JPS6041664B2 - 有機カ−ボネ−トの合成方法 - Google Patents

有機カ−ボネ−トの合成方法

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JPS6041664B2
JPS6041664B2 JP54080759A JP8075979A JPS6041664B2 JP S6041664 B2 JPS6041664 B2 JP S6041664B2 JP 54080759 A JP54080759 A JP 54080759A JP 8075979 A JP8075979 A JP 8075979A JP S6041664 B2 JPS6041664 B2 JP S6041664B2
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carbonate
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organic
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俊明 重宗
正史 渋谷
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Tokuyama Corp
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩、アル
コール及び炭酸ガスを原料とし、四級アンモニウム塩触
媒を用いて副反応物が極めて少ない有機カーボネートを
合成する方法に関する。
詳しくは有機ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩、アル
コール及び炭酸ガスを原料とし、四級アンモニウム塩触
媒を用いて有機カーボネートを合成するに際し、該四級
アンモニウム塩を予めアルコールに添加して供給する有
機カーボネートの合成方法である。アルコール類、炭酸
ガス、アルカリ金属炭酸塩及び有機ハロゲン化物を原料
として四級アンモニウム塩等の相間移動触媒を用いて有
機カーボネートを合成することは特開昭54−4181
時、西独特許公開第2838701号等で公知である。
しかし、該反応は固液二相間の反応であり、充分な反応
速度を得るためには、比較的多量の触媒を必要とする欠
点を有している。このため、触媒の回収再使用を含む触
媒の有効利用とともに触媒活性の向上を計ることが望ま
れる。前記有機カーボネートの合成触媒としてはΞ級ア
ミン、四級アンモニウム塩が好適に使用される。
特に取扱いの容易さからΞ級アミンは好適に使用される
。本発明者等の研究によれば該Ξ級アミンは反応系で有
機ハロゲン化物と反応して四級アンモニウム塩となり、
該四級アンモニウム塩が触媒能を発揮していると判断出
来る。また前記した如く使用触媒は回収再使用する必要
があるが、・上記Ξ級アミンを触媒として用いても、四
級アンモニウム塩を触媒として用いても、反応系から回
収される触媒は四級アンモニウム塩の固体状形態である
。しかしこの四級アンモニウム塩をそのまゝ反応系へ再
使用する場合は触媒活性が充分に発揮されず反応の進行
がおくれたり、副生成物が増加する傾向がある。本発明
者等は上記知見にもとずき前記反応に四級アンモニウム
塩を用いるときの上記欠陥を補うべく鋭意研究を続けて
来た。
その結果、四級アンモニウム塩を原料の一成分であるア
ルコールに添加して供給することにより副生成物を抑制
し反応の進行も改善出来ることを見出し、本発明を完成
するに至つた。即ち本発明は有機ハロゲン化物、アルカ
リ金属炭酸塩、アルコール及び炭酸ガスを原料とし四級
アンモニウム塩触媒を用いて有機カーボネートを合成す
るに際し、該四級アンモニウム塩を予めアルコールに添
加して供給する有機カーボネートの合成方法である。
有機ハロゲン化物,アルカリ金属炭酸塩,アルコール及
び炭酸ガスを原料として有機カーボネートを合成する技
術は公知である。
例えば特開昭54一4181鰻、西独特許公開公報第2
838701号等に示されている。本発明における有機
カーボネートの合成方法、原料の種類等については特に
限定されずこれらの公知のものから必要に応じて選択し
て決定すればよい。代表的な原料の種類を例示すると次
の通りである。有機ハロゲン化物は西独特許公開公報第
2838701号に示される如く広く使用されるが、一
般にはアリルクロライド,メタアリルクロラトド,ベン
ジルクロライド等が好適に使用出来る。またアルコール
類も上記西独特許公開公報に例示されているが、メタノ
ール、エタノール等の一価アルコール或いはジエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタン
ジオール等の多価アルコールが使用される。一般には特
に多価アルコールが好適に使用出来る。更にアルカリ金
属炭酸塩はソーダ灰軽灰が好適に使用されるが他のアル
カリ金属炭酸塩も必要に応じて粉砕して使用することが
出来る。前記原料から有機カーボネートを製造する反応
に際しては原料の反応性や、有機カーボネートの選択性
を良好にするため一般にはアルコールが有する水酸基1
に対して1以上のアルカリ金属炭酸塩を用いるのが好適
である。
また反応系の流動性を高め、均一な反応を行うため反応
触媒を用いるのも好ましい。該反応触媒は不活性有機触
媒を用いてもよいが原料の1成分である有機ハロゲン化
物を過剰に用い原料と反応溶媒を兼ねさせる方法が好適
に採用される。また本発明に於ける有機カーボネートの
合成は特に限定的ではなく、全ての原料及び触媒を同時
に添加反応させる一段反応方式或いはアルコール,炭酸
ガス及びアルカリ金属炭酸塩を先ず反応させて炭酸モノ
エステルモノアルカリ金属炭酸塩(以下単にエステル塩
と略記する場合もある)を生成させ、次いで該エステル
塩と有機ハロゲン化物とを触媒の存在下に反応させて有
機カーボネートを得る二段階反応方式が好適に採用され
る。特に後者の場合は副生物の生成を抑制することが出
来る点では好適である。また前記反応条件は特に限定さ
れないが一般に有機カーボネートの合成時の反応温度は
常温〜150℃好ましくは70〜120℃の温度が好適
に採用される。前記反応を二段階反応方式にする楊合は
一段目の反応温度を−30℃〜50℃の温度下に行い、
二段目の反応を50〜150℃好ましくは70〜120
℃の温度下に実施するのが最も好適である。本発明の最
大の特徴は前記反応に於ける触媒の供給を予めアルコー
ルに添加した状態で行う点にある。
前記二段階反応方式に於いては二段階目の反応時に触媒
を予めアルコールに添加して供給するばよいが工業的に
は一段階目の原料としてアルコールを消化するのが好ま
しく、この意味では一段階目の反応時に該触媒を供給す
るのが好ましい。本発明で使用する触媒は四級アンモニ
ウム塩である。該四級アンモニウム塩は常温では固体状
物で、このま)反応系に供給すると反応の進行が十分で
なく、副生成物も増加する傾向がある。この原因がどの
ような作用によるものか現在尚明確ではないが、本発明
者等は次ぎのように推測している。即ち本発明に於ける
有機カーボネートの合成は一段階反応方式,二段階反応
方式の如何にかかわらずアルコール,炭酸ガス及びアル
カリ金属炭酸塩よりエステル塩が生成し、該エステル塩
が有機ハロゲン化物と反応して有機カーボネートを生成
する遂次反応で進行する。該エステル塩の生成反応は固
体であるアルカリ金属炭酸塩が固体状態を保つたま)反
応してより嵩立い固体であるエステル塩を生じる反応で
あり、生成したエステル塩は緻密な構造を取つているこ
とが予想される。したがつて、四級アンモニウム塩を結
晶のまま供給したのでは、有機カーボネート生成反応の
触媒゛である四級アンモニウム塩が該エステル塩の内に
拡散するのが困難であると予想され、これが触媒活性低
下の原因となり、副生成物の増加の原因となると考えら
れる。一方、本発明では触媒の四級アンモニウム塩とア
ルコールを一体として供給するため、エステル塩生成反
応で生成するエステル塩中に四級アンモニウム塩が均一
に分散していると予想され、これが本発明における触媒
活性向上の理由だと考えられる。本発明に於ける四級ア
ンモニウム塩は特に限定)的ではなく公知のものを使用
出来る。
一般にはテトラエチルアンモニウムクロライド,アリル
トリエチルアンモニウムクロライド,ベンジルトリエチ
ルアンモニウムクロライド及びこれら塩素塩に対応する
臭素塩,ヨウ素塩等が好適に用いられる。また四級アン
モニウム塩はアルコールに比較的よく溶解するので一般
には必要な触媒量をアルコールに溶解させた状態で反応
系に供給することが出来る。
該四級アンモニウム塩がアルコールに溶解しにくい場合
はスラリー状で供給することも出来るが一般には加熱な
どの手段で溶解して供給するのが好ましい。更に該触媒
を予め添加したアルコールは反応系のスラリーの凝集を
防止するため、反応系に1度に添加することなく、連続
的又は間歇的に反応系に供給するのが好ましい。
該供給速度は反応装置,反応条件,原料の種類等によソ
ー概に限定出来ないので予め緒条件に応じた最適の速度
を決定して実施すればよい。本発明を更に具体的に実施
するため以下比較例及び実施例を挙げて説明するが本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。
尚実施例中、有機ハロゲン化物は無水塩化カルシウムで
脱水した後、単蒸留して、アルコールは無水硫酸マグネ
シウムて脱水した後、単蒸留して、触媒類は特にことわ
り無き場合特級試薬をそのままそれぞれ用いた。反応生
成物の分析は反応スラリーを水で分解して得られる有機
層のガスクロマトグラフィー分析−により行なつた。
このとき定量は反応系にあらかじめ加えておいたテトラ
リンを内部標準として行なつた。参考例 容量10′の電磁攪拌機付きオートクレーブにソ.ータ
灰(軽灰)1.75kg,アリルクロライド3.44k
9,トリエチルアミン96gを仕込み、系内を炭酸ガス
で置換した後、炭酸ガスを20k9/CrlGに加圧し
た。
上記オートクレーブ内に、攪拌下、オートクレーブ内圧
を保ちながら、ジエチレングリコー.ル0.795k9
を24分かけて滴下した。ジエチレングリコールの滴下
終了3C@後100℃に昇温し、4時間反応した。反応
終了後、オートクレーブを冷却し、反応スラリーを抜き
出した。反応スラリーの濾別および固形物に吸蔵されて
いる液相のアリルクロライドによる洗い出しにより反応
スラリー液相を分取した。該反応スラリー液相をフラス
コに入れ液中に窒・素ガスを吹き込み、アリルクロライ
ドを除去した。
反応スラリー液相中に無色結晶が析出した。該無色結晶
を濾取し、アリルクロライドで洗つた後、乾燥した。そ
の結果、115gの無色結晶を得た。該無色結晶は、赤
外分光,N.M.R.,元素分析により、純粋なアリル
トリエチルアンモニウムクロライドであることを確認し
た。実施例1 第1表に示す四級アンモニウム塩0.032Mを触媒と
し同じく第1表に示す方法で反応系に供給し有機カーボ
ネートの合成反応を行なつた。
触媒の供給以外の反応操作は下記のように行なつた。電
磁攪拌機の付いた容量500m1のオートクレーブ(日
東オートクレーブ株式会社製)にソーダ灰58.3g,
アリルクロライド115gを仕込み、系内を炭酸ガスで
置換した後、炭酸ガスを20k9/C!FLG加圧した
。室温(22′C)で、オートクレーブ内を攪拌しなが
ら、ジエチレングリコール26.5gを30分かけて連
続的に滴下した。この間オートクレーブ内圧を20k9
/CTlGに保つた。ジエチレングリコール滴下終了3
紛後電熱器で100゜Cに昇温し、4時間反応した。反
応中の圧力は45〜50k9/c鑓Gであつた。反応の
結果を第1表に合わせて示す。なお実験NO.l,3,
5は比較例である。また第1表NO.lおよび2の四級
アンモニウム塩は参考例1に於いて回収したものを使用
した。比較例1 実施例1で用いたオートクレーブにソーダ灰58.3g
,アリルクロライド115gおよび参考例て回収したア
リルトリエチルアンモニウムクロライド5.7gを仕込
み、系内を炭酸ガスで置換し、炭酸ガスを10k9/C
ILG加圧した後、100℃に昇温した。
オートクレーブの圧力を100℃において30kg/D
Gとし、内圧を保つたままジエチレングリコール26.
5gを3吟かけ連続的に滴下した。ジエチレングリコー
ルの滴下後、4時間反応を行なつた。反応の結果はジエ
チレングリコールビス(アリルカーボネート)52.8
g,ジエチレングリコールモノ(アリルカーボネート)
1.4g,ジエチレングリコールモノ(アリルカーボネ
ート)モノ(アリルエーテル)3.0g,ジアリルカー
ボネート12.3gであつた。実施例2 比較例1においてアリルトリエチルアンモニウムクロラ
イドの供給をジエチレングリコールに溶解して行なつた
以外は比較例1と同様の反応を行なつた。
反応の結果はジエチレングリコールビス(アリルカーボ
ネート)59..4g,ジエチレングリコールモノ(ア
リルカーボネート)0.6g,ジエチレングリコールモ
ノ(アリルカーボネート)モノ(アリルエーテル)2.
4g,ジアリルカーボネート8.4gであつた。比較例
2 参考例で回収したアリルトリエチルアンモニウムクロラ
イド2.8gおよびトリエチルアミン1.6gを触媒と
してソーダ灰やアリルクロライドと同時に仕込んだ以外
は実施例1と同様の反応を行なつた。
反応の結果はジエチレングリコールビス(アリルカーボ
ネート)52.4g,ジエチレングリコールモノ(アリ
ルカーボネート)1.8g.ジエチレングリコールモノ
(アリルカーボネート)モノ(アリルエーテル)1.6
g,ジアリルカーボネート2.4gであつた。実施例3 比較例2においてアリルトリエチルアンモニウムクロラ
イド2.8gの供給をジエチレングリコールに溶解して
行なつた以外は比較例2と同様の反応を行なつた。
反応の結果はジエチレングリコールビス(アリルカーボ
ネート)56.3g,ジエチレングリコールモノ(アリ
ルカーボネート)1.0g,ジエチレングリコールモノ
(アリルカーボネート)モノ(アリルエーテル)1.6
g,ジアリルカーボネート2.0gであつた。実施例4 実施例1の第1刻0.2に於けるジエチレングリコール
の代りにエタノール23.0gを用いた以外は実施例1
と同様に実施した。
その結果、反応生成物の組成はアリルクロライド50,
8%,アリルエチルカーボネート46.3%,ジアリル
カーボネート1.0%及びアリルエチルエーテル0.2
%であつた。但し、反応生成物の組成%はガスクロによ
る。比較例3触媒であるアリルトリエチルアンモニウム
クロライドをアリルクロライド、ソーダ灰と同時に仕込
んだ以外は実施例4と同様の反応を行つた。
その結果、反応生成物の組成はアリルクロライド53.
8%,アリルエチルカーボネート42.4%,ジアリル
カーボネート0.8%及びアリルエチルエーテル1.5
%であつた。但し、反応生成物の組成%はガスクロによ
る。実施例5 工タノールのかわりに1,4−ブタンジオール22.5
gを用いた以外は実施例4と同様の反応を行なつた。
反応生成物の組成はアリルクロライド61.5%,1.
4−ブタンジオールビス(アリルカーボネート)32.
6%,1,4−ブタンジオールモノ(アリルカーボネー
ト)0.2%,1.4−ブタンジオールモノ(アリルカ
ーボネート)モノ(アリルエーテル)0.8%,ジアリ
ルカーボネート3.2%であつた。比較例4 触媒であるアリルトリエチルアンモニウムクロライドを
アリルクロライド、ソーダ灰と同時に仕込んだ以外は実
施例5と同様の反応を行なつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 有機ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩、アルコー
    ル及び炭酸ガスを原料とし四級アンモニウム塩触媒を用
    いて有機カーボネートを合成するに際し、該四級アンモ
    ニウム塩を予めアルコールに添加して供給することを特
    徴とする有機カーボネートの合成方法。 2 アルコールが連続的又は間歇的に供給される特許請
    求の範囲1記載の方法。
JP54080759A 1979-06-28 1979-06-28 有機カ−ボネ−トの合成方法 Expired JPS6041664B2 (ja)

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JPH0674284B2 (ja) * 1988-08-10 1994-09-21 信越化学工業株式会社 重合体スケールの付着防止方法
JP4037329B2 (ja) 2003-06-25 2008-01-23 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー、現像剤、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
JP4780379B2 (ja) * 2005-08-04 2011-09-28 独立行政法人産業技術総合研究所 二酸化炭素固定化によるアルキル基あるいはアリール基を有するカーボネートの製造方法

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