專利名稱：芳香族碳酸酯的分離回收方法及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芳香族碳酸酯的分離回收方法。更詳細(xì)地說，涉及在含有芳香族碳酸酯和芳香族羥基化合物的溶液中添加特定的溶劑，進行結(jié)晶化操作，選擇性地使芳香族碳酸酯結(jié)晶化，由該混合溶液分離回收高純度的芳香族碳酸酯的方法。
而且，本發(fā)明涉及在催化劑存在的條件下使芳香族羥基化合物和一氧化碳以及分子狀氧反應(yīng)制備芳香族碳酸酯的方法中，有利于由通過反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液分離芳香族碳酸酯和催化劑的方法。
另外，作為芳香族碳酸酯的制備方法，以在催化劑存在的條件下使芳香族羥基化合物和一氧化碳以及分子狀氧發(fā)生羰基化反應(yīng)的方法為主，已知多種方法。一般地，羰基化反應(yīng)中需要復(fù)雜的催化劑體系，另外催化劑昂貴，而且殘留在芳香族碳酸酯中的催化劑成為純度降低的主要原因，因此對于芳香族碳酸酯的分離回收和催化劑體系的再循環(huán)也進行了各種各樣的研究。
在特開平6-172270號公報中教導(dǎo)了通過懸濁結(jié)晶化法，由含有催化劑的反應(yīng)溶液生成碳酸二苯酯和苯酚的摩爾比1∶1的晶體加合物，將其由反應(yīng)溶液分離。在該方法中，為了以高收率得到晶體加合物并進行分離，將反應(yīng)溶液中含有的碳酸二苯酯的濃度限定在50～70重量％的狹窄范圍內(nèi)。而且，通過過濾得到的該晶體加合物含有含催化劑的殘渣，在隨后對晶體加合物進行精制(蒸餾等)時，該殘留催化劑成分可能造成碳酸二苯酯分解等不良影響。另外，提出在用于分離苯酚的減壓條件下進行加熱之前，用9％的水和91％的苯酚的混合溶液洗滌晶體加合物的方案，但這不僅溶解了大部分晶體加合物，而且使晶體加合物中的水分量增加，在以分離碳酸二苯酯為目的進行蒸餾時，引起水解，有可能使碳酸二苯酯的收率降低。
另外，對于碳酸二苯酯的含量低于50重量％的反應(yīng)溶液，采用上述方法進行處理時，必須進行以濃縮反應(yīng)溶液為目的的蒸餾操作等。但是，進行該操作時，除上述缺點以外，也會引起熱負(fù)荷導(dǎo)致的催化劑惰性化。
作為利用懸濁結(jié)晶的方法，有特開平10-45680號公報中公開的方法。該方法通過將含有芳香族碳酸酯的反應(yīng)混合溶液冷卻，在結(jié)晶化開始時接種晶核材料，從而進行懸濁結(jié)晶化。得到的結(jié)晶物包括芳香族碳酸酯和芳香族羥基化合物，用含有催化劑的母液分離后，用芳香族碳酸酯和芳香族羥基化合物的混合物或單獨用芳香族羥基化合物洗滌，該洗滌溶液和含有催化劑的母液在下一個反應(yīng)中循環(huán)再次利用。但是，通過該方法得到的結(jié)晶化物中也混入了相當(dāng)量的芳香族羥基化合物，因此為了得到高純度的芳香族碳酸酯，隨后用于分離芳香族碳酸酯的精制(蒸餾等)不可避免。
這樣，采用以往的方法，來自反應(yīng)混合溶液的芳香族碳酸酯的分離效率低導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量降低，或回收裝置費用增大不可避免，而且需要大量的分離能量。
在美國專利5,981,788號說明書中，對由通過苯酚的羰基化反應(yīng)得到的反應(yīng)混合物分離回收催化劑成分提出了下述方案。即公開了從包括苯酚、碳酸二苯酯、鈀鹽、鈷鹽以及季銨鹽的反應(yīng)混合物，通過(1)采用鹽酸和氯化鈉水溶液提取金屬成分一次以上，(2)采用蒸發(fā)除去苯酚，(3)進行一次以上季銨鹽的水提取，從而可以分離48％的鈀成分、90％以上的鈷成分、60％以上的季銨鹽。但是該方法存在三個缺點。其一是不可避免地增大有關(guān)分離裝置和能量的成本。其二是碳酸二苯酯在工序中幾次被暴露于熱、酸或水中，因水解等回收量降低。其三是催化劑成分，特別是易于熱分解的季銨鹽在該工序的熱處理中劣化。如上所述，采用以往方法也可以分離芳香族碳酸酯和催化劑成分，但很難說是經(jīng)濟的、有利的方法。
發(fā)明所要解決的問題因此，本發(fā)明的第1個目的在于提供一種用于避免芳香族羥基化合物混入結(jié)晶物中，提高結(jié)晶物中芳香族碳酸酯含量的方法，該方法涉及利用結(jié)晶化由含有芳香族羥基化合物和芳香族碳酸酯的溶液分離回收芳香族碳酸酯的方法。
另外，本發(fā)明的第2個目的在于提供一種采用結(jié)晶化法由通過芳香族羥基化合物的羰基化反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液分離回收高純度的芳香族碳酸酯的方法。
而且，本發(fā)明的第3個目的在于提供一種不僅能夠由通過上述羰基化反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液，高效率且不導(dǎo)致活性降低地回收、再利用芳香族碳酸酯，而且能夠同樣回收、再利用使用的催化劑的工業(yè)上有利的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種由通過上述羰基化反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液中除去通過反應(yīng)生成的水的有利的方法。如果采用本發(fā)明的從反應(yīng)混合溶液中除去水的方法，則在溫和的條件下且用簡單的方法即可除去水，因此可以抑制芳香族碳酸酯的水解，而且可以極力減少催化劑活性的降低。解決課題的方法本發(fā)明者首先對由含有芳香族羥基化合物和芳香族碳酸酯的溶液通過結(jié)晶化法將高純度的芳香族碳酸酯作為晶體進行分離的方法進行了研究。
下面，對選擇碳酸二苯酯(以下稱為DPC)作為碳酸二芳酯，選擇苯酚作為芳香族羥基化合物的情況說明結(jié)晶化法，但本發(fā)明并不只限于這些。
發(fā)明者利用通過L.Hoy的摩爾牽引力概念(J.PaintTechnol.，42，76)(1970)導(dǎo)出的溶解度參數(shù)，從比較研究DPC和苯酚的溶解能開始。Hoy對數(shù)種原子或原子團定義了通過蒸汽壓測定求出的摩爾牽引常數(shù)G，使用下式可以由分子結(jié)構(gòu)式推測溶解度參數(shù)(δ)的值。關(guān)于溶解度參數(shù)(δ)值計算的更詳細(xì)的說明可以參照原文。
δ＝d∑G/M(式中，δ表示溶解度參數(shù)，d表示密度，G表示摩爾牽引常數(shù)，M表示分子量)對于DPC和苯酚，按照上式計算出溶解度參數(shù)，則DPC的溶解度參數(shù)δdpc(加符號dpc表示DPC)為10.25，苯酚的溶解度參數(shù)δph(加符號ph表示苯酚)為9.73。另外，對于密度(d)的值使用20℃下的數(shù)值。取這些數(shù)值的差接近0.52的數(shù)值，這表示該兩種成分易于相溶。該結(jié)果證實使用結(jié)晶化操作，由這兩種成分的混合溶液通過結(jié)晶化法分離DPC困難。
因此，本發(fā)明者還進行了使用結(jié)晶化法分離DPC的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如果在該溶液中添加特定量的具有某種特定溶解度參數(shù)的第三成分溶劑，則表觀上具有降低苯酚溶解度參數(shù)δph的效果。而且，驚奇地發(fā)現(xiàn)以往成為問題的吸藏或吸附于DPC晶體中的苯酚的量顯著減少。本發(fā)明基于上述發(fā)現(xiàn)而實現(xiàn)。
也就是說，按照本發(fā)明，提供一種從溶液(A)中分離回收芳香族碳酸酯的方法，該溶液(A)是在下式(II)表示的芳香族羥基化合物中含有下式(I)表示的芳香族碳酸酯的溶液，其特征在于，在上述溶液(A)中添加溶解度參數(shù)(δs)在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使該溶液(A)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著進行回收。
R-O-CO-O-R (I)(式中，R表示具有取代基或不具有取代基的碳原子數(shù)6～15的芳香族烴基)R-OH (II)(式中R具有與上式(I)相同的定義)另外，按照本發(fā)明，提供一種由反應(yīng)混合溶液(A’)制備芳香族碳酸酯的方法，其特征在于，在催化劑存在的條件下使下式(II)表示的芳香族羥基化合物和一氧化碳以及分子狀氧反應(yīng)制備下式(I)表示的芳香族碳酸酯的方法中，在通過上述反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液(A’)中添加溶解度參數(shù)δs在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使該反應(yīng)混合溶液(A’)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著進行回收。
R-OH (II)(式中，R表示具有取代基或不具有取代基的碳原子數(shù)6～15的芳香族烴基)R-O-CO-O-R(I)(式中R具有與上式(II)相同的定義)而且，按照本發(fā)明，提供一種由溶液(A”)分離回收芳香族碳酸酯的方法，該溶液(A”)通過閃蒸上述反應(yīng)混合溶液(A，)使該溶液中的水隔熱蒸發(fā)得到，另外提供一種在該溶液(A”)中添加溶解度參數(shù)δs在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著進行分離回收的方法。
下面，對本發(fā)明的方法進行更具體地說明。
本發(fā)明中，芳香族羥基化合物是上述式(II)表示的化合物。上述式(II)中，R是具有取代基或不具有取代基的碳原子數(shù)6～15，優(yōu)選6～12的芳香族烴基。作為芳香族烴基，優(yōu)選苯基或萘基，特別優(yōu)選苯基。芳香族烴基(R)具有取代基時，作為其取代基，例如碳原子數(shù)1～4的烷基、碳原子數(shù)1～4的烷氧基、鹵素原子或羧基。取代基的數(shù)目為1～4，優(yōu)選1～2。作為芳香族羥基化合物的具體例子，例如苯酚、甲酚、二甲苯酚、乙基苯酚、丙基苯酚、甲氧基苯酚、乙氧基苯酚、氯苯酚、溴苯酚或水楊酸等取代苯酚類及其異構(gòu)體；萘酚、甲基萘酚、氯萘酚等取代萘酚類及其異構(gòu)體，其中特別優(yōu)選苯酚。
本發(fā)明中，芳香族碳酸酯是上述通式(I)表示的化合物。在上述式(I)中，R具有與上述通式(II)的芳香族羥基化合物的說明中定義的芳香族烴基相同的含義。因此，R中，作為優(yōu)選例舉的基團同樣優(yōu)選。最優(yōu)選的R是苯基。具體的芳香族碳酸酯有碳酸二苯酯或碳酸二萘酯，特別優(yōu)選碳酸二苯酯。
本發(fā)明使芳香族羥基化合物中含有的芳香族碳酸酯析出，作為固態(tài)的晶體進行分離回收。此時，在上述溶液中添加具有特定溶解度參數(shù)(δs)的溶劑(B)。
在含有芳香族碳酸酯的芳香族羥基化合物的溶液(A)中，芳香族碳酸酯的濃度(含量)為5～95重量％的范圍，優(yōu)選7～70重量％的范圍，特別優(yōu)選10～50重量％的范圍。
在上述溶液(A)中添加的溶劑(B)是溶解度參數(shù)(δs)具有7.0～10.0范圍的化合物。通過添加溶劑(B)表觀上可以降低芳香族羥基化合物的熔點，可以擴大本發(fā)明的芳香族碳酸酯的結(jié)晶化溫度范圍。希望溶劑(B)其自身的熔點比芳香族羥基化合物的熔點低，通常41℃以下，更優(yōu)選15℃以下，這是有利的。
通過在上述溶液(A)中添加溶劑(B)，芳香族碳酸酯和芳香族羥基化合物的共熔點向低溫側(cè)移動，并且向芳香族碳酸酯的低含有濃度側(cè)移動，因此，芳香族碳酸酯可以由上述溶液(A)作為晶體析出、分離。
本發(fā)明的方法中使用的溶劑(B)優(yōu)選選自碳原子數(shù)5～8的脂肪族和脂環(huán)族烴、碳原子數(shù)6～8的芳香族烴、碳原子數(shù)3～6的脂肪族和脂環(huán)族醚、碳原子數(shù)3～6的脂肪族和脂環(huán)族酮以及碳原子數(shù)1～4的脂肪族醇的至少1種。
作為上述溶劑(B)，具體地說，選自環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、乙醚、四氫呋喃、1，2-二甲氧基乙烷、甲基叔丁基醚、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲醇、乙醇以及異丙醇的至少1種有利。
根據(jù)本發(fā)明者的研究，發(fā)現(xiàn)通過在溶液(A)中以滿足下式(III)和(IV)的比例添加上述溶劑(B)，能夠作為固體分離回收高純度的芳香族碳酸酯。
δsah＝δsWs/(Ws+Wah)+δahWah/(Ws+Wah)(III)δdac-δsah≥0.6(IV)其中，這些式(III)和(IV)中，各個符號分別具有下述含義。
δs溶劑(B)的溶解度參數(shù)δah芳香族羥基化合物的溶解度參數(shù)δsab溶液(A)的溶解度參數(shù)δdac芳香族碳酸酯的溶解度參數(shù)Ws溶劑(B)的添加量(重量)Wah溶液(A)中的芳香族羥基化合物的量(重量)本發(fā)明中，在溶液(A)中添加溶劑(B)時，為了進行芳香族碳酸酯的結(jié)晶化操作和減少雜質(zhì)在晶體中的吸藏，優(yōu)選在攪拌下進行。但是，通過在溶液(A)中添加溶劑(B)，能夠提高溶液中的均勻性，因此并非特別需要攪拌操作，也可以在靜置的狀態(tài)下進行溶劑(B)的添加。
根據(jù)本發(fā)明者的研究，發(fā)現(xiàn)上述本發(fā)明的通過由溶液(A)析出芳香族碳酸酯而進行分離的方法能夠有利地用于下述說明的由芳香族碳酸酯的合成中得到的反應(yīng)混合溶液分離芳香族碳酸酯。
也就是說，按照本發(fā)明，提供一種芳香族碳酸酯的制備方法，其特征在于，在催化劑存在的條件下使上述通式(II)表示的芳香族羥基化合物和一氧化碳以及分子狀氧反應(yīng)，制備上述式(I)表示的芳香族碳酸酯的方法中，在通過上述反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液(A’)中添加溶解度參數(shù)δs在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使該反應(yīng)混合溶液(A’)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著進行回收。
在上述反應(yīng)混合溶液(A’)中，除芳香族碳酸酯和芳香族羥基化合物以外還含有催化劑、通過反應(yīng)生成的水，通過在該反應(yīng)混合溶液(A’)中添加溶劑(B)，能夠作為固體分離回收芳香族碳酸酯。另外，由反應(yīng)混合溶液(A’)分離芳香族碳酸酯后得到的含有催化劑的溶液可以在反應(yīng)中再次循環(huán)使用。
芳香族碳酸酯的合成中使用的催化劑希望是包含(a)鉑族金屬或鉑族金屬化合物，(b)氧化還原劑以及(c)季銨鹽或季鏻鹽的催化劑體系。
作為上述催化劑體系中的(a)鉑族金屬，例如鈀、鉑、釕、銠、鋨和銥，其中特別優(yōu)選鈀。該鉑族金屬的狀態(tài)為具有活性的金屬狀態(tài)、硝酸鈀、氯化鈀等無機酸鹽、乙酸鈀等有機酸鹽、乙酰乙酸鈀等絡(luò)鹽、氧化物或氫氧化物，或者含有如一氧化碳、烯烴、胺、膦或鹵素的絡(luò)合物的形態(tài)。而且，這些鉑族金屬化合物可以是被適當(dāng)?shù)闹С煮w，如活性碳、硅膠、氧化鋁、氧化鈦或氧化鋯等金屬氧化物、鈣鈦礦等金屬復(fù)合氧化物或者碳化硅等擔(dān)載的狀態(tài)，也可以是與這些支持體一起預(yù)先分離除去大部分的狀態(tài)，其中，優(yōu)選乙酰乙酸鈀。
作為上述(a)鉑族金屬或其化合物，最優(yōu)選鈀金屬或其化合物。使用鈀或鈀化合物時，其用量相對于芳香族羥基化合物1摩爾而言，作為鈀原子，適合1～1×10-5摩爾的范圍，優(yōu)選1×10-2～1×10-4摩爾的范圍。
作為上述催化劑體系中使用的(b)氧化還原劑，例如元素周期表的IIIA、IVA、VA、VIA、IB、IIB、VIB、VIIB、鐵族(VIII)和稀土金屬(IIIB)的化合物。這些金屬的化合物可以在各種氧化狀態(tài)下使用，例如除鹵化物、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、有機羧酸鹽、二酮鹽或草酸鹽、水楊酸鹽等絡(luò)鹽以外，可以作為一氧化碳、烯烴類、胺類、膦類等配位的絡(luò)合物使用。這些具有氧化還原能力的金屬化合物中，優(yōu)選如錳、鈷、銅和鑭、鈰等稀土金屬的化合物以及鉛的化合物，特別優(yōu)選的是錳、鈷、銅、鈰和鉛的化合物。這些(b)氧化還原劑的用量并沒有特別限定，相對于(a)鉑族金屬或鉑族金屬化合物1摩爾而言，優(yōu)選1×10-1～1×103摩爾的范圍，特別優(yōu)選1×10-1～1×102摩爾的范圍。
而且，上述催化劑體系中的(C)季銨鹽或季鏻鹽可以分別使用下述式(V)或式(VI)表示的物質(zhì)。
R1R2R3R4NX (V)R1R2R3R4PX (VI)(這些式中，R1～R4為C1～C8的烷基或C6～C12的芳基，可以相同，也可以不同。X為陰離子，優(yōu)選使用羥基、烷氧基、苯氧基、氯、溴、碘等鹵素。)其中，特別優(yōu)選四正丁基銨鹽和四苯基鏻鹽。用于反應(yīng)的季銨鹽或季鏻鹽的量相對于鉑族金屬或其化合物(特別是)鈀或鈀化合物1摩爾而言，優(yōu)選在0.1～1,000摩爾的范圍，特別優(yōu)選在1～100摩爾的范圍。
本發(fā)明中，在上述催化劑體系存在的條件下，通過進行芳香族羥基化合物、一氧化碳以及分子狀氧的反應(yīng)，能夠得到目的的碳酸二芳基酯，而且，作為顯示反應(yīng)促進效果的共催化劑，可以使用(d)雜多酸。
(d)雜多酸是2種以上的含氧酸(含氧酸，oxo acid)脫水縮合而成的多元酸，由具有負(fù)電荷的氧化物分子簇(聚陰離子)和質(zhì)子構(gòu)成。
作為雜多酸，已知具有各種組成、結(jié)構(gòu)的雜多酸，可以使用任何一種，其中，優(yōu)選具有稱為ケギソ型的結(jié)構(gòu)且其陰離子部分的結(jié)構(gòu)式用下述通式(VII)表示的物質(zhì)。
XM12O40(VII)上述式中，X除P、Si元素以外，表示As、Ge、B等元素，M為Mo或W，但也可以被V、Mn、Co、Cu、Fe、Zn等原子部分取代。另外，相對于該陰離子而言，具有質(zhì)子的物質(zhì)稱為多元酸，但本發(fā)明中，用陽離子取代該質(zhì)子得到的物質(zhì)也有效。作為該陽離子，除Li、Na、K、Rb、Cs等堿金屬以外，可以以Ca、Mg等堿土金屬、Cu、Zn、Al等的金屬離子、Fe、Co、Ni、Mn、Cr等過渡金屬離子、或Ce、La等稀土金屬離子等的鹽的形態(tài)使用，而且，也可以使用銨鹽或有機銨鹽或者有機鏻鹽等在有機溶劑中可溶的鹽。
具有ケギソ結(jié)構(gòu)的這些雜多酸中，特別優(yōu)選的是作為ケギソ結(jié)構(gòu)的雜多酸為陰離子部分用下述結(jié)構(gòu)式(VIII)表示的雜多酸或其鹽類。
X(Mo)n(W)m(V)pO40(式中，X為P或Si元素，n、m、p為0～12的數(shù)值，滿足n+m+p＝12的關(guān)系)作為其具體的例子，例如磷鎢鉬酸(如PMo2W10O40、PMo4W8O40、PMo6W6O40、PMo8W4O40、PMo10W2O40)、磷釩鉬酸類(如PMo11V1O40、PMo10V2O40、PMo9V3O40、PMo4V8O40、PMo2V10O40)、磷釩鎢酸(如PW9V3O40、PW10V2O40、PW11V1O40等、硅鉬鎢酸(如SiMo3W9O40、SiMo6W6O40、SiMo8W4O40)、硅釩鎢酸(如SiW11V1O40、SiW10V2O40、SiW9V3O40、SiW8V4O40、SiW6V6O40、SiW8V4O40)、硅鉬鎢酸(如SiMo11V1O40、SiMo10V2O40、SiMo9V3O40、SiMo8V4O40、SiMo6V6O40、SiMo8V4O40)。這些雜多酸可以單獨使用，也可以以2種以上混合的形式使用。另外，如上所述，也可以以各種陽離子鹽或其混合物的形式使用。
進行該反應(yīng)時，可以采用密閉方式或氣體流通方式中的任意一種方法。反應(yīng)容器內(nèi)的壓力以一氧化碳和分子狀氧的總壓表示為0.1～1MPa，優(yōu)選0.5～0.9MPa。另外，氧分壓相對于總壓的比例只要在一氧化碳爆炸范圍以外即可，并沒有特別限定。而且，采用流通方式時，氣體流量是一氧化碳相對于芳香族羥基化合物的1摩爾而言，在0.3～2.0L/分鐘的范圍，分子狀氧在0.01～0.1L/分鐘的范圍，優(yōu)選一氧化碳為0.75～1.2L/分鐘，分子狀氧為0.03～0.075L/分鐘。
對該反應(yīng)的溫度并沒有限定，優(yōu)選60℃～120℃的范圍，更優(yōu)選80℃～100℃。
另外，反應(yīng)也可以使用對反應(yīng)為惰性的有機溶劑。作為有機溶劑，優(yōu)選分子內(nèi)具有1個～數(shù)個醚鍵的脂肪族醚化合物。特別優(yōu)選具有30～170℃沸點的物質(zhì)。作為特別優(yōu)選的溶劑，例如四氫呋喃、甲基叔丁基醚或1，2-二甲氧基乙烷。
在該催化劑存在的條件下，使芳香族羥基化合物和一氧化碳以及分子狀氧反應(yīng)制備芳香族碳酸酯，將以得到的芳香族碳酸酯和芳香族羥基化合物為主要成分的反應(yīng)混合溶液(A’)導(dǎo)入適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶化裝置中。在得到的反應(yīng)混合溶液(A’)中含有的芳香族碳酸酯的濃度為5～95重量％，優(yōu)選7～70重量％。
其中使用的結(jié)晶化裝置例如特開平10-45680號公報中例舉的攪拌器結(jié)晶裝置或特開平10-59904號公報中例舉的通量管結(jié)晶裝置等，但并不只限于這些。
本發(fā)明中，在通過上述反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液(A’)中，添加溶解度參數(shù)δa在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使反應(yīng)混合溶液(A’)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，并作為固體進行回收。此時，反應(yīng)混合溶液(A’)的溫度在添加溶劑(B)后希望從80～40℃，優(yōu)選60～40℃的溫度范圍冷卻到30～-30℃，優(yōu)選30～0℃的溫度范圍。通過溶液溫度的冷卻，與添加的溶劑(B)的作用一起促進芳香族碳酸酯的結(jié)晶化，得到高純度的物質(zhì)。
在反應(yīng)混合溶液(A’)中添加的溶劑(B)的種類與上述溶劑相同，其添加量優(yōu)選的范圍用上述式(III)和(IV)表示。
作為晶體析出的芳香族碳酸酯可以通過離心分離或過濾等進行分離。由于在分離后得到的溶液中含有催化劑，因此可以除去溶劑回收催化劑。此時，為了防止催化劑活性降低，溶劑的除去希望在溫和的條件下通過蒸餾進行。回收的催化劑可以再次循環(huán)至反應(yīng)器中用于芳香族碳酸酯的合成。
本發(fā)明者在實施由上述反應(yīng)混合溶液(A’)將芳香族碳酸酯作為固體結(jié)晶化從而進行分離回收的方法時，對有效除去反應(yīng)混合溶液(A’)中含有的水的方法進行了研究。水的存在也是導(dǎo)致芳香族碳酸酯水解，通過結(jié)晶化得到的芳香族碳酸酯的收率降低以及純度降低的原因。而且，如果通過通常的蒸餾操作由反應(yīng)混合溶液除去水，則對催化劑產(chǎn)生熱負(fù)荷，結(jié)果引起催化劑的活性降低。
因此，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)為了由反應(yīng)混合溶液(A’)除去其中含有的水，閃蒸反應(yīng)混合溶液，隔熱蒸發(fā)水的方法非常有效。
也就是說，根據(jù)本發(fā)明，提供一種芳香族碳酸酯的制備方法，其特征在于，閃蒸通過上述反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液(A’)，隔熱蒸發(fā)該溶液中的水，由得到的溶液(A”)分離回收芳香族碳酸酯。
在剛通過反應(yīng)得到上述反應(yīng)混合溶液(A’)后，通常具有60～120℃，優(yōu)選80～100℃的溫度，通過閃蒸該高溫下的反應(yīng)混合溶液(A’)，進行隔熱蒸發(fā)，主要除去水分。向隔熱蒸發(fā)的容器內(nèi)供給反應(yīng)混合溶液(A’)，使之閃蒸。設(shè)定該容器內(nèi)的溫度和壓力條件，使得主要是水由反應(yīng)混合溶液(A’)隔熱蒸發(fā)。具體地說，容器內(nèi)的溫度在0～100℃的范圍較為合適，優(yōu)選0～80℃的范圍。另外，壓力在1MPa以下較為合適，優(yōu)選在0.1MPa以下，特別優(yōu)選0.005～0.07MPa的范圍。并非必需通過隔熱蒸發(fā)完全除去反應(yīng)混合溶液(A’)中含有的水。例如，即使反應(yīng)混合溶液(A’)中含有的水分量的10重量％以下，優(yōu)選5重量％以下殘留在溶液中，也不會對以后的操作有特別的障礙。
通過由上述反應(yīng)混合溶液(A’)采用隔熱蒸發(fā)除去水，能夠得到實質(zhì)上不含水的溶液(A”)。為了后述的回收，希望該溶液(A”)以5～95重量％，優(yōu)選7～70重量％，更優(yōu)選10～50重量％的濃度含有芳香族碳酸酯。
為了由上述溶液(A”)分離回收芳香族碳酸酯，按照上述本發(fā)明，可以添加溶解度參數(shù)δs在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使該溶液(A”)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著進行分離回收。
另外，在上述溶液(A”)中添加溶解度參數(shù)δs在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使該溶液(A”)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著進行分離回收，另一方面也可以將得到的含有催化劑的溶液(C)在反應(yīng)中再次循環(huán)使用。
上述芳香族碳酸酯析出時，溶液(A”)的溫度在添加溶劑(B)后希望從80～40℃，優(yōu)選60～40℃的溫度范圍冷卻到30～-30℃，優(yōu)選30～0℃的溫度范圍。通過溶液(A”)溫度的冷卻，與添加的溶劑(B)的作用一起促進芳香族碳酸酯的結(jié)晶化，得到更高純度的物質(zhì)。
在溶液(A”)中添加的溶劑(B)的種類與上述溶劑相同，其添加量優(yōu)選的范圍用上述式(III)和(IV)表示。
作為晶體析出的芳香族碳酸酯可以通過離心分離或過濾等進行分離。由于在分離后得到的溶液中含有催化劑，因此可以除去溶劑回收催化劑。此時，為了防止催化劑活性降低，溶劑的除去希望在溫和的條件下通過蒸餾進行。回收的催化劑可以再次循環(huán)至反應(yīng)器中用于芳香族碳酸酯的合成。
實施例下面例舉實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不只限于這些。
權(quán)利要求
1.一種從溶液(A)中分離回收芳香族碳酸酯的方法，所述溶液(A)是指在下式(II)表示的芳香族羥基化合物中含有下式(I)表示的芳香族碳酸酯的溶液，其特征在于，在上述溶液(A)中添加溶解度參數(shù)(δs)在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使該溶液(A)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著將其回收，R-O-CO-O-R (I)式中，R表示有或沒有取代基的碳原子數(shù)6～15的芳香族烴基，R-OH (II)式中R具有與上式(I)相同的定義。
2.如權(quán)利要求1所述的芳香族碳酸酯的分離回收方法，其中，該溶液(A)中的芳香族碳酸酯的濃度在5～95重量％的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的芳香族碳酸酯的分離回收方法，其中，該溶液(A)中的芳香族碳酸酯的濃度在7～70重量％的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的芳香族碳酸酯的分離回收方法，其中，該溶劑(B)為選自碳原子數(shù)5～8的脂肪族和脂環(huán)族烴、碳原子數(shù)6～8的芳香族烴、碳原子數(shù)3～6的脂肪族和脂環(huán)族醚、碳原子數(shù)3～6的脂肪族和脂環(huán)族酮以及碳原子數(shù)1～4的脂肪族醇這一組中的至少1種。
5.如權(quán)利要求1所述的芳香族碳酸酯的分離回收方法，其中，該溶劑(B)為選自環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、乙醚、四氫呋喃、1，2-二甲氧基乙烷、甲基叔丁基醚、丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、甲醇、乙醇以及異丙醇這一組中的至少1種。
6.如權(quán)利要求1所述的芳香族碳酸酯的分離回收方法，其中，在溶液(A)中以滿足下式(III)和(IV)的比例添加該溶劑(B)，δsah＝δsWs/(Ws+Wah)+δahWah/(Ws+Wah)(III)δdac-δsah≥0.6 (IV)其中，這些式中，各個符號分別具有下述含義δs溶劑(B)的溶解度參數(shù)δah芳香族羥基化合物的溶解度參數(shù)δsah溶液(A)的溶解度參數(shù)δdac芳香族碳酸酯的溶解度參數(shù)Ws溶劑(B)的添加量(重量)Wah溶液(A)中的芳香族羥基化合物的量(重量)。
7.如權(quán)利要求1所述的芳香族碳酸酯的分離回收方法，其中，芳香族羥基化合物是苯酚，并且芳香族碳酸酯是碳酸二苯酯。
8.一種芳香族碳酸酯的制備方法，其特征在于，在催化劑存在下使下式(II)表示的芳香族羥基化合物與一氧化碳和分子氧反應(yīng)制備下式(I)表示的芳香族碳酸酯的方法中，在通過上述反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液(A’)中添加溶解度參數(shù)δs在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使該反應(yīng)混合溶液(A’)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著進行回收，R-OH (II)式中，R表示有或沒有取代基的碳原子數(shù)6～15的芳香族烴基，R-O-CO-O-R (I)式中R具有與上式(II)相同的定義。
9.如權(quán)利要求8所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，在使該反應(yīng)混合溶液(A’)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出并將其回收后得到的含有催化劑的溶液(C)在反應(yīng)中再次循環(huán)使用。
10.如權(quán)利要求8所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該催化劑是包含(a)鉑族金屬或鉑族金屬化合物、(b)氧化還原劑以及(c)季銨鹽或季鏻鹽的催化劑體系。
11.如權(quán)利要求10所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，(a)鉑族金屬或鉑族金屬化合物是鈀或鈀化合物。
12.如權(quán)利要求10所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，(b)氧化還原劑為選自錳、鈷、銅、鈰、鉛及這些金屬的化合物這一組中的至少1種。
13.如權(quán)利要求10所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，季銨鹽為鹵化四烷基銨。
14.如權(quán)利要求8所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，使一氧化碳和分子氧的分壓保持一定，同時在這些氣體流通的條件下進行反應(yīng)。
15.如權(quán)利要求8所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該反應(yīng)混合溶液(A’)中的芳香族碳酸酯的濃度在5～95重量％的范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求8所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該溶劑(B)為選自碳原子數(shù)5～8的脂肪族和脂環(huán)族烴、碳原子數(shù)6～8的芳香族烴、碳原子數(shù)3～6的脂肪族和脂環(huán)族醚、碳原子數(shù)3～6的脂肪族和脂環(huán)族酮以及碳原子數(shù)1～4的脂肪族醇這一組中的至少1種。
17.如權(quán)利要求8所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該溶劑(B)為選自環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、乙醚、四氫呋喃、1，2-二甲氧基乙烷、甲基叔丁基醚、丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、甲醇、乙醇以及異丙醇這一組中的至少1種。
18.如權(quán)利要求8所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，芳香族羥基化合物為苯酚，并且芳香族碳酸酯為碳酸二苯酯。
19.一種芳香族碳酸酯的制備方法，其特征在于，在催化劑存在下使下式(II)表示的芳香族羥基化合物與一氧化碳和分子氧反應(yīng)制備下式(I)表示的芳香族碳酸酯的方法中，將通過上述反應(yīng)得到的反應(yīng)混合溶液(A’)進行閃蒸，將該溶液中的水隔熱蒸發(fā)，從得到的溶液(A”)分離回收芳香族碳酸酯，R-OH (II)式中，R表示有或沒有取代基的碳原子數(shù)6～15的芳香族烴基，R-O-CO-O-R (I)式中R具有與上式(II)相同的定義。
20.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，在上述溶液(A”)中添加溶解度參數(shù)δs在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使上述溶液(A”)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著將其分離回收。
21.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，在上述溶液(A”)中添加溶解度參數(shù)δs在7.0～10.0范圍的溶劑(B)，使上述溶液(A”)中的芳香族碳酸酯選擇性地析出，接著將其分離回收，另一方面將得到的含有催化劑的溶液(C)在反應(yīng)中再次循環(huán)使用。
22.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該反應(yīng)混合溶液(A’)在0～100℃的溫度條件下進行閃蒸。
23.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該反應(yīng)混合溶液(A’)在1MPa以下的壓力條件下進行閃蒸。
24.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該催化劑是包含(a)鉑族金屬或鉑族金屬化合物、(b)氧化還原劑以及(c)季銨鹽或季鏻鹽的催化劑體系。
25.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該溶液(A”)中的芳香族碳酸酯的濃度在5～95重量％的范圍內(nèi)。
26.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該溶劑(B)為選自碳原子數(shù)5～8的脂肪族和脂環(huán)族烴、碳原子數(shù)6～8的芳香族烴、碳原子數(shù)3～6的脂肪族和脂環(huán)族醚、碳原子數(shù)3～6的脂肪族和脂環(huán)族酮以及碳原子數(shù)1～4的脂肪族醇這一組中的至少1種。
27.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，該溶劑(B)為選自環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、乙醚、四氫呋喃、1，2-二甲氧基乙烷、甲基叔丁基醚、丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮、甲醇、乙醇以及異丙醇這一組中的至少1種。
28.如權(quán)利要求19所述的芳香族碳酸酯的制備方法，其中，芳香族羥基化合物為苯酚，并且芳香族碳酸酯為碳酸二苯酯。
全文摘要
一種在含有芳香族碳酸酯的芳香族羥基化合物的溶液中添加溶解度參數(shù)為7～10的溶劑，使芳香族碳酸酯作為晶體析出進行分離回收的方法。按照本發(fā)明，提供一種能夠由在催化劑存在的條件下使芳香族羥基化合物和一氧化碳以及分子狀氧反應(yīng)而得到的反應(yīng)混合溶液，作為固體分離高純度的芳香族碳酸酯的有利方法。另外，還提供有效的催化劑回收方法和循環(huán)使用方法。
文檔編號C07C68/08GK1422242SQ01807678
公開日2003年6月4日 申請日期2001年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月7日
發(fā)明者大橋賢司, 鈴木啟高, 善里瑛信, 永良一, 村岡剛 申請人:帝人株式會社