JPH0753473A - アリールカーボネート類の製造方法 - Google Patents
アリールカーボネート類の製造方法Info
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- JPH0753473A JPH0753473A JP6185195A JP18519594A JPH0753473A JP H0753473 A JPH0753473 A JP H0753473A JP 6185195 A JP6185195 A JP 6185195A JP 18519594 A JP18519594 A JP 18519594A JP H0753473 A JPH0753473 A JP H0753473A
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Abstract
る。 【構成】 芳香族モノヒドロキシ化合物をホスゲンまた
は芳香族モノヒドロキシ化合物のクロロホルメート類と
反応させることによって芳香族エステル基を有するカー
ボネート類を製造することができ、ここでは、不均一触
媒としての酸化アルミニウム類の存在下、50から35
0℃の範囲の温度で反応を生じさせる。
Description
ニウム類存在下、塩化水素を除去しながら芳香族モノヒ
ドロキシ化合物をホスゲンとか或は芳香族モノヒドロキ
シ化合物のクロロホルメート類と反応させることによっ
て、芳香族エステル基を有するカーボネート類を製造す
る方法に関する。
は、溶融エステル交換方法によるポリカーボネート類の
製造、フェニルウレタン類の製造に適切であるか、或は
薬学および植物保護分野における活性物質のための中間
体である。
化(Schotten−Baumann反応)でアリー
ルカーボネートが入手可能であることは知られている。
ここでは、溶媒と苛性ソーダ溶液が用いられており、ア
ルカリが存在していることが原因でホスゲンまたはクロ
ロホルメート類の部分鹸化が生じる可能性があることか
ら、それが欠点となっている。全ての場合において、副
生成物として食塩が多量に生じる。更に、その溶媒の回
収に注意を払う必要がある。
ルアンモニウムを存在させた、溶媒使用なしの縮合方法
が提案された(米国特許第2.837.555号)。こ
れに必要とされる触媒量は比較的多量である。一般に、
経済的反応率を得るに必要とされている触媒量は、使用
フェノール量に関して5から7重量%である。反応温度
は180から215℃であり、熱的に不安定なハロゲン
化テトラメチルアンモニウムが分解する危険性を伴って
いる。更に、その後その触媒を水洗浄で除去する必要が
あり、これが、その回収をずっと困難にしている。加う
るに、化学量論的に必要される量よりもずっと高い割合
でホスゲンが消費される。
号)に従い、触媒として第三級窒素塩基を用い、アルカ
リ(またはアルカリ土類)金属化合物を多量に存在させ
てクロロ蟻酸フェニルを加熱することにより、ジアリー
ルカーボネート類が得られている。しかしながら、この
方法では上昇させた温度が用いられていると共に、単に
経済的に許容される程の反応時間を得ようとするにもア
ルカリまたはアルカリ土類金属化合物の如き触媒を部分
的に溶解させる必要があり、これらが欠点となってい
る。この方法では、最初に導入されるホスゲンの半分が
CO2の形態で失われる。加うるに、全く別の工程段階
でそのクロロホルメートを合成する必要がある。
号(米国特許第5 167 946号)に従い、アルミ
ニウム化合物の存在下で芳香族ヒドロキシ化合物のホス
ゲン化を行うことによってジアリールカーボネート類が
得られているが、このアルミニウム化合物は、その反応
条件下で少なくとも部分的に溶解性を示すか、或は溶解
性を示すハロゲン化アルミニウムに変化し、明らかに、
この形態では均一触媒として作用している(米国特許第
2 362 865号のコラム1、ライン45から5
3)。これが、三塩化アルミニウムが特に好適な理由
(溶解性)である。非常に良好な収率が得られている
が、その触媒をその生成物から分離させるのは困難であ
る。実際、これらの化合物は特定度合の揮発性を有して
いることと、これらのアルミニウム化合物が原因となる
熱分解を生じる可能性があり、これが不純物、品質の低
下および収率の低下をもたらすことを考慮に入れる必要
がある。同じことが米国特許第2 362 865号の
方法にも適用され、ここでも、チタン、鉄、亜鉛および
錫を金属としてか或はそれらの可溶塩類の形態として、
特に塩化物およびフェノラートとして用いることが述べ
られている。
識的であると考えられ、その方が反応混合物の処理が非
常に簡単になる。これに関連した提案も行われた。従っ
て、ヨーロッパ特許出願公開第516 355号の開示
では、特別な三フッ化アルミニウムが推奨されており、
これは任意にアルミノシリケート類などの如き支持体に
取り付けられている。しかしながら、この三フッ化アル
ミニウムの合成は、フッ素またはフッ化水素酸を取り扱
うことから、非常に複雑で高価である。更に、本発明に
従う反応に適した触媒として、WO 91/06526
の中に、多孔質支持体上の金属塩類が記述されている。
その試験実施例から分かるであろうように、上記触媒を
用いたフェノールの完全連続ホスゲン化は気相内でのみ
可能であり、これは、比較的高い反応温度を伴ってお
り、感受性を示すクロロホルメート類が分解を生じる危
険性を伴っている。これらの触媒を用いたフェノールの
ホスゲン化は、明らかに、液相内では実施不可能であ
る、と言うのは、その液状の熱フェノールがその活性触
媒の構成要素を洗い流してしまうからである。
である、有効な不均一触媒を開発することを包含してい
る。
ロホルメート類と芳香族ヒドロキシ化合物との反応を行
うに傑出した触媒であることをここに見い出した。これ
は特に驚くべきことであると共に予想外であった、と言
うのは、上記化合物は、以前のWO 91/06526
の開示に従い、不活性であることが知られていたからで
ある。本発明の意味における触媒活性は報告されていな
い。それとは対照的に、酸化アルミニウム類は好適には
抵抗力を示す不活性な支持材料として述べられている。
化合物をホスゲンまたは芳香族モノヒドロキシ化合物の
クロロホルメート類と反応させることによるアリールカ
ーボネート類の製造方法を提供するものであり、これ
は、不均一酸化物として酸化アルミニウム類を存在さ
せ、任意に0.2から20バールの圧力下、50から3
50℃の範囲の温度で実施することを特徴としている。
易に行うことが可能であると共にその粗反応生成物の中
に不純物が残存していないと言った大きな利点を有して
いる。従って、その処理が大きく簡潔化される。
ロキシ化合物は、式 Ar1−OH (I) [式中、Ar1は、フェニル、ナフチル、アントリル、
フェナントリル、インダニルまたはテトラヒドロナフチ
ルを表すか、或はN、OおよびS群からのヘテロ原子を
1または2個有する5員もしくは6員の芳香族複素環式
化合物由来の基を表し、ここで、これらの同素環式また
は複素環式基は、1または2個の置換基、例えば直鎖も
しくは分枝C1−C4−アルキル基、直鎖もしくは分枝C
1−C4−アルコキシ基で置換されていてもよく、これら
は、フェニル、シアノおよびハロゲン(例えばF、C
l、Br)で置換されていてもよく、そしてここで更
に、これらの複素環式基は縮合ベンゼン環に連結してい
てもよい]で表される化合物である。
化合物の例は、フェノール、o−、m−およびp−クレ
ゾール、o−、m−およびp−イソプロピルフェノー
ル、相当するハロゲノまたはアルコキシフェノール類、
例えばp−クロロフェノールまたはp−メトキシフェノ
ールなど、そしてまたナフタレン、アントラセンおよび
フェナントレンのモノヒドロキシ化合物、そして更に4
−ヒドロキシピリジンおよびヒドロキシキノリンなどで
ある。任意に置換されていてもよいフェノール類が好適
に用いられ、極めて特に好適にはフェノールそれ自身で
ある。
か、或は芳香族モノヒドロキシ化合物のクロロホルメー
ト類を用いて実施され得る。ホスゲンを用いてこれを実
施する場合、最初にそのクロロホルメートを生じさせた
後、これを更にその反応混合物内に存在している芳香族
モノヒドロキシ化合物と反応させることによってジアリ
ールカーボネートを生じさせる。
シ化合物を用いると、対称もしくは非対称のカーボネー
ト類が生じ得る。
クロロホルメート類は、式(II) Ar1−OCOCl (II) [式中、Ar1は、式(I)で挙げたのと同じ意味を有
する]で表されるものである。
類は、種々の修飾形で結晶形態として存在している可能
性があり、例えばα−酸化アルミニウム類、γ−酸化ア
ルミニウム類、η−酸化アルミニウム類、χ−酸化アル
ミニウム類およびρ−酸化アルミニウム類などであって
もよく、そしてまた非晶質部分を含んでいてもよい。
源、或はこの種類の化合物の製造方法は、例えばKir
k−Othmer著「Encyclopedia of
Chemical Technology」、第3
版、2巻、218ff頁、NewYork 1978お
よび「Ullmann’s Encyclopedia
of Industrial Chemistry」、
第5版、Al巻、557ff頁、Weinheim 1
985の中に記述されている。ここでは、天然源、即ち
種々のアルミニウム鉱物由来の酸化アルミニウム、そし
てまた他のアルミニウム中間体、例えばアルミニウム
塩、アルミニウムアルコキサイド類およびアルミニウム
オルガノ−化合物などから得られる酸化アルミニウムも
考えられ得る。
は、例えば乾燥剤、吸収剤または触媒支持体などとして
用いられているいわゆる「活性化酸化アルミニウム類」
である。これらは非晶質であるか、部分結晶性を示す
か、或は結晶性を示す(例えばγ−およびη−Al
2O3)。更に、好適な酸化アルミニウムはまた、BET
表面積が≧2m2/gのα−酸化アルミニウムである。
ミニウム類が用いられ得る。
ウム類は、アルカリおよびアルカリ土類金属、鉄または
ケイ素などの如き他の元素を少量含んでいる可能性があ
る。上記不純物量が<2重量%の生成物が好適に用いら
れ、特に好適には<1重量%である。合成酸化アルミニ
ウムが特に純粋である。これらの酸化アルミニウム類
は、好適には2から500m2/g、特に好適には4か
ら450m2/g、極めて特に好適には6から400m2
/gのBET表面積を有している。酸性、中性および塩
基性の酸化物が用いられ得る。
として用いられてもよく、そして反応を行った後、例え
ば濾過、沈降または遠心分離でそれらを分離する。これ
らの酸化アルミニウム類を固定床構造配置で用いる場
合、これらは、好適には成形品、例えば球、シリンダ
ー、ロッド、中空シリンダー、環などとして用いられ
る。
ている容器またはバブルカラム内の懸濁触媒として働く
場合、使用するモノヒドロキシ化合物の量に関して0.
5から100重量%、好適には5から100重量%、特
に好適には5から50重量%の量で用いられる。
相として触媒を働かせる連続方法の場合、1時間毎の触
媒1g当たり0.1から20gの芳香族ヒドロキシ化合
物、好適には0.2から10g・g-1・h-1、特に好適
には0.2から5g・g-1・h-1の芳香族ヒドロキシ化
合物から成る触媒充填量で用いられる。
は、同じ供給材料を用いる場合、精製を行うことなく再
び用いられ得る。その供給材料を変える場合、不活性溶
媒、以下に例えば反応媒体として挙げる如き不活性溶
媒、またはメタノール、エタノール、イソプロパノール
またはブタノールなどのアルコール類、または酢酸のエ
ステル類またはアミド類などを用いた抽出によるか、或
は過熱蒸気または空気を用いた処理を行うことによっ
て、便利にこれらの酸化アルミニウム類の精製を行う。
ウム類を長期間に渡ってその反応槽内に残存させること
も可能である。任意に空気を少量(用いる蒸気量に関し
て約0.1から20重量%)添加した過熱蒸気を150
から800℃で通すことによるか、或は酸素を0.01
から20重量%含んでいる希釈ガス、例えば窒素または
二酸化炭素などまたは独立して二酸化炭素を200から
800℃で通すことによって、任意に再生を行うことも
可能である。この好適な再生温度は、250から700
℃、特に好適には250から600℃である。
好適には100から300℃、特に好適には100から
250℃の範囲の温度で実施される。本発明に従う方法
を実施しながら、上に挙げた範囲内でその温度を変化さ
せてもよく、好適な様式では、温度を上昇させる。
ル、好適には1から5バールの圧力で実施される。
炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、オクタン、ベン
ゼン、異性体キシレン類、ジエチルベンゼン、アルキル
ナフタレン類、ビフェニル、ハロゲン化炭化水素、例え
ばジクロロメタン、トリクロロエチレンなどの如き溶媒
を用いて実施され得る。
例えば式(I)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物
の溶融物の中に酸化アルミニウムが入っている懸濁液の
中にホスゲンまたは式(II)で表されるクロロホルメ
ートを通し、そしてその反応が終了した後、例えば濾過
または遠心分離などでその触媒の分離を行う。
バブルカラムまたはバブルカラムカスケードの中で、そ
の中に酸化アルミニウム触媒を懸濁させながら、式
(I)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物の溶融物
の中にホスゲンまたはホスゲン/塩化水素混合物または
式(II)で表されるクロロホルメート類を吹き込むこ
とによる態様である。
り、ここでは、管の中に配置されている触媒充填物上に
例えば上から並流で式(I)で表される芳香族ヒドロキ
シ化合物とホスゲンまたは式(II)で表されるクロロ
ホルメートを供給し、そしてこの管の下方の足部の所
で、塩化水素とホスゲン化された生成物を取り出す。
様は、本発明に従う反応を細流相で実施することを含ん
でおり、ここでは、酸化アルミニウムの床の上に式
(I)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物を溶融物
または溶液の形態で上から添加し、そしてこの液体の流
れを、下方から上昇して来るホスゲンまたはクロロホル
メートの流れと遭遇させる。この態様は、好適には、気
体と液体の流れ分布を改良するための中間隔壁が備わっ
ていてもよい垂直管内で実施される。
化合物とホスゲンのモル比を0.5から8:1、好適に
は1.5から3:1にして、これらの反応相手を反応さ
せる。この場合の等モル比は2:1である。
合物とクロロホルメートとを0.25から4:1、好適
には0.8から1.5:1のモル比で反応させる。この
場合の等モル比は1:1である。
ボネートはしばしば非常に高純度であり、これらは数多
くの目的に関して、残存塩化水素または他の揮発性物質
の脱気を行った後のこの形態でも用いられ得る。より厳
格な要求が伴う用途では、任意に、例えば蒸留または晶
析などでそのカーボネートのさらなる精製を行ってもよ
い。
サが備わっている平底容器の中で、14.1g(フェノ
ールに関して10重量%)のCAMAG製粉末酸化アル
ミニウム507−C−I(中性)の存在下、141g
(1.50モル)のフェノールにホスゲンを0.75モ
ル/時で連続的にバブリングした。反応を約2時間行っ
た後のフェノール変換率は41%であり、ここでは、ジ
フェニルカーボネートが66g生じていた。このカーボ
ネートを生じる選択率は>99%であった。
−2を用い140℃で実施例1を繰り返した。2時間反
応させた後のフェノール変換率は11.9%であり、こ
こでは、ジフェニルカーボネートが19.2g生じてい
た。このカーボネートを生じる選択率は99%以上であ
った。
球A−201を用い140℃で実施例1を繰り返した。
2時間反応させた後のフェノール変換率は16.9%で
あり、ここでは、ジフェニルカーボネートが27.1g
生じていた。このカーボネートを生じる選択率は99%
以上であった。
ルミニウム球SPH−501を用い140℃で実施例1
を繰り返した。2時間反応させた後のフェノール変換率
は20.0%であり、ここでは、ジフェニルカーボネー
トが32.0g生じていた。このカーボネートを生じる
選択率は99%以上であった。
ルミニウム球SPH−508を用い140℃で実施例1
を繰り返した。2時間反応させた後のフェノール変換率
は16.7%であり、ここでは、ジフェニルカーボネー
トが26.8g生じていた。このカーボネートを生じる
選択率は99%以上であった。
ルミニウム球SPH−512を用い140℃で実施例1
を繰り返した。2時間反応させた後のフェノール変換率
は15.8%であり、ここでは、クロロ蟻酸フェニルが
0.4gそしてジフェニルカーボネートが25.1g生
じていた。このカーボネートとクロロ蟻酸フェニルを生
じる選択率は99%以上であった。
繰り返した。2時間反応させた後のフェノール変換率は
0.2%未満であった。
スコの中で、0.94g(フェノールに関して10重量
%)のCAMAG製粉末酸化アルミニウム507−C−
I(中性)の存在下、9.4g(0.10モル)のフェ
ノールと15.7g(0.10モル)のクロロ蟻酸フェ
ノールの混合物を100℃に加熱した。5時間反応後、
ジフェニルカーボネートを生じるフェノール変換率は3
8%であることが確認された。カーボネート選択率は>
99%であった。
間反応させた後、ジフェニルカーボネートを生じるフェ
ノール変換率は79%であった。カーボネート選択率は
>99%であった。
間反応させた後、ジフェニルカーボネートを生じるフェ
ノール変換率は90%であった。カーボネート選択率は
>99%であった。
間反応させた後、ジフェニルカーボネートを生じるフェ
ノール変換率は99%であった。カーボネート選択率は
>99%であった。
A−2を用い140℃で実施例8を繰り返した。0.5
時間反応させた後、ジフェニルカーボネートを生じるフ
ェノール変換率は80%であった。カーボネート選択率
は>99%であった。
ミニウム顆粒(直径1−2mm)を用い140℃で実施
例8を繰り返した。1時間反応させた後、ジフェニルカ
ーボネートを生じるフェノール変換率は74%であっ
た。カーボネート選択率は>99%であった。
ミニウム顆粒(直径3.2mm)を用い140℃で実施
例8を繰り返した。3時間反応させた後、ジフェニルカ
ーボネートを生じるフェノール変換率は93%であっ
た。カーボネート選択率は>99%であった。
ニウム顆粒Active A(直径2−5mm)を用い
140℃で実施例8を繰り返した。1時間反応させた
後、ジフェニルカーボネートを生じるフェノール変換率
は61%であった。カーボネート選択率は>99%であ
った。
化アルミニウムSPH512(直径4−5mm)を用い
140℃で実施例8を繰り返した。5時間反応させた
後、ジフェニルカーボネートを生じるフェノール変換率
は55%であった。カーボネート選択率は>99%であ
った。
径1.4mm)を用い160℃で実施例8を繰り返し
た。3時間反応させた後、ジフェニルカーボネートを生
じるフェノール変換率は81%であり、5時間後のそれ
は91%であった。カーボネート選択率は>99%であ
った。
ある。
ンまたは芳香族モノヒドロキシ化合物のクロロホルメー
ト類と反応させることによるアリールカーボネート類の
製造方法において、この反応を、不均一触媒として1種
以上の酸化アルミニウム類を存在させ0.2から20バ
ールの圧力下50から350℃の範囲の温度で実施する
ことを特徴とする方法。
500m2/gの活性化酸化アルミニウムまたはα−酸
化アルミニウムの1種以上を、触媒として、完全な連続
方法でない操作方法では該モノヒドロキシ化合物の量に
関して0.5か100重量%の量で用いるか、或は完全
な連続操作方法では1時間毎の触媒1g当たり0.1か
ら20gのモノヒドロキシ化合物から成る充填量で用い
ることを特徴とする第1項記載の方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 芳香族モノヒドロキシ化合物をホスゲン
または芳香族モノヒドロキシ化合物のクロロホルメート
類と反応させることによるアリールカーボネート類の製
造方法において、この反応を、不均一触媒として1種以
上の酸化アルミニウム類を存在させ0.2から20バー
ルの圧力下50から350℃の範囲の温度で実施するこ
とを特徴とする方法。
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| DE4324151.4 | 1993-07-19 |
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