JPH10316628A - 炭酸エステルの製造方法 - Google Patents
炭酸エステルの製造方法Info
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- JPH10316628A JPH10316628A JP9128403A JP12840397A JPH10316628A JP H10316628 A JPH10316628 A JP H10316628A JP 9128403 A JP9128403 A JP 9128403A JP 12840397 A JP12840397 A JP 12840397A JP H10316628 A JPH10316628 A JP H10316628A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 腐食の問題なく、煩雑な触媒分離操作の必要
なしに安定して炭酸エステルを製造する方法を提供す
る。 【解決手段】 一価アルコールと炭酸エステルとのエス
テル交換によって炭酸エステルを製造する方法におい
て、触媒として固体触媒を用い、気相で反応させる。
なしに安定して炭酸エステルを製造する方法を提供す
る。 【解決手段】 一価アルコールと炭酸エステルとのエス
テル交換によって炭酸エステルを製造する方法におい
て、触媒として固体触媒を用い、気相で反応させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一価アルコールと炭
酸エステルとのエステル交換反応によって炭酸エステル
を製造する方法に関する。
酸エステルとのエステル交換反応によって炭酸エステル
を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】炭酸エステルはガソリンの添加剤、有機
溶剤としてまた各種カーボネート類、カーバメート類、
ウレタン類、医薬、農薬等の精密化学品の製造における
ホスゲンに代わる反応剤として有用な化合物である。
溶剤としてまた各種カーボネート類、カーバメート類、
ウレタン類、医薬、農薬等の精密化学品の製造における
ホスゲンに代わる反応剤として有用な化合物である。
【0003】従来、炭酸エステル類はホスゲンとアルコ
ールから、又、クロロギ酸エステルとアルコール、或い
は炭酸エステルとアルコールとのエステル交換反応によ
って製造されてきた。
ールから、又、クロロギ酸エステルとアルコール、或い
は炭酸エステルとアルコールとのエステル交換反応によ
って製造されてきた。
【0004】しかしホスゲンは毒性が強く、又、アルコ
ールとホスゲンとの反応により腐食性の強い塩化水素が
多量に副生するなど、工業的に使用する場合多くの問題
があり好ましくない。また、クロロギ酸エステルはホス
ゲンを原料として製造されるためホスゲンと同様の問題
がある。一方、エステル交換反応による製造法は、ナト
リウムメトキシド、水酸化ナトリウムのアルコール溶液
などの均一系塩基性触媒の存在下、アルコールと炭酸エ
ステルの反応によってアルコール部の交換反応を行い、
目的とする炭酸エステルを蒸留等の分離手段で単離して
製造するものであり前記方法と比較して好ましい製造方
法である。しかし、この方法の場合でも触媒として使用
する金属アルコラートは、吸湿性が強く変質しやすく、
又、人体に付着した場合損傷する等の取扱い上の問題、
さらに反応後の触媒分離が煩雑などの問題がある。
ールとホスゲンとの反応により腐食性の強い塩化水素が
多量に副生するなど、工業的に使用する場合多くの問題
があり好ましくない。また、クロロギ酸エステルはホス
ゲンを原料として製造されるためホスゲンと同様の問題
がある。一方、エステル交換反応による製造法は、ナト
リウムメトキシド、水酸化ナトリウムのアルコール溶液
などの均一系塩基性触媒の存在下、アルコールと炭酸エ
ステルの反応によってアルコール部の交換反応を行い、
目的とする炭酸エステルを蒸留等の分離手段で単離して
製造するものであり前記方法と比較して好ましい製造方
法である。しかし、この方法の場合でも触媒として使用
する金属アルコラートは、吸湿性が強く変質しやすく、
又、人体に付着した場合損傷する等の取扱い上の問題、
さらに反応後の触媒分離が煩雑などの問題がある。
【0005】前記問題の解決方法として特開平6−16
6660号公報によれば触媒としてアルカリ金属の炭酸
塩を用いることが提案されている。アルカリ金属の炭酸
塩は固体であり触媒の分離は濾過することで除去でき
る。しかし、アルコールの種類により微量のアルカリ金
属炭酸塩が溶解することがあり活性白土、シリカゲル、
イオン交換樹脂等によるアルカリ金属炭酸塩の除去工程
が必要であり工業的に満足できる方法ではない。
6660号公報によれば触媒としてアルカリ金属の炭酸
塩を用いることが提案されている。アルカリ金属の炭酸
塩は固体であり触媒の分離は濾過することで除去でき
る。しかし、アルコールの種類により微量のアルカリ金
属炭酸塩が溶解することがあり活性白土、シリカゲル、
イオン交換樹脂等によるアルカリ金属炭酸塩の除去工程
が必要であり工業的に満足できる方法ではない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、腐食の問題
なく、煩雑な触媒分離操作の必要なしに安定して製造す
ることができる工業的に好適な炭酸エステルの製造方法
を提供することにある。
なく、煩雑な触媒分離操作の必要なしに安定して製造す
ることができる工業的に好適な炭酸エステルの製造方法
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記目的を
達成するために鋭意検討した結果、触媒として固体触媒
を用い、気相で反応させることによって、触媒分離操作
の必要なしに炭酸エステルを製造することができること
を見いだし、本発明を完成した。
達成するために鋭意検討した結果、触媒として固体触媒
を用い、気相で反応させることによって、触媒分離操作
の必要なしに炭酸エステルを製造することができること
を見いだし、本発明を完成した。
【0008】すなわち、本発明は一価アルコールと炭酸
エステルとのエステル交換によって炭酸エステルを製造
する方法において、触媒として固体触媒を用い、気相で
反応させることを特徴とする炭酸エステルの製造方法を
提供する。
エステルとのエステル交換によって炭酸エステルを製造
する方法において、触媒として固体触媒を用い、気相で
反応させることを特徴とする炭酸エステルの製造方法を
提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の方法においては、一般式
(1)
(1)
【化1】 (式中のR1,R2は同一かそれぞれ異なる直鎖状、分
岐状、環状のアルキル基を示す。)で表される炭酸エス
テルと、一般式(2)
岐状、環状のアルキル基を示す。)で表される炭酸エス
テルと、一般式(2)
【化2】 (式中のR3はR1,R2と異なる直鎖状、分岐状、環
状のアルキル基を示す。)で表される一価アルコールと
をエステル交換反応させることにより、一般式(3)
状のアルキル基を示す。)で表される一価アルコールと
をエステル交換反応させることにより、一般式(3)
【化3】 及び/又は、一般式(4)
【化4】 及び/又は、一般式(5)
【化5】 (一般式(3),(4),(5)中のR1,R2,R3
は上記と同じである。)で表される炭酸エステルが製造
される。
は上記と同じである。)で表される炭酸エステルが製造
される。
【0010】上記一般式のR1,R2,R3で表される
アルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであって
もよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチ
ル基、ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、s
ec−ブチル基、tert−ブチル基、イソアミル基、
tert−アミル基、ネオペンチル基、イソヘキシル
基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、シク
ロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シ
クロヘプチル基、シクロドデシル基、ノルボルニル基等
を挙げることができる。
アルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであって
もよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチ
ル基、ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、s
ec−ブチル基、tert−ブチル基、イソアミル基、
tert−アミル基、ネオペンチル基、イソヘキシル
基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、シク
ロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シ
クロヘプチル基、シクロドデシル基、ノルボルニル基等
を挙げることができる。
【0011】本発明に使用される固体触媒としては、多
孔体の担体として一般的に用いられているものならばい
かなるものでもよい。例えば、活性炭、シリカ、アルミ
ナ、シリカ−アルミナ、マグネシア、チタニア、酸化ニ
オブ、軽石、炭化ケイ素、ゼオライト、ケイソウ土、イ
オン交換樹脂などが挙げることができ、好ましくは活性
炭、シリカであり、特に好ましくは活性炭である。さら
に、前記多孔体にアルカリ金属化合物、例えば、アルカ
リ金属のアルコラート、アルカリ金属の水酸化物、アル
カリ金属の炭酸塩を担持して使用することもできる。こ
の場合、多孔体担体に対して、担体重量の0.001〜
1倍程度担持するとよく、より好ましくは、0.01〜
0.5倍である。担持方法は、含浸、コーティング等の
通常の方法で担持することができる。触媒の形状は、特
に限定されず、例えば顆粒状、ペレット状、ハニカム状
などのいずれであってもよい。
孔体の担体として一般的に用いられているものならばい
かなるものでもよい。例えば、活性炭、シリカ、アルミ
ナ、シリカ−アルミナ、マグネシア、チタニア、酸化ニ
オブ、軽石、炭化ケイ素、ゼオライト、ケイソウ土、イ
オン交換樹脂などが挙げることができ、好ましくは活性
炭、シリカであり、特に好ましくは活性炭である。さら
に、前記多孔体にアルカリ金属化合物、例えば、アルカ
リ金属のアルコラート、アルカリ金属の水酸化物、アル
カリ金属の炭酸塩を担持して使用することもできる。こ
の場合、多孔体担体に対して、担体重量の0.001〜
1倍程度担持するとよく、より好ましくは、0.01〜
0.5倍である。担持方法は、含浸、コーティング等の
通常の方法で担持することができる。触媒の形状は、特
に限定されず、例えば顆粒状、ペレット状、ハニカム状
などのいずれであってもよい。
【0012】前記多孔体の比表面積は、通常、0.1m
2/g以上、好ましくは1〜3000m2/g程度であ
り、活性炭の比表面積は、例えば500m2/g以上、
好ましくは700〜3000m2/g、さらに好ましく
は900〜3000m2/g程度である。
2/g以上、好ましくは1〜3000m2/g程度であ
り、活性炭の比表面積は、例えば500m2/g以上、
好ましくは700〜3000m2/g、さらに好ましく
は900〜3000m2/g程度である。
【0013】出発原料のアルコールと炭酸エステルのモ
ル比(アルコール/炭酸エステル)は特に限定されない
が、通常0.1〜50の範囲、好ましくは0.5〜20
の範囲で実施することができる。アルコールと炭酸エス
テルのモル比によって、エステル交換反応の平衡がず
れ、反応生成物中の炭酸エステルの組成比が変化する。
従って、原料の仕込みモル比を適宜選択することによ
り、所望の炭酸エステルの生成比率を高めることができ
る。
ル比(アルコール/炭酸エステル)は特に限定されない
が、通常0.1〜50の範囲、好ましくは0.5〜20
の範囲で実施することができる。アルコールと炭酸エス
テルのモル比によって、エステル交換反応の平衡がず
れ、反応生成物中の炭酸エステルの組成比が変化する。
従って、原料の仕込みモル比を適宜選択することによ
り、所望の炭酸エステルの生成比率を高めることができ
る。
【0014】反応温度は特に規制されないが気相反応で
あるので原料の炭酸エステル、アルコール、生成物の炭
酸エステル、アルコールが気体状態で保たれる範囲であ
る必要があり、100〜500℃、好ましくは120〜
300℃の範囲である。前記範囲より低い場合は反応が
充分に進まず経済的ではなく、又、高い場合は分解等に
より選択率が低下するので望ましくない。
あるので原料の炭酸エステル、アルコール、生成物の炭
酸エステル、アルコールが気体状態で保たれる範囲であ
る必要があり、100〜500℃、好ましくは120〜
300℃の範囲である。前記範囲より低い場合は反応が
充分に進まず経済的ではなく、又、高い場合は分解等に
より選択率が低下するので望ましくない。
【0015】原料ガスの仕込速度は、反応温度により異
なり特に規制しないが、SVで10〜10000hr
−1、好ましくは100〜5000hr−1の範囲で行
うことができる。前記範囲より低い場合は生産性が悪く
経済的ではなく、高い場合は原料炭酸エステルの変化率
が小さくなり好ましくない。
なり特に規制しないが、SVで10〜10000hr
−1、好ましくは100〜5000hr−1の範囲で行
うことができる。前記範囲より低い場合は生産性が悪く
経済的ではなく、高い場合は原料炭酸エステルの変化率
が小さくなり好ましくない。
【0016】反応圧力は減圧、常圧、加圧のいずれの状
態でも実施可能であるが一般的には常圧で実施される。
また、反応仕込みガス中に窒素、炭酸ガス、アルゴンな
どの不活性ガスを混合して実施することも可能である。
態でも実施可能であるが一般的には常圧で実施される。
また、反応仕込みガス中に窒素、炭酸ガス、アルゴンな
どの不活性ガスを混合して実施することも可能である。
【0017】前記気相反応は、固定床形式、移動床形
式、流動床形式等の反応形式は限定されず、どのような
反応形式にも適応できる。
式、流動床形式等の反応形式は限定されず、どのような
反応形式にも適応できる。
【0018】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるも
のでない。
明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるも
のでない。
【0019】
【実施例1】SUS製の内径28mmの反応管に関西熱
化学社製マックスソープ活性炭(比表面積2200m2
/g)20mlを充填し、外部より加熱し触媒層温度を
200℃に保持した。エタノール/炭酸ジメチルのモル
比6の原料を常圧下で液空間速度(LSV)2hr−1
で触媒層に供給して反応を行った。反応生成物は、冷
却、凝縮し、ガスクロマトグラフィーで分析した。その
結果、反応生成液の炭酸エステルの組成比率はジメチル
カーボネート29モル%、メチルエチルカーボネート3
4モル%、ジエチルカーボネート37モル%であり、そ
の他反応生成液中には原料のエタノール、生成物のメタ
ノール以外の生成は認められなかった。
化学社製マックスソープ活性炭(比表面積2200m2
/g)20mlを充填し、外部より加熱し触媒層温度を
200℃に保持した。エタノール/炭酸ジメチルのモル
比6の原料を常圧下で液空間速度(LSV)2hr−1
で触媒層に供給して反応を行った。反応生成物は、冷
却、凝縮し、ガスクロマトグラフィーで分析した。その
結果、反応生成液の炭酸エステルの組成比率はジメチル
カーボネート29モル%、メチルエチルカーボネート3
4モル%、ジエチルカーボネート37モル%であり、そ
の他反応生成液中には原料のエタノール、生成物のメタ
ノール以外の生成は認められなかった。
【0020】
【実施例2,3,4】反応温度(触媒層温度)を180
℃、220℃、240℃に変えた以外は実施例1と同様
の方法で反応した。反応生成液中の炭酸エステルのモル
生成比率を表1に示す。
℃、220℃、240℃に変えた以外は実施例1と同様
の方法で反応した。反応生成液中の炭酸エステルのモル
生成比率を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】
【比較例1】活性炭を使用せずに反応温度240℃にお
いて空筒で反応した以外は実施例1と同様の方法で反応
した。反応生成液中の炭酸エステルの生成モル比率は、
ジメチルカーボネート96モル%、メチルエチルカーボ
ネート3モル%、ジエチルカーボネート1モル%であっ
た。
いて空筒で反応した以外は実施例1と同様の方法で反応
した。反応生成液中の炭酸エステルの生成モル比率は、
ジメチルカーボネート96モル%、メチルエチルカーボ
ネート3モル%、ジエチルカーボネート1モル%であっ
た。
【0023】
【実施例5,6,7,8,9】活性炭の種類を変更した
以外は実施例1と同様の方法で反応した。反応生成液中
の炭酸エステルの生成モル比率を表2に示す。
以外は実施例1と同様の方法で反応した。反応生成液中
の炭酸エステルの生成モル比率を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】
【実施例10,11】関西熱化学社製マックスソープ活
性炭(比表面積2200m2/g)に炭酸カリウムを1
0.5重量%担持した触媒を用い、液空間速度(LS
V)、原料のエタノール/炭酸エステルのモル比、反応
温度を変化させた以外は実施例1と同様の方法で反応し
た。反応生成液中の炭酸エステルの生成モル比率を表3
に示す。
性炭(比表面積2200m2/g)に炭酸カリウムを1
0.5重量%担持した触媒を用い、液空間速度(LS
V)、原料のエタノール/炭酸エステルのモル比、反応
温度を変化させた以外は実施例1と同様の方法で反応し
た。反応生成液中の炭酸エステルの生成モル比率を表3
に示す。
【0026】
【表3】
【0027】
【実施例12,13】実施例1のアルコールを変え、反
応温度を240℃にした以外は実施例1と同様の方法で
反応した。反応生成液中の炭酸エステルの生成モル比率
を表4に示す。
応温度を240℃にした以外は実施例1と同様の方法で
反応した。反応生成液中の炭酸エステルの生成モル比率
を表4に示す。
【表4】
【0028】
【実施例15】ジメチルカーボネート18モル%、メチ
ルエチルカーボネート69モル%、ジエチルカーボネー
ト13%からなる混合カーボネート1モルに対してエタ
ノールを6モル混合した原料を用い実施例1と同様に関
西熱化学社製マックスソープ活性炭を触媒として、反応
温度200℃、LSV2hr−1で反応した。反応生成
液中の炭酸エステルの生成モル比率は、メチルエチルカ
ーボネート31モル%、ジエチルカーボネート69モル
%、又、ジメチルカーボネートは痕跡量であった。
ルエチルカーボネート69モル%、ジエチルカーボネー
ト13%からなる混合カーボネート1モルに対してエタ
ノールを6モル混合した原料を用い実施例1と同様に関
西熱化学社製マックスソープ活性炭を触媒として、反応
温度200℃、LSV2hr−1で反応した。反応生成
液中の炭酸エステルの生成モル比率は、メチルエチルカ
ーボネート31モル%、ジエチルカーボネート69モル
%、又、ジメチルカーボネートは痕跡量であった。
【0029】
【実施例16】富士シリシア社製シリカCARiACT
−Q−6に炭酸カリウムを10重量%担持した触媒を用
いた以外は実施例1と同様の方法で反応した。反応生成
液中の炭酸エステルの生成モル比率はジメチルカーボネ
ート84モル%、メチルエチルカーボネート13モル
%、ジエチルカーボネート3モル%であった。
−Q−6に炭酸カリウムを10重量%担持した触媒を用
いた以外は実施例1と同様の方法で反応した。反応生成
液中の炭酸エステルの生成モル比率はジメチルカーボネ
ート84モル%、メチルエチルカーボネート13モル
%、ジエチルカーボネート3モル%であった。
【0030】
【実施例17】NORTON社製シリカN916902
4(比表面積0.11m2/g)に炭酸カリウムを10
重量%担持した触媒を用いた以外は実施例1と同様の方
法で反応した。反応生成液中の炭酸エステルの生成モル
比率はジメチルカーボネート73モル%、メチルエチル
カーボネート22モル%、ジエチルカーボネート5モル
%であった。
4(比表面積0.11m2/g)に炭酸カリウムを10
重量%担持した触媒を用いた以外は実施例1と同様の方
法で反応した。反応生成液中の炭酸エステルの生成モル
比率はジメチルカーボネート73モル%、メチルエチル
カーボネート22モル%、ジエチルカーボネート5モル
%であった。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、腐食の問題なく、煩雑
な触媒分離操作の必要なしに安定して炭酸エステルを製
造することができる。
な触媒分離操作の必要なしに安定して炭酸エステルを製
造することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 一価アルコールと炭酸エステルとのエス
テル交換によって炭酸エステルを製造する方法におい
て、触媒として固体触媒を用い、気相で反応させること
を特徴とする炭酸エステルの製造方法。 - 【請求項2】 固体触媒が多孔体であることを特徴とす
る請求項1記載の炭酸エステルの製造方法。 - 【請求項3】 多孔体が活性炭又はシリカであることを
特徴とする請求項2記載の炭酸エステルの製造方法。 - 【請求項4】 固体触媒が多孔体担体にアルカリ金属化
合物を担持したものであることを特徴とする請求項1記
載の炭酸エステルの製造方法。 - 【請求項5】 アルカリ金属化合物がアルカリ金属炭酸
塩であることを特徴とする請求項4記載の炭酸エステル
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9128403A JPH10316628A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 炭酸エステルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9128403A JPH10316628A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 炭酸エステルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10316628A true JPH10316628A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14983934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9128403A Pending JPH10316628A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 炭酸エステルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10316628A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008520561A (ja) * | 2004-11-16 | 2008-06-19 | エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド | 非対称直鎖状カーボネートの製造方法 |
| CN101381308B (zh) | 2008-10-22 | 2011-07-20 | 天津大学 | 制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法 |
| CN114751827A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-15 | 上海交通大学 | 一种合成碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的方法 |
-
1997
- 1997-05-19 JP JP9128403A patent/JPH10316628A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008520561A (ja) * | 2004-11-16 | 2008-06-19 | エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド | 非対称直鎖状カーボネートの製造方法 |
| CN101381308B (zh) | 2008-10-22 | 2011-07-20 | 天津大学 | 制备碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯混合酯的方法 |
| CN114751827A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-15 | 上海交通大学 | 一种合成碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的方法 |
| CN114751827B (zh) * | 2022-04-21 | 2024-07-12 | 上海交通大学 | 一种合成碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的方法 |
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