキサンが最低共沸となる こ とが知 られているが、 驚く べき こ とに有機金属化合物を得 られる こ とを見いだすにいた り 、 水よ り も沸点の低いアルコールか ら も有機金属化合物を得る 方法を開発するにいたっ た。 水よ り も沸点の低いアルコール とジブチル酸化スズか ら得られる有機金属化合物は式 ( 2 ) で表される成分が主となる場合が多いが、 式 ( 1 ) で示され る有機金属化合物を多量に得たい場合は、 得られた反応物を 蒸留する こ とによって、 蒸留成分と して式 ( 1 ) で示される 有機金属化合物を得る こ と もできる。
本発明の方法の工程 ( 3 ) で用いる脱水方法と しては、 一 般的に用 い られる公知の脱水方法を任意に用いる こ とができ る。 M o l e c u l a r s i e v e s のよ う な固体脱水剤 によって除去してもよ く 、 蒸留や膜分離によって除去しても よいが、 短時間で大量に有機金属化合物を得よ う とすれば、 蒸留によって脱水する方法が好ま しい。 蒸留方法は、 公知の 方法が使用できる。 例えば常圧による蒸留方法、 減圧蒸留、 加圧蒸留、 薄膜蒸留、 抽出蒸留方法が使用できる。 蒸留は、 温度がマイ ナス 2 0 °Cか ら工程 ( 3 ) で用いる第 1 のアルコ ールの沸点の間で実施でき、 好ま し く は 5 0 °Cから第 1 のァ ルコールの沸点の間である。 この際、 他の成分を加えてもよ い
本発明の工程 ( 1 ) の実施の際には、 第 2 のアルコールを 用 いても、 用いなく てもよい。 第 2 のアルコールの使用 目 的 については後述する。 第 2 のアルコールを用いる場合は、 式 ( 1 ) の有機金属化合物及式 ( 2 ) の有機金属化合物の少な く と も 1 種を合成する際にアルコールを使用 し、 発生する水 を蒸留によって除去する と共に、 アルコールを一部残して蒸 留を停止する と、 残ったアルコールを第 2 のアルコールの少 なく と も一部と して利用できるので、 第 2 のアルコールを使 用 して本発明の工程 ( 1 ) を実施する際にアルコールの添加 が不要になる場合がある。
本発明の方法においては、 工程 ( 3 ) で第 1 のアルコール を使用するほか、 所望によ り工程 ( 1 ) で第 2 のアルコール が使用でき、 また、 所望によ り 工程 ( 2 ) で第 3 のアルコー ルが使用できる。 これらの第 1 のアルコール、 第 2 のアルコ —ル、 第 3 のアルコールと しては、 同 じアルコールを使用 し てもよレ し、 異なるアルコールを使用 してもよい。 これら の アルコールの例と しては、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 2 のアルキル基を有するアルキルアルコール、 炭素数 5 〜 1 2 のシク 口 アルキル基を有する シク ロ アルキルアルコール . 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 のアルケニル基を有す る アルケニルアルコール、 及び無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4 のアルキルと炭素数 5 〜 1 4 のシク ロ アルキルよ り なる 群か ら選ばれるアルキルか らなる炭素数 Ί 〜 2 0 のァラルキ ル基を有するァ ラルキルアルコールなどが挙げられる。 これ らのアルコールの具体例と しては、 メタ ノ ール、 エタ ノール、 プロノ\°ノ 一リレ、 2 — プロパノ ール、 n — ブタ ノ ール、 2 —ブ タ ノ 一ル、 2 —ェチル一 1 ーブタ ノ 一ル、 t ー ブ夕 ノール、 ペン夕 ノ ール、 へキサノ ール、 2 —ェチルー 1 —へキサノ 一 ル、 へキセノ ール、 シク ロプロパノ ール、 シク ロ ブ夕 ノ ール、 シク ロペン夕 ノ ール、 シク ロへキサノール、 シク ロへキセノ —ル等の炭素数 1 か ら 1 2 の脂肪族アルコールや炭素数 5 か ら 1 2 の脂環式アルコール、 ベンジルアルコール、 フエネチ ルアルコール等のァラルキルァリレコールが挙げられる。 多価 ァリレコールも使用できる。 多価アルコールの例と しては、 ェ チレングリ コール、 1 , 3 —プロ ノ ンジオール、 1 , 2 — プ ロ ノヽ°ンジオール、 シク ロへキサンジォーリレ、 シク ロペンタ ン ジオール等の炭素数 1 か ら 1 2 の脂肪族多価アルコールや炭 素数 5 か ら 1 2 の脂環式多価アルコール等、 ベンゼンジメ 夕 ノ ール等のァ ラルキルアルコール等が挙げられる。
これらのァ.ルコールの中で、 メ タ ノール、 エタ ノーリレ、 プ ロ ノ、。ノ ール、 2 —プロ ノ \°ノ ール、 ブ夕 ノ ーリレ、 2 —ブ夕 ノ ー ル、 2 —ェチルー 1 ーブタ ノ一ル、 ペン夕 ノ ール、 へキサノ —ル、 2 —ェチル一 1 —へキサノ ール、 シク ロへキサノ ール、 へキセノ ール等の炭素数 1 か ら 8 の 1 級または 2級一価アル コール、 ベンジルアルコール等の炭素数 7 か 8 の 1 級又は 2 級のァラルキルアルコールが好ま しい。
式 ( 1 ) の有機金属化合物および式 ( 2 ) の有機金属化合 物の分析方法は 119 S n — N M Rによる方法が知られている (例えば、 米国特許第 5 , 5 4 5 , 6 0 0 号) 。 ただし、 式 ( 1 ) の有機金属化合物に相当する構造の '' 9S n — N M R のシフ ト値は、 サンプル中での式 ( 1 ) の有機金属化合物の 濃度やアルコールの存在などによって大き く 変化するので 1 H— N M R、 1 3 C — N M Rを併用 して決定するのが好ま し い。 例と して 2 —ェチルー 1 一へキサノールとジブチル酸化 スズを使用 して合成した有機金属化合物の式 ( 1 ) の有機金 属化合物の構造に相当する ' 19 S n — N M Rのシフ ト値を表 1 に示した。
表 1
2 —ェチルー 1 —へキシルォキシ基を有する式 ( 1 ) の 有機金属化合物の液中濃度と 119S n 一 N M Rシフ ト値
1 1 9 S n - N M R
データ
w t % (5 p p m
4 8 . 0 6 4. 2
2 0 . 5 1 9 - 1
1 1 . 2 一 6 . 6
3 . 4 2 . 7 注
シ フ ト値 ( (5 ) はテ ト ラ メ チルスズ ( S n M e 4 ) に対する値 濃度は重ク ロ 口 ホルム ( C D C 1 3 ) 中の重量濃度 (w t % )
工程 ( 1 ) において、 他の成分が共存 していてもよい。 有 効に用い られる他の成分と しては、 反応系内で脱水剤と して 機能する成分が挙げられる。 添加する こ と によって、 工程 ( 1 ) の反応系を非水系の状態に保てるか らである。 脱水剤 と して、 公知の有機脱水剤を使用する こ とができる。 脱水剤 の例と しては、 ァセタール化合物、 オル ト酢酸 ト リ メチル等 のオル トエステル等が举げられる の他、 ジシク ロへキシ ルカルポジイ ミ ドのよう な有機脱水剤も使用できる。 脱水剤 成分と して、 M o l e c u l a r s i e v e s 等の固体脱 水剤を使用 してもよい。 固体脱水剤を用いる場合には、 工程 ( 3 ) を実施する前に固体脱水剤を除去する こ とが好ま しい。 工程 ( 1 ) では、 第 2 のアルコールの使用は任意である。 第 2 のアルコールを使用する場合には、 得られる炭酸エステ ルの純度を高 く するために、 有機金属化合物のアルコキシ ド ゃァ ラルキルォキシ ド と同種の有機基を有する第 2 のアルコ ールの場合、 第 2 のアルコールの量は有機金属化合物の量に 対して、 化学量論量で 1 以上 1 0 0 0 0 0 以下が好ま しいが、 有機金属化合物とは異なる有機基を有するアルコールを使用 する場合や、 有機金属化合物が式 ( 2 ) のものみである場合 には、 第 2 のアルコールの量は有機金属化合物の量に対して、 化学量論量で 2倍以上 1 0' 0 0倍以下が好ま し く 、 よ り 好ま し く は 1 0倍以上 1 0 0 0倍以下の範囲である。 有機金属化 合物とは異なる有機基を有する第 2 のアルコールを使用する と、 非対称炭酸エステルが得 られる。 なお、 後述するよ う に、 第 2 のアルコールを使用する と炭酸エステルの収率が向上す るが、 その効果は、 有機金属化合物が式 ( 2 ) のものである 場合に特に顕著である。 有機金属化合物が式 ( 2 ) のものみ である場合の第 2 のアルコールの上記の好ま しい量は、 その 観点か ら設定されている。
工程 ( 4 ) に引き続き、 工程 ( 1 ) を行なう場合には、 上 記範囲 となるよ う に第 2 のアルコールを添加 してもよ く 、 場 合によってはアルコールを除去して実施してもよい。
以下、 各工程について詳し く 説明する。
本発明の方法で行なう工程 ( 1 ) は、 金属—酸素一炭素結 合を有する有機金属化合物の二酸化炭素付加体を生成させて、 該付加体を分解して炭酸エステルを得る こ とを主反応とする 工程である。 即ち、 工程 ( 1 ) の反応が進行する反応経路は、 二酸化炭素が有機金属化合物に付加結合して付加物を形成し、 該付加物が熱分解する ものである。 本発明の方法の工程
( 1 ) では、 従来の技術とは異な り 、 金属一酸素一炭素結合 を有する有機金属化合物を低い化学量論量の二酸化炭素と反 応させる こ とを特徴とする。 従来の方法では、 少量の金属触 媒と高圧の二酸化炭素とを反応させていた。 例えば、 メ 夕 ノ ールと二酸化炭素をジブチルスズジメ トキシ ドの存在下で反 応させた例 ( P o l y h e d r o n , 1 9 , p 5 7 3 - 5 7 6 ( 2 0 0 0 ) ) では、 1 8 0 °Cで数 mm o l のジブチル スズジメ ト キシ ドに対して約 3 0 M P a の二酸化炭素反応条 件で反応させている。 該条件での二酸化炭素の正確な数値は 記載されていないが、 メ タ ノ ールの分圧を差 し引いたと して も、 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物に対して 1 0 0倍以上の化学量論比で二酸化炭素を反応させている。 こ のような条件で強引に平衡をずらすこ とによって炭酸エス テルの収量は触媒に対 して多く 得る こ とができているが、 共 に生成する水が遊離水と して発生する。 よっ て、 この.遊離水 による触媒の加水分解が重大な問題とな り 、 系内での脱水方 法を構築する必要があっ た。 このよ う な条件においては、 ジ プチルスズジメ トキシ ドの加水分解構造であるジプチルスズ オキサイ ドが反応で生成し、 更に、 該ジブチルスズォキサイ ドは室温では溶媒に溶解しえないにも関わ らず、 上記反応条 件においては透明溶液でジブチルスズオキサイ ドが存在して いる と記されている。 本発明においては、 工程 ( 1 ) 終了後 の反応液を室温まで冷却 しても、 多く の場合液状であるので、 上記した大量の二酸化炭素と反応させた既存技術とは異なつ た反応状態である と いえる。 高濃度で二酸化炭素を用いた場 合は、 必然的に高圧反応とな り 、 リ アク ターか ら の反応液の 取り 出 しの際に、 多 く の二酸化炭素をパージしなければ炭酸 エステルを分離する こ とができず、 二酸化炭素の無駄、 およ びパージ後再利用するのであれば、 再加圧しなければな らな いといったエネルギーの無駄が発生する問題があった。 別の 観点では、 高濃度の二酸化炭素を用 いれば、 二酸化炭素ガス 層の密度が上昇し、 溶媒や触媒、 生成した炭酸エステルをも 溶解して均一層を形成する こ とが知 られている。 更に冷却す れば液体炭酸となっ て液状であるか ら、 このよ うな観点か ら も生成した炭酸エステルを反応液か ら容易に分離する こ とは 極めて困難である といっ た課題があっ た。
本発明の方法の工程 ( 1 ) では、 二酸化炭素を、 金属一酸 素一炭素結合を有する有機金厲化合物に対して化学量論比で 1 か ら 5 0 の範囲で反応させる こ とが好ま しい。 更に好ま し く は 1 か ら 2 0 の範囲である。 二酸化炭素の量が多く なれば, 高圧反応とな り 、 耐圧性の高い リ アクター構造が必要であ り 、 また工程 ( 1 ) 終了後に二酸化炭素をパージする際に多く の 二酸化炭素を ロスするために、 1 か ら 1 0 の範囲が更に好ま しい。 言い換えれば、 工程 ( 1 ) における有機金属化合物の 使用量が、 二酸化炭素に対する化学量論量の 1 Z 5 0 〜 1 倍 の範囲である こ とが好ま し く 、 1 Z 2 0 〜 1 倍の範囲である こ とがよ り 好ま し く 、 1 1 0 〜 1 倍の範囲である こ とが更 に好ま しい。 本発明では、 金属一酸素一炭素結合を有する有 機金属化合物の二酸化炭素付加体は、 該有機金属化合物を二 酸化炭素に接触させれば容易に得る こ とができる。 室温 ( 2 0 °C ) では、 常圧の二酸化炭素気流を接触させる こ とで発熱 的に二酸化炭素付加体が生成し、 ほぼ 1 0 0 %二酸化炭素付 加体を得る こ とができる。 反応温度の上昇に伴っ て、 該ニ酸 化炭素付加体の生成量は減少するが、 この際には接触させる 二酸化炭素を高圧で接触させればよい。 高圧で二酸化炭素を 接触して工程 ( 1 ) を行なっ た場合、 該二酸化炭素付加体の 生成量の定量は困難であるが、 炭酸エステルの生成速度、 生 成量によっ て所望の圧力で実施する こ とが好ま しい。 この圧 力範囲は常圧か ら 2 0 0 M P a の範囲である。 工程 ( 1 ) で の反応で得る炭酸エステル生成量は、 金属一酸素—炭素結合 を有する有機金属化合物に対して化学量論比で 1 0 0 %以下 である範囲で実施する こ とが好ま しい。 更に好ま し く は 5 0 %以下の範囲である。 本発明の方法で使用する金属一酸素 一炭素結合を有する有機金属化合物は、 得られる炭酸エステ ルよ り も加水分解性が高く 、 該有機金属化合物に対して 1 0 0 %以下、 好ま し く は 5 0 %以下の化学量論比で炭酸エステ ルを得れば、 炭酸エステルを加水分解するよ う な水は反応液 中に発生しないか らである。 従来技術では、 該化学量論比が 1 0 0 % を超えるよ う に反応させたために、 遊離水が著し く 問題となって系内に有機金属化合物よ り も加水分解性の高い 脱水剤や、 吸着力の強い固体脱水剤を添加するか、 その存在 下で反応させていた。 そのために複雑な工程や高価な脱水剤 を使用 しなければな らず、 工業的な製造法と して採用 されな かっ た。 本発明の工程 ( 1 ) での主反応である分解反応は、 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物の二酸化炭素 付加体の熱分解によって炭酸エステルを得る分解反応である , 熱分解温度は 2 0 °Cから 3 0 0 °Cの範囲で実施できる。 本発 明の方法の工程 ( 1 ) では、 上記分解と共にアルコール交換 反応、 エステル交換反応を実施してよい。 即ち、 第 2 のアル コールを工程 ( 1 ) で用いれば、 金属一酸素一炭素結合を有 する有機金属化合物の酸素一炭素結合部分とアルコール交換 が起 こ り 、 添加したアルコールに対応する炭酸エステルを得 る こ とができる。 また、 炭酸エステルが生成した後に第 2 の アルコールを添加 してエステル交換反応で第 2 のアルコール に対応する炭酸エステルを得てもよい。
以下、 更に詳細に工程 ( 1 ) について説明する。
本発明者 ら の研究結果による と、 工程 ( 1 ) では、 有機金 属化合物と二酸化炭素か ら炭酸エステルが得られる。 従って , 第 2 のアルコールの使用は任意である。 しかし、 第 2 のアル コールを加えた方が、 高い収率で炭酸エステルを得る観点か ら好ま しい。 これは工程 ( 1 ) で行なう 反応の逆反応が存在 するためであって、 第 2 のアルコールを加える こ と によって、 炭酸エステル以外の熱分解生成物と第 2 のアルコールとの間 に新たな平衡反応が生じて、 炭酸エステルの収率が高 く なる 場合があるか らである。 炭酸エステルの収率向上のために第 2 のアルコールを加える こ とは、 有機金属化合物の主成分が 式 ( 2 ) で示される有機金属化合物である場合に特に有効で ある。 有機金属化合物の主成分が式 ( 1 ) で示される もので ある場合は、 工程 ( 1 ) での熱分解反応の平衡が生成物系に 偏 り 、 炭酸エステルの収率がかな り 高いので、 更なる向上が 得られない場合がある。 第 2 のアルコールに水分が大量に含 まれる と、 得られる炭酸エステルの収量を悪化させるため、 反応液中に加える第 2 のアルコール中に含まれる水分が、 有 機金属化合物の量に対して、 化学量論量比で、 好ま し く は 0 . 1 以下、 よ り好ま し く は 0 . 0 1 以下にする こ とが好ま しい。 工程 ( 1 ) で式 ( 1 ) の有機金属化合物を使用 して行なう 反 応においては、 式 ( 1 ) の有機金厲化合物と二酸化炭素の付 加物か ら熱分解して炭酸エステルが生成するわけであるが、 式 ( 1 ) の有機金属化合物の 2量体か ら炭酸エステルが生成 する こ とは公知である ( E C〇 I N D U S T R Y , v o l . 6 , N o . 6 , 1 1 - 1 8 ( 2 0 0 1 ) ) 。 公知技術では、 該 2量体か ら 2分子の炭酸エステルが生成してジブチル酸化 スズを生成させていた。 本発明者らが鋭意検討した結果、 驚 く べきこ とに、 式 ( 1 ) の有機金属化合物の二量体と二酸化 炭素の付加物からは、 1 分子の炭酸エステルが素早く 熱分解 脱離され、 式 ( 2 ) の有機金属化合物および/またはその二 酸化炭素付加物を主に得る こ とができる こ と を見いだした。 この際にアルコールの添加は必要ない。 こ う して炭酸エステ ルと式 ( 2 ) の有機金属化合物および Zまたはその二酸化炭 素付加物が得 られた後、 直 ぐに工程 ( 2 ) を行なってもよい し、 得られた式 ( 2 ) の有機金属化合物および Zまたはその 二酸化炭素付加物か ら更に炭酸エステルを得た後に工程 ( 2 ) を行なっ てもかまわない。 工程 ( 1 ) で使用する有機金属化 合物は、 好ま し く は、 式 ( 1 ) の有機金属化合物および式
( 2 ) の有機金属化合物よ り なる群か ら選ばれる少なく と も 1 種類であるが、 工程 ( 1 ) で使用する有機金属化合物の少 な く とも一部が式 ( 1 ) の有機金属化合物である こ とが好ま しい。 更に好ま し く は、 工程 ( 1 ) で使用する有機金厲化合 物が、 式 ( 1 ) の有機金属化合物を金属原子に換算して 5 モ ル%以上含む場合である。 工程 ( 1 ) で添加する成分と して、 溶媒を用 いてもよい。 本発明で使用する有機金属化合物は多く の場合液体であるが、 一部固体状の有機金属化合物もある。 または、 有機金属化合 物がジプチルスズジメ トキシ ドを用いた場合など、 有機金属 化合物が工程 ( 1 ) において、 二酸化炭素付加体となった場 合に固体状となる場合もある。 固体状となっ た場合であって も工程 ( 1 ) で炭酸エステルを生成する こ とができる力^ 連 続して炭酸エステルを製造する場合には、 流動性が重要な場 合がある。 または二酸化炭素との反応速度を向上させるため に液状とする こ とが好ま しい場合もある。 このよ う な場合に、 溶媒を添加して工程 ( 1 ) を実施してよい。 用いる溶媒は製 造する炭酸エステルの有機基に対応する アルコールであっ て よい。 また他の不活性溶媒であってもよ い。 不活性溶媒の例 と して、 炭化水素類やエーテル類があげられる。 このような 例と してペンタ ン、 へキサン、 シク ロへキサン、 ヘプタ ン、 オク タ ン、 デカ ンなどの炭素数 5 か ら炭素数 2 0 の飽和炭化 水素、 ベンゼン、 トルエン、 キシレン、 ェチルベンゼンなど の炭素数 1 か ら炭素数 1 4 の飽和アルキル基や炭素数 5 か ら 炭素数 1 4 の環状アルキル基を有してよ い炭素数 6 〜 2 0 の 芳香族炭化水素、 ジプロ ピルエーテル、 ジブチルエーテル、 ジへキシルエーテルなどの炭素数 6 か ら炭素数 2 0 の飽和ァ ルキルエーテル、 テ ト ラ ヒ ドロ フ ラ ン、 ジォキサンなどの炭 素数 4か ら炭素数 2 0 の環状アルキルエーテル、 ァニソール、 ェチルフエニルエーテル、 ィ ソプロ ピルフ エニルエーテル、 ベンジルメチルエーテル、 4 ー メチルァニソールなどの炭素 数 0 から 8 までの置換基を有する フ エニル基と炭素数 1 か ら 1 4 のアルキル基または炭素数 5 か ら 1 4 のシク ロアルキル 基か らなる炭素数 7 か ら 2 8 のフ エニルエーテル類が使用で きる。
工程 ( 1 ) の反応温度は、 通常、 室温 ( 2 0 °C ) か ら 3 0 0 °Cであ り 、 反応をはやく 完結させる場合には、 好ま し く は 8 0 カゝ ら 2 0 0 °Cで、 1 0 分か ら 5 0 0 時間の範囲でおこな う。 金属化合物の金属原子と してスズを使用する場合、 工程 ( 1 )を行った後の反応液に含まれるスズ成分の ' l 9 S n — N M R分析において、 反応前のスズ (図 4 ) と反応後のスズ
(図 5 ) の状態は大き く 異なっ ていて、 有機金属化合物が炭 酸エステルの前駆体と して機能している こ とがわかる。 図 5 では、 反応前にみられた有機金属化合物のう ち、 式 ( 1 ) で 示される有機金属化合物が消費され、 式 ( 2 ) で示される有 機金属化合物と、 同定はされていないが、 その二酸化炭素付 加体ら しき ピークが観測された。
工程 ( 1 ) の反応を高温 (例えば 2 0 0 °C以上) で実施し た場合、 1 1 9 S n — N M R分析において、 テ ト ラ メチルスズ 基準で 1 0 0 p p m近辺に生成する成分が検出 される場合が あるが、 この成分の生成が少ない条件あるいは抑制する添加 剤の存在下で実施する こ とが繰 り 返し反応においては好ま し い
二酸化炭素は、 工程 ( 1 ) で使用 される有機金属化合物に 対して、 室温 ( 2 0 °C ) であれば、 化学量論量で充分である( 室温 ( 2 0 °C ) を越える温度で反応させる場合には、 有機金 属化合物への二酸化炭素の付加反応が起こ り に く く な り 、 炭 酸エステルの生成が著し く 遅く なる場合がある。 工程 ( 1 ) の反応圧力は、 常圧か ら 2 0 0 M P a 、 好ま し く は常圧から 1 0 O M P a と し、 必要によ り 、 二酸化炭素を充填しながら、 または一部抜き出 して反応をお こなう 。 二酸化炭素の充填は 断続的に充填しても、 連続的に充填してもよい。
反応液を分析し、 所望の炭酸エステルが得られていればェ 程 ( 1 ) を終了する。 例えば、 有機金属化合物の量に対して 化学量論比で 5 %以上の炭酸エステルが得 られれば、 常圧に 戻して反応液を取 り 出 してもよい し、 反応液を リ アク ターか ら直接抜き出 してもよい。 例えば、 工程 ( 1 ) 、 工程 ( 2 ) 、 工程 ( 3 ) を別の リ アク ターで実施する場合、 工程 ( 3 ) 終 了液を工程 ( 1 ) の リ アク タ一へ注入 し、 工程 ( 1 ) の リ ア ク タ一か ら工程 ( 2 ) の リ アク ターへ、 工程 ( 2 ) の リ アク ターか ら工程 ( 3 ) の リ アク ターへ連続して液を循環させる 方法を行なってもよい。 反応液を循環させる方法は、 二酸化 炭素を充填した工程 ( 1 ) の リ アク ターか らの二酸化炭素パ 一ジ量を少なく する こ とができるので好ま しい形態である。 各工程終了後の反応液は強制冷却して もよい し、 自然冷却し てもよい し、 加熱してもよい。 また、 後述するよ う に、 場合 によっては、 炭酸エステル合成反応である工程 ( 1 ) ' と炭酸 エステル分離工程である工程 ( 2 ) を同時に行なう こ と もで さる。
本発明の方法の工程 ( 2 ) は、 工程 ( 1 ) で得 られた反応 液混合物か ら炭酸エステルを分離する工程である。 先に述べ たよ う に、 式 ( 3 ) で示した反応による従来の方法による二 酸化炭素とアルコールか ら の炭酸エステルの製造の際には、 炭酸エステルと共に水の発生が起こ り 、 従来の方法では水を 吸着剤あるいは脱水剤と接触させる こと によって反応系か ら 除去し、 平衡反応を生成物側へずらすものであった。 該平衡 は炭酸エステルを反応系外へ除去し続けても生成物側へ平衡 をずら し、 炭酸エステルの生成量を多く する こ とができるは ずである。 しかし、 従来の方法では炭酸エステルを除けば、 反応系内に水が蓄積し、 周知のよ う に水が蓄積すれば触媒が 加水分解して触媒性能を失って しまい、 加水分解した触媒は 溶媒への溶解性が極めて低いために、 循環脱水の際の吸着塔 を詰ま らせて しま う などの問題があるか らである。 また、 触 媒が水との反応で失活して しまえば、 その再.生方法が知 られ ていなかっ たた。 こ のよ う な理由で、 従来の方法では炭酸ェ ステルを効率よ く 分離する こ とはできなかった。
本発明の方法の工程 ( 2 ) は、 公知の炭酸エステルの分 方法が適用でき、 一般に行なわれる溶媒抽出方法や蒸留や膜 分離などの方法によって行なう こ とができる。 抽出溶媒は、 炭酸エステルと反応 しない溶媒、 例えば、 へキサン、 シク ロ へキサン等の脂肪族、 ク ロ 口ホルム、 ジク ロ ロ メ タ ン、 ト リ ク ロ ロ メチレン等のハロゲン化炭化水素、 ベンゼン、 トルェ ン、 ク ロ 口ベンゼン等の芳香族、 エーテル、 ァニソ一ル等の エーテルが好ま し く 使用できる。
工程 ( 1 ) において、 第 2 のアルコールと して炭素数 4 以 下のアルコールを用 いた場合や、 第 2 のアルコールを使用 し ないで工程 ( 1 ) を行ない、 かつ、 使用する有機金属化合物 の有機基が炭素数 4 以下である場合は、 工程 ( 1 ) で得られ た反応液か ら直接、 蒸留によって炭酸エステルを分離する こ とができる。 好ま し く は、 生成する炭酸エステルの沸点が 1 0 0 °C以下の、 例えば、 炭酸ジメチルゃ炭酸ジェチルの場合 である。 蒸留方法は、 公知の方法が使用できる。 このよ う な 方法と して、 一般に知 られている常圧による蒸留方法、 減圧 蒸留、 加圧蒸留、 薄膜蒸留方法が使用できる。 蒸留は、 温度 がマイナス 2 0 °Cか ら 2 0 0 °Cの間で実施でき、 好ま し く は. マイ ナス 2 0 °Cか ら 1 5 0 °Cの間である。 この際、 他の溶媒 を加えて蒸留 した り 、 抽出蒸留してもよい。
工程 ( 2 ) においては、 所望によ り 、 第 3 のアルコールを 用 いる こ とができる。 第 3 のアルコールを加える こ とによ り , 工程 ( 1 ) で得た炭酸エステルと第 3 のアルコールの間でェ ステル交換させて、 工程 ( 1 ) で得 られた炭酸-エステルとは 異なった炭素数を有する炭酸エステルとする こ とによ り 、 炭 酸エステルの分離を容易にする こ とができる。 この方法は、 工程 ( 1 ) で第 2 のアルコールを加えないで反応させ、 工程
( 1 ) で得た炭酸エステルが炭素数 9 以上の場合であって、 工程 ( 2 ) で分離する炭酸エステルが炭素数 7 以下の際に好 ま し く 使用できる。 更に好ま しいのは、 工程 ( 2 ) で分離す る炭酸エステルが炭酸ジメチルの場合である。 加える第 3 の アルコールの量は、 工程 ( 1 ) で使用する有機金属化合物に 対して化学量論量で等量以上 1 0 0 0 倍以下の範囲で実施で きる。 エステル交換反応温度は室温 (約 2 0 °C ) か ら 2 0 0 °Cの範囲が好ま しい。 エステル交換反応の速度や、 高温で の炭酸エステルの分解反応を考えれば、 5 0 °Cか ら 1 5 0 °C の範囲が更に好ま しい。 この際、 公知のエステル交換触媒を 加えてもよい。 エステル交換と炭酸エステルの分離はバッチ 式に行なってもよいし、 同時に行なってもよい。 エステル交 換した後の炭酸エステルの分離は、 前記した分離方法 (溶媒 抽出、 蒸留、 膜分離など) が使用できる。 もっ と も好ま しい 方法は、 エステル交換と分離を同時にお こなう 反応蒸留であ る。
炭酸エステルの分離前に、 未反応の有機金属化合物及び、 有機金厲化合物の熱分解物を除去した後に抽出や蒸留を行つ てもよい。 水又は水を含んだ溶媒を反応液に加え、 白色ス ラ リ ーと した後に固形分を濾過分離し、 その濾液を使用すれば、 沸点が 1 0 0 °Cを越える炭酸エステルも高い回収率で蒸留分 離する こ とができる。 水はいかなる水であってもよいが、 好 ま し く は蒸留水及び脱イ オン水である。
工程 ( 2 ) において、 水を加える場合の水の量は、 工程 ( 1 ) で使用 した有機金属化合物に対して化学量論量で 1 か ら 1 0 0 の範囲である。 金属化合物を反応液か ら相分離ざせ るための水は、 工程 ( 1 ) で使用 した有機金属化合物に対し て化学量論量で 1 あれば十分である。 しかし、 工程 ( 1 ) で 生成した炭酸エステルが疎水性であるため、 工程 ( 1 ) で使 用 した有機金属化合物に対して化学量論量の数倍以上の水を 加える こ とは、 炭酸エステルを も相分離させて分離する こ と ができるので、 好ま しい方法である。
工程 ( 2 ) において、 水を加える場合の水の温度は、 添加 する水が反応液中で固化しないよ う な温度、 例えば、 マイ ナ ス 2 0 °Cか ら 1 0 0 °C、 好ま し く は 0 か ら 1 0 0 °Cの範囲 である。 更に好ま し く は 1 0 か ら 8 0 に温度を調節しても よい。 炭酸エステルの加水分解が起きるのを防止する観点か らは、 1 0 から 5 O t:がよ り好ま しい。 水のみを用いてもよ いが、 水と溶媒を用いる場合は、 炭酸エステルと反応しない 溶媒を用いる こ とが好ま しい。 工程 ( 1 ) で第 2 のアルコー ルを使用 した場合には、 使用 した第 2 のアルコールと同 じァ ルコールに水を溶解して使用する と、 溶媒の分離が容易にな る。 工程 ( 2 ) で第 3 のアルコールを加えてエステル交換 し た場合には、 エステル交換後に、 反応液中にあるアルコール と同 じアルコールに水を溶解して使用する こ とが好ましい。 蒸留方法は、 一般に知 られている常圧による蒸留方法、 減 圧蒸留、 加圧蒸留、 薄膜蒸留方法が使用できる。 蒸留は、 温 度がマイ ナス 2 0 か ら炭酸エステル及び 又はアルコール の沸点の間で実施でき、 好ま し く は 5 0 °Cか ら炭酸エステル 及びノ又はアルコールの沸点の間である。 この際、 他の溶媒 を加えて蒸留した り 、 抽出蒸留してもよい。
工程 ( 1 ) 終了後の反応液に、 水及び/又は抽出溶媒を加 えた後に、 分液して油層部分の炭酸エステルを分離してもよ い。
本発明の方法による と、 対称の炭酸エステルだけでなく 、 非対称の炭酸エステルを も製造する こ とができる。 従来、 対 称炭酸エステルを製造した後に別途エステル交換を行っ て非 対称炭酸エステルを得る方法が提案されていたが、 本発明で は、 非対称炭酸エステルを直接に製造できる方法であ り 、 ェ ネルギ一コス トおよび設備建設コス ト上、 好ま しい製造方法 である。 非対称の炭酸エステルは以下のよ う に して製造でき る。 有機金属化合物がアルコキシ基含有有機金属化合物であ る場合を例にとる。 工程 ( 1 ) と工程 ( 2 ) のいずれにおい てもアルコール (第 2 のアルコールと第 3 のアルコール) を 用 いない場合は、 工程 ( 1 ) で用いる有機金属化合物が異な る 2 種類のアルコキシ基を有する場合に、 非対称炭酸エステ ルを得る こ とができる。 また、 工程 ( 1 ) で用 いる有機金属 化合物が 1 種類のアルコキシ基のみを有する場合には、 該ァ ルコキシ基とは異なる有機基を有するアルコール (第 2 のァ ルコール) の存在下で工程 ( 1 ) を行なう か、 または、 該ァ ルコキシ基とは異なる有機基を有すアルコール (第 3 のアル コール) の存在下で工程 (2 )を行なう こ と によって非対称炭 酸エステルを得る こ とができる。 また、 工程 ( 1 ) で用いる 有機金属化合物が 1 種類のアルコキシ基のみを有する場合か 異なる 2 種類のアルコキシ基を有する場合には、 異なる 2 種 類のアルコール (第 2 のアルコール) の存在下で工程 ( 1 ) を行なうか、 または、 異なる 2 種類のアルコール (第 3 のァ ルコール) の存在下で工程 ( 2 )を行なう こ と によって非対称 炭酸エステルを得る こ とができる。 異なる 2 種類のアルコー ルを使用する際の比率は、 アルコール種の組み合わせによつ て異なるが、 化学量論比で 2 : 8 〜 8 : 2 の範囲である。 非 対称炭酸エステルを大きな割合で製造する場合には、 異なる 2種のアルコールの比率は近い こ とが好ま しい。 このよう な 好ま しい範囲は、 化学量論比で 3 : 7 〜 7 : 3 、 よ り好ま し く は 4 : 6 〜 6 : 4 の範囲である。 異なる 2 種類のアルコ一 ルを使用 して非対称炭酸エステルを製造する場合には、 有機 金属化合物に対 して過剰量の、 例えば化学量論量 1 0 倍以上 の量のアルコールを使用すれば、 有機金属化合物のアルコキ シ基の種類に関わらず、 加えた異なる 2 種類のアルコールに 対応する異なる 2 種類アルコキシ基を有する非対称炭酸エス テルを得る こ とができる。 非対称炭酸エステルの分離は、 ェ 程 ( 2 ) に関連して前記したのと同様の方法 (溶媒抽出、 蒸 留、 膜分離など) で分離できる。 非対称炭酸エステルと共に 対称炭酸エステルが生成する場合が多いが、 その場合には、 非対称炭酸エステルを分離後、 対称炭酸エステルを残留液と 併せてを工程 ( 3 ) に付すか、 対称炭酸エステルを工程
( 1 ) または工程 ( 2 ) に戻してもよい。
工程 ( 3 ) は、 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化 合物を合成 (再生) する工程である。 工程 ( 2 ) で炭酸エス テルを分離後の残留液中の化合物は、 多く の場合は透明な液 体、 場合によっ ては固体であるが、 いずれの場合も工程
( 3 ) で有機金属化合物の合成に利用できる。 工程 ( 2 ) で 炭酸エステルを分離した後の残留液中の化合物は多く の場合 液状であ り 、 例えば、 固体状のジブチル酸化スズ (これは室 温 ( 2 0 °C ) でほとんどの有機溶媒に溶解性を持たず固体状 となる) の存在は見られず、 残留液中の化合物がどのよ う な 構造であるか特定されていない。 しかし、 驚く べき こ とに、 本発明の方法の工程 ( 3 ) によって、 式 ( 1 ) で示される有 機金属化合物および または式 ( 2 ) で示される有機金属化 合物などの、 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物 を得 られる こ と を見い出 した。
工程 ( 3 ) は、 工程 ( 2 ) で得られた該残留液を第 1 のァ ルコールと反応させて、 金属一酸素一炭素結合を有する少な く と も 1 種の有機金属化合物と水を形成し、 そ して該水を該 少なく と も 1 種の有機金属化合物か ら除去し、 工程 ( 3 ) で 得 られた該少なく と も 1 種の有機金属化合物を工程 ( 1 ) へ リ サイ クルするために回収する工程である。
こ こで使用される第 1 のアルコールの例は前記の通 り であ る。 即ち、 第 1 のアルコールの具体例と しては、 メ タ ノ ール、 ェタ ノ一リレ、 プロノ ノ ール、 2 —プロ ノ \°ノ一リレ、 n — ブ夕 ノ ール、 2 —ブ夕 ノール、 2 —ェチル一 1 ーブ夕 ノール、 t — ブ夕 ノール、 ペンタ ノ 一ル、 へキサノール、 2 _ェチル _ 1 —へキサノール、 へキセノ ール、 シク ロ プロ ノ ノール、 シク ロ ブ夕 ノ ール、 シク ロペンタ ノ 一ル、 シク ロへキサノール、 シク ロへキセノ ール等の炭素数 1 か ら 1 2 の脂肪族アルコー ルゃ炭素数 5 か ら 1 2 の脂環式アルコール、 ベンジルアルコ ール、 フ エネチルアルコール等のァ ラルキルアルコールが挙 げられる。 また、 多価アルコールも使用できる。 多価アルコ ールの例 と しては、 エチレング リ コール、 1 , 3 —プロ ノ °ン ジオール、 1 , 2 — プロ ノ \°ンジオール、 シク ロへキサンジォ ール、 シク ロペン夕 ンジオール等の炭素数 1 か ら 1 2 の脂肪 族多価アルコールや炭素数 5 か ら 1 2 の脂環式多価アルコー ル等、 ベンゼンジメ タ ノ ール等のァラルキルアルコール等力 挙げられる。 これらのアルコールを使用する際に、 必要に応 じて、 精製、 濃度調整のために蒸留操作等をお こなう こ とが ある。 その観点か ら好ま しいアルコールは、 常圧における沸 点が 3 0 0 °C以下のアルコールである。 工程 ( 3 ) での水の 除去のしゃすさ を考慮すれば、 n —ブ夕ノ ール、 i s o —ブ 夕 ノ ールまたは炭素数 5 以上のアルキルアルコール、 ァラル キルアルコールが更に好ま しい。
多価アルコールを第 1 のアルコールと して工程 ( 3 ) で使 用 した場合に得られる有機金属化合物の構造は、 特に限定さ れず、 例えば、 式 ( 1 ) の有機金属化合物及び Z又は式
( 2 ) の有機金属化合物の架橋体であっても、 本発明に使用 する こ とができる。
工程 ( 3 〉 で使用 される第 1 のアルコールの量は、 工程 ( 1 ) で使用 した有機金属化合物の量に対して、 好ま し く は 化学量論量の 1 か ら 1 0 0 0 0 倍の範囲、 よ り好ま し く は 2 か ら 1 0 0 倍である。 繰り 返し反応方式で工程 ( 1 ) か らェ 程 ( 4 ) を実施する場合には、 工程 ( 2 ) 終了後の残留液に アルコールが存在している場合がある。 その際には、 工程
( 3 ) で使用される第 1 のアルコールの上記の量範囲となる よ う にアルコールを添加してもよい し、 除いてもよい。
工程 ( 3 ) での水の除去は、 公知のいかなる方法も使用で きる。 例えば、 蒸留による方法や、 固体脱水剤を充填した脱 水塔、 膜分離を利用 したパーベーパ レーシ ョ ンなどの方法等 が使用できる。 この う ち、 蒸留やパーべ一パ レーシヨ ンなど の膜分離による方法が好ま しい。 アルコール中か らの水分の 除去にパーべ一パ レーショ ンを用いる方法は公知であ り 、 本 発明においても好適に利用できる。 水の沸点よ り も高い沸点 を持つアルコールの場合には、 加熱蒸留する こ とによつても 水を容易に留去する こ とができる。 また、 水よ り も沸点の低 いアルコールの場合にも、 水と共沸混合物を生成する共沸溶 媒を添加する こ とで、 蒸留によって水を除く こ と もできる。
工程 ( 3 ) の反応温度は、 用 いる第 1 のアルコールの種類 によって異なるが、 反応液の温度が、 室温 ( 2 0 °C ) か ら 3 0 0 °Cの範囲で実施できる。 蒸留によって工程 ( 3 ) の脱水 を行なう場合には、 水が蒸気圧を もつ範囲であれば、 どのよ うな温度であってもよい。 常圧で反応を速く 完結させる場合 には、 蒸留液の蒸気温度が、 水と第 1 のアルコールの共沸温 度となるよ う に して実施する こ とが好ま し く 、 水と第 1 のァ ルコールが共沸混合物を生成しない場合には水の沸点で実施 する こ とが好ま しい。 更に反応を早く 進行させたい場合には、 ォー ト ク レーブなどを用いて第 1 のアルコールや水の沸点よ り も高い温度で反応させて、 気相部の水を徐々 に抜き出 して もよい。 反応液の温度が極めて高く なる場合には、 有機金属 化合物の分解が起こる場合があるので、 減圧蒸留などの方法 で水を含んだ液を留去してもよい。
第 1 のアルコールが水と共沸混合物を生成しない場合であ つても、 水と共沸する溶媒を加えて、 共沸蒸留によって水を 除去する こ とができ、 この方法は、 低温で水を留去できる こ とか ら好ま しい。 このよ う な溶媒の例と しては、 へキサン、 ベンゼン、 トルエン、 キシ レン、 ナフ夕 レン、 ァニソール、 1 , 4 —ジォキサン、 ク ロ 口ホルム等の、 一般に水と共沸混 合物を生成するよ う な飽和及び不飽和炭化水素、 エーテル、 ハ ロゲン化炭化水素等が使用できる。
共沸蒸留後の共沸混合物か ら の水の分離を考えれば、 水の 溶解度の低い飽和及び不飽和炭化水素を溶媒と して使用する こ とが好ま しい。 このよ う な溶媒を使用する場合には、 共沸 によって水を充分除去できる量以上を使う こ とが必要である , 蒸留塔等を用いて共沸蒸留をお こなう場合には、 共沸混合物 を蒸留塔で分離して、 溶媒を反応系内に戻せるので、 比較的 少量の溶媒溶媒量でよいので好ま しい方法である。
工程 ( 3 ) における反応によって、 例えば、 式 ( 1 ) の有 機金属化合物と式 ( 2 ) の有機金属化合物よ り なる群か ら選 ばれる少なく と も 1 種の有機金属化合物を得る こ とができる , 工程 ( 3 ) における反応か ら の水の生成が殆どなく なれば 工程 ( 3 ) を終了する こ とができる。 水の除去量によって、 繰 り返し行なう工程 ( 1 ) で得 られる炭酸エステルの収量が 決まるために、 なるべく 多く の水を除去しておく こ とが好ま しい。
通常、 工程 ( 3 ) で除去する水の量は、 例えば、 式 ( 1 ) で表される有機金属化合物のみが生成した と して求めた理論 量の 0 . 0 1 か ら 1 倍の範囲内である力'、 通常、 理論量の 1 よ り も少ない水の量が除去される。 本発明者ら の検討によれ ば、 ジブチル酸化スズとアルコールか ら有機金属化合物を得 て工程 ( 1 ) か ら工程 ( 4 ) を繰 り返した際の工程 ( 3 ) で 除去される水の量は、 最初のジブチル酸化スズとアルコール か ら有機金属化合物を得る際に発生する水の量よ り も少なか つた。 工程 ( 2 ) で炭酸エステルの分離のために水を加えた 場合は、 得 られる 白色固体が含水していて、 工程 ( 3 ) で除 去される水の量は理論量の 1 倍を超える場合もある。 繰り 返 し反応を実施した場合については、 工程 ( 2 ) 終了後の有機 金属化合物の構造は未だ特定されていないために、 理論量を 求める こ とは難 しい。 こ の場合には、 経時的に水の除去量を 測定して、 水の留出がほとんどなく なつてか ら終了すればよ い
工程 ( 3 ) の終了後、 必要に応じて、 過剰量のアルコール を除去してもよい。 繰り返し行なう工程 ( 1 ) で得られる炭 酸エステルの純度を考えれば、 除去する こ とが好ま しい。 繰 り返し行なう工程 ( 1 ) で、 工程 ( 3 ) と同 じアルコールを 使用する場合には、 工程 ( 3 ) の終了後にアルコールを除去 しなく てもよい し、 また、 工程 ( 1 ) の実施時に不足分を追 加 してもよい。
過剰量のアルコールの除去は、 得られる有機金属化合物が 固体の場合には、 滤過によって濾液と して除く こ とができる が、 有機金属化合物が液体の場合は減圧蒸留による除去、 窆 素等の不活性ガスを送り 込んで蒸気圧分のアルコールの除去 を行なう こ とができる。 こ の際、 充分に乾燥させた不活性ガ スを使用 しなければ、 得ら.れた有機金属化合物が、 金属酸化 物とアルコールに加水分解し、 繰り 返し行なう 工程 ( 1 ) で 得られる炭酸エステルの収量が極めて低く なる場合がある。 工程 ( 1 ) か ら工程 ( 3 ) は連続的にお こなっ てもよい し、 ノ ツチ式に行なってもよい。
前記のよう に、 場合によっては、 工程 ( 1 ) と工程 ( 2 ) は同時に行なう こ とができる。 また、 場合によっ ては、 工程 ( 2 ) と工程 ( 3 ) は同時に行なう こ とができる。 また、 場 合によっ ては、 工程 ( 1 ) から工程 ( 3 ) は同時に行なう こ とができる。 これについて、 以下説明する。
(工程 ( 1 ) と ( 2 ) を同時に行なう 場合)
工程 ( 1 ) の反応の実施時に、 液相 と気相部が存在する 場合と、 高温高圧で二酸化炭素が超臨界状態となって、 反応 液が均一状態となる場合があるが、 工程 ( 1 ) と工程 ( 2 ) を同時に行なう こ とのできる場合は、 液相 と気相に分離して いる場合である。 このよ うな温度圧力は、 有機金属化合物の アルコキシ基の種類や、 アルコールを使用する場合にはアル コールの種類によっ て異なる力 2 0 0 °C以下、 8 M P a 以 下の場合である。 すなわち、 炭酸エステルは二酸化炭素への 溶解度が高いので、 気相部分へ一部溶解している。 従っ て、 工程 ( 1 ) 実施時に気相部分を一部抜き出 しながら反応させ れば、 炭酸エステルを反応液か ら分離する こ とができる。
(工程 ( 2 ) と工程 ( 3 ) を同時に行なう 場合)
有機金属化合物が、 水よ り も沸点の高いアルコールか ら 得られた有機金属化合物の場合であっ て、 更に工程 ( 1 ) あ るいは工程 ( 2 ) で炭素数 1 か ら 3 のアルキルアルコールを 使用する場合に実施できる。 工程 ( 1 ) で得られた反応液を 不活性気体、 た とえば二酸化炭素気流下で、 得られた炭酸ェ ステルおよび水を不活性気体の気流と共に除く こ とで炭酸ェ ステルと水を分離できる。 また、 公知の膜分離などの方法を 使用 してもよい。 水と炭酸エステルを反応液か ら膜によって 除去する こ とで連続して炭酸エステルを分離する こ とができ る。
(工程 ( 1 ) か ら工程 ( 3 ) を同時に行な う場合)
工程 ( 1 ) の反応の実施時に、 液相 と気相部が存在する場合 と、 高温高圧で二酸化炭素が超臨界状態となって、 反応液が 均一状態となる場合があるが、 工程 ( 1 ) か ら工程 ( 3 ) を 同時に行なえる場合は、 液相と気相に分離している場合であ り 、 かつ、 有機金属化合物が、 水よ り も沸点の高いアルコー ルから得 られた有機金属化合物の場合であって、 更に炭素数 1 から 3 のアルキルアルコールを使用 した場合に荚施できる。 更に好ま しいアルキルアルコールはメタ ノ ール、 エタ ノ ール であ る。 また、 このよ う な温度圧力は、 有機金属化合物のァ ルコ キシ基の種類や、 アルコールを使用する場合にはアルコ ールの種類によって異なるが、 1 5 0 °C以下、 5 M P a 以下 の場合である。 水および炭酸エステルは二酸化炭素への溶解 度が高いので、 気相部分へ一部,溶解してお り 、 従って、 気相 部分を一部抜き出 しながら反応させる こ と によっ て、 有機金 属化合物を再生させながら炭酸エステルを も分離する こ とが できる。 また、 上記の方法以外に、 有機金属化合物を担体に 固定し、 あるいは固体状の有機金属化合物を使用 して、 固定 床の反応を行なってもよい。 二酸化炭素と炭素数 1 か ら 3 の アルコールを固定化された有機金属化合物へ流通させて、 二 酸化炭素気流と共に水および炭酸エステルを得る こ とができ る。 有機金属化合物を固定化する担体と しては公知の担体が 使用できる。 工程 ( 4 ) は、 工程 ( 3 ) で回収された該少な く と も 1 種の有機金属化合物を工程 ( 1 ) ヘリ サイ クルする工程であ る。 その後、 工程 ( 1 ) か ら工程 ( 4 ) までを 1 回以上繰 り 返して行なう こ とができる。 リ サイ クルする際、 該有機金属 化合物を冷却 してもよ く 、 加熱した後に リ サイ クルしてもよ い。 この工程 ( 4 ) を連続的に実施しても、 バッ チ式に実施 してもよい。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を実施例と比較例に基づき具体的に説明する が、 本発明はこれら実施例に限定される ものではない。
<実施例と比較例で行なつ た測定ゃ分析の方法は以下の通 り である。 >
1 ) 有機金属化合物の N M R分析方法
装置 : 日本国、 日本電子 (株) 社製 J N M— A 4 0 0 F T N M Rシステム ( 4 0 0 M H z )
( 1 ) 1 H、 13 C — N M R分析サンプル溶液の作成
有機金属化合物を 0 . 1 g か ら 0 . 5 g の範囲で計 り取 り 、 重ク ロ 口ホルムを約 0 . 9 g加えて N M R分析サンプル溶液 とする。
( 2 ) M9S n - N M R分析サンプル溶液の作成
反応溶液を 0 . l gか ら l g の範囲で計 り 取り 、 更に 0 . 0 5 gのテ ト ラメチルスズ、 約 0 . 8 5 g の重ク ロ 口ホルム を加えてサンプル溶液とする。
2 ) 炭酸エステルのガス ク ロマ ト グラフ ィ ー分析法
装置 : (株) 島津製作所製 G C _ 2 0 1 0 システム
( 1 ) 分析サンプル溶液の作成
反応溶液を 0 . 0 6 g計 り取 り 、 脱水されたジメチルホル ムア ミ ド又はァセ トニ ト リ ルを約 2 . 5 m 1 加える。 さ ら に 内部標準と してジフエニルエーテル約 0 . 0 6 g を加えて、 ガスク ロマ ト グラ フ ィ ー分析サンプル溶液とする。
( 2 ) ガスク ロマ ト グラ フ ィ ー分析条件
カ ラム : D B — 1 (米国、 J &W S c i e n t i f i c ) 液相 : 1 0 0 %ジメチルポ リ シロキサン
長さ : 3 0 m
内径 : 0 . 2 5 mm
フイ リレム厚さ : 1 x m
カ ラム温度 : 5 0 °C ( 1 0 : /m i nで昇温) 3 0 0 T: イ ンジェク ショ ン温度 : 3 0 0で
検出器温度 : 3 0 0 °C
検出法 : F I D
( 3 ) 定量分析法
各標準物質の標準サンプルについて分析を実施し作成した 検量線を基に、 分析サンプル溶液の定量分析を実施する。
3 ) 炭酸エステルの収率計算方法
炭酸エステルの収率は、 下式 ( 6 ) によって求めた。
炭酸エステルの収率 (% ) = ( (得られた炭酸エステルの 化学量論量) / (工程 ( 1 ) で使用する有機金属化合物の化 学量論量) ) X 1 0 0 ( 6 )
こ こでいう 「有機金属化合物の化学量論壘」 とは、 有機金 厲化合物の構成に関与している金属原子数をアポガ ド 口数で 割っ た値を示している。 ' 実施例 1
( 2 ー ェチルー 1 一 へキ シルォキシ基を有する有機金属 化合物の合成)
2 0 0 m l オー ト ク レープ ( 日本国、 東洋高圧社製) にジ ブチル酸化スズ (米国、 A l d r i c h社製) 2 9 g ( 1 1 6 m m o 1 ) 及び 2 —ェチルー 1 _へキサノ ール (米国、 A l d r i c h社製) 7 5 g ( 5 7 6 m m o 1 ) を入れて、 内 部を窒素置換した後、 撹拌を開始し、 1 9 2 °Cまで加熱した t パージライ ンを開けて、 常圧で水及び 2 —ェチルー 1 一へキ サノ ールを 3 . + 5 時間留去した。 留出分がほとんどなく なつ たので、 窒素置換しながらオー ト ク レープを約 3 0 °Cまで冷 却して、 2 —ェチルー 1 一へキシルォキシ基を有する有機 金属化合物を含んだ液を得た。 この間にパージライ ンか ら留 去した液量は約 5 0 gであ り 、 この液中に含まれる水分を力 ールフ ィ ッ シャー法によって測定したと こ ろ、 約 1 . 7 gの 水が検出された。 得られた液体の 1 ' 9 S n _ N M Rを図 1 に 示した。 一 4 5 p p mに式 ( 1 ) の有機金属化合物のピーク が検出され、 — 1 7 2 p p m、 一 1 8 4 p p mに式 ( 2 ) の 有機金属化合物のピークが検出された。
工程 ( 1 ) : 2 —ェチルー 1 一へキシルォキシ基を有する 有機金属化合物とメ タ ノ ールと二酸化炭素とか ら炭酸ジメ チルを得る。
上記オー トク レープにメタ ノ ール 7 5 . 5 g ( 2 . 4 m o 1 ) を注入して全てのバルブを閉 じた後、 減圧弁で 5 M P a と した二酸化炭素をボンベから導入した。 攪拌を開始し、 ォ 一ト ク レーブの温度を 1 6 0 °Cまで昇温した。 液化炭酸を注 入ライ ンか ら徐々 に導入して内圧を 1 9 . 6 M P a となるよ う に調整した状態で 1 時間反応させた後、 約 3 0 °Cまで冷却 し、 二酸化炭素をパージした。
工程 ( 2 ) : 炭酸ジメチルを分離する。
上記オー ト ク レープの蒸留液抜き出 しライ ンを用いて、 3 0 °C、 1 3 K P a で減圧蒸留をお こなって炭酸ジメチルとメ タ ノ 一ルを蒸留分離して、 炭酸ジメチルを収率 1 7 %で得た 工程 ( 3 ) : 有機金属化合物の合成 (再生)
工程 ( 2 ) でォ一 ト ク レーブに残った系に 2 —ェチルー 1 一 へキサノ ール (米国、 A i d r i c h社製) 7 5 g ( 5 7 6 m m o 1 ) を入れて、 内部を窒素置換した後、 撹拌を開始 し、 1 9 2 °Cまで加熱した。 パージライ ンを開けて、 常圧で 水及び 2 —ェチルー 1 — へキサノ ールを 3 . 5 時間留去した。 留出分がほとんどなく なつたので、 窒素置換しながらオー ト ク レープを約 3 0 °Cまで冷却して、 2 ーェチルー 1 — へキシ ルォキシ基を有する有機金属化合物を含んだ液を得た。
工程 ( 4 ) : 工程 ( 3 ) のあ と連続して工程 ( 1 ) を行う。 工程 ( 1 ) : 2 —ェチルー 1 一 へキシルォキシ基を有する 有機金属化合物とメ タ ノ ールと二酸化炭素とか ら炭酸ジメチ ルを得る。
上記オー ト ク レーブにメタ ノ ール 7 5 . 5 g ( 2. 4 m o 1 ) を注入して全てのバルブを閉じた後、 減圧弁で 5 M P a と した二酸化炭素をボンベか ら導入 した。 攪拌を開始し、 ォ 一 ト ク レーブの温度を 1 6 0 °Cまで昇温した。 液化炭酸を注 入ライ ンか ら徐々 に導入して内圧を 1 9 . 6 M P a となるよ う に調整した状態で 1 時間反応させた後、 約 3 0 °Cまで冷却 し、 二酸化炭素をパージした。
工程 ( 2 ) : 炭酸ジメチルを分離する。
上記オー ト ク レープの蒸留液抜き出 し ライ ンを用いて、 3 0 °C、 1 3 K P aで減圧蒸留をおこなっ て炭酸ジメチルとメ 夕 ノ ールを蒸留分離して、 炭酸ジメチルを収率 1 6 %で得た 実施例 2
繰り返し連続して工程 ( 1 ) から工程 ( 4 ) のサイ クルを 2 6 回お こなって炭酸ジメチルを得る。
(へキシルォキシ基を有する有機金属化合物の合成)
液化炭酸及び炭酸ガス投入ライ ン、 蒸留液抜き出しライ ン、 サンプリ ング管、 ボ トムか ら窒素を吹き込むライ ンを接続し た 2 0 0 m l オー ト ク レープ ( 日本国、 東洋高圧社製) に、 ジブチル酸化スズ (米国、 A 1 cl r i c h社製) 1 5 . 0 g ( 6 0 m m o 1 ) 及びへキサノ ール (米国、 A 1 cl r i c h 社製、 脱水グレー ド) 3 0 . 7 g ( 3 0 0 mm o 1 ) を入れ てオー ト ク レープの蓋をしめ、 全てのバルブを閉じた。 ォー ト ク レーブ内を窒素で 3 回置換したのち攪拌を開始し、 1 6 0 °Cまで昇温させた。 昇温後、 3 0分攪拌を続けた後、 蒸留 液抜きだしライ ンのバルブを開け、 ボ トムか ら 2 0 O m l / 分で窒素を吹き込みながら蒸留液の回収をはじめた。 約 2 時 間後、 蒸留液の留出がとま っ た後、 オー ト ク レープを約 5 0 °Cまで冷却し、 透明な液体を得た。 少量をサンプリ ングし, l l9S n _ N M R分析をおこなって、 式 ( 1 ) の有機金属化 合物および式 ( 2 ) の有機金属化合物が生成したこ と を確認 した。 留去された液は 2層分離していて、 水層は約 0 . 9 m 1 であっ た。
以下の工程 ( 1 ) から工程 ( 4 ) を繰 り返す。
工程 ( 1 ) : メタ ノールと二酸化炭素を加えて炭酸ジメチ ルを得る。
上記オー ト ク レーブにメ タ ノ ール 4 8 . 1 ( 1 . 5 m o 1 ) を注入して全てのバルブを閉 じた後、 減圧弁で 5 M P a と した二酸化炭素をボンベか ら導入する。 攪拌を開始し、 ォ 一 ト ク レーブの温度を 1 6 0 °Cまで昇温する。 液化炭酸を注 入ライ ンか ら徐々 に導入して内圧を 2 2 M P a となるよ う に 調搫した状態で 1 6 時間反応させた後、 約 3 0 °Cまで冷却し、 二酸化炭素をパージする。
工程 ( 2 ) : 炭酸ジメチルを分離する。 上記オー ト ク レープの蒸留液抜き出 しライ ンを用いて、 3 O t:、 1 3 K P a で減圧蒸留をお こなって炭酸ジメチルと メ 夕 ノ ールを蒸留分離して、 炭酸ジメチルを得る。
工程 ( 3 ) : 有機金属化合物の合成 (再生)
工程 ( 2 ) 終了後のオー ト ク レープにへキサノ ール (米国 . A 1 d r i c h社製、 脱水グレー ド) 約 2 0 g を注入し、 全 てのバルブを閉 じる。 オー ト ク レーブ内を窒素で 3 回置換し た後、 攪拌を開始し、 1 6 0 °Cまで昇温させる。 昇温後、 3 0 分攪拌を続けて、 蒸留液抜きだし ライ ンのバルブを開け、 ボ トムか ら 2 0 0 m 1 分で窒素を吹き込みながら蒸留液の 回収をはじめる。 約 2 時間後にオー ト ク レープを約 5 0 °Cま で冷却 し、 透明な液体を得る。
工程 ( 4 ) : 工程 ( 3 ) 終了後、 上記工程 ( 1 ) か ら工程 ( 3 ) を繰 り 返して実施する。
各サイ クル毎の工程 ( 2 ) で得られた炭酸ジメチルの収率 を表 2 に示す。
表 2 反応サイ クル 収率 ( % )
1 1 b . 7
2 ώ U . 4 ο
3 乙 1 . 9
4 2 0 . 1
5 2 0 . 5 r>
6 U . 2
7 2 0 . 4
8 2 0 . 5
9 1 9 . 6
1 0 1 9 . 5
1 1 2 1 . 9
1 2 2 0 . 2
1 3 . 9
1 4 1 8 . 0
1 5 1 9 . 3
1 6 1 9 . 4
1 7 1 8 . 5
1 8 1 8 . 3
1 9 1 8 . 1
2 0 1 8 . 0
2 1 1 8 . 6
2 2 1 8 . 4
2 3 1 7 . 9
2 4 1 7 . 8
2 5 1 7 . 4
2 6 1 7 . 5 2 6 回 目 の工程 ( 2 ) 終了後液の 119 S n — N M Rをおこ なったと こ ろ、 少量の式 ( 2 ) の有機金属化合物のピーク と - .1 7 0 p p mから — 5 0 0 p p mの間に数種の ピークが検 出された (図 2 ) 。 次いで工程 ( 3 ) をお こなっ た液の 119 S n — N M Rをおこなっ たと ころ、 式 ( 2 ) の有機金属化合 物のピークが検出され、 前記した一 1 7 0 p p mか ら — 5 0 O p p m間の数種の ピーク は検出されな く なった (図 3 ) 。 工程 ( 3 ) で留去された水分量は、 1 回 目 0 . 2 7 m し 2 回 目 0 . 2 4 m l 、 3 回 目 0 . 2 2 m l 、 4 回 目 0 . 2 4 m 1 であっ た。 実施例 3
( 2 ー ェチルー 1 一 へキシルォキシ基を有する有機金属 化合物の合成)
5 0 0 m 1 ナスフ ラスコ にジブチル酸化スズ (米国、 A 1 d r i c h社製) 1 0 5 g ( 4 2 2 mm o l ) 及び 2 —ェチ ル— 1 —へキサノ ール (米国、 A l d r i c h社製) 2 7 7 g ( 2 . 1 m o 1 ) を入れて、 口一タ リ ーエバポーレー夕一
(日本国、 E Y E L A社製) に取り 付け、 内部を窒素置換し た後、 回転を開始し、 オイルバスを 1 8 0 まで加熱した。 加熱中に白色ス ラ リ ー液は透明な溶液に変化した。 約 3 0分 後、 真空ポンプ ( 日本国、 佐藤真空社製) およびバキューム コ ン ト ローラー (日本国、 岡野製作所製) で 8 0 . 7 K P a 力 ら 6 8 . 7 K P a まで 3 時間かけて徐々 に減圧 して、 水及 び少量の 2 —ェチル— 1 —へキサノールを留去した。 留出分 がほとんどなく なつ たので、 オー ト ク レープを約 3 0 まで 冷却して、 窒素で常圧に戻して 2 —ェチルー 1 一へキシルォ キシ基を有する有機金属化合物の 2 —ェチルー 1 一 へキサノ ール溶液を 3 1 0 g得た。 得られた透明液体の 119 S n — N M Rを図 4 に示した。 — 1 4 p p mに式 ( 1 ) の有機金属化 合物のピークが検出され、 — 1 7 2 p p m、 - 1 8 4 p p m に式 ( 2 ) の有機金属化合物の ピークが検出された (図 4 ) 。
工程 ( 1 ) : 2 —ェチルー 1 一 へキシルォキシ基を有する 有機金属化合物とメ タ ノ ールと二酸化炭素とか ら炭酸ジメチ リレを得る。
5 0 0 m l ォ一 ト ク レーブ (日本国、 旭硝ェ社製) に上記 で得られた 2 —ェチルー 1 一へキシルォキシ基を有する有機 金属化合物の 2 —ェチルー 1 一へキサノ ール溶液を 1 4 8 . 8 g ( S n原子を 2 0 2 mm o l 含有) と 2 —ェチルー 1 — へキサノ ールを 8 6 . 4 g を入れて蓋を した。 全てのバルブ を閉 じた後、 減圧弁で 3 M P a と した二酸化炭素をボンべか ら導入した。 攪拌を開始 し、 オー ト ク レープの温度を 1 2 0 °Cまで昇温し、 内圧を 3 . 5 M P a となるよ う に調整した 状態で 4時間反応させた後、 3 0 °Cになる まで自然冷却し、 二酸化炭素をパージした。 反応終了後液の 119 S n — N M R を図 5 に示した。 式 ( 1 ) の有機金属化合物の ピーク は消失 し、 一 1 7 O p p mか ら 一 2 3 O p p mに ピークが検出され た (図 5 ) 。 G C分析から、 反応液の中には炭酸ジ ( 2 —ェ チルへキシル) が 2 5 %検出された。 実施例 4
( 2 ー ェチルー 1 一へキ シルォキシ基を有する 有機金属 化合物の合成)
2 0 0 m l ォ一 トク レーブ ( 日本国、 東洋高圧社製) を使 用 して、 実施例 1 と同様に有機金属化合物を合成した。
工程 ( 1 ) : 2 —ェチルー 1 —へキシルォキシ基を有する 有機金属化合物と二酸化炭素とか ら炭酸ジ ( 2 —ェチルへキ シル) を得る。
上記ォー トク レーブの全てのバルブを閉 じた後、 減圧弁で 5 M P a と した二酸化炭素をボンベか ら導入した。 攪拌を開 始し、 オー トク レープの温度を 1 6 0 °Cまで昇温した。 液化 炭酸を注入ライ ンか ら徐々 に導入して内圧を 1 9 . 6 M P a となるよ う に調整した状態で 2 時間反応させた後、 二酸化炭 素をパージした。
工程 ( 2 ) : メ タ ノ ールを加えてエステル交換し、 上記炭 酸エステルを炭酸ジメチルに して分離する。
工程 ( 1 ) 終了後、 窒素置換した上記オー ト ク レープにメ 夕 ノール (米国、 A 1 d r i c h社製 脱水グレー ド) 7 5 . 5 g ( 2 . 4 m o 1 ) を加えた。 全てのバルブを閉 じた後、 攪拌を開始し、 オー ト ク レープの温度を 1 2 0でにした。 2 時間撹拌を続けた後にパージライ ンか ら メ タ ノ ールと炭酸ジ メチルを徐々 に抜き出した。 留出液がほとんどなく なっ た ら 冷却し、 窒素置換したのち反応を停止した。 留出液か ら得 ら れた炭酸ジメチルは約 2 0 %であっ た。
工程 ( 3 ) : 有機金属化合物の合成 (再生)
工程 ( 2 ) でオー トク レープに残っ た系に 2 —ェチル— 1 一へキサノ ール (米国、 A l d r i c h社製) 7 5 g ( 5 7 6 mm 0 1 ) を入れて、 内部を窒素置換した後、 撹拌を開始 し、 1 9 2 °Cまで加熱した。 ノ°—ジライ ンを開けて、 常圧で 水及び 2 —ェチルー 1 一 へキサノールを 3 . 5 時間留去した < 留出分がほとんどな く なつたので、 窒素置換しながらオー ト ク レーブを約 1 6 0 °Cまで冷却して、 2 —ェチルー 1 —へキ シルォキシ基を有する有機金属化合物を含んだ液を得た。
工程 ( 4 ) : 工程 ( 3 ) のあ と連続して工程 ( 1 ) をお こ な う 。
工程 ( 1 ) : 2 —ェチルー 1 _へキシルォキシ基を有する 有機金属化合物と二酸化炭素とから炭酸ジ ( 2 — ェチルへキ シル) を得る。
上記オー トク レープの全てのバルブを閉 じた後、 撹拌を開 始し、 液化炭酸を注入ライ ンか ら徐々 に導入して内圧を 1 9 . 6 M P a となるよ う に調整した状態で 1 時間反応させた後、 二酸化炭素をパ一ジした。 工程 ( 2 ) : メタ ノールを加えてエステル交換し、 炭酸ジ メチルを分離する。
工程 ( 1 ) 終了後、 窒素置換した上記オー ト ク レープにメ 夕 ノール (米国、 A l d r i c h社製 脱水グレー ド) 7 5 . 5 g ( 2 . 4 m o 1 ) を加えた。 全てのバルブを閉 じた後、 攪拌を開始し、 オー トク レーブの温度を 1 2 0 °Cにした。 1 時間撹拌を続けた後にパージライ ンか ら メ タ ノ ールと炭酸ジ メチルを徐々 に抜き出した。 留出液がほとんどな く なった ら 冷却し、 窒素置換したのち反応を停止した。 留出液か ら得ら れた炭酸ジメチルは約 1 8 %であっ た。 実施例 5
(ジブチル酸化スズとへキサノ ールか らへキシルォキシ基を 有する有機金属化合物を得る。 )
2 0 0 m l オー ト ク レープ ( 日本国、 東洋高圧社製) にジ ブチル酸化スズ (米国、 A i d r i c h社製) 2 4. 9 g
( 1 0 0 m m o 1 ) 及びへキサノ ール (米国、 A 1 d r i c h社製 脱水グレー ド) 5 1 . 1 g ( 5 0 0 mm o 1 ) を入 れて蓋を した。 オー ト ク レープ内を窒素置換した後、 攪拌を 開始し、 1 6 0 °Cまで加熱した。 約 3 0 分後、 オー ト ク レー ブのパージライ ンを開け、 ォ一 ト ク レーブのボ ト ムか ら窒素 を少量流しながら、 水及びへキサノ ールをパージライ ンか ら 2時間かけて留去した。 留出分がほとんどな く なった らォー ト ク レーブを約 3 O t:まで冷却して、 u9S n — N M R分析 をお こなっ た。 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラプチルー 1 , 3 —ジ 一 へキシルォキシ— ジースタ ンォキサンを約 4 7 m m o 1 、 ジブチルスズジへキシルォキシ ド を約 6 m m o 1 得た。
工程 ( 1 ) : へキシルォキシ基を有する有機金属化合物と 二酸化炭素とへキサノールか ら炭酸ジへキシルを得る。
上記で得 られたへキシルォキシ基を有する有機金属化合物 の入った 2 0 0 m l ォ一 ト ク レーブに、 へキサノ ール (米国 , A l d r i c h社製、 脱水グレー ド) 6 1 . 5 g ( 6 0 2 m m o 1 ) を加えて蓋を した。 S U S チューブとバルブを介し てォ一 ト ク レーブに接続された二酸化炭素のボンベの 2次圧 を 5 M P a に設定した後、 ノ ルブを開け、 オー ト ク レーブへ 二酸化炭素導入した。 1 0分間攪拌し、 バルブを閉めた。 ォ 一 ト ク レーブを攪拌したまま、 温度を 1 8 0 °Cまで昇温した < このときの圧力は約 7 . 5 M P aであ り 、 この状態のまま 6 時間反応させた。 その後、 約 3 0 °Cまで冷却したのち、 パー ジライ ンか ら二酸化炭素を静かにパージ して常圧に戻し、 透 明な反応液の中に炭酸ジへキシルを収率 1 4 %で得た。
工程 ( 2 ) : 工程 ( 1 ) で得られた反応液に 1 %の水を含 んだへキサノールを加えて固形分を濾過後、 蒸留によって炭 酸ジへキシルを蒸留する。
工程 ( 1 ) 終了後、 1 %の水を含んだへキサノ ールを 1 0 g調製してォ一 ト ク レーブに静かに注入し、 約 3 0分攪拌し た後、 攪拌を止めた。 オー トク レープをあける と白色のス ラ リ ー液になっていた。 この白色スラ リ ーをメ ンブラ ンフィ ル ター (日本国、 A D V A N T E C東洋社製 H 0 2 0 A 1 4
2 C ) で濾過し、 白色固形物をへキサノ ール 2 O m l で 2 回 洗浄した。 得られた濾液を 1 Lなす形フ ラスコ に移し、 バス 温度 1 5 0 °C、 1 k P aで加熱蒸留した。 へキサノールと炭 酸ジへキシルが蒸留され、 炭酸ジへキシルを収率 1 3 %で得 られた。 、
工程 ( 3 ) : 有機金属化合物の合成 (再生)
工程 ( 2 ) で得られた白色固形物と、 炭酸ジへキシルを蒸 留後にフ ラスコ に残っ た粘稠な液体をあわせて 2 0 0 m 1 ォ 一ト ク レーブ ( 日本国、 東洋高圧社製) に入れた。 更に、 へ キサノール (米国、 A l d r i c h社製、 脱水グレー ド) 5 1 . 1 g ( 5 0 0 mm 0 1 ) を入れて蓋を した。 ォ一 トク レ —ブ内を窒素置換した後、 攪拌を開始し、 1 6 0 °Cまで加熱 した。 約 3 0分後、 オー ト ク レーブのパージライ ンを開け、 ォー ト ク レーブのポ トムから窒素を少量流しながら、 水及び へキサノ ールをパージライ ンか ら 2 時間かけて留去した。 留 出分がほとんどなく なった後、 オー ト ク レープを約 3 0 ま で冷却した。 119 S n — N M R分析した結果、 1 , 1 , 3 ,
3—テ 卜 ラブチルー 1 , 3 — ジ—へキシルォキシ—ジ—スタ ンォキサンを約 4 7 m m 0 1 、 ジブチルスズジへキシルォキ シ ドを約 6 m m 0 1 が生成していた。 工程 ( 4 ) : 工程 ( 3 ) を終了 し、 引き続き工程 ( 1 ) を おこなう 。
工程 ( 1 ) : 工程 ( 3 ) で得られた有機金属化合物を使用 して再度工程 ( 1 ) をおこなう。
工程 ( 3 ) まで終了したオー ト ク レーブに、 へキサノ ール
(米国、 A l d r i c h社製、 脱水グレー ド) 6 5 g
( 6 0 2 m m o 1 ) を加えて蓋を した。 S U S チューブとバ ルブを介してォー ト ク レーブに接続された二酸化炭素のボン ベの 2次圧を 5 M P a に設定した後、 ソ'ルブを開け、 オー ト ク レーブへ二酸化炭素導入した。 1 0分間攪拌し、 バルブを 閉めた。 オー ト ク レープを攪拌したまま、 温度を 1 8 0 °Cま で昇温した。 こ のときの圧力は約 7 . 5 M P aであった。 こ の状態のまま 6 時間反応させ、 その後、 約 3 0 °Cまで冷却し パージライ ンか ら二酸化炭素を静かにパージして常圧に戻 し た。 透明な反応液が生成してお り 、 炭酸ジへキシルを収率 1 4 %で得た。
工程 ( 2 ) : 再度おこなっ た工程 ( 1 ) で得られた反応液 に 1 %の水を含んだへキサノ ールを加えて固形分を濾過後、 蒸留によっ て炭酸ジへキシルを蒸留する。
工程 ( 1 ) 終了後、 1 %の水を含んだへキサノ ールを 1 0 g調製してオー ト ク レープに静かに注入し、 約 3 0分攪拌し た後、 攒拌を止め、 オー ト ク レープをあけて白色のス ラ リ ー 液を得た。 こ の白色ス ラ リ ーをメ ンブラ ンフ ィ ルタ一 ( 日 本 国、 A D V A N T E C東洋社製 H 0 2 0 A 1 4 2 C ) で濾 過し、 白色固形物をへキサノール 2 0 m l で 2 回洗浄した。 得られる濾液を 1 Lなす形フ ラス コ に移し、 加熱蒸留した。 へキサノールと炭酸ジへキシルを蒸留し、 炭酸ジへキシルを 収率 1 3 %で得た。 実施例 6
炭酸ジへキシルの製造
(ジブチルスズジへキシルォキシ ドの合成)
冷却管とディ 一ンスターク管を備えた 2 0 0 m 1 なす形フ ラス コ にジブチル酸化スズ (米国、 A 1 d r i c h社製) 1 2 . 5 g ( 5 0 mm o l ) とへキサノ一リレ (米国、 A l d r i c h社製、 脱水グレー ド) 5 0 m l 及びキシレン 1 0 0 m 1 と攪拌のための攪拌子を入れた。 攪拌下、 キシ レンが環流 する温度までオイルバスで加温し、 約 4時間加熱環流を続け、 ディ ーンスターク管に約 0 . 8 m l の水を留去した。 ディ 一 ンスターク管を取 り外し、 通常の蒸留によってキシレンとへ キサノ ールを留去し、 更に減圧蒸留によ って、 過剰のへキサ ノ ールを留去し、 粘稠な透明な液体を得た。 窒素パージ後、 冷却 し、 119 S n — N M R分析した。 一 1 3 4 p p mにジブ チルスズジへキシルォキシ ドのシグナル、 一 1 7 7及び一 1 8 7 p p. mに少量の 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラプチルー 1 , 3 ー ジ一へキシルォキシー ジ—ス タ ンォキサンのシグナルが認 め られた。
工程 ( 1 ) : ジブチルスズジへキシルォキシ ドか ら炭酸ジ へキシルを得る。
1 0 0 m l オー ト ク レープ ( 日本国、 東洋高圧社製) に、 上で得られたジブチルスズジへキシルォキシ ドを含む有機金 属化合物約 2 . 2 g (ジブチルスズジへキシルォキシ ド を約 5 m m o 1 含む) とへキサノール (米国、 A l d r i c h社 製、 脱水グレー ド) 2 5 . 5 g ( 2 5 0 m m o 1 ) を加えて 蓋を した。 S U Sチューブとバルブを介してォー ト ク レーブ に接続された二酸化炭素のボンベの 2次圧を 4 M P a に設定 し、 バルブを開 けて、 オー ト ク レープへ二酸化炭素導入した。
1 0 分間攪拌し、 バルブを閉めた。 オー ト ク レープを攪拌し たまま、 温度を 1 2 0 °Cまで昇温した。 ノ\°—ジライ ンから二 酸化炭素を徐々 に抜きながら、 ォー ト ク レーブ内の圧力を 4 M P a と し、 こ の状態のまま 1 0 0 時間反応させた。 その後、 約 3 0 まで冷却して、 パージライ ンか ら二酸化炭素を静か にパージして常圧に戻した。 透明な反応液が得られ、 炭酸ジ へキシルを収率 1 8 %で得た。
工程 ( 2 ) : 工程 ( 1 ) で得られた反応液に 1 %の水を含 んだへキサノ ールを加えて固形分を濾過後、 蒸留によって炭 酸ジへキシルを蒸留する。
工程 ( 1 ) 終了後、 1 %の水を含んだへキサノ ールを 1 0 g調製して才ー トク レーブに静かに注入し、 約 3 0分攪拌し た後、 攪拌を止め、 オー ト ク レープをあけて白色のス ラ リ ー 液を得た。 この白色ス ラ リ ーをメ ンブラ ンフィ ルター (日本 国、 A D V A N T E C東洋社製 H 0 2 0 A 1 4 2 C ) で濾 過し、 白色固形物をへキサノール 2 0 m 1 で 2 回洗浄した。 濾液を 1 Lなす形フ ラス コ に移し、 加熱蒸留した。 へキサノ ールと炭酸ジへキシルを蒸留して、 炭酸ジへキシルを収率 1 7 %で得た。
工程 ( 3 ) : 有機金属化合物の合成 (再生)
冷却管とディ ーンスターク管を備えた 1 0 O m 1 なす形フ ラス コに、 工程 ( 2 ) で得た白色固形物と、 炭酸ジへキシル を蒸留後にフ ラスコ に残る粘稠な液体をあわせ、 更にへキサ ノール (米国、 A l d r i c h社製、 脱水グレー ド) 2 0 m 1 及びキシレン 3 0 m 1 と攪拌のための攪拌子を入れた。 攪 拌下、 キシ レンが環流する温度までオイ ルバスで加温し、 約 4時間加熱環流を続け、 ディ ーンスターク管には約 0 . 1 m 1 の水を留去した。 ディ ーンス夕一ク管を取 り外し、 通常の 蒸留によっ てキシレンとへキサノールを留去し、 更に減圧蒸 留によって、 過剰のへキサノールを留去し、 粘稠な透明な液 体を得た。 窒素パージ後、 冷却した。 M9S n — N M R分析 によ り 、 ― 1 3 4 p p mにジブチルスズジへキシルォキシ ド のシグナル、 一 1 7 7 及び— 1 8 7 p p mに少量の 1 , 1 , 3 , 3 —テ ト ラブチルー 1 , 3 —ジ一へキシルォキシー ジー ス夕 ンォキサンのシグナルが認め られた。 工程 ( 4 ) : 工程 ( 3 ) で合成した有機金属化合物をフ ラ スコか ら取り 出 して、 工程 ( 1 ) を実施する。
工程 ( 1 ) : 工程 ( 3 ) で得られた有機金属化合物を用い て、 再度、 工程 ( 1 ) をおこなう。
1 0 0 m l ォ一 ト ク レーブ ( 日本国、 東洋高圧社製) に、 工程 ( 3 ) で得られたジブチルスズジへキシルォキシ ドを含 む有機金属化合物約 2 . 2 g (ジブチルスズジへキシルォキ シ ドを 5 mm o l 含有) とへキサノ ール (米国、 A l d r i c h社製 脱水グレー ド) 2 5 . 5 g ( 2 5 0 mm 0 1 ) を 加えて蓋をした。 S U Sチューブとバルブを介してオー ト ク レーブに接続された二酸化炭素のボンベの 2次圧を 4 M P a に設定し、 バルブを開けてオー ト ク レープへ二酸化炭素を導 入し、 1 0分間攪拌して、 バルブを閉めた。 オー トク レープ を攪拌したまま、 温度を 1 2 0 °Cまで昇温し、 パージライ ン か ら二酸化炭素を徐々 に抜きながら、 オー ト ク レープ内の圧 力 を 4 M P a と した。 この状態のま ま 1 0 0 時間反応させ、 その後、 約 3 0 °Cまで冷却して、 パージライ ンか ら二酸化炭 素を静かにパージして常圧に戻 した。 透明な反応液が得られ、 炭酸ジへキシルの収率は 1 7 %であった。
工程 ( 2 ) : 工程 ( 1 ) で得られた反応液に 1 %の水を含 んだへキサノ ールを加えて固形分を濾過し、 蒸留によって炭 酸ジへキシルを得る。
工程 ( 1 ) 終了後、 1 %の水を含んだへキサノールを 1 0 g調製してオー ト ク レープに静かに注入し、 約 3 0分攪拌し . 攪拌を止めてオー ト ク レープをあけ、 白色のス ラ リ ー液を得 た。 この白色スラ リ ーをメ ンブラ ンフ ィ ルター (日本国、 A D V A N T E C東洋社製 H 0 2 0 A 1 4 2 C ) で濾過し、 白色固形物をへキサノール 2 0 m 1 で 2 回洗浄した。 この濾 液を 1 Lなす形フ ラスコ に移 し、 加熱蒸留し、 へキサノ ール と炭酸ジへキシルを蒸留して、 炭酸ジへキシルを収率 1 6 % で得た。 実施例 7 (炭酸ジメチルの合成)
工程 ( 1 ) : ジブチルスズジメ トキシ ド とメ タ ノ ールか ら 炭酸ジメチルを得る。
ジブチルスズジメ トキシ ド (米国、 A 1 d r i c h社製) 1 . 4 8 g ( 5 m m o 1 ) 、 メ タ ノ ール ( 日本国、 和光純薬 社製、 脱水グレー ド) 1 . 6 g ( 5 0 m m o 1 ) 及び振と う 攪拌のための S U S製のボールを、 バルブを装着した 1 0 m 1 の高圧リ アク タ一 (米国、 T h a r d e s i g n s 社製) に入れた。 リ アク ターを ド ライ アイ ス 一エタ ノ ールで約マイ ナス 6 8 °Cに冷却し、 S U S配管とバルブを通 して、 減圧弁 で約 2 M P a と した高純度二酸化炭素をボンベか ら静かに注 入 した。 二酸化炭素を 2 . O g注入し、 リ アク ターを 1 5 0 °Cオイ ルバス に浸潰して 1 5 時間振とう させた。 振と う後、 リ アク ターを約 2 0 °Cに冷却し、 過剰の二酸化炭素をパージ して常圧に戻し、 反応液を得た。 この液中の炭酸ジメチルの 収率は 3 0 %であっ た。
工程 ( 2 ) : 工程 ( 1 ) で得られた反応液に水を含んだメ 夕 ノールを加えて固形分を析出させ、 固形分のある状態で蒸 留する。
上記で得られる反応液に 1 0 重量%の水を含むメ タ ノ ール を 2 m 1 加え、 リ アクターを室温 (約 2 0 °C ) で約 5 分間振 と う した。 リ アクターを開け、 白色ス ラ リ ーの反応液を得た t 白色スラ リ ー液を 5 0 m 1 なす形フ ラス コ を用いて加熱蒸留 をお こない、 メタ ノ ールと炭酸ジメチルを蒸留し、 炭酸ジメ チルを収率 2 9 %で得た。 実施例 8
(ジブチル酸化スズとメ タ ノ ールか ら共沸蒸留脱水によつ て金属メ トキシ ドを得る。 )
ト ラ ッ プに接続された リ ービッ ヒ冷却管と送液ポンプを備 えた 2 0 0 m 1 三つ口形フ ラスコ に、 ジブチル酸化スズ (米 国、 A l d r i c h社製) 2 . 5 g とメ タ ノ ール (日本国、 和光純薬工業 (株) 社製、 特級) 3 2 . O g及びへキサン
( 日本国、 和光純薬工業 (株) 社製 特級) 1 0 0 m l を加 えた。 攪拌子で攪拌しながら 8 0でに保温されたオイ ルバス で 4時間加熱蒸留した。 蒸留中に留去されるへキサン と メタ ノ ールを定量し、 留去されるへキサンと メタ ノールに相当す るそれぞれの量を送液ポンプでフ ラスコ 内に送液して液量が 一定になるよ う に した。 加熱蒸留を終了 した後、 フ ラスコ を 3 0 °Cに冷却し、 減圧蒸留法によってへキサンと過剰のメ タ ノールを蒸留除去して、 透明粘稠な液体を得た。 119S n — N M R分析で、 — 1 7 4 p p m, — 1 8 0 p p mに ピークが 見られた。
工程 ( 1 ) : メ タ ノールを加えて高圧の二酸化炭素存在下 でお こなう。
上記で得られた有機金属化合物の溶液を 0 . 6 6 g、 メ タ ノール 1 . 6 g及び振と う攪拌のための S U S 3 1 6製のボ ールを、 バルブを装着した 1 0 m 1 の高圧リ アク ター (米国 . T h a r d e s i g n s 社製) に入れた。 リ アク ターを ド ラ ィ アイ ス 一エタ ノールで約マイ ナス 6 8 °Cに冷却し、 配管と バルブを通して、 減圧弁で約 2 M P a と した高純度二酸化炭 素をボンベか ら静かに 2 . 8 g注入した。 リ アク タ一を 1 6 0 °Cオイ ルバスに浸潰して 1 5 時間振と う させ、 振とう後、 リ アクターを約 2 0 °Cに冷却し、 過剰の二酸化炭素をパージ して常圧に戻 し、 白色ス ラ リ ー状の反応液を得た。 炭酸ジメ チルの収率は 6 %であった。
工程 ( 2 ) : 炭酸ジメチルを分離する。
上記で得られた白色ス ラ リ ー液にメ タ ノ ール 1 O m l を加 えて、 5 0 m 1 なす型フ ラスコ を用いてバス温度 9 0 °Cで加 熱蒸留をお こなった。 メ タ ノ ールと炭酸ジメチルが蒸留され, 炭酸ジメチルを収率 6 %で得た。
工程 ( 3 ) : 有機金属化合物を合成 (再生) する。
工程 ( 2 ) で炭酸ジメチルを蒸留した後の残留液を、 ト ラ ッ プに接続された リ ービッ ヒ冷却管と送液ポンプを備えた 1 0 0 m l 三つ口形フラスコ に移し、 攪拌のための攪拌子と、 へキサン 3 0 m 1 及びメ タ ノ一ル 3 0 m 1 を加えた。 攪拌子 で攪拌しながら 8 0 °Cに保温されたオイルバスで 4時間加熱 蒸留した。 蒸留中に、 留去されるへキサンとメ タ ノ ールを定 量し、 留去されるへキサンとメ タ ノールに相当するそれぞれ の量を送液ポンプでフ ラス コ内に送液して液量が一定になる よ う にした。 加熱蒸留を終了 した後、 フ ラスコ を 3 0 °Cに冷 却し、 減圧蒸留法によっ てへキサンと過剰のメ タ ノ ールを蒸 留除去して、 透明粘稠な液体を得た。 l l3S n — N M R分析 で一 1 7 4 p p m, — 1 8 O p p mにピークが見られた。 実施例 9
工程 ( 1 ) : ジブチルスズジブ トキシ ド とアルコールから 炭酸エステルを得る。
ジブチルスズジブ トキシ ド (米国、 A 1 d r i c h社製) 1 . 4 8 g ( 4 mm o 1 ) 、 ブ夕 ノ ール ( 日本国、 和光純薬 社製、 脱水グレー ド) 2 . 2 2 g ( 3 0 m m o 1 ) 、 ェ夕 ノ ール (日本国、 和光純薬社製 脱水グレー ド) 1 . 3 8 g ( 3 0 m m o 1 ) および振と う攪拌のための S U S製のボー ルを、 バルブを装着した 1 0 m 1 の高圧リ アク ター (米国、 T h a r d e s i g n s 社製) に入れた。 リ アク タ一を ド ラ ィ アイス 一エタ ノールで約マイ ナス 6 8 °Cに冷却し、 S U S 配管とバルブを通して、 減圧弁で約 2 M P a と した高純度二 酸化炭素をボンベか ら静かに二酸化炭素を約 2 . 0 g注入し た。 リ アク タ一を 1 5 0 X:オイ ルバスに浸漬して 2 2 時間振 と う させた。 振とう後、 リ アク ターを約 2 0 °Cに冷却し、 過 剰の二酸化炭素をパージして常圧に戻し、 透明液状の反応液 を得た。 この液中に、 炭酸ェチルブチルを収率 2 5 %、 炭酸 ジブチルを収率 1 0 %、 炭酸ジェチルを収率 6 %で得た。
工程 ( 2 ) : 炭酸エステルを蒸留する。
工程 ( 1 ) で得られた反応液を 5 0 m l なす形フ ラスコ を 用いて減圧蒸留をお こなっ た。 エタ ノ ール、 ブ夕 ノールおよ び炭酸エステルを蒸留した。 炭酸エステルの収率は、 炭酸ェ チルブチルが収率 2 3 %、 炭酸ジブチルが収率は 8 %、 炭酸 ジェチルが収率 5 %であっ た。 実施例 1 0 (へキサンを使用 しない以外は実施例 8 の工程 ( 1 ) と同様の操作を行なう。 )
工程 ( 1 ) : メタ ノールを加えて高圧の二酸化炭素存在下 でお こなう。 実施例 8 と同様に して得られた有機金属化合物 の溶液を 1 . l g、 メタ ノ ール 2 . 6 g、 および振と う攪拌 のための S U S 3 1 6製のポールを、 配管 ( S U S 3 1 6 製) とバルブを装着したチューブリ アク ター (容積 8 m 1 、 外径 1 2 . 7 mm、 肉厚 2 . 1 mmの S U S 3 1 6 製) に入 れた。 リ アク ターを ド ライ アイ ス 一エタ ノ ールで約マイ ナス 6 8 °Cに冷却し、 配管とバルブを通して、 減圧弁で約 2 M P a と した高純度二酸化炭素をボンベか ら静かに注入した。 注 入された二酸化炭素は 2 . 8 g であっ た。 リ アクターを 1 5 0 °Cオイルバスに浸漬して 1 2 時間振と う させる。 振と う後、 リ アク ターを 2 0 °Cに冷却したのち、 過剰の二酸化炭素をパ —ジして常圧に戻し、 白色ス ラ リ ー状の反応液を得た。 分析 した結果、 炭酸ジメチルの収率は約 5 %であっ た。 実施例 1 1
(ジブチル酸化スズと n —へキサノールか らへキシルォキシ 基を有する有機金属化合物を得る。 )
冷却管とディ ーンス夕一ク型水分受器を備えた 3 0 0 m 1 なす形フ ラスコ に、 ジブチル酸化スズ (米国、 A 1 d r i c h社製) 2 4 . 9 g と n —へキサノ ール (日本国、 和光純薬 工業 (株) 社製 特級) 4 0 . 9 gおよび トルエン (日本国、 和光純薬工業 (株) 社製 特級) 1 5 0 m 1 を加えた。 攪拌 子で攪拌しながら 1 2 0 °Cに保温されたオイルバスで 1 2 時 間加熱環流した。 フ ラス コ を 8 0 に冷却後、 減圧蒸留法に よって過剰の n — へキサノ ールを蒸留除去した。 7 5 . 1 g の有機金属化合物を含む液を得た。 l l9S n — N M R分析で - 1 3 0 p p m (式 ( 1 ) の有機金属化合物) , 一 1 7 7 p p m, — 1 8 6 p p m (式 ( 2 ) の有機金属化合物) にピー クが見られた。
工程 ( 1 ) : 常圧の二酸化炭素を吹き込んで有機金属化合 物とへキサノールとから炭酸ジへキシルを得る。
2 つ 口 フ ラス コ に冷却管を備え、 更にガラスボールフ ィ ル 夕一の付いた吹き込み管 (日本国、 V I D R E X社製) をフ ラス コ内に挿入 した。 反応液を攪拌できる よ う に攪拌子を入 れた。 上記工程 ( 1 ) で得られた有機金属化合物を含む液を 0 . 7 5 gおよび n —へキサノ ール 4 1 g を入れた。 G 2 ガ ラス ブイ ル夕一を通して高純度二酸化炭素を 1 0 0 m 1 /分 の流量で吹き込みを開始した。 1 3 0 °Cオイルバスに浸漬し 加熱攪拌した。 2 8 8 時間後の炭酸ジへキシルエステルの収 率は 4 0 %であった。 実施例 1 2
(ジブチル酸化スズと シク ロへキサノ ールか ら共沸蒸留脱水 によって金属シク ロへキシルォキシ ドを得る。 )
冷却管とディ ーンス夕一ク型水分受器を備えた 5 0 0 m 1 なす形フ ラス コ に、 ジブチル酸化スズ (米国、 A 1 d r i c h社製) 5 . l g と シク ロへキサノ ール ( 日 本国、 和光純薬 工業 (株) 社製 特級) 8 0 . 1 gおよび トルエン (日 本国、 和光純薬工業 (株) 社製 特級) 3 0 0 m 1 を加えた。 攪拌 子で攪拌しながら 1 3 0 °Cに保温されたオイルバスで 1 2時 間加熱環流した。 フ ラス コ を 8 0 に冷却後、 減圧蒸留法に よって過剰のシク ロへキサノ ールを蒸留除去した。 1 5 . 2 gの有機金属化合物を含む液を得た。 MSS n — N M R分析 で— 1 7 6 p p m, - 1 9 0 p p m (式 ( 2 ) の有機金属化 合物) にピークが見られた。
工程 ( 1 ) : シク ロへキサノールを加えて高圧の二酸化炭 素存在下で炭酸ジシク ロへキシルを得る。
上記で得られた有機金属化合物を含む液を 0 . 8 6 g、 シ ク ロへキサノール 1 . 0 gおよび振と う攪拌のための S U S 3 1 6 製のポールを、 配管 ( S U S 3 1 6 製) とバルブを装 着したチューブリ アクター (容積 8 m l 、 外径 1 2 . 7 mm、 肉厚 2 . 1 mmの S U S 3 1 6製) に入れた。 リ アク ターを ド ライ アイ ス一エタ ノールで約マイ ナス 6 8でに冷却し、 配 管とバルブを通して、 減圧弁で約 2 M P a と した高純度二酸 化炭素をボンベか ら静かに注入した。 注入された二酸化炭素 は 2 . 0 gであっ た。 リ アク タ一を 1 3 0 °Cオイ ルバスに浸 漬して 1 4時間振と う させた。 振と う後、 リ アク ターを 2 0 °Cに冷却したのち、 過剰の二酸化炭素をパージして常圧に 戻し、 透明液状の反応液を得た。 分析結果、 炭酸ジシク ロへ キシルエステルの収率は 4 0 %であっ た。 実施例 1 3 炭酸メチルェチルの製造
工程 ( 1 ) : チタ ンテ ト ラメ トキシ ド と二酸化炭素とメ タ ノ ールとエタ ノ ールから炭酸メチルェチルを得る。
チタ ンテ ト ラメ トキシ ド (日本国、 ァヅマッ クス社製) 0 . 9 g ( 5 m m 0 1 ) 、 メタ ノール ( 日本国、 和光純薬社製、 脱水グレー ド) 約 0 . 9 g ( 3 0 m m o 1 ) 、 エタ ノ ール
(日本国、 和光純薬社製、 脱水グレー ド) 約 1 . 4 g ( 3 0 mm 0 1 ) 及び振と う攪拌のための S U S製のポールを、 ノ' ルブを装着 した 1 0 m l の高圧 リ アク ター (米国、 T h a r d e s i g n s 社製) に入れた。
リ アク ターを ド ライ アイ ス一エタ ノールで約マイナス 6 8 に冷却し、 S U S配管とバルブを通 して、 減圧弁で約 2 M P a と した高純度二酸化炭素をボンベか ら静かに二酸化炭 素を 2 . 0 g注入した。 リ アク ターを 1 5 0 °Cオイルバスに 浸漬して 1 5時間振と う させ、 その後、 リ アク タ一を約 2 0 °Cに冷却したのち、 過剰の二酸化炭素をパージして常圧に 戻し、 白色スラ リ ー状の反応液を得た。 こ の液中に、 炭酸メ チルェチルを収率 2 5 %、 炭酸ジメチルを収率 3 %、 炭酸ジ ェチルを収率 4 %で得た。
工程 ( 2 ) : 炭酸エステルを分離する。
上記ス ラ リ ー液を 5 0 m l ナスフ ラス コ に移し、 3 0 に 温調 した条件で減圧蒸留おこない、 炭酸エステルを蒸留 した ( 炭酸メチルェチルを収率 2 3 %、 炭酸ジメチルを収率 2 %、 炭酸ジェチルを収率 3 %で得た。 比較例
以下のよ う に して、 ジブチル酸化スズとメタ ノールと二酸 化炭素か ら炭酸ジメチルの製造を試みた。 (ジブチル酸化ス ズは金属一酸素一炭素結合を有さない。 )
液化炭酸及び炭酸ガス投入ライ ン、 蒸留液抜き出 し ライ ン . サンプリ ング管、 ボ トムか ら窒素を吹き込むライ ンを接続し た 2 0 0 m l オー ト ク レープ ( 日本国、 東洋高圧社製) に、 ジブチル酸化スズ (米国、 A 1 d r i c h社製) 1 5 . ' 0 g ( 6 O mm o l ) 及びメ タ ノール 4 8 . 1 g ( 1 . 5 m o 1 ) を注入して全てのバルブを閉 じた後、 減圧弁で 5 M P a と した二酸化炭素をボンベから導入する。 攪拌を開始し、 ォ 一 ト ク レーブの温度を 1 6 0 °Cまで昇温した。 液化炭酸を注 入ライ ンか ら徐々 に導入して内圧を 2 2 M P a となるよ う に 調整した状態で 1 6時間反応させた後、 約 3 0 °Cまで冷却し, 二酸化炭素をパージした。 反応液は白色ス ラ リ ー状で、 G C 分析したと ころ、 炭酸ジメチルは検出されなかっ た。 産業上の利用可能性
本発明の方法による と、 金属一酸素一炭素結合を有する有 機金属化合物と二酸化炭素か ら高い収率で炭酸エステルを製 造する こ とができる。 二酸化炭素は、 毒性や腐食性がなく 廉 価であ り 、 また、 本発明の方法では該有機金属化合物を再 生 · リ サイ クルして繰り返し使用できるので、 該有機金属化 合物由来の廃棄物が生じる こ とがな く 、 更に、 廃棄物となる 大量の脱水剤を用いる必要もないため、 本発明の製造方法は 産業上に大いに有用であ り 、 商業的価値が高い。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 炭酸エステルの製造方法であっ て、
( 1 ) 金属一酸素一炭素結合を有する有機金属化合物と二 酸化炭素と を反応させて、 該反応で形成された炭酸エステル を含有する反応混合物を得、
( 2 ) 該反応混合物か ら該炭酸エステルを分離して残留液 を得、 そして
( 3 ) 該残留液を第 1 のアルコールと反応させて、 金属一 酸素一炭素結合を有する少な く と も 1 種の有機金属化合物と 水を形成し、 そして該水を該少な く と も 1 種の有機金属化合 物か ら除去し、 工程 ( 3 ) で得られた該少なく と も 1 種の有 機金属化合物を工程 ( 1 ) ヘリ サイ クルするために回収する . こ と を特徴とする方法。
2 . 工程 ( 1 ) における該有機金属化合物の使用量が、 該ニ 酸化炭素に対する化学量論量の 1 / 5 0 〜 1倍の範囲である こ と を特徴とする請求項 1 に記載の方法。
3 . 工程 ( 1 ) の該反応を 2 0 以上で行なう こ と を特徴と する請求項 2 に記載の方法。
4. 工程 ( 1 ) で用いる該有機金属化合物が、 下記式 ( 1 ) で表される有機金属化合物及び下記式 ( 2 ) で表される有機 金属化合物よ り なる群から選ばれる少な く と も 1 種の化合物 を包含する こ とを特徴とする請求項 1 に記載の方法。
Figure imgf000097_0001
(式中 :
M 1 は、 ケィ 素を除く 周期律表第 4族と第 1 4族の元素 よ り なる群か ら選ばれる金属原子を表し ;
R 1及び R 2は各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 〜 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 2 のシク ロアルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 のアルケニル 基、 無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール及び 直鎖状または分岐状の炭素数 1 4 のアルキルと炭素数
5 - 1 4 のシク ロ アルキルよ り なる群か ら選ばれるアルキ ルか らなる炭素数 ? 〜 2 0 のァラルキル基、 又は無置換又 は置換された炭素数 6 〜 2 0 のァ リ ール基を表し ;
R 3及び R 4 は各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシク ロアルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 〜 1 2 のアルケニル 基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール 及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4 のアルキルと 炭素数 5 〜 1 4のシク ロアルキルよ り なる群か ら選ばれる アルキルか らなる炭素数 7 〜 2 0 のァ ラルキル基を表し ; そして
a及び bは各々 0 〜 2 の整数であ り 、 a + b = 0〜 2、 c 及び d は各々 0 〜 4 の整数であ り 、 a + b + c + d = 4 である。 )
Figure imgf000098_0001
(式中 :
M 2及び M 3は各々独立に、 ケィ素を除く 周期律表第 4 族と第 1 4族の元素よ り なる群か ら選ばれる金属原子を表 し ;
R 5、 R 6 、 R 7及び R 8は各々独立に、 直鎖状または分 岐状の炭素数 1 〜 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 〜 1 2 のシ ク ロアルキル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 2 の アルケニル基、 無置換又は置換された炭素数 6 9 のァ リ ール及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4 のアル キルと炭素数 5 ~ 1 4 のシク ロ アルキルよ り なる群から選 ばれるアルキルか らなる炭素数 7 〜 2 0 のァラルキル基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 ~ 2 0 のァ リ ール基を 表し ;
R 9及び R 1 。は各々独立に、 直鎖状または分岐状の炭素 数 1 〜 1 2 のアルキル基、 炭素数 5 ~ 1 2 のシク ロアルキ ル基、 直鎖状または分岐状の炭素数 2〜 1 2 のアルケニル 基、 又は無置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リール 及び、 直鎖状または分岐状の炭素数 1 〜 1 4のアルキルと 炭素数 5 〜 1 4 のシク ロアルキルよ り なる群か ら選ばれる アルキルか らなる炭素数 7 〜 2 0 のァラルキル基を表し ; そして
e + f = 0〜 2 、 g + h = 0 〜 2 、 i 及び j は各々独立 に :! 〜 3 の整数であ り 、 e + f + i = 3 、 g + h + j = 3 である。 )
5 . 工程 ( 1 ) の該反応を、 工程 ( 3 ) で用 いる該第 1 のァ ルコールと同 じかまたは異なる第 2 のアルコールの存在下で 行な う こ とを特徴とする請求項 1 に記載の方法。
6 . 工程 ( 2 ) の該炭酸エステルの該分離を、 工程 ( 3 ) で 用いる該第 1 のアルコールと同 じかまたは異なる第 3 のアル コールの存在下で行なう こ とを特徴とする請求項 1 に記載の 方法。
7 . 工程 ( 2 ) の該炭酸エステルの該分離を、 蒸留、 抽出及 び濾過よ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種の分離方法に よっ て行なう こ とを特徴とする請求項 1 に記載の方法。
8 . 工程 ( 3 ) の該水の該分離を、 膜分離によっ て行なう こ とを特徴とする請求項 1 に記載の方法。
9 . 該膜分離がパーべ一パレーショ ンである こ と を特徵とす る請求項 8 に記載の方法。
1 0 . 工程 ( 3 ) の該水の該分離を、 蒸留によっ て行なう こ とを特徴とする請求項 1 に記載の方法。
1 1 . 工程 ( 3 ) で用いる該第 1 のアルコールが、 直鎖状ま たは分岐状の炭素数 1 〜 1 2 のアルキル基を有するアルキル アルコール、 炭素数 5 〜 1 2 のシク ロ アルキル基を有する シ ク 口 アルキルアルコール、 直鎖状または分岐状の炭素数 2 ~ 1 2 のアルケニル基を有するアルケニルアルコール、 及び無 置換又は置換された炭素数 6 〜 1 9 のァ リ ール及び、 直鎖状 または分岐状の炭素数 1 〜 1 4 のアルキルと炭素数 5 〜 1 4 のシク 口アルキルよ り なる群か ら選ばれるアルキルか らなる 炭素数 7 〜 2 0 のァ ラルキル基を有する ァラルキルアルコー ルよ り なる群か ら選ばれる少な く と も 1 種のアルコ一ルであ る こ と を特徴とする請求項 1 に記載の方法。
1 2 . 該アルキルアルコール、 該シク ロ アルキルアルコール. 該アルケニルアルコール、 及び該ァラルキルアルコールの 各々 が水よ り も沸点が高い こ とを特徴とする請求項 1 1 に記 載の方法。
1 3 . 該アルキルアルコールが、 n _ブチルアルコール、 i s 0 一ブチルアルコール及び直鎖状または分岐状の炭素数 5 〜 1 2 のアルキル基を有するアルキルアルコールよ り なる群 から選ばれる少なく と も 1 種を包含し、 該ァルケニルアルコ 一ルが直鎖状または分岐状の炭素数 4〜 1 2 のアルケニル基 を有する こ とを特徴とする請求項 1 2 に記載の方法。
1 4 . 式 ( 1 ) の R 3 と R 4及び式 ( 2 ) の R 9 と R 1 0が 各々独立に、 n —ブチル基、 i s 0 —ブチル基、 直鎖状また は分岐状の炭素数 5 〜 1 2 のアルキル基、 または直鎖状また は分岐状の炭素数 4〜 1 2 のアルケニル基を表すこ とを特徴 とする請求項 4 に記載の方法。
1 5 . 工程 ( 1 ) において、 該有機金属化合物を、 単量体、 オ リ ゴマー、 ポ リ マ一及び会合体よ り なる群か ら選ばれる少 な く と も 1 種の形態で用 いる こ とを特徴とする請求項 4又は 1 4 に記載の方法。
1 6 . 式 ( 1 ) の M 1及び式 ( 2 ) の M 2 と M 3がスズ原子 を表すこ とを特徴とする請求項 4又は 1 4 に記載の方法。
1 7 . 工程 ( 3 ) の後に、 工程 ( 3 ) で回収された該少なく と も 1 種の有機金属化合物を工程 ( 1 ) ヘリ サイ クルするェ 程 ( 4 ) を更に包含し、 工程 ( 1 ) か ら工程 ( 4 ) までを 1 回以上繰り返して行なう こ と を特徴とする請求項 1 か ら 1 6 のいずれかに記載の方法。
1 8 . 工程 ( 1 ) で用 いる該有機金属化合物が、 有機スズォ キサイ ド とアルコールか ら製造される こ とを特徴とする請求 項 1 7 に記載の方法。
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