Un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo,

que comprende la etapa de:

realizar la carbonilación oxidativa de un alcohol en fase líquida en presencia de CO y O2 para formar un

carbonato de dialquilo en un sistema catalítico que consiste en un haluro metálico como catalizador y un catalizador auxiliar, en donde el haluro metálico se selecciona de un grupo que consiste en haluro cúprico y haluro cuproso, y el catalizador auxiliar es uno seleccionado del grupo que consiste en 2-metilimidazol, Nacetilimidazol, 2-isopropilimidazol, 1- (4-nitrofenil) imidazol y 4, 5-difenilimidazol.

Procedimiento para la preparación de carbonato de dialquilo

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a procedimientos para la preparación de un carbonato de dialquilo usando alcohol como material de partida, y más particularmente a un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo mediante la carbonilación oxidativa de un alcohol.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El carbonato de dimetilo es un producto extremadamente versátil que encuentra uso como un disolvente orgánico o un reaccionante (un sustituto del fosgeno) en la síntesis de otros carbonatos de alquilo o arilo, que son útiles como lubricantes sintéticos, disolventes, plastificantes y monómeros para vidrios orgánicos, y en reacciones de metilación y carbonilación para preparar isocianatos, poliuretanos y policarbonatos. El carbonato de dimetilo también tiene otras aplicaciones. Por ejemplo, la patente de EE. UU. Nº 2.331.386 divulga el uso de carbonato de dimetilo u otros carbonatos orgánicos o una mezcla de carbonato orgánico y éter (especialmente metil-t-butil-éter) como un aditivo antiexplosivo para gasolina o combustibles más pesados que la gasolina.

Convencionalmente, el carbonato de dimetilo se sintetiza mediante la fosgenación de metanol (ruta del fosgeno) . Sin embargo, puesto que el fosgeno es un producto químico tóxico y provoca corrosión en el reactor, la ruta del fosgeno se ha reemplazado gradualmente por la carbonilación oxidativa de metanol (ruta de la carbonilación oxidativa) en los últimos años. En comparación con la ruta del fosgeno, la ruta de la carbonilación oxidativa tiene las ventajas de una fácil adquisición de los materiales de partida, procedimientos sintéticos simples, menos contaminación ambiental y menor coste de producción.

La carbonilación oxidativa de metanol puede realizarse en fase de vapor o en fase líquida, suministradas en las patentes de Ube Industries, Ltd, Japón, y Enichem, respectivamente. Un ejemplo representativo de la carbonilación oxidativa en fase gaseosa de metanol es el procedimiento divulgado por la patente de EE. UU. 5.162.563 a favor de Ube Industries, Ltd, Japón., que comprende poner en contacto monóxido de carbono con un éster de ácido nitroso en fase de vapor en presencia de un catalizador sólido, por ejemplo, PdCl2 combinado con cobre.

La carbonilación oxidativa de metanol también puede realizarse en fase líquida. Se han propuesto diversos catalizadores o sistemas catalíticos para el uso en la carbonilación oxidativa en fase líquida de metanol. Por ejemplo, EP0460732 a favor de Enichem Industries, Ltd. divulga un catalizador de cobre tal como cloruro cuproso (CuCl) . Las Patentes de EE. UU. Nº 4.218.391 y 4.318.862 divulgan un catalizador que comprende una sal de un metal perteneciente a los Grupos IB, IIB y VIIIB de la Tabla Periódica, preferiblemente las sales de cobre monovalente (por ejemplo CuCl y CuBr) . En los procedimientos de estas patentes, a fin de incrementar la velocidad de reacción, es necesario usar altas concentraciones de cloruro cuproso; sin embargo, tales altas concentraciones de cloruro cuproso pueden provocar corrosión en el reactor. Para resolver este problema, Enichem usó un reactor con un revestimiento de vidrio sobre su pared interna. Sin embargo, la presencia del revestimiento de vidrio aumentaría el tamaño del reactor, lo que no sería deseable desde el punto de vista de la utilización del espacio.

La Patente china Nº CN1197792 divulga un sistema catalítico de dos componentes que comprende cloruro cuproso como catalizador y una sal inorgánica tal como MgCl2, CaCl2, ZnCl2, KCl etc. como promotor del catalizador. La Patente Japonesa Nº 54-24827 divulga un sistema catalítico de dos componentes similar que incluye un haluro cuproso como catalizador y un haluro de metal alcalino o metal alcalinotérreo como promotor del catalizador. Aunque estos sistemas catalíticos de dos componentes pueden incrementar la solubilidad del CuCl en el medio de reacción, tienen no obstante el problema de provocar corrosión en el reactor.

La Patente de EE. UU. Nº 3.846.468 divulga un catalizador que consiste en cloruro cuproso complejado con un ligando orgánico seleccionado del grupo que consiste en piridina, dipiridilo, imidazol, fenantrolina, alquil-o arilfosfinas, dimetilsulfóxido, dimetilformamida, quinuclidina, CH3CN, C6H5CN, malonitrilo, succinonitrilo y adiponitrilo. En Rivetti et ál., J. Organometallic Chem, 174, 221-226 (1979) , también se usa un complejo metálico como catalizador, en donde el catalizador consiste en Pd complejado con un compuesto orgánico, y presenta que el Pd complejado con una amina terciaria incrementaría el rendimiento de carbonato de dimetilo, mientras que el Pd complejado con una alquilfosfina inhibiría toda la carbonilación de metanol. La Patente de EE. UU. Nº 4.113.762 divulga un catalizador que contiene cobre que comprende un complejo formado entre cloruro cuproso y tricloruro de vanadio, tricloruro de cromo, tricloruro de hierro, cloruro de cobalto II, tricloruro de aluminio o tetracloruro de silicio. La Patente de EE. UU. Nº 3.980.690 divulga un catalizador que consiste en un complejo de cloruro de cobre y poli-4vinilpiridina.

La Patente de EE. UU. Nº 3.114.762 divulga la adición de sales que contienen cobalto o paladio y sales de bromuro a oxidantes de hierro o cobre que contienen el mismo anión. La Patente de EE. UU. Nº 3.227.740 divulga el uso de haluros o carboxilatos de mercurio como catalizadores. La Patente de EE. UU. Nº 4.360.477 divulga un procedimiento para la preparación de carbonato de dialquilo usando cloruro cúprico (CuCl2) o bromuro cúprico (CuBr2) como catalizadores. La Patente de EE. UU. Nº 4.370.275 divulga un catalizador que comprende como los componentes esenciales cobre y/o iones cobre, uno o más aniones seleccionados de un anión óxido, un anión hidróxido y un anión carbonato, iones haluro y una o más bases nitrogenadas. En caso de que se usara un catalizador típico que contuviera Cu (II) O, Cu (II) Cl2 y HCl de piridina, el metanol se convertiría en carbonato de dialquilo hasta una extensión de 7, 7%.

La Patente de EE. UU. Nº 4.761.467 divulga un sistema catalítico que contiene Cu (OMe) Cl como catalizador y un compuesto de piridina (por ejemplo, piridina, 2, 2’-dipirimidilo, 4-metoxipiridina, 2- (metiltio) piridina, 4 (morfolino) piridina, 4- (N-metilpiperazin) piridina, 2-piridil-2’-pirimidiilo, pentacloropiridina) como un ligando del catalizador. La Patente de EE. UU. Nº 5.151.541 divulga un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo usando un catalizador de cobre (por ejemplo, Cu (OMe) Cl y Cu (OMe) Br) y un codisolvente seleccionado de ureas cíclicas (por ejemplo dimetiletilenurea y/o dimetilpropilenurea) . La Patente china Nº 1333086A divulga un complejo de cloruro cuproso como catalizador y compuestos que contienen nitrógeno (tales como piridina, imidazol, aminopiridina, polipiridina, 4-fenilpiridina, N-metilpirrolidona) o un polímero que contiene nitrógeno (tal como polietilenpiridina, polietilenpirrolidona) como un ligando del catalizador. Los procedimientos previos que usan cualquiera de los catalizadores anteriores todavía no son satisfactorios debido al bajo rendimiento y/o el problema de la corrosión del reactor debido al uso de una gran cantidad de catalizadores.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En vista de los problemas anteriores, por lo tanto, un objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo con una alta relación de conversión de alcohol.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo con una alta selectividad de reacción.

Otro objetivo más de la invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo con alta reactividad.

Otro objetivo adicional de la invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo, que provoque menos corrosión en el reactor.

A fin de alcanzar los objetivos anteriores y otros, la invención proporciona un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo, que comprende la carbonilación oxidativa de un alcohol en fase líquida en presencia de CO y O2, para formar carbonato de dialquilo, en donde se usa un sistema catalítico que comprende un haluro metálico como catalizador y al menos un compuesto que contiene nitrógeno como catalizador... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la preparación de un carbonato de dialquilo, que comprende la etapa de:

realizar la carbonilación oxidativa de un alcohol en fase líquida en presencia de CO y O2 para formar un

carbonato de dialquilo en un sistema catalítico que consiste en un haluro metálico como catalizador y un catalizador auxiliar, en donde el haluro metálico se selecciona de un grupo que consiste en haluro cúprico y haluro cuproso, y el catalizador auxiliar es uno seleccionado del grupo que consiste en 2-metilimidazol, Nacetilimidazol, 2-isopropilimidazol, 1- (4-nitrofenil) imidazol y 4, 5-difenilimidazol.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el catalizador de haluro metálico tiene una concentración de 10 1 a 50000 ppm.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la relación molar del catalizador de haluro metálico al catalizador auxiliar está en el intervalo de 10:1 a 1:10.

4. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que la relación molar del catalizador de haluro metálico al catalizador auxiliar está en el intervalo de 5:1 a 1:5.

15 5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el alcohol es metanol.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la carbonilación oxidativa del alcohol se realiza a una a temperatura de 60 a 200°C.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que la carbonilación oxidativa del alcohol se realiza a una a temperatura de 90 a 180°C.

20 8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la carbonilación oxidativa del alcohol se realiza a una presión de 1, 47 a 3, 92 MPa.

9. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que la carbonilación oxidativa del alcohol se realiza a una presión de 1, 96 a 2, 94 MPa.