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WO2001077060A1 - Method of separating and recovering aromatic carbonate and production process - Google Patents

Method of separating and recovering aromatic carbonate and production process Download PDF

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WO2001077060A1
WO2001077060A1 PCT/JP2001/002925 JP0102925W WO0177060A1 WO 2001077060 A1 WO2001077060 A1 WO 2001077060A1 JP 0102925 W JP0102925 W JP 0102925W WO 0177060 A1 WO0177060 A1 WO 0177060A1
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aromatic
solution
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aromatic carbonate
solvent
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French (fr)
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Kenji Ohashi
Hirotaka Suzuki
Takeshi Muraoka
Eishin Yoshisato
Ryouichi Nagashima
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C68/00Preparation of esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C68/08Purification; Separation; Stabilisation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584Recycling of catalysts

Definitions

  • the crystalline adduct be washed with a mixed solution of 9% water and 91% phenol prior to heating under reduced pressure to separate the phenol, but this is largely the case for crystalline adduct. Not only dissolves but also increases the amount of water in the crystal adduct, and hydrolysis occurs during distillation for the purpose of isolating diphenylcapone, reducing the yield of diphenylcapone. There is a possibility.
  • the aromatic hydroxy compound is a compound represented by the above formula ( ⁇ ).
  • R is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, preferably 6 to 12 carbon atoms, with or without a substituent.
  • the aromatic hydrocarbon group a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is particularly preferable.
  • the aromatic hydrocarbon group (R) has a substituent, examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom and a propyloxyl group.
  • the number of substituents is 1-4, preferably 1-2.
  • aromatic hydroxy compound examples include, for example, phenol or substituted phenols such as cresol, xylenol, ethylphenol, propylphenol, methoxyphenol, ethoxyphenol, chlorophenol, bromophenol, salicylic acid, and the like. And isomers thereof; substituted naphthols such as naphthol, methyl naphthol, and chloronaphthol, and isomers thereof, and phenol is particularly preferable.
  • the aromatic carbonate is a compound represented by the general formula (I).
  • R represents the aromatic hydroxy compound represented by the general formula ( ⁇ ). It has the same meaning as the aromatic hydrocarbon group defined in the description. Thus, in R, the groups indicated as suitable are likewise preferred. Most preferred R is a phenyl group.
  • a specific aromatic component is diphenylcapone or dinaphthylcarbonate, particularly preferably diphenylcapone.
  • the concentration (content) of the aromatic carbonate is in the range of 5 to 95% by weight, preferably in the range of 7 to 70% by weight. Yes, particularly preferably in the range of 10 to 50% by weight.
  • the solvent (B) added to the solution (A) is a compound having a solubility parameter ( 5S ) in the range of 7.0-10.0.
  • the melting point of the solvent (B) is desirably lower than the melting point of the aromatic hydroxy compound, and is usually preferably at most 41 ° C, more preferably at most 15 ° C.
  • the separation method of the present invention by the separation of aromatic potion from solution (A) was obtained in the synthesis of aromatic potion described below. It has been found that it can be advantageously applied to the separation of aromatic cellulose from the reaction mixture solution.
  • the aromatic hydroxy compound represented by the general formula (I) is reacted with carbon monoxide and molecular oxygen in the presence of a catalyst to obtain an aromatic hydroxy compound represented by the general formula (I).
  • a method for producing a force one Poneto the the reaction mixture obtained by reacting (Alpha '), the solubility parameter one coater S s is added the solvent (B) is in the range of 7. 0-10. 0
  • the method for producing aromatic nitroponate is characterized in that aromatic carbonate in the reaction mixture solution ( ⁇ ') is selectively extracted and then recovered. Provided.
  • the reaction mixture solution ( ⁇ ') contains a catalyst and water generated by the reaction in addition to the aromatic compound and the aromatic hydroxy compound.
  • the aromatic ponponate By adding the solvent ( ⁇ ) to ⁇ ′), the aromatic ponponate can be separated and recovered as a solid.
  • the catalyst-containing solution obtained after the separation of the aromatic hydrocarbon from the reaction mixture solution ( ⁇ ') can be recycled to the reaction.
  • the catalyst used in the synthesis of the aromatic ponponate is a catalyst system comprising (a) a platinum group metal or a platinum group metal compound, (b) a redox agent, and (c) a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt. It is desirable that
  • Examples of (a) platinum group metals in the catalyst system include palladium, platinum, ruthenium, rhodium, osmium, and iridium, with palladium being particularly preferred.
  • the state of such a platinum group metal includes an active metal state, an inorganic acid salt such as palladium nitrate and palladium chloride, an organic acid salt such as palladium acetate, a complex salt such as palladium acetyl acetonate, an oxide or water.
  • oxides or complex compounds containing, for example, carbon monoxide, olefins, amines, phosphines or halogens.
  • X represents an element such as As, Ge, B in addition to the P and Si elements, and M is Mo or W, but is an atom such as V, Mn, Co, Cu, FeZn. Part replacement is also possible.
  • the anion having a proton is referred to as a polyacid.
  • a proton in which the proton is replaced with a cation is also effective.
  • the cation include alkali metals such as Li, Na, K, Rb, and Cs, alkaline earth metals such as ca and Mg, metal ions such as Cu, Zn, and A1, Fe, Co, Ni, and the like.
  • Examples include phosphorus Tan dust molybdate (e.g. PMo 2 W 10 ⁇ 4., PMo 4 W 8 O 40, PMo 6 W 6 O 40, PMo 8 W 4 O 40, PMo 10 W 2 O 40) , Limbanad molybdates PMo 10 V 2 O 40 , P Mo 9 V 3 ⁇ 4 . , PMo 4 V 8 0 4. , PMo 2 V 10 O 40) , phosphorus Vua nad Tan Dasute phosphate (e.g. PW 9 V 3 ⁇ 4., PW 10 V 2 ⁇ 4., Keimoribudo tungstate (e.g.
  • a closed system or a gas flow system may be used.
  • the pressure in the reaction vessel is 0.1 to 1 MPa, preferably 0.5 to 0.9 MPa, as a total pressure of carbon monoxide and molecular oxygen.
  • the ratio of the oxygen partial pressure to the total pressure is not particularly limited as long as it is out of the range of carbon monoxide explosion.
  • the gas flow rate is 0.3 to 2.0 LZ for 1 mole of the aromatic hydroxy compound for carbon monoxide, and 0.01 to 0.0 LZ for molecular oxygen.
  • the range is 1 LZ, but preferably 0.75 to 1.2 L / min of carbon monoxide and 0.03 to 0.075 LZ of molecular oxygen.
  • the temperature of the reaction is not limited, but is preferably in the range of 60 ° (: to 120 ° C, more preferably 80 ° (: to 100 ° C).
  • an organic solvent inert to the reaction can be used.
  • the organic solvent an aliphatic ether compound having one to several ether bonds in the molecule is preferable. Particularly, those having a boiling point of 30 to 170 ° C are preferable.
  • Particularly preferred solvents include tetrahydrofuran, methyl-t-butyl ether or 1,2-dimethoxetane.
  • reaction mixture solution ( ⁇ ') obtained by the reaction A process for producing an aromatic carbonate which comprises rushing and adiabatically heating water in the solution, and separating and recovering the aromatic carbonate from the obtained solution (A ").
  • a solution ( ⁇ ′′) that is substantially free of water is obtained.
  • a concentration of 5 to 95% by weight, preferably 7 to 70% by weight, more preferably 10 to 50% by weight is desirable for the recovery described later.

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Description

芳香族カーボネートの分離回収方法および製造方法
発明め詳細な説明
発明の属する技術分野
本発明は、 芳香族カーボネートの分離回収方法に関する。 さらに詳しくは、 芳 香族力一ポネートおよび芳香族ヒドロキシ化合物の含有溶液に、 特定の溶媒を添 明
加して結晶化操作を行い、 芳香族力一ポネートを選択的に結晶化させ、 該混合溶 田
液から高純度の芳香族カーボネートを分離回収する方法に関する。
さらに本発明は、 芳香族ヒドロキシ化合物を、 一酸化炭素および分子状酸素と 触媒の存在下に反応させて芳香族力一ポネ一トを製造する方法において、 反応に より得られた反応混合溶液から、 芳香族カーボネートおよび触媒のそれぞれを有 利に分離する方法に関する。
従来の技術
耐熱性および透明性に優れたエンジニアリングプラスチックスとして、 芳香族 ポリカーボネートが幅広く利用されている。 この芳香族ポリカーポネ一トの製造 方法として、芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンとを反応させる界面重合法と、 芳香族ジヒドロキシ化合物と芳香族カーボネートを溶融状態で重合させる溶融ェ ステル交換法とが一般的に知られている。 しかし、 前者は環境上問題のある塩化 メチレン等のハロゲン系の溶媒を多量に使用することに問題がある。 その点後者 はこの問題を解決できているが、 使用する芳香族カーボネートの純度によっては 重合活性の低下や芳香族ポリカーボネートの着色等の問題が生じる。したがって、 反応混合溶液より高純度の芳香族カーボネートを分離回収する手法に関しては 様々な研究が成されている。
また、 芳香族力一ポネートの製造方法としては、 触媒の存在下で芳香族ヒドロ キシ化合物を一酸ィヒ炭素および分子状酸素と力ルポ二ルイ匕反応させる方法をはじ め、 数々の方法が知られている。 一般に、 カルボニル化反応には複雑な触媒シス テムが必要とされており、 また触媒が高価であるため、 さらには芳香族力一ポネ ート中に残留する触媒が純度低下の要因となるため、 芳香族カーボネートの分離 回収および触媒システムの再循環に関しても様々な研究が成されている。
特開平 6— 1 7 2 2 7 0号公報では、 懸濁結晶化法により、 触媒含有反応溶液 からジフエ二ルカ一ポネートとフエノールのモル比 1 : 1結晶ァダクトを生成さ せ、 これを反応溶液から分離することを教示している。 この方法において、 結晶 ァダクトを高い収量で得て分離するためには、 反応溶液に含有されるジフエニル 力一ポネートの濃度は 5 0〜7 0重量%という狭い範囲に限定される。 さらに、 濾過により得られたこの結晶ァダクトは触媒含有残'渣を含んでおり、 その後の結 晶ァダクトの精製 (蒸留等) の際に、 この残存触媒成分はジフエニルカーボネ一 トの分解等の悪影響を与える可能性がある。 また、 フエノールを分離するための 減圧下での加熱に先立ち、 結晶ァダクトを 9 %の水と 9 1 %のフエノールの混合 溶液で洗浄することを提案しているが、 これは結晶ァダクトの大部分を溶解して しまうだけでなく、 結晶ァダクト中の水分量を増加させ、 ジフエ二ルカ一ポネ一 トの単離を目的とした蒸留の際に加水分解が起こり、 ジフエ二ルカーポネートの 収量を低下させる可能性がある。
またジフエ二ルカ一ポネートの含有量が 5 0重量%を下回る反応溶液に対して は、 既述の方法にて処理を行う場合、 反応溶液の濃縮を目的とした蒸留操作等を 行わねばならない。 しかし、 該操作を行う場合、 既述した欠点の他、 熱的負荷に よる触媒の不活性化も起こる。
懸濁結晶化を利用した方法としては、 特開平 1 0— 4 5 6 8 0号公報に開示さ れた方法がある。 本法は芳香族カーボネートを含む反応混合溶液を冷却し、 結晶 化の開始時に接種材料を接種することで懸濁結晶化を行う。 得られた結晶物は芳 香族カーボネートと芳香族ヒドロキシ化合物から成っており、 触媒含有母液より 分離された後、 芳香族力一ポネートと芳香族ヒドロキシ化合物の混合物、 または 芳香族ヒドロキシ化合物単独で洗浄され、 この洗浄溶液と触媒含有母液は次反応 に循環再利用される。 しかしこの方法で得られた結晶化物にも相当量の芳香族ヒ ドロキシ化合物が混入するため、 高純度の芳香族カーボネートを得るためには、 その後の芳香族カーボネートを単離するための精製 (蒸留等) は避けられない。 このように従来法では、 反応混合溶液からの芳香族カーボネートの分離効率が 低いことによる製品品質の低下や、 回収装置費用の増大が避けられず、 さらに多 犬な分離エネルギーが必要であった。
米国特許 5, 9 8 1 , 7 8 8号明細書には、 フエノールの力ルポニル化反応に よって得られた反応混合物から、 触媒成分の分離回収について下記の提案がなさ れている。 すなわち、 フエノール、 ジフエニルカーボネート、 パラジウム塩、 コ バルト塩、 および第 4級アンモニゥム塩から成る反応混合物から (1 ) 塩酸と塩 化ナトリゥム水溶液による金属成分の抽出を一回以上、 (2 )蒸発によるフエノー ルの除去、 ( 3 ) 第 4級アンモニゥム塩の水抽出を一回以上行うことにより、 4 8 %のパラジウム成分、 9 0 %以上のコバルト成分、 6 0 %以上の第 4級アンモ ニゥム塩の分離が可能であることが示されている。 しかしながらこの方法には三 つの不利な点がある。 一つは、 分離装置とエネルギーに関するコストの増大は免 れないということである。 二つには、, ジフエニルカーボネートが工程中に幾度と なく熱や酸、 および水に曝され、 加水分解等により回収量が低下するということ である。 三つには、,触媒成分、 特に熱分解しやすい第 4級アンモニゥム塩が、 こ の工程の熱処理中に劣ィ匕するということである。 このように、 従来法でも芳香族 カーボネートと触媒成分の分離が可能であるが、 経済的に有利な方法であるとは 言い難い。
発明が解決しょうとする課題
そこで本発明の第 1の目的は、 芳香族ヒドロキシ化合物と芳香族カーボネート を含む溶液から芳香族カーボネートを結晶化を利用した分離回収方法に関し、 結 晶物への芳香族ヒドロキシ化合物の混入を避け、 結晶物中の芳香族カーボネート 含有量を向上させるための方法を提供することにある。
また本発明の第 2の目的は、 芳香族ヒドロキシ化合物のカルボ二ル化反応によ り得られた反応混合溶液から、 結晶化法により高純度の芳香族カーポネ一トを分 離回収する方法を提供することにある。
さらに本発明の第 3の目的は、 前記力ルポニル化反応により得られた反応混合 溶液から、 芳香族カーボネートのみならず、 使用した触媒を高収率でかつ活性の 低下を招くことなく回収し、 再利用できる工業的に有利な方法を提供することに ある。
本発明のさらに他の目的は、 前記力ルポニル化反応により得られた反応混合溶 液から、 反応により生成した水を除去する有利な方法を提供することにある。 本 発明による反応混合溶液からの水の除去方法によれば、 穏和な条件でかつ簡単な 手段で水が除去できるので、 芳香族カーボネートの加水分解が抑制でき、 しかも 触媒の活性低下を極力少なくすることが可能となる。
課題を解決するための手段
本発明者らは、 まず、 芳香族ヒドロキシ化合物と芳香族カーボネートを含有す る溶液から、 結晶化法により、 高純度の芳香族力一ポネ一トを結晶として分離す るための方法について研究を進めた。
以下、 ジァリールカーボネートとしてジフエエルカーボネート (以下、 DPC と称す) を、 芳香族ヒドロキシ化合物としてフエノールを選定した場合について 結晶化法を説明するが、 本発明はこれらに限定されるものではない。
発明者らは K. L. Hoyのモル牽引力の概念 (J. Pa i n t Te c hn o 1., 42, 76) (1970) より導かれた溶解度パラメータ一を利用し、 D P Cとフエノールの溶解能を比較検討することから始めた。 Hoyは数種の原子 や原子団について、 蒸気圧測定より求めたモル牽引定数 Gを定義し、 下記式
<5 = d∑G/M
(式中、 δは溶解度パラメ一ター、 dは密度、 Gはモル牽引定数、 Mは分子量を 意味する)
を用いて、 分子構造式から溶解度パラメーター (δ) の値を推測できるとしてい る。 溶解度パラメータ一 (δ) の値の算出に関するさらなる詳細については原報 を参照することができる。
DPCとフエノールについて、 前記式に従つて溶解度パラメーターを算出する と、 DPCの溶解度パラメ一ター Sdpc (添字 dpcは DPCを意味する) は 10. 25、 フエノールの溶解度パラメ一夕一 <5 ph (添字 phはフエノールを意味する) は 9. 73となる。 なお密度 (d) の値については 20°Cでの値を用いている。 これらの値の差は 0. 52と近接した値をとつており、 これはこれら二成分が相 溶しやすいことを意味している。 この結果は、 結晶化操作を用いてこれら二成分 の混合溶液より D P Cを結晶化法により単離させることが困難であることを裏付 けしている。
そこで本発明者らは、 結晶化法を用いて D P Cを単離させることをさらに検討 を進めた結果、 ある特定の溶解度パラメーターを有する第三成分溶媒を該溶液に 特定量添加すると、 見掛け上、 フエノールの溶解度パラメーター 5phを下げるよ うな効果があることを見出した。 さらに驚くべきことに、 従来より問題となって いた、 DP C結晶中に吸蔵、 または吸着されているフエノールの量が顕著に減少 していることも見出した。本発明はかかる知見に基づいて到達されたものである。 すなわち本発明によれば、 下記式 (I) で表される芳香族カーボネートを、
R—〇一 CO—〇一 R (I)
(式中 Rは置換基を有するかあるいは有しない炭素数 6〜15の芳香族炭ィ匕水素 基を示す)
下記式 (Π) で表される芳香族ヒドロキシ化合物中に、
R-OH (I)
(式中 Rは前記式 (I) と同じ定義を有する)
含有する溶液 (A) に、 溶解度パラメータ一 (5S) が 7. 0〜10. 0の範 囲にある溶媒 (B) を添加し、 該溶液 (A) 中の芳香族カーボネートを選択的に 折出せしめ、 次いで回収することを特徴とする、 前記溶液 (A) からの芳香族力 ーポネートの分離回収方法が提供される。
また本発明によれば下記式 (H)
R-OH (Π)
(式中 Rは置換基を有するかあるいは有しない炭素数 6〜15の芳香族炭化水素 基を示す)
で表される芳香族ヒドロキシ化合物を、 一酸化炭素および分子状酸素と触媒の存 在下反応させて、 下記式 (I) R -O - C O -O - R ( I )
(式中 Rは前記式 (I) と同じ定義を有する)
で表される芳香族力一ポネートを製造する方法において、 前記反応により得られ た反応混合溶液 (Α') に、 溶解度パラメ一夕一 S sが 7. 0 ~ 1 0. 0の範囲で ある溶媒 (B) を添加し、 該反応混合溶液 (Α') 中の芳香族力一ポネートを選択 的に折出せしめ、次いで回収することを特徴とする前記反応混合溶液(Α')から の芳香族カーボネートの製造方法が提供される。
さらに本発明によれば、前記反応混合溶液 (Α') をフラッシュせしめて、 該溶 液中の水を断熱蒸発せしめて得られた溶液(Α")から芳香族力一ポネートを分離 回収する方法、 またその溶液 (Α") に溶解度パラメーター δ sが 7 . 0 - 1 0. 0の範囲にある溶媒 (B) を添加し、芳香族カーボネートを選択的に折出せしめ、 次いで分離回収する方法が提供される。
以下本発明の方法についてさらに具体的に説明する。
本発明において芳香族ヒドロキシ化合物は、 前記式 (Π) で表される化合物で ある。 前記式 (Π) において Rは置換基を有するかあるいは有しない炭素数 6〜 1 5、 好ましくは 6〜1 2の芳香族炭化水素基である。 芳香族炭化水素基として は、 フエニル基またはナフチル基が好適であり、 フエニル基が特に好適である。 芳香族炭化水素基 (R) が置換基を有する場合、 その置換基としては、 例えば炭 素数 1〜4のアルキル基、 炭素数 1〜4のアルコキシ基、 ハロゲン原子または力 ルポキシル基が挙げられる。 置換基の数は 1〜4、 好ましくは 1〜2である。 芳 香族ヒドロキシ化合物の具体例としては、 例えばフエノール、 あるいはクレゾ一 ル、 キシレノ一ル、 ェチルフエノール、 プロピルフエノール、 メトキシフエノー ル、 エトキシフエノール、 クロ口フエノール、 ブロモフエノール、 サリチル酸な どの置換フエノール類、およびそれらの異性体;ナフトール、 メチルナフトール、 クロ口ナフト一ルなどの置換ナフトール類およびそれらの異性体が挙げられるが、 これらの中でもフエノールが特に好ましい。
本発明において芳香族カーボネートは前記一般式 ( I ) で表される化合物であ る。 前記式 ( I ) において Rは、 前記一般式 (Π) の芳香族ヒドロキシ化合物の 説明において定義した芳香族炭ィ匕水素基と同じ意味を有する。そこで Rにおいて、 好適として示した基は同様に好ましい。 最も好適な Rはフエニル基である。 具体 的な芳香族力一ポネ一トは、 ジフエ二ルカ一ポネートまたはジナフチルカーポネ —トであり、 特に好ましくはジフエ二ルカ一ポネ一トである。
本発明は芳香族ヒドロキシ化合物中に含有される芳香族カーボネートを折出さ せて、 固体の結晶として分離回収する。 その際前記溶液に特定の溶解度パラメ一 ター (5 S) を有する溶媒 (B) が添加される。
芳香族力一ポネートを含有する芳香族ヒドロキシ化合物の溶液 (A)において、 芳香族カーボネートの濃度 (含有量) は、 5〜9 5重量%の範囲、 好ましくは 7 〜7 0重量%の範囲であり、 特に好ましくは 1 0〜5 0重量%の範囲である。 前記溶液 (A) に添加される溶媒 (B) は、 溶解度パラメータ一 (5 S) が 7 . 0 - 1 0 . 0の範囲を有する化合物である。 溶媒 (B) の添カ卩により芳香族ヒド ロキシ化合物の融点を見掛け上下げることができ、 本発明による芳香族力一ポネ ートの結晶化温度範囲を拡大することが可能となる。 溶媒 (B) は、 それ自体の 融点が芳香族ヒドロキシ化合物の融点よりも低いことが望ましく、 通常 4 1 °C以 下、 より好ましくは 1 5 °C以下であるのが有利である。
前記溶液 (A) に溶媒 (B) の添加によって、 芳香族カーボネートと芳香族ヒ ドロキシ化合物との共融点が低温度側に移動しかつ芳香族力一ポネートの低い含 有濃度側へ移動するために、 前記溶液 (A) から芳香族力一ポネートが結晶とし て折出し、 分離することが可能となる。
本発明の方法において使用される溶媒 (B) は、 炭素数 5〜8の脂肪族および 脂環族炭化水素、 炭素数 6〜 8の芳香族炭化水素、 炭素数 3〜 6の脂肪族および 脂環族エーテル、 炭素数 3〜 6の脂肪族および脂環族ケトンおよび炭素数 1〜 4 の脂肪族アルコールからなる群から選ばれた少なくとも 1種であるのが好ましい。 かかる溶媒 (B) としては、 具体的にはシクロへキサン、 トルエン、 キシレン、 ジェチルエーテリレ、 テトラヒドロフラン、 1, 2—ジメトキシェタン、 メチルー t一ブチルエーテル、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン、 メチルアルコール、 エチルアルコール、 およびイソプロピルアルコールからなる 群より選ばれる少なくとも 1種であるのが有利である。
本発明者らの研究によれば、 前記溶媒 (B) は、 下記式 (ΠΙ) および (IV) を 満足する割合で溶液 (A) に添加することにより、 高純度の芳香族カーボネート が固体として分離回収できることが見出された。
8sah=dsWs/ (Ws+Wah) +<5ahWah/ (Ws+Wah) (IE)
5dac-5sah≥0. 6 (IV)
ただしこれら式 (m) および (iv) 中、 各符号はそれぞれ下記意味を有する。 δ s : 溶媒 (B) の溶解度パラメ一夕一
δ ah: 芳香族ヒドロキシ化合物の溶解度パラメーター
5sah: 溶液 (A) の溶解度パラメ一夕一
(5dac: 芳香族カーボネートの溶解度パラメーター
Ws: 溶媒 (B) の添加量 (重量)
Wah: 溶液 (A) 中の芳香族ヒドロキシ化合物の量 (重量)
本発明において溶液 (A),に、 溶媒 (B) を添加するに際しては、 攪拌下に実 施することは、 芳香族カーボネートの結晶化操作のためおよび結晶中への不純物 の吸蔵を少なくするために好ましいことである。しかし、溶液(A)中に溶媒(B) を添加することにより、 溶液中の均一性が向上するので、 特に攪拌操作は必要で はなく、 静置した状態で溶媒 (B) の添加を行うこともできる。
本発明者らの研究によれば前記本発明における溶液 (A) からの芳香族力一ポ ネートの折出による分離方法は、 下記に説明する芳香族力一ポネートの合成にお いて得られた反応混合溶液からの芳香族力一ポネートの分離に有利に適用できる ことが見出された。
すなわち、 本発明によれば前記一般式 (I) で表される芳香族ヒドロキシ化合 物を一酸化炭素および分子状酸素と触媒の存在下反応させて、 前記式 (I ) で表 される芳香族力一ポネートを製造する方法において、 前記反応により得られた反 応混合溶液 (Α') に、 溶解度パラメ一ター Ssが 7. 0-10. 0の範囲である 溶媒 (B) を添加し、 該反応混合溶液(Α') 中の芳香族カーボネートを選択的に 折出せしめ、 次いで回収することを特徴とする芳香族力一ポネートの製造方法が 提供される。
前記した反応混合溶液 (Α') 中には、芳香族力一ポネ一トおよび芳香族ヒドロ キシ化合物の他に触媒、 反応より生成した水が含まれているが、 この反応混合溶 液(Α') に溶媒 (Β) を添加することにより、 芳香族力一ポネートを固体として 分離回収することができる。 また、 反応混合溶液 (Α')から芳香族力一ポネート を分離した後に得られる触媒を含む溶液は再び反応に循環使用することができる。 芳香族力一ポネートの合成に使用される触媒は、 (a)白金族金属または白金族 金属化合物、 (b) レドックス剤および(c )第 4級アンモニゥム塩または第 4級 ホスホニゥム塩からなる触媒システムであることが望ましい。
前記触媒システムにおける (a) 白金族金属としては、 例えばパラジウム、 白 金、 ルテニウム、 ロジウム、 オスミウム、 およびイリジウムが挙げられるが、 な かでもパラジウムが特に好ましい。 かかる白金族金属の状態は、 活性を有する金 属状態、 硝酸パラジウム、 塩化パラジウムのような無機酸塩、 酢酸パラジウムの ような有機酸塩、 パラジウムァセチルァセトナート等の錯塩、 酸化物あるいは水 酸化物、 または例えば一酸化炭素、 ォレフィン、 ァミン、 ホスフィンあるいはハ ロゲンを含む錯化合物の形である。 さらにこれらの白金族金属化合物が適当な支 持体、 例えば活性炭、 シリカゲルやアルミナ、 酸化チタンや酸ィ匕ジルコニウム等 の金属酸^^物、 ベロブスカイト等の金属複合酸化物やシリコン力一バイドなどに 担持された状態であってもよく、 それらの支持体と共にあらかじめ大部分が分離 除去された状態であってもよいが、 なかでも好ましくはパラジウムァセチルァセ トナートである。
前記 (a) 白金族金属またはその化合物としては、 パラジウム金属またはその 化合物が最も好ましい。 パラジウムまたはパラジウム化合物を使用する場合、 そ の使用量は、 芳香族ヒドロキシ化合物 1モルに対してパラジウム原子として 1〜 1 X 1 0—5モル、好ましくは 1 X 1 0—2〜; 1 X 1 CI—4モルの範囲が適当である。 前記触媒システムにおいて使用される (b) レドックス剤としては周期律表の IEA、 IVA、 VA、 VIA, I B、 H B、 VIB、 WB、 鉄族 ( ) および希土類金 属 (ΙΠΒ) の化合物が挙げられる。 これらの金属の化合物は、 種々の酸化状態で 使用可能であり、 例えば、 ハロゲン化物、 酸化物、 水酸化物、 炭酸塩、 有機カル ボン酸塩、 ジケトン塩や、 蓚酸塩、 サリチル酸塩等の錯塩の他、 一酸化炭素、 ォ レフイン類、 アミン類、 ホスフィン類等が配位した錯体として使用可能である。 これらのレドックス能を有する金属化合物のうち好ましいものとしてはマンガン、 コバルト、 銅およびランタン、 セリウム等の希土類金属の化合物および鉛の化合 物が挙げられ、 特に好ましいものは、 マンガン、 コノ υレト、 銅、 セリウムおよび 鉛の化合物である。 これらの (b ) レドックス剤の用いる量は、 特に制限はない が、 (a ) 白金族金属または白金族金属化合物 1モルに対して 1 X 1 0―1〜 1 X 1 0 3モルの範囲であることが好ましく、特に 1 X 1 0―1〜 1 X 1 0 2モルの範囲 であることが好ましい。
さらに前記触媒システムにおける (C) 第 4級アンモニゥム塩または第 4級ホ スホニゥム塩はそれぞれ下記式 (V) または式 (VI) で示すものが使用される。
R 1 R 2R 3 R4NX (V)
R 1 R 2 R 3 R4 P X (VI)
(これら式中、 1^〜1^4は (^〜(^のアルキル基、 あるいは C 6〜C 1 2ァリール 基で、 同一もしくは異なっていてもよい。 Xはァニオンであり、 水酸基、 アルコ キシ基、 フエノキシ基、 クロライド、 ブロマイド、 ィオダイドなどのハロゲンが 好ましく用いられる。)
これらの中で、 特にテトラ— n—プチルアンモニゥム塩およびテトラフェニル ホスホニゥム塩が好ましい。 反応に用いられる第 4級アンモニゥム塩または第 4 級ホスホニゥム塩の量は、 白金族金属またはその化合物 (殊に) パラジウムある いはパラジウム化合物 1モルに対して 0 . 1〜 1, 0 0 0モルの範囲で、 特に 1 〜1 0 0モルの範囲であることが好ましい。
本発明においては、 前記触媒システムの存在下、 芳香族ヒドロキシ化合物と一 酸化炭素、 および分子状酸素と反応を行うことで目的のジァリールカーポネ一ト を得ることができるが、さらに反応促進効果を示す共触媒として、 (d)ヘテロポ リ酸を使用することができる。
(d)ヘテロポリ酸は 2種以上の酸素酸(ォキソ酸)が脱水縮合したポリ酸で、 負電荷を持った酸ィ匕物分子クラスター (ポリア二オン) とプロトンからなる。 ヘテロポリ酸としては、 種々の組成 ·構造をもったものが知られており、 いず れも用いることが可能であるが、 それらの内、 ケギン型と呼ばれる構造を有し、 そのァニオン部分の構造式は次の一般式 (VE)
XM12O40 (VE)
で示されるものが好ましい。 上記式中、 Xは P、 S i元素の他、 As, Ge, B 等の元素を示し、 Mは Moまたは Wであるが、 V、 Mn、 Co、 Cu、 Fe Z n等の原子で一部置換することもできる。 そしてこのァニオンに対し、 プロトン を有するものはポリ酸と言われるが、 本発明においてはそのプロトンをカチオン で置き換えたものも有効である。 該カチオンとしては L i、 Na、 K、 Rb、 C s等のアルカリ金属の他、 ca、 Mg等のアルカリ土類金属、 Cu、 Zn、 A 1 等の金属イオン、 Fe、 Co, N i、 Mn、 C r等の遷移金属イオンや、 Ce、 La等の希土類金属イオン等による塩の形で用いてもよく、 さらに、 アンモニゥ ム塩ゃ有機アンモニゥム塩、 あるいは有機ホスホニゥム塩等の有機溶媒にも可溶 な塩で用いてもよい。
ケギン構造を有するこれらのヘテロポリ酸の中で、 特に好ましいのは、 ケギン 構造のへテロポリ酸としてァニオン部が次の構造式 ( )
X (Mo) n (W) m (V) p40 (葡
(式中、 Xは Pまたは S i元素であり、 n、 m、 pは 0〜12の数値であり、 n +m+p=l 2なる関係にある)
で示されるヘテロポリ酸、 あるいはその塩類である。
その具体的な例としては、 リンタンダストモリブデン酸 (例えば PMo2W104。、 PMo4W8O40、 PMo6W6O40、 PMo8W4O40、 PMo10W2O40)、 リンヴアナドモリブデン酸類
Figure imgf000013_0001
PMo10V2O40, P Mo9V34。、 PMo4V804。、 PMo2V10O40), リンヴアナドタンダステ ン酸 (例えば PW9V34。、 PW10V24。、
Figure imgf000013_0002
ケィモリブド タングステン酸 (例えば S iMo3W94。、 S iMo6W64。、 S iMo8W4 04。)、 ケイヴアナドタングステン酸 (例えば S iWl1VlO40 S iW10V2O 40、 S iW9V3O40, S iW8V4O40, S iW6V6O40, S iW8V4O40), ケィモリブドタングステン酸(例えば S iMo11V1O40, S iMo10V240、 S iMo9V340、 S iMo8V440、 S iMo6V6O40、 S iMo8V4O40) が挙げられる。 これらのヘテロポリ酸は単独で用いてもよく、 2種以上の混合し た形で用いてもよい。 また上述したように種々のカチオンの塩あるいはそれらの 混合物の形でも用いることができる。
該反応を行うにあたつては密閉方式あるいはガス流通方式のいずれの方法でも よい。 反応容器内の圧力は一酸化炭素と分子状酸素による全圧にして 0. 1〜1 MP aであり、 好ましくは 0. 5〜0. 9MPaである。 また、 全圧に対する酸 素分圧の割合は、 一酸化炭素の爆発範囲外であれば特に制限は無い。 さらに、 流 通方式を採用する場合、 ガス流量は一酸化炭素については芳香族ヒドロキシ化合 物の 1モルに対して 0. 3〜2. 0LZ分、 分子状酸素については 0. 01〜0.
1LZ分の範囲であるが、 好ましくは一酸化炭素 0. 75〜1. 2L/分、 分子 状酸素 0. 03〜0. 075 LZ分である。
該反応の温度については制限は無いが、好ましくは 60° (:〜 120°Cの範囲で、 さらに好ましくは 80° (:〜 100°Cである。
また反応は、 反応に不活性な有機溶媒を使用することもできる。 有機溶媒とし ては、 分子内に 1個〜数個のエーテル結合を有する脂肪族エーテル化合物が好ま しい。 特に 30〜170°Cの沸点を有するものが好ましい。 特に好ましい溶媒と しては、 テトラヒドロフラン、 メチルー t一ブチルエーテルまたは 1, 2—ジメ トキシェタンが挙げられる。
該触媒の存在下で、 芳香族ヒドロキシ化合物と一酸化炭素および分子状酸素と を反応させて芳香族カーボネートを製造し、 得られた芳香族力一ポネートと芳香 族ヒドロキシ化合物を主成分とする反応混合溶液(Α')を適切な結晶化装置へ導 入する。得られた反応混合溶液 (Α') 中に含有されている芳香族カーボネートの 濃度は、 5〜95重量%、 好ましくは 7〜70重量%である。
ここで用いられる結晶化装置は、 例えば特開平 10— 45680号公報に挙げ られているような攪拌器晶出装置や、 特開平 10— 59904号公報に挙げられ ているような束管晶出装置などが挙げられるが、 これらに限定されるものではな い。 - 本発明においては前記反応により得られた反応混合溶液(Α')中に、溶解度パ ラメ一夕一 <5 Sが 7 . 0 - 1 0 . 0の範囲にある溶媒 (B ) を添加し、 反応混合 溶液(Α') 中の芳香族力一ポネートを選択的に折出させ固体として回収する。そ の際、 反応混合溶液(Α') の温度は溶媒 (Β) を添加した後、 8 0〜4 0 °C、 好 ましくは 6 0〜4 0 °Cの温度範囲から、 3 0〜_ 3 0 °C、 好ましくは 3 0〜0 °C の温度範囲に冷却することが望ましい。 溶液の温度の冷却により、 添加した溶媒 (B) の作用と共に芳香族カーボネートの結晶化が促進され、 高純度のものが得 られる。
反応混合溶液(Α') に添加される溶媒 (Β) の種類は、 前記した溶媒と同じで あり、 その添加量を好ましい範囲は、 前記式 (m) および (Γ ) で示される。 結晶として折出した芳香族力一ポネートは、 遠心分離あるいは濾過などにより 分離することができる。分離した後に得られる溶液には触媒が含まれているので、 溶媒を除去して触媒を回収することができる。 その際溶媒の除去は、 温和な条件 で蒸留することが触媒の活性低下を防ぐために望ましい。 回収された触媒は再び 反応器へ循環され芳香族カーボネートの合成に使用される。
本発明者らは、 前記した反応混合溶液 (Α')から芳香族力一ポネートを固体と して結晶化して分離回収する方法を実施するに当り、反応混合溶液(Α') 中に含 まれる水の効果的な除去方法について研究を進めた。 水の存在は、 芳香族力一ポ ネートの加水分解を招き結晶化によって得られる芳香族力一ポネートの収率低下 および純度の低下の原因にもなる。 さらに反応混合溶液から水を通常の蒸留操作 により除去しょうとすると、 触媒に熱的負荷を与えることになり、 その結果とし て触媒の活性低下が起こる。
そこで本発明者らは、反応混合溶液 (Α')からその中に含まれる水を除去する ために反応混合溶液をフラ Vシュさせ、 水を断熱蒸発させる方法が極めて効果的 であることを見出した。
.かくして本発明によれば、 前記反応により得られた反応混合溶液 (Α') を、 フ ラッシュせしめて該溶液中の水を断熱熱蒸せしめ、得られた溶液 (A")から芳香 族カーボネートを分離回収することを特徴とする芳香族カーボネートの製造方法 が提供される。
前記反応混合溶液(Α') は、反応によって得られた直後は通常 6 0〜1 2 0 °C、 好ましくは 8 0〜1 0 0 °Cの温度を有していて、 この高温下にある反応混合溶液 (Α ')をフラッシュにより断熱蒸発して主として水を除去する。断熱蒸発させる 容器内に反応混合溶液(Α ') を供給しフラッシュさせる。 この容器内の温度およ び圧力条件は、反応混合溶液 (Α ')から主として水が断熱蒸発しうるように設定 される。 具体的には容器中の温度は 0〜1 0 0 °C、 好ましくは 0〜8 0 °Cの範囲 が適当である。 また圧力は I MP a以下好ましくは 0 . I MP a以下、 特に好ま しくは 0. 0 0 5〜0 . 0 7 MP aの範囲が適当である。 反応混合溶液(A,) 中 に含まれる水を断熱蒸発により完全に除去することは必ずしも必要ではない。 例 えば、反応混合溶液 (Α') 中に含まれていた水分量の 1 0重量%以下好ましくは 5重量%以下が溶液中に残存しても、 後の操作に特に支障はない。
前述した反応混合溶液(Α ')から水を断熱蒸発により除去することによって、 水を実質的に含まない溶液 (Α") が得られる。 この溶液 (Α") は、 芳香族力一 ポネートが 5〜9 5重量%、 好ましくは 7〜7 0重量%、 より好ましくは 1 0〜 5 0重量%の濃度で含有しているのが後述する回収のために望ましい。
前記溶液 (Α")から芳香族カーボネートを分離回収するには、前述した本発明 に従って、 溶解度パラメーター 5 Sが 7 . 0 ~ 1 0 . 0の範囲である溶媒 (B ) を添加し、 該溶液(A") 中の芳香族カーボネートを選択的に折出せしめ、 次いで 分離回収することができる。
また、 前記溶液 (A") に、 溶解度パラメ一ター δ sが 7. 0〜1 0. 0の範囲 である溶媒 (B) を添加し、 該溶液(A") 中の芳香族カーボネートを選択的に折 出せしめ、 次いで分離回収し、 一方得られた触媒を含む溶液 (C) を再び反応に 循環使用することもできる。
前記した芳香族カーボネートの折出の際、 溶液(A") の温度は、 溶媒 (B) を 添加した後、 8 0〜4 0 °C、 好ましくは 6 0〜4 0 °Cの温度範囲から、 3 0〜― 30°C、好ましくは 30〜0°Cの温度範囲に冷却することが望ましい。溶液(A") の温度の冷却により、 添加した溶媒 (B) の作用と共に芳香族カーボネートの結 晶化が促進され、 より高純度のものが得られる。
溶液(A") に添加される溶媒(B) の種類は、 前記した溶媒と同じであり、 そ の添加量の好ましい範囲は、 前記式 (Π) および. (IV) で示される。
結晶として折出した芳香族力一ポネートは、 遠心分離あるいは濾過などにより 分離することができる。分離した後に得られる溶液には触媒が含まれているめで、 溶媒を除去して触媒を回収することができる。 その際溶媒の除去は、 温和な条件 で蒸留することが触媒の活性低下を防ぐために望ましい。 回収された触媒は再び 反応器へ循環され芳香族力一ポネートの合成に使用される。
実施例
以下に実施例を挙げて本説明を詳述するが、 本発明はこれらに限定されるもの ではない。
実施例 1
結晶化装置は円筒竪形ガラス容器 (空容積 50. O c c) を用い、 攪拌装置を 有していないものを使用した。 この容器に DP C粉体 10. 0 g (5dac - 10. 25)、 およびフエノ一ル粉体 10. 0 g (δ ah=9. 73) を導入した後、 こ の容器をオイルバスに浸漬し、 50. 0°Cまで加熱して両粉体を融解させた。 当 該溶液の DPC濃度は 50重量%であった。 静置条件の下、 この融解液にテトラ ヒドロフラン (<5 s= 7. 91、 融点:一 109°C) 4. 00 gを加え、 45. 0°Cから 20. 0°Cへ徐冷した。 この時前記式 (IE) によると <5sah=9. 21 となり前記式 (IV) を満足している。 結晶化が完了した時点で、 容器下部の抜き 出し口より結晶物と残渣物を抜き出し、 該結晶物をメンブレンフィルタ一にて分 離した。 得られた結晶物の重量は 7. 70 gであった。 ガスクロマトグラフィ一 を用いて、 得られた結晶物中に含まれる DP Cの定量分析を行った結果、 得られ た結晶物の DP C濃度は 98. 3重量%であった。 したがって DP Cの回収率は 75. 7重量%であった。
実施例 2 実施例 1と同様、 結晶化装置には円筒竪形ガラス容器 (空容積 50. 0 c c) を用い、 馬蹄型攪拌装置を有しているものを使用した。 この容器に DP C粉体 1 0. 0 g (5dac=l 0. 25)、 およびフエノ一ル粉体 10. 0 g (5ah=9. 73) を導入した後、 この容器をオイルバスに浸漬し、 50. 0°Cまで加熱して 両粉体を融解させた。 当該溶液の DP C濃度は 50重量%であった。 静置条件の 下、 この融解液にアセトン (6S=7. 59、 融点:— 94. 7V,) 4. 00 g を加え、 10 r pmで攪拌を行いながら 45. 0°Cから 20. 0°Cへ徐冷した。 この時前記式 (ΙΠ) によると Ssah=9. 12となり前記式 (IV) を満足してい る。 結晶化が完了した時点で、 容器下部の抜き出し口より結晶物と残澄物を抜き 出し、 該結晶物をメンプレンフィルタ一にて分離した。 得られた結晶物の重量は 6. l l gであった。 ガスクロマトグラフィ一を用いて、 得られた結晶物中に含 まれる DP Cの定量分析を行った結果、 得られた結晶物の DP C濃度は 96. 5 重量%であった。 したがって DP Cの回収率は 58. 9重量%であった。
実施例 3
実施例 1と同様、 結晶化装置には空容積 50. OmLの円筒竪形ガラス容器を 用い、 馬蹄型攪拌装置を有しているものを使用した。 この容器に DP C粉体 6. 0 g (5dac=l 0. 25)、およびフエノ一ル粉体 14. 0 g (5ah=9. 73) を導入した後、 この容器をオイルバスに浸漬し、 50. 0°Cまで加熱して両粉体 を融解させた。 当該溶液の DP C濃度は 30重量%であった。 10 r pmで攪拌 を行いながら、 この溶解液にアセトン (5S= 7. 59、 融点:—94. 7°C) を加え、 45. 0 から 20. 0°Cへ徐冷した。 なお、 添加したテトラヒドロフ ランの量は 4. O O gとした (前記式 (ΠΙ) によると <5sah=9. 26となり、 前記式 (IV)で定義される範囲を満たしている)。結晶化が完了した時点で、容器 下部の抜き出し口より結晶物と残渣物を抜き出し、 該結晶物をメンブレンフィル 夕一にて分離した。 得られた結晶物の重量は 4. 20gであった。 ガスクロマト グラフィ一を用いて、 得られた結晶物中に含まれる D P Cの定量分析を行つた結 果、 得られた結晶物の DP C濃度は 96. 1重量%であった。 従って DPCの回 収率は 67. 3重量%であった。 実施例 4
空容積 50 OmLステンレス製オートクレ一ブに、 パラジウムァセチルァセト ナート 0. 200 g、 フエノ一ル 250 g、 酸化鉛 0. 500 g、 マンガンァセ チルァセトナート 0. 350 g、およびテトラプチルアンモニゥムブロマイド 5. O O gを入れた。 容器内を 80. 0°Cに保ち、 窒素、 一酸化炭素の順で置換し、 さらに一酸ィ匕炭素で容器内を 0. 78 OMP aまで加圧した。 その後、 一酸化炭 素 2. 50LZmi n、 酸素 0. 125 L/m i nの流量で同時に流通させて反 応を開始した。 3時間反応を継続した結果、 DPCはフエノール基準で 17. 9% 生成した。 こうして得られた反応混合物の内 20. 0 g (DPC含有量: 3. 9 7 g) を採取し、 攪拌装置を有していない円筒竪形ガラス容器 (空容積 50. 0 c c) に導入し、 さらにテトラヒドロフラン 10. 0 g (δ s=7. 91、 融点: - 109 °C) を加え、 45. 0°Cから 20. 0°Cへ徐冷した。 この時 Sdac— 6S ah=l. 22であった。 結晶化が完了した時点で、 容器下部の抜き出し口より結 晶物と残渣物を抜き出し、 該結晶物をメンブレンフィル夕一にて分離した。 得ら れた結晶物の重量は 3. 22 gであった。 ガスクロマトグラフィーを用いて、 得 られた結晶物中に含まれる DP Cの定量分析を行った結果、 得られた結晶物の D PC濃度は 98. 0重量%であった。したがって DP Cの回収率は 79. 4重量% となった。 また、 残渣物中に含まれるテトラプチルアンモニゥムブロマイドの量 に関しては、 硝酸銀を加えることで臭化銀を沈澱させ、 沈澱物を秤量することで 定量化し、 その回収率を算出した。 その結果、 テトラプチルアンモニゥムブロマ イドの回収率は 98. 8重量%であった。 さらに結晶化完了時点の触媒を含む溶 液を循環使用しても、 D P Cを安定して製造することができた。
実施例 5
添加する溶媒をメチルアルコール 10. 0 g (δ s=9. 24、 融点:一 97. 5°C) とする以外は実施例 4と同様に行った。 また反応混合溶液については、 実 施例 4で得られた反応混合溶液より 20. 0 g採取したもの(D PC含有量は 3. 97 gであり、 溶液の DP C純度は 19. 9重量%であった。) を使用した。得ら れた結晶物の重量は 2. 89 gであり、 DPC濃度は 99. 0重量%であった。 したがって DP Cの回収率は 72. 0重量%となった。 また、 テトラプチルアン モニゥムブロマイドの回収率は 99. 5重量%であった。 さらに結晶化完了時点 の触媒を含む溶液を循環使用しても、 D P Cを安定して製造することができた。 実施例 6
空容積 10 OmLのステンレス製ォ一トクレーブに、 フエノール 20. 0 g、 1, 2—ジメトキシェタン (6S=7. 48、 融点:一 58. 0°C) 30. 0 g、 パラジウムァセチルァセトナート 0. 0200 g、 マンガンァセチルァセトナ一 ト 0. 0350 g、 ヘテロポリ酸 (ケィタンダスト 1 1モリブデン酸テトラー n —プチルアンモニゥム塩) 0. 0540 g、 およびテトラプチルアンモニゥムブ ロマイド 0. 40 O gを入れた。 容器内を 80. 0 に保ち、 窒素、 一酸化炭素 の順でオートクレープ内を置換し、 さらに一酸化炭素で容器内を 0. 780MP aまで加圧した。 その後、 一酸化炭素 1. 00 LZm i n、 酸素 0. 0700L /mi nの流量で同時に流通させて反応を開始した。 一酸化炭素および分子状酸 素の分圧を一定に保持しながら 9時間反応を継続した結果、 DPCはフエノール 基準で 21. 5% (4. 89 g) 生成した。 ここで、 理論上生じる反応生成水は 0. 412 gである。 こうして得られた反応混合溶液を、 空容積 l O OmLのス テンレス製フラッシュタンクに導入した。 導入時の操作温度は 80. 0°C、 圧力 は 0. l O OMP aとした。 さらに得られた缶出液を、 内容積 l O OmLの別の ステンレス製フラッシュタンクに導入した。 導入時の操作温度は 80. 0°C、 圧 力は 0. 00980 MP aとした。 該操作の結果、 得られた缶出液中に含まれる 反応生成水は 0. 0141 gとなり、 理論上生じる反応生成水の 3. 42重量% であった。 また得られた缶出液の DP C濃度は 23. 7重量%であった。 この缶 出液に 1, 2—ジメトキシェタン (5S=7. 48、 融点:一 58. 0°C) を 1 5. O g添加し、 円筒竪形ガラス容器 (空容積 l O OmL) に導入し、 結晶化操 作を行った。溶媒添加前の缶出液の液温は 70. であったが、該溶媒の添加、 さらには室温下での放置等により、 結晶化装置への導入時には 25. 0°Cにまで 冷却されており、 この缶出液をさらに結晶化装置内で 1. 00°Cまで冷却した。 結晶化が完了した時点で、容器下部の抜き出し口より結晶物と残渣物を抜き出し、 該結晶物をメンブレンフィル夕一にて分離した。 得られた結晶物の重量は 4. 0 5 gであった。 ガスクロマトグラフィーを用いて、 得られた結晶物中に含まれる D PCの定量分析を行った結果、 得られた結晶物の DP C濃度は 96. 2重量% であった。 したがって DP Cの回収率は 79. 7重量%となった。 また、 該濾過 操作後に得られた母液についても、 ガスクロマトグラフィー、 液体クロマトダラ フィ一、 および I CP等の種々の定量分析を行った。 その結果、 母液中にはフエ ノールが 15. 4 g (反応混合溶液中のフエノ一ル量から反応消費フエノール量 を差し引いた全量に対し、 その 98. 1重量%を回収)、 1, 2—ジメトキシエタ ンが 12. 2 g、 パラジウムァセチルァセトナートが 0. 0198 g (仕込み量 に対して 98. 9重量%を回収)、マンガンァセチルァセトナートが 0. 0312 g (仕込み量に対して 89. 1重量%を回収)、 ヘテロポリ酸(ケィタンダスト 1 1モリブデン酸テトラー n—プチルァンモニゥム塩) が 0. 0457 g (仕込み 量に対して 84. 6重量%を回収)、およびテトラプチルアンモニゥムブロマイド が 0. 395 g (仕込み量に対して 98. 8重量%を回収) 含まれていた。 さら に結晶化完了時点の触媒を含む溶液を循環使用しても、 DP Cを安定して製造す ることができた。
実施例 7
フラッシュ分離操作後に添加する 1, ' 2—ジメトキシエタン ( δ s = 7. 48、 融点:— 58. 0°C) の量を 10. 0 gとした以外は実施例 6と同様に行った。 得られた結晶物の重量は 4. 24gであり、 0 (濃度は88. 2重量%であつ た。 したがって DP Cの回収率は 76. 5重量%となった。 また、 母液中にはフ ェノールが 14. 0 g (反応混合溶液中のフエノ一ル量から反応消費フエノール 量を差し引いた全量に対し、その 89. 2重量%を回収)、 1, 2—ジメトキシェ タンが 7. 76 g、 パラジウムァセチルァセトナ一トが 0. 0172 g (仕込み 量に対して 86. 0重量%を回収)、 マンガンァセチルァセトナー卜が 0. 028 3 g (仕込み量に対して 80. 9重量%を回収)、 ヘテロポリ酸(ゲイタンダスト 11モリブデン酸テトラー n—プチルァンモニゥム塩) が 0. 0409 g (仕込 み量に対して 75. 7重量%を回収)、およびテトラプチルアンモニゥムブロマイ ドが 0. 3 8 3 g (仕込み量に対して 9 5. 8重量%を回収) 含まれていた。 さ らに結晶化完了時点の触媒を含む溶液を循環使用しても、 D P Cを安定して製造 することができた。

Claims

請求の範囲
1. 下記式 (I) で表される芳香族カーポネ一トを、
R-O-CO-O-R (I)
(式中、 Rは置換基を有するかあるいは有しない炭素数 6〜15の芳香族炭化水 素基を示す)
下記式 (H) で表される芳香族ヒドロキシ化合物中に
R-OH (Π)
(式中 Rは前記式 (I) と同じ定義を有する)
含有する溶液 (A) に、 溶解度パラメーター (5S) が 7. 0-10. 0の範囲 にある溶媒 (B) を添加し、 該溶液 (A) 中の芳香族力一ポネートを選択的に折 出せしめ、 次いで回収することを特徴とする、 前記溶液 (A) からの芳香族力一 ポネートの分離回収方法。
2. 該溶液 (A) は、 その中の芳香族カーボネートの濃度が 5〜 95重量%の範 囲である請求項 1記載の芳香族力一ポネートの分離回収方法。
3. 該溶液 (A) は、 その中の芳香族力一ポネートの濃度が?〜 70重量%の範 囲である請求項 1記載の芳香族カーボネートの分離回収方法。
4. 該溶媒 (B) は、 炭素数 5〜8の脂肪族および脂環族炭化水素、 炭素数 6〜 8の芳香族炭化水素、 炭素数 3〜6の脂肪族および脂環族エーテル、 炭素数 3〜 6の脂肪族および脂環族ケトンおよび炭素数 1〜4の脂肪族アルコールからなる 群から選ばれた少なくとも 1種である請求項 1記載の芳香族力一ポネートの分離 回収方法。
5. 該溶媒 (B) は、 シクロへキサン、 トルエン、 キシレン、 ジェチルエーテル、 テトラヒドロフラン、 1, 2—ジメトキシェタン、 メチル一 t一プチ Λ Ι—テル、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン、 メチルアルコール、 エチルアルコール、 およびイソプロピルアルコールからなる群から選ばれる少な くとも 1種である請求項 1記載の芳香族力一ポネートの分離回収方法。
6. 該溶媒 (B) は、 下記式 (ΠΙ) および (IV) を満足する割合で溶液 (A) I: 添加する請求項 1記載の芳香族カーボネートの分離回収方法。
6sah^dsWs/ (Ws+Wah) +5ahWah/ (ws+wah) (m)
6dac-dsah≥0. 6 (IV)
ただしこれら式中、 各符号はそれぞれ下記意味を有する。
δ8: 溶媒 (B) の溶解度パラメ一夕一
δ ah 芳香族ヒドロキシ化合物の溶解度パラメ一ター
δ s a h 溶液 (A) の溶解度パラメ一ター
da( 芳香族力一ポネー卜の溶解度パラメ一ター
ws: 溶媒 (B) の添加量 (重量)
溶液 (A) 中の芳香族ヒドロキシ化合物の量 (重量)
7. 芳香族ヒドロキシ化合物がフエノ一ルでありかつ芳香族カーボネートがジフ ェニルカ一ポネ一トである請求項 1記載の芳香族カーボネー卜の分離回収方法。
8. 下記式 (H)
R-OH (Π)
(式中、 Rは置換基を有するかあるいは有しない炭素数 6〜15の芳香族炭化水 素基を示す)
で表される芳香族ヒドロキシ化合物を、 一酸化炭素および分子状酸素と触媒の存 在下反応させて、 下記式 (I)
R-O-CO-O-R (I)
(式中 Rは前記式 (Π) と同じ定義を有する)
で表される芳香族力一ポネートを製造する方法において、 前記反応により得られ た反応混合溶液 (Α') に、 溶解度パラメ一ター 6Sが 7. 0〜10. 0の範囲で ある溶媒 (B) を添加し、 該反応混合溶液(Α') 中の芳香族力一ポネートを選択 的に折出せしめ、 次いで回収することを特徴とする芳香族力一ポネートの製造方 法。
9. 該反応混合溶液(Α') 中の芳香族カーボネートを選択的に折出せしめて回収 した後に得られる触媒を含む溶液 (C) を再び反応に循環使用することを特徴と する請求項 8記載の芳香族力一ポネートの製造方法。
10. 該触媒は、 (a) 白金族金属または白金族金属化合物、 (b) レドックス剤 および (c) 第 4級アンモニゥム塩または第 4級ホスホニゥム塩からなる触媒シ ステムである請求項 8記載の芳香族力一ポネートの製造方法。
11. (a)白金族金属または白金族金属化合物が、パラジウムまたはパラジウム 化合物である請求項 10記載の芳香族力一ポネ一トの製造方法。
12. (b) レドックス剤が、 マンガン、 コノ レト、 銅、 セリウム、鉛およびこれ ら金属の化合物よりなる群から選ばれた少なくとも 1種である請求項 10記載の 芳香族カーボネートの製造方法。
13. 第 4級アンモニゥム塩は、 テトラアルキルアンモニゥムハライドである請 求項 10記載の芳香族カーボネートの製造方法。
14. 一酸化炭素および分子状酸素の分圧を一定に保持しながらこれらのガスの 流通下に反応させる請求項 8記載の芳香族カーポネ一トの製造方法。
15. 該反応混合溶液(Α') は、その中の芳香族カーボネートの濃度が 5〜 95 重量%の範囲である請求項 8記載の芳香族カーボネートの製造方法。
1 6. 該溶媒 (B) は、 炭素数 5〜8の脂肪族および脂環族炭化水素、 炭素数 6 〜 8の芳香族炭化水素、 炭素数 3〜 6の脂肪族および脂環族ェ一テル、 炭素数 3 〜 6の脂肪族および脂環族ケトンおよび炭素数 1〜 4の脂肪族アルコールからな る群から選ばれた少なくとも 1種である請求項 8記載の芳香族カーボネートの製 造方法。
1 7. 該溶媒 (B) は、 シクロへキサン、 トルエン、 キシレン、 ジェチルエーテ ル、 テトラヒドロフラン、 1 , 2—ジメトキシェタン、 メチルー t—ブチレエ一 テル、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン、 メチルアルコ ール、 エチルアルコール、 およびイソプロピルアルコールからなる群から選ばれ る少なくとも 1種である請求項 8記載の芳香族カーボネートの製造方法。
1 8 . 芳香族ヒドロキシ化合物がフエノールでありかつ芳香族カーボネートがジ フエ二ルカーポネートである請求項 8記載の芳香族カーボネートの製造方法。
1 9 . 下記式 (Π)
R - OH (Π)
(式中、 Rは置換基を有するかあるいは有しない炭素数 6〜1 5の芳香族炭化水 素基を示す)
で表される芳香族ヒドロキシ化合物を、 一酸化炭素および分子状酸素と触媒の存 在下反応させて、 下記式 ( I )
R—〇一 C O—〇一 R ( I )
(式中 Rは前記式 (H) と同じ定義を有する)
で表される芳香族カーボネートを製造する方法において、 前記反応により得られ た反応混合溶液(Α') を、 フラッシュせしめて該溶液中の水を断熱蒸発せしめ、 得られた溶液(Α")から芳香族カーボネートを分離回収することを特徴とする芳 香族カーポネ トの製造方法。
20. 前記溶液(A") に、 溶解度パラメーター sが 7. 0-10. 0の範囲に ある溶媒 (B) を添加し、 前記溶液(A") 中の芳香族カーボネートを選択的に折 出せしめ、 次いで分離回収することを特徴とする請求項 19記載の芳香族力一ポ ネートの製造方法。
21. 前記溶液 (A") に、 溶解度パラメーター δ sが 7. 0-10. 0の範囲に ある溶媒 (B) を添加し、 前記溶液(A") 中の芳香族力一ポネートを選択的に折 出せしめ、 次いで分離回収し、 一方得られた触媒を含む溶液 (C) を再び反応に 循環使用することを特徴とする請求項 19記載の芳香族カーボネートの製造方法。
22. 該反応混合溶液 (Α') は、 0〜100°Cの温度条件下にフラッシュせしめ る請求項 19記載の芳香族カーボネートの製造方法。
23. 該反応混合溶液(Α') は、 IMP a以下の圧力条件下にフラッシュせしめ る請求項 19記載の芳香族カーボネートの製造方法。
24. 該触媒は、 (a) 白金族金属または白金族金属化合物、 (b) レドックス剤 および (c) 第 4級アンモニゥム塩または第 4級ホスホニゥム塩からなる触媒シ ステムである請求項 19記載の芳香族カーボネートの製造方法。
25. 該溶液 (A") は、その中の芳香族カーボネートの濃度が 5〜 95重量%の 範囲である請求項 19記載の芳香族カーボネートの製造方法。
26. 該溶媒 (B) は、 炭素数 5〜 8の脂肪族および脂環族炭化水素、 炭素数 6 〜 8の芳香族炭化水素、 炭素数 3〜 6の脂肪族および脂環族エーテル、 炭素数 3 〜 6の脂肪族および脂環族ケ卜ンおよび炭素数 1〜 4の脂肪族アルコールからな る群から選ばれた少なくとも 1種である請求項 19記載の芳香族カーボネートの 製造方法。
2 7 . 該溶媒 (B) は、 シクロへキサン、 トルエン、 キシレン、 ジェチルエーテ ル、 テトラヒドロフラン、 1, 2—ジメトキシェタン、 メチルー t一ブチルエー テル、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン、 メチルアルコ ール、 エチルアルコール、 およびイソプロピルアルコールからなる群から選ばれ る少なくとも 1種である請求項 1 9記載の芳香族カーボネートの製造方法。
2 8 . 芳香族ヒドロキシ化合物がフエノールでありかつ芳香族カーポネ一トがジ フエ二ルカ一ポネートである請求項 1 9記載の芳香族カーボネートの製造方法。
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