JP2000319247A - ウレタン及びカーボネートの製造方法 - Google Patents
ウレタン及びカーボネートの製造方法Info
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Abstract
境負荷、高効率物質変換、安全なプロセス)の実現が可
能なウレタンまたはカーボネートの合成法を提供する。 【解決手段】本発明に係るウレタンの製造方法は、一般
式R1R2NH(式中、R1、R2は各々置換又は無置換のアルキ
ル基等を表す。)で表されるアミン化合物と、一般式R3
X(式中、R3は置換又は無置換のアルキル基等を表す
が、R3Xには3級ハライド等は含まない。)で表される
有機ハロゲン化物と、原料及び溶媒である液体状又は超
臨界状態の二酸化炭素と、オニウム塩と、前記有機ハロ
ゲンから遊離したハロゲンを捕獲する捕獲剤とを使用し
て、R1R2NCOOR3で表されるウレタンを合成することを特
徴とする。
Description
ボネートの製造方法に関し、詳しくはグリーンケミスト
リーを実現でき、実際的な製造プロセスを提供するウレ
タン及びカーボネートの製造方法に関する。
としては、フォスゲンと一級アミン又はアルコールとの
反応によってイソシアネート又はカーボネート塩を形成
し、その後、イソシアネート又はカーボネート塩はアル
コールと再反応させ、所望のウレタン又はカーボネート
を形成する方法が知られているが、この反応に使用され
るフォスゲンは非常に有毒であり、合成作業上非常に危
険を伴う問題がある。
は、Y.Yoshida等の文献(Chem.Lett.,1984年,1571頁、Bu
ll.Chem.Soc.Jpn.,62,1989年,1534頁)、V.G.Parra,F.Sa
nchez等の文献(Synthesis,1985年、282頁)、Y.Hor
i等の文献(Chem.Express,1986年、1224頁)、米国特許
第5,223,638号に記載の方法が知られている。
て、ウレタンを製造する方法であり、2級アミンとアル
キルハライドと二酸化炭素ガスを基質とする反応によっ
て、R1R2NCOOR3(ウレタン)と[R1R2R3NH]+X-(有機窒
素化合物)を生成している。
ルバミン酸アニオンの反応性が低く、後者の有機窒素化
合物の方が主たる生成物であり、ウレタンの収率が低い
欠点がある。
記の反応によって、ウレタンを製造する方法で、2級ア
ミンとアルキルハライドと炭酸カリウムを基質とし、有
機溶媒としてヘプタンを使用し、触媒としてテトラブチ
ルアンモニウムの硫酸水素塩を使用し、R1R2NCOOR3(ウ
レタン)を生成する。
ているため、毒性、引火性等の安全性に欠点があると同
時に、有機溶媒の廃棄に際しては環境に対して悪影響を
及ぼし、いわゆる環境負荷が高い欠点がある。また反応
効率を上げるための触媒はアミンに対して当量用いてい
るが、ウレタンの収率は83%が限度で更なる収率の向
上が望まれる。
って、ウレタン又はカーボネートを製造する方法であ
り、1級又は2級アミンとDBU(1,8−ジアザビシクロ
[5.4.0]ウンデック−7−エン)と二酸化炭素を基質
とし、有機溶媒としてベンゼンを使用し、二酸化炭素を
DBUと共にアミンに吸収させ一旦DBUのカルバミン酸塩を
形成する。このDBUのカルバミン酸塩がアルキルハライ
ドと反応し、R1R2NCOOR 3(ウレタン)を生成する。なお
上記の反応でアミンの代わりにアルコールを用いるとカ
ーボネートを生成する。
ニオンの反応性を高めるために使われたDBUは、ハロゲ
ンの捕獲剤としても働くため、当量必要となる。またDB
Uは強力な塩基であるため取り扱い上問題があり、更に
このプロセスでも有機溶媒を用い上記と同様な欠点があ
る。
は、下記の反応によって、ウレタン又はカーボネートを
製造する方法であり、1級又は2級アミン、CyTMG(シ
クロヘキシルテトラメチルグアニジン)のような5置換
グアニジン、二酸化炭素を基質とし、二酸化炭素をCyTM
Gと共にアミンに吸収させ、一旦CyTMGのカルバミン酸塩
を形成する。このCyTMGのカルバミン酸塩がアルキルハ
ライドと反応し、ウレタンを生成する。アミンの代わり
にアルコールを用いると、カーボネートを生成する。
が、DBUより更に強力な塩基である5置換グアニジンを
用いることによりカルバミン酸アニオンの反応性を高め
るもので、確かに反応性は上がったが、DBUの場合と同
様に、5置換グアニジンはアミンと当量必要であり、ま
た取り扱い上の問題があり、更にこのプロセスでも有機
溶媒を用いており、そのためこれまでのウレタン製造法
に代替する方法にはなり得なかった。
これまでのウレタン製造法を根本的に見直し、21世紀
の合成化学の目指すべき「グリーンケミストリー」(低
環境負荷、高効率物質変換、安全なプロセス)を実現す
べく、鋭意検討の結果、液体状又は超臨界状態の二酸化
炭素を、原料としてばかりでなく溶媒としても使用し、
反応効率のよい、グリーンケミストリーの実現が可能な
ウレタンまたはカーボネートの合成法を確立し、本発明
に至ったものである。
明に係るウレタンの製造方法は、一般式R1R2NH(式中、
R1、R2は各々置換又は無置換のアルキル基、シクロアル
キル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール
基、アラルキル基、アラルケニル基、アルケナリール基
又はアルカリール基を表し、R1とR2は同一でも異なって
いてもよく、またR1とR2で5員環又6員環を形成してい
てもよく、更にR1とR2のいずれか一方は水素原子でもよ
い。)で表されるアミン化合物と、一般式R3X(式中、R
3は置換又は無置換のアルキル基、シクロアルキル基、
アルケニル基、シクロアルケニル基、アラルキル基を表
す。Xはハロゲン原子を表す。但し、R3Xには3級ハライ
ド、オレフィン性ハライド及び芳香族ハライドは含まな
い。)で表される有機ハロゲン化物と、原料及び溶媒で
ある液体状又は超臨界状態の二酸化炭素と、オニウム塩
と、前記有機ハロゲンから遊離したハロゲンを捕獲する
捕獲剤とを使用して、R1R2NCOOR3で表されるウレタンを
合成することを特徴とする。
ボネートの製造方法は、一般式R10OH(R10は置換又は無
置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、
シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基、アラ
ルケニル基、アルケナリール基又はアルカリール基から
選ばれる基を表す。)で表されるアルコール化合物と、
一般式R11X(R11は置換又は無置換のアルキル基、シク
ロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、ア
ラルキル基、又はアラルケニル基を表す。Xはハロゲン
原子を表す。但し、R11Xには3級ハライド、オレフィン
性ハライド及び芳香族ハライドは含まない。)で表され
る有機ハロゲン化物と、原料及び溶媒である液体状又は
超臨界状態の二酸化炭素と、オニウム塩と、前記有機ハ
ロゲンから遊離したハロゲンを捕獲する捕獲剤とを使用
して、R10OCOOR11で表されるカーボネートを合成するこ
とを特徴とする。
方法において、好ましい態様としては、以下の態様が挙
げられる。
-(R4 、R5 、R6、R7は各々置換又は無置換のアルキル
基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニ
ル基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル基、ア
ルケナリール基又はアルカリール基を表す。R4、R5、
R6、R7は同一でも異なっていてもよく、またそのうちの
1個ないし3個が水素原子でもよい。Xはハロゲン原
子、水酸基、硫酸水素基、炭酸水素基、リン酸二水素
基、亜リン酸水素基又は次亜リン酸基を表す。)で表さ
れる化合物から選ばれる少なくとも1種であること (3)合成反応に使用する反応容器内に分散材を用いる
こと (4)捕獲剤が、K2CO3 、K3PO4 、Na2CO3 、KHCO3又は
Cs2CO3から選ばれる少なくとも1種であること
する。
ウレタン合成の原料であるアミン化合物は、一般式R1R2
NHで表される。式中、R1、R2は各々置換又は無置換のア
ルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロア
ルケニル基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル
基、アルケナリール基又はアルカリール基を表し、R1と
R2は同一でも異なっていてもよく、またR1とR2で5員環
又6員環を形成していてもよく、更にR1とR2のいずれか
一方は水素原子でもよい。
基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、i
so−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、iso−ペ
ンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基等が挙げられ
る。シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シ
クロブチル基、シクロペンチル基等が挙げられる。アル
ケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−メチル−
2−ブテニル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基等
が挙げられる。シクロアルケニル基としては、3−シク
ロペンテニル基、1−シクロヘキセニル基等が挙げられ
る。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が
挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基等が挙
げられる。アラルケニル基としては、スチリル基、シン
ナミル基等が挙げられる。アルケナリール基としては、
4−ビニルフェニル基、4−アリルフェニル基等が挙げ
られる。アルカリール基としては、p−トリル基、p−ク
メニル基、2,4−キシリル基等が挙げられる。
ていてもよく、かかる置換基としては、アミノ基、水酸
基、ニトロ基、カルボキシル基、エステル基、アシル
基、エーテル基、ハロゲン原子等が挙げられる。
てもよく、R1とR2で形成される5員環としては、ピロリ
ジン等が挙げられ、R1とR2で形成される6員環として
は、ピペリジン、モルホリン等が挙げられる。
体例として、以下の化合物が挙げられるが、これらに限
定される訳ではない。
基、Bu=ブチル基、Ph=フェニル基、Bn=ベンジル基を表
す。
一般式R3X(式中、R3は置換又は無置換のアルキル基、
シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル
基、アラルキル基を表す。Xはハロゲン原子を表す。但
し、R3Xには3級ハライド、オレフィン性ハライド及び
芳香族ハライドは含まない。
基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−
ブチル基、iso−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル
基、iso−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基
等:シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シ
クロブチル基、シクロペンチル基等:アルケニル基とし
ては、ビニル基、アリル基、3−メチル−2−ブテニル
基、イソプロペニル基、2−ブテニル基等:シクロアル
ケニル基としては、3−シクロペンテニル基、1−シク
ロヘキセニル基等:アラルキル基としては、ベンジル基
等が挙げられる。
く、かかる置換基としては、アミノ基、水酸基、ニトロ
基、カルボシキル基、エステル基、アシル基、エーテル
基、ハロゲン原子等が挙げられる。
の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
化炭素を、原料及び溶媒の両方の目的で使用することに
大きな特徴がある。即ち、液体状又は超臨界状態の二酸
化炭素を溶媒として使用することによって有機溶媒を使
用する必要がなくなり、環境負荷の低減になり、また二
酸化炭素を原料としても使用することにより、脱フォス
ゲンを実現できる効果がある。
レタンが100%の収率で得られる条件で、液体状又は
超臨界状態の二酸化炭素の代わりに有機溶媒としてヘプ
タンを用いて反応した結果、ウレタンの収率は2%未満
にしかならないことが確認された。このことから、液体
状又は超臨界状態の二酸化炭素を溶媒として用いること
で、反応効率を50倍以上高めることがわかった。従っ
て、本発明の方法は省エネルギー化が実現できる効果が
ある。
いるオニウム塩は、R4R5R6R7N+X-又はR4R5R6R7P+X-(R
4 、R5 、R6、R7は各々置換又は無置換のアルキル基、
シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル
基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル基、アル
ケナリール基又はアルカリール基を表す。R4、R5、R6、
R7は同一でも異なっていてもよく、またそのうちの1個
ないし3個が水素原子でもよい。Xはハロゲン原子、水
酸基、硫酸水素基、炭酸水素基、リン酸二水素基、亜リ
ン酸水素基又は次亜リン酸基を表す。)で表される化合
物から選ばれる少なくとも1種である。
ては、R1 、R2で挙げた置換基と同様のものが挙げられ
る。
ルメチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモ
ニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムブロマイ
ド等が挙げられ、中でもトリオクチルメチルアンモニウ
ムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイドが
好ましい。
に触媒量とは、主原料であるアミンのモル数以下の量
で、かつ目的の生成物のモル数以下の量であることを意
味する。即ち、主原料よりも少ない量で反応する点で省
資源に寄与する効果がある。
ウレタンの合成反応を触媒反応にした点である。
O4 、Na2CO3 、KHCO3又はCs2CO3から選ばれる少なくと
も1種が好ましく、中でも炭酸塩が好ましく、より好ま
しくはK2CO3である。
塩以外では有機ハロゲン化物に対して2当量以上のアミ
ンを必要とする反応となるからである。
より反応機構の概要を示す。
かりでなく、原料としても使用されており、低コスト
化、環境負荷の低減に寄与する効果がある。また捕獲剤
として使用されるK2CO3は有機ハロゲン化物から生じる
ハロゲン化物を無機塩に置換する役割を果たし環境上弊
害を生じない反応になっており実用上有利である。触媒
は一旦反応に寄与するが再度遊離して再利用可能な反応
になっておりコスト低減に寄与する。
い態様について説明する。
ス製オートクレーブ)にオニウム塩を5×10-5〜4×
10-3モル、捕獲剤を2.5×10-3〜5×10-2モ
ル、有機ハロゲン化物5×10-3〜1×10-2モル、及
びアミン化合物5×10-3〜1×10-2モルを加える。
程度)置換したのち、常温で液化二酸化炭素を添加し、
40〜200℃の温度に加熱する。すると臨界圧近傍も
しくはそれ以上の圧になる。圧力は10atm〜250atm
の範囲が好ましい。
後、反応容器を氷冷後常圧にもどし、ウレタンを得るこ
とができる。
は、90℃以上が好ましく、より好ましくは100℃以
上である。90℃以上にすることによって、ウレタン生
成物の収率が大幅に向上するからである。反応温度は上
昇させれば収率向上に寄与するが、製造コストの上昇を
防止する観点から上限は150℃以下が好ましい。
(反応容器)内に分散材(例えばガラスビーズ)を用い
て上げ底を形成することが好ましい。固体原料を使用し
た場合の攪拌効果を向上させ、収率の向上に寄与するか
らである。
ートの製造方法について説明する。
化合物は一般式R10OHで表され、この式中、R10は置換又
は無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル
基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基、
アラルケニル基、アルケナリール基又はアルカリール基
から選ばれる基を表す。
の具体例としては、以下の化合物が挙げられる、これら
に限定される訳ではない。
ン化物、液体状又は超臨界の二酸化炭素、オニウム塩、
捕獲剤は、ウレタン合成で用いることができる化合物と
同一のものを挙げることができる。
説明すると、例えば50mlの反応容器(例えばステンレ
ス製オートクレーブ)にオニウム塩を5×10-5〜4×
10-3モル、捕獲剤を2.5×10-3〜5×10-2モ
ル、有機ハロゲン化物5×10-3〜1×10-2モル、及
びアルコール化合物5×10-3〜1×10-2モルを加え
る。
程度)置換したのち、常温で液化二酸化炭素を添加し、
所定の温度に加熱する。すると臨界圧近傍もしくはそれ
以上の圧になる。混合物を所定の温度で1〜24時間加
熱後、反応容器を氷冷後常圧にもどし、カーボネートを
得ることができる。
はカーボネートは、ポリマー化によって、ポリウレタン
又はポリカーボネートが製造される。ポリマー化の方法
は特に限定される訳ではない。
方法は、ジアミンとアルキルハライド、ジオ−ルとアル
キルハライドなどを用いることによって、各々ポリウレ
タン又はポリカーボネートの製造方法に適用が可能であ
る。
かかる実施例によって本発明が限定されるものではな
い。
ブ(加圧容器)にガラスビーズ(9g)、炭酸カリウ
ム、テトラブチルアンモニウム硫酸水素塩、1−クロロ
ブタン及びピロリジン(0.005モル)を加え、次に
二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換したのち、常
温で液化二酸化炭素を添加し、100℃に加熱すると臨
界圧近傍もしくはそれ以上の圧になる。混合物を100
℃で2時間加熱後、反応容器を氷冷後常圧にもどし、ク
ロロホルムで抽出する(2×20ml)。抽出物は希塩
酸で洗浄、水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、50m
lのメスフラスコでメスアップし、そこから5mlとり
クマリンを内部標準物質として1HNMRで収量を計算
する。
た反応条件に比べて原料アミンに対する他の試薬の使用
量を低減できることがわかった。特にテトラブチルアン
モニウム硫酸水素塩が触媒量でも良い収率で、ウレタン
を与えることがわかった。
(加圧容器)にガラスビーズ(9g)、炭酸カリウム
(1.38g,0.01モル)、オニウム塩(0.00
05モル)、1−クロロブタン(0.56g,0.00
6モル)及びピロリジン(0.36g,0.005モ
ル)を加え、次に二酸化炭素でオートクレーブ内を2回
置換したのち、常温で液化二酸化炭素を添加し、100
℃に加熱すると臨界圧近傍もしくはそれ以上の圧にな
る。混合物を100℃で2時間加熱後、反応容器を氷冷
後常圧にもどし、クロロホルムで抽出する(2×20m
l)。抽出物は希塩酸で洗浄、水洗、無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥後、50mlのメスフラスコでメスアップし、
そこから5mlとりクマリンを内部標準物質として1H
NMRで収量を計算する。
酸水素塩より、テトラブチルアンモニウムブロマイドや
トリオクチルメチルアンモニウムクロライドの方が適し
ていることがわかった。またアンモニウム塩ばかりでな
く、テトラブチルホスホニウムブロマイドのようなホス
ホニウム塩も触媒として使えることがわかった。
(加圧容器)にガラスビーズ(9g)、添加塩(0.0
1モル)、テトラブチルアンモニウムブロマイド(0.
161g,0.0005モル:触媒)、1−クロロブタ
ン(0.56g,0.006モル:有機ハロゲン化物)
及びピロリジン(0.36g,0.005モル:アミン
化合物)を加え、次に二酸化炭素でオートクレーブ内を
2回置換したのち、常温で液化二酸化炭素を添加し、1
00℃に加熱すると臨界圧近傍もしくはそれ以上の圧に
なる。混合物を100℃で2時間加熱後、反応容器を氷
冷後常圧にもどし、クロロホルムで抽出する(2×20
ml)。抽出物は希塩酸で洗浄、水洗、無水硫酸ナトリ
ウムで乾燥後、50mlのメスフラスコでメスアップ
し、そこから5mlとりクマリンを内部標準物質として
1HNMRで収量を計算する。
実験を行い、収率を求めた。その結果を表3に示す。
74%であり、リン酸カリウムの無水物で98%と高収
率が得られた。
在下に炭酸カリウムや炭酸水素カリウムが生成し得るの
で、生成した炭酸カリウムが反応してウレタンが生成す
ることも考えられるが、結果はリン酸カリウムの水和物
では低収率で、無水物の時に高収率となった。このこと
は超臨界の二酸化炭素は溶媒と同時に原料としても使わ
れていることを示している。
(加圧容器)に炭酸カリウム(1.38g,0.01モ
ル)、テトラブチルアンモニウムブロマイド(0.08
2g,0.00025モル)、1−クロロブタン(0.
76g,0.008モル)及びピロリジン(0.36g,
0.005モル)を加え、次に二酸化炭素でオートクレ
ーブ内を2回置換したのち、常温で液化二酸化炭素(1
1.3g)を添加し、100℃に加熱すると77kg/
cm2となる。混合物を100℃で2時間撹拌後、反応
容器を氷冷後常圧にもどし、クロロホルムで抽出する
(2×20ml)。抽出物は希塩酸で洗浄、水洗、無水
硫酸ナトリウムで乾燥後、50mlのメスフラスコでメ
スアップし、そこから5mlとりクマリンを内部標準物
質として1HNMRで収量を計算する(99%)。残り
の溶液を濃縮し、クーゲルロールで蒸留し(bp122
−140℃/20Torr)、ウレタンを得(0.668
g)、換算後単離収率(85%)とする。
4に示す化合物に代えた実験例の結果も合わせて表4に
示す。
(加圧容器)に炭酸カリウム(1.38g,0.01モ
ル)、テトラブチルアンモニウムブロマイド(0.08
1g,0.00025モル)、1,2−ジクロロエタン
(0.41g,0.0041モル)、及びブチルアミン
(0.36g,0.005モル)を加え、次に二酸化炭
素でオートクレーブ内を2回置換したのち、常温で液化
二酸化炭素(13.1g)を添加し、100℃に加熱す
ると85kg/cm2となる。混合物を100℃で1時
間撹拌後、反応容器を氷冷後常圧にもどし、クロロホル
ムで抽出する(2×20ml)。抽出物は希塩酸で洗
浄、水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、50mlのメ
スフラスコでメスアップし、そこから5mlとりクマリ
ンを内部標準物質として1HNMRで収量を計算する
(ジウレタン70%、モノウレタン8%)。
ンを表5に示す化合物に代えた実験例の結果も合わせて
表5に示す。
(加圧容器)に炭酸カリウム(1.38g,0.01モ
ル)、テトラブチルアンモニウムブロマイド(0.08
1g,0.00025モル)、1−ブロモブタン(1.
11g,0.0081モル)及びブチルアミン(0.3
6g,0.0049モル)を加え、次に二酸化炭素でオ
ートクレーブ内を2回置換したのち、常温で液化二酸化
炭素(13.2g)を添加し、100℃に加熱すると8
7kg/cm2となる。混合物を100℃で1時間撹拌
後、反応容器を氷冷後常圧にもどし、クロロホルムで抽
出する(2×20ml)。抽出物は希塩酸で洗浄、水
洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、50mlのメスフラ
スコでメスアップし、そこから5mlとりクマリンを内
部標準物質として1HNMRで収量を計算する(101
%)。残りの溶液を濃縮し、クーゲルロールで蒸留し
(bp106−118℃/16Torr)、ウレタンを得
(0.727g)、換算後単離収率(95%)とする。
えた実験例の結果も合わせて表4に示す。
(加圧容器)に炭酸カリウム(1.38g,0.01モ
ル)、テトラブチルアンモニウムブロマイド(0.32
1g,0.001モル)、1−クロロブタン(0.74
g,0.008モル)及びアニリン(0.36g,0.0
049モル)を加え、次に二酸化炭素でオートクレーブ
内を2回置換したのち、常温で液化二酸化炭素(13.
5g)を添加し、100℃に加熱すると90kg/cm
2となる。混合物を100℃で3時間撹拌後、反応容器
を氷冷後常圧にもどし、クロロホルムで抽出する(2×
20ml)。抽出物は希塩酸で洗浄、水洗、無水硫酸ナ
トリウムで乾燥後、50mlのメスフラスコでメスアッ
プし、そこから5mlとりクマリンを内部標準物質とし
て1HNMRで収量を計算する(65%)。
(加圧容器)に炭酸カリウム(1.38g,0.01モ
ル)、テトラブチルアンモニウムブロマイド(0.32
4g,0.001モル)、1,4−ジクロロブタン
(0.33g,0.0026モル)及びブチルアミン
(0.39g,0.0053モル)を加え、次に二酸化
炭素でオートクレーブ内を2回置換したのち、常温で液
化二酸化炭素(13.1g)を添加し、100℃に加熱
すると85kg/cm2となる。混合物を100℃で1
時間撹拌後、反応容器を氷冷後常圧にもどし、クロロホ
ルムで抽出する(2×20ml)。抽出物は希塩酸で洗
浄、水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、50mlのメ
スフラスコでメスアップし、そこから5mlとりクマリ
ンを内部標準物質として1HNMRで収量を計算する
(ジウレタン51%、モノウレタン39%)。
化合物に代えた実験例の結果も合わせて表5に示す。
(加圧容器)に炭酸カリウム(1.38g,0.01モ
ル)、テトラブチルアンモニウムブロマイド(0.08
2g,0.00026モル)、ベンジルクロライド
(0.62g,0.0049モル)及びブチルアルコー
ル(0.75g,0.010モル)を加え、次に二酸化
炭素でオートクレーブ内を2回置換したのち、常温で液
化二酸化炭素(13.2g)を添加し、100℃に加熱
すると82kg/cm2となる。混合物を100℃で1
時間撹拌後、反応容器を氷冷後常圧にもどし、クロロホ
ルムで抽出する(2×20ml)。抽出物は希塩酸で洗
浄、水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、50mlのメ
スフラスコでメスアップし、そこから5mlとりクマリ
ンを内部標準物質として1HNMRで収量を計算する
(100%)。残りの溶液を濃縮し、クーゲルロールで
蒸留し(bp92−108℃/15Torr)、カーボネ
ートを得(0.793g)、換算後単離収率(86%)
とする。
イドを表6に示す化合物に代えた実験例の結果も合わせ
て表6に示す。
討>
(加圧容器)にガラスビーズ、炭酸カリウム(2.77
g,0.02モル)、テトラブチルアンモニウム硫酸水
素塩(1.70g,0.005モル)、1−クロロブタ
ン(1.11g,0.012モル)及びピロリジン
(0.36g,0.005モル)を加え、次に二酸化炭
素でオートクレーブ内を2回置換したのち、常温で液化
二酸化炭素を添加し、所定の温度に加熱すると臨界圧近
傍もしくはそれ以上の圧になる。混合物を所定の温度で
2時間加熱後、反応容器を氷冷後常圧にもどし、クロロ
ホルムで抽出する(2×20ml)。抽出物は希塩酸で
洗浄、水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、50mlの
メスフラスコでメスアップし、そこから5mlとりクマ
リンを内部標準物質として1HNMRで収量を計算す
る。
の関係を図1に示す。
れ、90℃で約70%程度の収率となり、100℃以上
になると収率が100%に近ずくことがわかった。
ス製オートクレーブ(加圧容器)にガラスビーズ、炭酸
カリウム(2.77g,0.02モル)、テトラブチル
アンモニウム硫酸水素塩(1.70g,0.005モ
ル)、1−クロロブタン(1.11g,0.012モ
ル)及びピロリジン(0.36g,0.005モル)を
加え、次に二酸化炭素でオートクレーブ内を2回置換し
たのち、常温で液化二酸化炭素を添加し、100℃に加
熱すると臨界圧近傍もしくはそれ以上の圧になる。混合
物を100℃で2時間加熱後、反応容器を氷冷後常圧に
もどし、クロロホルムで抽出する(2×20ml)。抽
出物は希塩酸で洗浄、水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥
後、50mlのメスフラスコでメスアップし、そこから
5mlとりクマリンを内部標準物質として1HNMRで
収量を計算する。
ズの添加効果の検討を示す図を図2に示す。
ーズ量の時に収率が高いことがわかる。
の二酸化炭素を原料としてばかりでなく溶媒としても使
用し、反応効率の良い、グリーンケミストリーの実現が
可能なウレタン及びカーボネートの製造方法を提供でき
る。
係を示す図
添加効果を示す図
Claims (10)
- 【請求項1】一般式R1R2NH(式中、R1、R2は各々置換又
は無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル
基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基、
アラルケニル基、アルケナリール基又はアルカリール基
を表し、R1とR2は同一でも異なっていてもよく、またR1
とR2で5員環又6員環を形成していてもよく、更にR1と
R2のいずれか一方は水素原子でもよい。)で表されるア
ミン化合物と、一般式R3X(式中、R3は置換又は無置換
のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シク
ロアルケニル基、アラルキル基を表す。Xはハロゲン原
子を表す。但し、R3Xには3級ハライド、オレフィン性
ハライド及び芳香族ハライドは含まない。)で表される
有機ハロゲン化物と、原料及び溶媒である液体状又は超
臨界状態の二酸化炭素と、オニウム塩と、前記有機ハロ
ゲンから遊離したハロゲンを捕獲する捕獲剤とを使用し
て、R1R2NCOOR3で表されるウレタンを合成することを特
徴とするウレタンの製造方法。 - 【請求項2】オニウム塩を触媒量使用することを特徴と
する請求項1記載のウレタンの製造方法。 - 【請求項3】オニウム塩が、R4R5R6R7N+X-又はR4R5R6R7
P+X-(R4 、R5 、R6、R7は各々置換又は無置換のアルキ
ル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケ
ニル基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル基、
アルケナリール基又はアルカリール基を表す。R4、R5、
R6、R7は同一でも異なっていてもよく、またそのうちの
1個ないし3個が水素原子でもよい。Xはハロゲン原
子、水酸基、硫酸水素基、炭酸水素基、リン酸二水素
基、亜リン酸水素基又は次亜リン酸基を表す。)で表さ
れる化合物から選ばれる少なくとも1種であることを特
徴とする請求項1又は2記載のウレタンの製造方法。 - 【請求項4】合成反応に使用する反応容器内に分散材を
用いることを特徴とする請求項1、2又は3記載のウレ
タンの製造方法。 - 【請求項5】捕獲剤が、K2CO3 、K3PO4 、Na2CO3 、KHC
O3又はCs2CO3から選ばれる少なくとも1種であることを
特徴とする請求項1、2、3又は4記載のウレタンの製
造方法。 - 【請求項6】一般式R10OH(R10は置換又は無置換のアル
キル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアル
ケニル基、アリール基、アラルキル基、アラルケニル
基、アルケナリール基又はアルカリール基から選ばれる
基を表す。)で表されるアルコール化合物と、一般式R
11X(R11は置換又は無置換のアルキル基、シクロアルキ
ル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アラルキル
基、又はアラルケニル基を表す。Xはハロゲン原子を表
す。但し、R11Xには3級ハライド、オレフィン性ハライ
ド及び芳香族ハライドは含まない。)で表される有機ハ
ロゲン化物と、原料及び溶媒である液体状又は超臨界状
態の二酸化炭素と、オニウム塩と、前記有機ハロゲンか
ら遊離したハロゲンを捕獲する捕獲剤とを使用して、R
10OCOOR11で表されるカーボネートを合成することを特
徴とするカーボネートの製造方法。 - 【請求項7】オニウム塩を触媒量使用することを特徴と
する請求項6記載のカーボネートの製造方法。 - 【請求項8】オニウム塩が、R12R13R14R15N+X-又はR12R
13R14R15P+X-(R12、R 13、R14、R15は各々置換又は無置
換のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シ
クロアルケニル基、アリール基、アラルキル基、アラル
ケニル基、アルケナリール基又はアルカリール基を表
す。R4、R5、R6、R7は同一でも異なっていてもよく、ま
たそのうちの1個ないし3個が水素原子でもよい。Xは
ハロゲン原子、水酸基、硫酸水素基、炭酸水素基、リン
酸二水素基、亜リン酸水素基又は次亜リン酸基を表
す。)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種で
あることを特徴とする請求項6又は7記載のカーボネー
トの製造方法。 - 【請求項9】合成反応に使用する反応容器内に分散材を
用いることを特徴とする請求項6、7又は8記載のカー
ボネートの製造方法。 - 【請求項10】捕獲剤が、K2CO3 、K3PO4 、Na2CO3 、K
HCO3又はCs2CO3から選ばれる少なくとも1種であること
を特徴とする請求項6、7、8又は9記載のカーボネー
トの製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12502799A JP3574822B2 (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | ウレタン及びカーボネートの製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000319247A true JP2000319247A (ja) | 2000-11-21 |
JP3574822B2 JP3574822B2 (ja) | 2004-10-06 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005225869A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-08-25 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 環状カルバミン酸エステルの製造方法 |
CN104355955A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-02-18 | 华南理工大学 | 一种合成氨基甲酸酯的方法 |
-
1999
- 1999-04-30 JP JP12502799A patent/JP3574822B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2005225869A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-08-25 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 環状カルバミン酸エステルの製造方法 |
JP4734924B2 (ja) * | 2004-01-13 | 2011-07-27 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 環状カルバミン酸エステルの製造方法 |
CN104355955A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-02-18 | 华南理工大学 | 一种合成氨基甲酸酯的方法 |
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