PROCEDIMIENTO PARA PREPARAR UN ÉSTER CARBÓNICO.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar un éster carbónico a partir de un compuesto organometálico y dióxido de carbono. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para preparar un éster carbónico, que comprende (1) llevar a cabo una reacción entre un compuesto organometálico que presenta un enlace metal-oxígeno-carbono y dióxido de carbono para obtener una mezcla de reacción que contiene un éster carbónico formado por la reacción, (2) separar el éster carbónico de la mezcla de reacción para obtener un líquido residual y (3) hacer reaccionar el líquido residual con un alcohol a fin de obtener la formación de un compuesto organometálico que presenta un enlace metal-oxígeno-carbono y la formación de agua, y eliminar el agua del compuesto organometálico, en el que el compuesto organometálico obtenido en la etapa (3) se recupera para su reciclaje hacia la etapa (1). Mediante el procedimiento según la presente invención, se puede preparar un éster carbónico con un rendimiento elevado a partir de un compuesto organometálico que presenta un enlace metaloxígeno-carbono y dióxido de carbono. Resulta ventajoso el hecho de que el dióxido de carbono no presenta toxicidad ni es corrosivo, y que no resulta costoso. Además, el procedimiento según la presente invención resulta ventajoso, no sólo por el hecho de que el compuesto organometálico se puede regenerar después de su utilización en dicho procedimiento y reciclarse a la etapa (1) del mismo, con lo que se elimina la aparición de residuos derivados del compuesto organometálico, sino también por el hecho de que no se necesita utilizar una gran cantidad de agente deshidratante, con lo que se elimina la aparición de residuos derivados del mismo. En consecuencia, el procedimiento según la presente invención es comercialmente muy útil y tiene un alto valor comercial. Técnica anterior Un éster carbónico es un compuesto útil. Por ejemplo, los ésteres carbónicos se utilizan como aditivos para diversos fines, tales como un aditivo de gasolina para mejorar el índice de octano de la misma o un aditivo de combustible diesel para reducir la cantidad de partículas en los gases de escape generados por la combustión del mismo. También se utilizan ésteres carbónicos como agentes de alquilación, agentes de carbonilación, disolventes y similares en el ámbito de la síntesis de compuestos orgánicos, tales como policarbonatos, uretanos, productos farmacéuticos y productos agroquímicos. También se utilizan ésteres carbónicos como electrolitos para baterías de litio, como materia prima para la preparación de aceites lubricantes y como materia prima para preparar antioxidantes que se pueden utilizar para impedir la oxidación de los tubos de calderas. Como procedimiento convencional para la preparación de un éster carbónico, se puede mencionar un método en el que se hace reaccionar fosgeno como fuente de carbonilo con un alcohol, obteniéndose un éster carbónico. Dado que el fosgeno utilizado en dicho método es extremadamente nocivo y altamente corrosivo, dicho método presenta la desventaja de que el transporte y el almacenamiento del fosgeno requieren un extremo cuidado y, además, mantener los equipos de producción y garantizar la seguridad resulta muy costoso. Además, dicho método plantea el problema de que resulta necesario eliminar el ácido clorhídrico que se obtiene como residuo. Otro procedimiento convencional conocido para la preparación de un éster carbónico es una carbonilación oxidativa, en la que se hace reaccionar monóxido de carbono como fuente de carbonilo con un alcohol y oxígeno en presencia de un catalizador, tal como cloruro de cobre, obteniéndose un éster carbónico. En este método, el monóxido de carbono (que es extremadamente nocivo) se utiliza a alta presión; en consecuencia, dicho método presenta la desventaja de que mantener los equipos de producción y garantizar la seguridad resulta muy costoso. Además, dicho método plantea el problema de que tiene lugar una reacción secundaria, la oxidación del monóxido de carbono dando dióxido de carbono. Por estas razones, resulta deseable desarrollar un procedimiento más seguro para la preparación de un éster carbónico. En estos procedimientos convencionales, en los que se utiliza fosgeno o monóxido de carbono como materia prima, la propia materia prima o el catalizador utilizados contienen un halógeno, tal como cloro. En consecuencia, en dichos métodos, el éster carbónico obtenido contiene trazas de halógeno que no se pueden eliminar completamente mediante una etapa de purificación. Cuando dicho éster carbónico se utiliza como aditivo en gasolina, en un aceite ligero o como material para la fabricación de dispositivos electrónicos, es posible que el halógeno contenido en el éster carbónico provoque la corrosión de los equipos. Para reducir la cantidad de halógeno en el éster carbónico a un nivel ínfimo de traza, es necesario realizar una depuración completa del éster carbónico. Por esta razón, resulta deseable desarrollar un procedimiento para preparar un éster carbónico que no utilice ninguna materia prima ni ningún catalizador que contengan halógenos. Por otro lado, se ha puesto en práctica un procedimiento en el que se hace reaccionar dióxido de carbono con óxido de etileno o una sustancia similar a fin de obtener un éster carbónico cíclico, y el éster carbónico cíclico obtenido se hace reaccionar con metanol, obteniéndose carbonato de dimetilo. Este método tiene la ventaja de que el dióxido de 2   carbono como materia prima es inofensivo y de que no se utiliza ni se genera ninguna sustancia corrosiva, tal como el ácido clorhídrico. Sin embargo, dicho procedimiento plantea los siguientes problemas. Se obtiene etilenglicol como subproducto; en consecuencia, desde el punto de vista de la reducción de costes, resulta necesario encontrar maneras de utilizar eficazmente el etilenglicol obtenido. Además, es difícil llevar a cabo un transporte seguro del etileno (que es una materia prima para la preparación de óxido de etileno) y el óxido de etileno. Por lo tanto, para eliminar la necesidad del transporte, resulta necesario que la planta de producción de éster carbónico por este método se ubique en un lugar adyacente a la planta de producción de etileno y óxido de etileno. También se conoce un procedimiento en el que se somete dióxido de carbono como fuente de carbonilo a una reacción de equilibrio con un alcohol en presencia de un catalizador que comprende un compuesto organometálico que presenta un enlace metal-oxígeno-carbono a fin de obtener un éster carbónico y agua. Dicha reacción de equilibrio viene representada por la siguiente fórmula (3): compuesto organometálico CO2 + 2ROH RO(CO)OR + H2O (3) (R representa un grupo hidrocarburo insaturado o saturado) Este método tiene la ventaja de que el dióxido de carbono y el alcohol que se utilizan como materia prima son inofensivos. Sin embargo, utiliza una reacción de equilibrio en la que se forman simultáneamente un éster carbónico y agua como productos. También en el caso del método de carbonilación oxidativa mencionado anteriormente, que utiliza monóxido de carbono, se forma agua. Sin embargo, dicha formación de agua en la reacción de equilibrio tiene una importancia totalmente distinta a la formación de agua en la carbonilación oxidativa, que no es una reacción de equilibrio. El equilibrio de una reacción de equilibrio que utiliza dióxido de carbono como materia prima está termodinámicamente desplazado hacia el sistema original. Por lo tanto, el método que utiliza una reacción de equilibrio presenta el problema de que, para producir un éster carbónico con un rendimiento elevado, es necesario que el éster carbónico y el agua obtenidos como productos se extraigan del sistema de reacción. Además, también presenta el problema de que el agua que se forma descompone el catalizador, lo que no sólo obstaculiza la reacción, sino que obliga a que el número de conversiones del catalizador (es decir, el número de ciclos de regeneración y reutilización) sea únicamente de 2 ó 3. Para resolver este problema, se han propuesto diversos procedimientos para eliminar el agua (que es un producto) mediante la utilización de un agente deshidratante. Por ejemplo, se ha propuesto un procedimiento en el que se hacen reaccionar un alcohol y dióxido de carbono en presencia de un alcóxido metálico como catalizador, obteniéndose un éster carbónico y agua, en el que se utiliza una gran cantidad de diciclohexilcarbodiimida (DCC) (que es un agente deshidratante orgánico costoso) o una sustancia similar como agente deshidratante (véase Collect. Czech. Chem. Commun., vol. 60, 687-692 (1995)). Dicho procedimiento presenta el problema... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para preparar un éster carbónico, que comprende: (1) llevar a cabo una reacción entre un compuesto organometálico que presenta un enlace metal-oxígenocarbono y dióxido de carbono para obtener una mezcla de reacción que contiene un éster carbónico formado por la reacción, utilizándose dicho compuesto organometálico en una cantidad comprendida entre 1/50 y 1 vez la cantidad estequiométrica en relación con la cantidad de dicho dióxido de carbono, (2) separar dicho éster carbónico de dicha mezcla de reacción para obtener un líquido residual, y (3) hacer reaccionar dicho líquido residual con un primer alcohol a fin de obtener la formación, como mínimo, de un compuesto organometálico que presenta un enlace metal-oxígeno-carbono y la formación de agua, y eliminar dicha agua de dicho, como mínimo, un compuesto organometálico, en el que dicho, como mínimo, un compuesto organometálico obtenido en la etapa (3) se recupera para su reciclaje hacia la etapa (1), en el que dicho compuesto organometálico utilizado en la etapa (1) comprende, como mínimo, un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en: un compuesto organometálico representado por la fórmula (1): en el que: M 1 representa un átomo metálico seleccionado entre el grupo constituido por los elementos pertenecientes a los grupos 4 y 14 de la tabla periódica, a excepción del silicio; cada R 1 y R 2 representa independientemente un grupo alquilo C1-C12 de cadena lineal o ramificada, un grupo cicloalquilo C5-C12, un grupo alquenilo C2-C12 de cadena lineal o ramificada, un grupo aralquilo C7-C20 que comprende arilo y alquilo C6-C19 sin sustituir o sustituidos, seleccionados entre el grupo que comprende alquilo C1-C14 de cadena lineal o ramificada y cicloalquilo C5-C14, o un grupo arilo C6-C20 sin sustituir o sustituido; cada R 3 y R 4 representa independientemente un grupo alquilo C1-C12 de cadena lineal o ramificada, un grupo cicloalquilo C5-C12, un grupo alquenilo C2-C12 de cadena lineal o ramificada o un grupo aralquilo C7-C20 que comprende arilo y alquilo C6-C19 sin sustituir o sustituidos, seleccionados entre el grupo que comprende alquilo C1-C14 de cadena lineal o ramificada y cicloalquilo C5-C14; y cada uno de entre a y b es un entero comprendido entre 0 y 2, a + b = de 0 a 2, cada uno de entre c y d es un entero comprendido entre 0 y 4, y a + b + c + d = 4; y un compuesto organometálico representado por la fórmula (2): en el que: cada uno de entre M 2 y M 3 representa un átomo metálico seleccionado entre el grupo constituido por los elementos pertenecientes a los grupos 4 y 14 de la tabla periódica, a excepción del silicio; cada R 5 , R 6 , R 7 y R 8 representa independientemente un grupo alquilo C1-C12 de cadena lineal o ramificada, un grupo cicloalquilo C5-C12, un grupo alquenilo C2-C12 de cadena lineal o ramificada, un grupo aralquilo C7-C20 que comprende arilo y alquilo C6-C19 sin sustituir o sustituidos, seleccionados entre el grupo que comprende alquilo C1-C14 de cadena lineal o ramificada y cicloalquilo C5-C14, o un grupo arilo C6-C20 sin sustituir o sustituido;   cada R 9 y R 10 representa independientemente un grupo alquilo C1-C12 de cadena lineal o ramificada, un grupo cicloalquilo C5-C12, un grupo alquenilo C2-C12 de cadena lineal o ramificada o un grupo aralquilo C7-C20 que comprende arilo y alquilo C6-C19 sin sustituir o sustituidos, seleccionados entre el grupo que comprende alquilo C1-C14 de cadena lineal o ramificada y cicloalquilo C5-C14; y e + f = de 0 a 2, g + h = de 0 a 2, cada uno de entre i y j es independientemente un entero comprendido entre 1 y 3, e + f + i = 3, y g + h + j = 3. 2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicha reacción de la etapa (1) se lleva a cabo a una temperatura de 20ºC o mayor. 3. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicha reacción de la etapa (1) se lleva a cabo en presencia de un segundo alcohol, que es idéntico o distinto al mencionado primer alcohol utilizado en la etapa (3). 4. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicha separación de dicho éster carbónico, llevada a cabo en la etapa (2), se realiza en presencia de un tercer alcohol, que es idéntico o distinto al mencionado primer alcohol utilizado en la etapa (3). 5. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicha separación de dicho éster carbónico, llevada a cabo en la etapa (2), se realiza, como mínimo, mediante un método de separación seleccionado entre el grupo constituido por destilación, extracción y filtración. 6. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicha eliminación de dicha agua en la etapa (3) se lleva a cabo mediante separación por membrana. 7. Procedimiento, según la reivindicación 6, en el que dicha separación por membrana es pervaporación. 8. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicha eliminación de dicha agua en la etapa (3) se lleva a cabo mediante destilación. 9. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que dicho primer alcohol utilizado en la etapa (3) es, como mínimo, un alcohol seleccionado entre el grupo constituido por un alcohol alquílico que presenta un grupo alquilo C1-C12 de cadena lineal o ramificada, un alcohol cicloalquílico que presenta un grupo cicloalquilo C5-C12, un alcohol alquenílico que presenta un grupo alquenilo C2-C12 de cadena lineal o ramificada y un alcohol aralquílico que presenta un grupo aralquilo C7-C20 que comprende arilo y alquilo C6-C19 sin sustituir o sustituidos, seleccionados entre el grupo que comprende alquilo C1-C14 de cadena lineal o ramificada y cicloalquilo C5-C14. 10. Procedimiento, según la reivindicación 9, en el que cada uno de entre dicho alcohol alquílico, dicho alcohol cicloalquílico, dicho alcohol alquenílico y dicho alcohol aralquílico tiene un punto de ebullición más elevado que el punto de ebullición del agua. 11. Procedimiento, según la reivindicación 10, en el que dicho alcohol alquílico comprende, como mínimo, un miembro seleccionado entre el grupo constituido por alcohol n-butílico, alcohol isobutílico y un alcohol alquílico que presenta un grupo alquilo C5-C12 de cadena lineal o ramificada, y en el que dicho alcohol alquenílico presenta un grupo alquenilo C4-C12 de cadena lineal o ramificada. 12. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que cada uno de entre R 3 y R 4 en la fórmula (1) y de R 9 y R 10 en la fórmula (2) representa independientemente un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo alquilo C5-C12 de cadena lineal o ramificada o un grupo alquenilo C4-C12 de cadena lineal o ramificada. 13. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que, en la etapa (1), dicho compuesto organometálico se utiliza, como mínimo, en una forma seleccionada entre el grupo constituido por una forma monomérica, una forma oligomérica, una forma polimérica y una forma asociada. 14. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que cada M 1 en la fórmula (1) y cada M 2 y M 3 en la fórmula (2) representan un átomo de estaño. 15. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende además, tras la etapa (3), una etapa (4) en la que dicho, como mínimo, un compuesto organometálico recuperado en la etapa (3) se recicla a la etapa (1), seguido por la repetición una o más veces de una secuencia de etapas (1) a (4). 16. Procedimiento, según la reivindicación 15, en el que dicho compuesto organometálico utilizado en la etapa (1) se obtiene a partir de un óxido organoestánnico y un alcohol. 36   37   38   39