JP2618546B2 - ジアルキルカーボネートの製造法 - Google Patents

ジアルキルカーボネートの製造法

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JP2618546B2
JP2618546B2 JP3180431A JP18043191A JP2618546B2 JP 2618546 B2 JP2618546 B2 JP 2618546B2 JP 3180431 A JP3180431 A JP 3180431A JP 18043191 A JP18043191 A JP 18043191A JP 2618546 B2 JP2618546 B2 JP 2618546B2
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ハインツ・ラントシヤイト
ハインツ・ウルリツヒ・ブランク
バルター・キプスハーゲン
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バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/96Esters of carbonic or haloformic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は一酸化炭素を、触媒上連続気相反
応によってアルキルナイトライトと反応させることによ
るジアルキルカーボネートの新しい製造法に関する。
【0002】ジアルキルカーボネートは一般に化学的に
重要である。即ち例えばジアルキルカーボネートは中沸
点範囲の優秀な溶媒である。更にジアルキルカーボネー
トは優秀なカルボニル化及びアルキル化試剤である。最
後に、それらは他のカーボネート並びにウレタン及び尿
素の製造において非常に重要である。
【0003】ジアルキルカーボネートの製造に関しては
種々の方法が文献に記述されている。この点に関し、ホ
スゲン又はアルキルクロルホーメートのアルコールとの
反応[ウルマン(Ullmann)の工業化学辞典、第
A5巻、197〜202頁(1986)]は、現時点ま
で工業的にかなり重要であった。しかしながら、他の方
法によって有毒であるホスゲン或はこれに由来する中間
体生成物、例えばクロルぎ酸エステルを代替することに
関して興味が増している。即ち一酸化炭素を種々の触媒
及び共触媒の存在下に低級アルコールと反応させること
によるジアルキルカーボネートの製造法は公知である。
ヨーロッパ特許第365,083号によると、低級アル
コールが銅アルコキシハライド及び水からなる触媒系上
酸素の存在下に一酸化炭素と反応せしめられる。ヨーロ
ッパ特許第354,970号によると、低級アルコール
が銅触媒又は白金金属触媒及びアルカリ土類化合物の組
合せからなる触媒系上、酸素の存在下に一酸化炭素と反
応せしめられる。この場合、銅及び白金金属の双方並び
にアルカリ土類金属は弱酸の塩の形で又はハライドの形
で使用される。
【0004】アルキルナイトライトの、担持白金金属触
媒上、気相における一酸化炭素との反応は特公昭60−
181,051号(1985年)[C.A.104,1
986,110335t]に開示されている。この反応
はCOに対して10モル%の酸化剤例えば酸素の存在下
に行われる。更に、ヨーロッパ特許第57,629号に
は、適当なアルコール及び窒素の酸化物からその場で製
造したアルキルナイトライトを気相反応において担持パ
ラジウム触媒の存在下にCOと反応させてシュウ酸ジア
ルキルを製造することが開示されている。
【0005】現在、触媒の存在下に及び昇温度において
発火性混合物をもたらし且つ工業の安全性の点から大規
模な工業的製造に導入することのできない更なる酸化性
物質を用いないで行いうるジアルキルカーボネートの連
続的気相製造を開発する目的が存在している。この更な
る酸化性物質は望ましくないことにCOのかなりの部分
をCO2に転化し、これが深刻な収率の低下をもたらす
ということも推定されるに違いない。
【0006】今回、一酸化炭素を式
【0007】
【化4】RONO [式中、Rは直鎖又は分岐鎖C〜Cアルキルを示
す]のアルキルナイトライトと、担持パラジウム触媒上
不活性気体の存在下に昇温度で及び連続気相反応で反応
させることによって式
【0008】
【化5】O=C(OR)2 [式中、Rは上述と同義である]のジアルキルカーボネ
ートを製造する際に、反応を更なる酸化性物質を排除し
て及び式
【0009】
【化6】ROH [式中、Rは上述と同義である]のアルコールを添加し
て又はしないで行ない、また触媒の全重量に対して0.
01〜8重量%の量の硫黄で改変された担持パラジウム
触媒を用いる該ジアルキルカーボネートの製造法が発見
された。
【0010】本発明の方法の反応は、方程式
【0011】
【化7】 CO+2 RONO → O=C(OR)2+2 NO で示されるように起こる。本発明の方法は反応に導入さ
れた一酸化炭素(CO)の高転化率と所望のジアルキル
カーボネートへの転化の高選択性とを与える。これは公
知の気相反応の知識から予測できないものであった。即
ち用いる一酸化炭素の少部分しか望ましくない二酸化炭
素に転化しない。本発明によればジアルキルカーボネー
トの他に、対応するシュウ酸ジアルキルが更なる有用な
生成物として生成する。過去の技術と比べて、ジアルキ
ルカーボネートとシュウ酸ジアルキルの合計は、転化し
たCOに対して改良された化学収率を与える。
【0012】炭素4までの直鎖又は分岐鎖アルキルの例
はメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル又
はイソブチル、好ましくは言及したn−アルキル、特に
好ましくはメチル及びエチル、非常に特に好ましくはメ
チルである。
【0013】本質的に異なるジアルキルナイトライトの
混合物を出発物質として用いることも可能であるが、こ
の場合には異なるジアルキルカーボネート及び適当なら
ば非対称の置換ジアルキルカーボネートの混合物も生成
しうる。それ故に単一の反応という意味においては、た
だ1種のアルキルナイトライトを出発物質として用いる
ことが好適である。
【0014】アルキルナイトライトは、担体気体として
も機能しうる不活性気体で希釈される。反応条件下に化
学的に安定であるいずれかの気体、好ましくは貴ガス、
窒素及び二酸化炭素、特に好ましくはアルゴン、窒素及
び二酸化炭素、非常に特に好ましくは窒素及び二酸化炭
素が不活性な気体として言及しうる。担体気体の量は触
媒上を通過する全気体混合物の約20〜80容量%、好
ましくは30〜70容量%である。
【0015】COとアルキルナイトライトの容量比は
1:2〜15、好ましくは1:2〜12、特に好ましく
は1:2〜10である。
【0016】本発明の方法は、式(III)のアルコー
ルを添加して又は添加しないで行うことができる。本方
法をアルコールを添加して行う場合、後者と一酸化炭素
の容量比は0.1〜10:1、好ましくは0.2〜5:1
である。メタノールの添加は特にジメチルカーボネート
の製造において有利であることがある。
【0017】本発明による方法は、80〜200℃、好
ましくは90〜180℃及び特に好ましくは100〜1
50℃の温度で及び0.8〜8バール、好ましくは1〜
3バール及び特に好ましくは1〜2.5バールの圧力で
行われる。
【0018】パラジウムの担体上の濃度は触媒の全重量
に対して0.01〜5重量%、好ましくは0.05〜3
重量%である。適当な担体は、白金金属触媒に対して通
常ないずれかの担体、例えば酸化アルミニウム、活性
炭、モレキュラーシーブ、珪藻土、炭化珪素、二酸化珪
素などである。
【0019】本発明で使用しうる改変されたパラジウム
担持触媒は触媒の全重量に対して0.01〜8重量%
ましくは0.01〜4重量%の硫黄を添加物として更に
含有する。
【0020】そのような改変されたパラジウム担持触媒
の製造は、同業者には本質的に公知の方法によって行わ
れる。即ち言及した担体の1つに、1種又はそれ以上の
パラジウム化合物の溶液を、また1種又はそれ以上の改
変添加物の溶液を含浸又は噴霧することができる。パラ
ジウム及び添加物は一緒に又は別々に適用することがで
きる。一般に各含浸に次いで乾燥を行い、触媒の製造を
完結するためにこれを数回焼成する。パラジウムの化合
物の例は塩化物、硝酸塩及び酢酸塩であり、このイオン
は焼成過程で触媒から除去される。硫黄は例えば有機物
質(チオフェン、チオエーテルなど)の含浸によって適
用される。触媒上の容量時間空間速度は触媒上のパラジ
ウム1g当り1〜800リツトルのCO、好ましくは
0〜500リツトルのCOである。
【0021】本発明で使用しうるアルキルナイトライト
の製造は、公知の方法により、適当なアルコール及びア
ルカリ金属ナイトライト及び鉱酸(例えば硫酸)からそ
の場で生成した亜硝酸から行われる。
【0022】本発明の方法の過程で生成する一酸化窒素
は、酸素及び新しいアルコールによって連続的に再生さ
れてアルキルナイトライトを与え(独国公開特許第3,
834,065号)、未転化の一酸化炭素及び未転化の
アルキルナイトライトと一緒に循環させることができ
る。
【0023】
【実施例】実施例1 125℃に加熱し且つラシヒ環及びPd触媒(Al
上にPdを0.5%担持させて硫黄を0.2%ドー
)20g(25ml)を充填したガラス製管形反応器
(250cm)に、窒素39%、メタノール18%、
メチルナイトライト35%及び一酸化炭素8%(容量
%)からなる気体混合物を25.5リツトル/時の容量
速度で通過させた。反応器を出る気体を冷却し、凝縮し
た生成物を集め、その組成を気体の凝縮してない生成物
のそれとして分析した。COの転化に対して炭酸ジメチ
ル(DMC)への24%及びシュウ酸ジメチル(DM
O)への71%という転化の選択率が得られた。反応し
たCOに対する収率はDMCが13%及びDMOが40
%であった。DMCの空間時間収率(STY)は43
/リツトル・時であった。
【0024】実施例2〜7 125℃ に加熱し且つラシヒ環及び表1に示す触媒のm
量を充填した管形反応器(250cm)に、窒素50
%、メチルナイトライト22.5%、メタノール22.
5%及び一酸化炭素5%(容量%)からなる気体混合物
を20リツトル/時の容量速度流で通過させた。反応器
を出る気体を冷却し、濃縮した試料を集め、その組成を
分析した。結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインツ・ウルリツヒ・ブランク ドイツ連邦共和国デー5068オーデンター ル−グレーブツシユ・アムゴイスフエル デ35 (72)発明者 バルター・キプスハーゲン ドイツ連邦共和国デー5090レーフエルク ーゼン1・フイヒテシユトラーセ2アー

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一酸化炭素を式 【化1】RONO [式中、Rは直鎖又は分岐鎖C〜Cアルキルを示
    す]のアルキルナイトライトと、担持パラジウム触媒上
    不活性気体の存在下に昇温度で及び連続気相反応で反応
    させることによって式 【化2】O=C(OR) [式中、Rは上述と同義である]のジアルキルカーボネ
    ー卜を製造する際に、反応を更なる酸化性物質を排除し
    て及び式 【化3】ROH [式中、Rは上述と同義である]のアルコールを添加し
    て又はしないで行ない、また触媒の全重量に対して0.
    01〜8重量%の量の硫黄で改変された担持パラジウム
    触媒を用いる該ジアルキルカーボネートの製造法。
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