JP2005068106A - １，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法及び精製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
基幹原料である尿素と（メタ）アリルクロライドから１、３−ジ（メタ）アリル尿素を優先的に生成させる製造方法を提供するとともに、得られる（メタ）アリル化尿素類の混合物から１，３−ジ（メタ）アリル尿素を効率的に高純度化させる精製方法を提供する。
【解決手段】
１）尿素１モルに対し、
２）（メタ）アリルクロライド２．５〜３０モルを
３）１価銅化合物０．００１〜０．１０モルおよび
４）４００グラム以下の水の存在下に、アルカリで中和しながら反応させることを特徴とする１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法、及び副生する１，１−ジ（メタ）アリル尿素をｐＨ４．０〜ｐＨ７未満の水溶液で抽出除去させ、副生するトリ（メタ）アリル尿素は非極性溶媒で抽出除去させことを特徴とする１，３−ジ（メタ）アリル尿素の精製方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法、及び精製方法に関する。さらに詳しくは、医薬、農薬の中間体として有用な１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法、及び精製方法に関する。

従来、１，３−ジ（メタ）アリル尿素の主要な製法としては下記１）、２）、３）の方法が知られているが、尿素と（メタ）アリルクロライドとの反応により製造する方法は開示されていない。
１）（メタ）アリルアミンを原料とし、各種方法で窒素原子にカルボニル基を導入する方法。
２）（メタ）アリルイソシアネートと水との反応で得る方法。
３）（メタ）アリルアルコールと尿素の反応。
１）、２）、３） の方法は原料や触媒に関わる安全性又は価格の点で、あるいは高圧反応など工程に関わる点、などそれぞれに問題点をかかえており、更に効果的な製造を目指すに当たってはより改良された製造法が望まれている。
米国特許第３，７６５，８３７号明細書 特開平１０−２５１２１４号公報 特公昭４８−３３７３０号公報 特公平２−７９４５号公報 特開平４−３２１６５５号公報 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ、Ｖｏｌ．７３、Ｎｏ．１、７５頁、１９７３年 Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、Ｖｏｌ．５７、Ｎｏ．２６、７３３９頁 Ｃａｎ．Ｊ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｖｏｌ．６８、Ｎｏ．９、１５４４頁、１９９０年 Ｈｅｔｅｒｏａｔｏｍ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、Ｖｏｌ．４、Ｎｏ．５、４５５頁、１９９３年 Ｊ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉ．、Ｐａｒｔ Ａ、Ｖｏｌ．３、１７９３頁、１９６５年

本発明は（メタ）アリルアミンを経ない１，３−ジ（メタ）アリル尿素の経済的な製造方法を提供することを目的とし、更に詳しくは基幹原料である（メタ）アリルクロライドと尿素から、１，３−ジ（メタ）アリル尿素を優先的に与える製造方法を提供するとともに、得られる（メタ）アリル化尿素類の混合物から１，３−ジ（メタ）アリル尿素を効率的に高純度化させる精製方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明の要旨は、
（１）
１）尿素１モルに対し、
２）（メタ）アリルクロライド２．５〜３０モルを
３）１価銅化合物０．００１〜０．１０モルおよび
４）４００グラム以下の水の存在下に、
アルカリで中和しながらｐＨ０．５〜１２で反応させることを特徴とする１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法に関する。
また本発明は、
（２）
（１）の製法で得られる１，３−ジ（メタ）アリル尿素（以下、「１，３−ＤＡＵ」と略記する。）を含む反応液から、副生する１，１−ジ（メタ）アリル尿素（以下、「１，１−ＤＡＵ」と略記する。）をｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液で抽出除去させることを特徴とする１，３−ジ（メタ）アリル尿素の精製方法に関する。
更にまた本発明は、
（３）
（１）の製法で得られる１，３−ジ（メタ）アリル尿素を含む反応液から副生するトリ（メタ）アリル尿素（以下、「ｔｒｉ−ＡＵ」と略記する。）を非極性溶媒で抽出除去させることを特徴とする１，３−ジ（メタ）アリル尿素の精製方法に関する。

本発明は、基幹原料である尿素と（メタ）アリルクロライドから１，３−ジ（メタ）アリル尿素を優先的に生成させる製造方法を提供するとともに、得られる（メタ）アリル化尿素類の混合物から１，３−ジ（メタ）アリル尿素を効率的に高純度に精製方することができる。

本発明の（メタ）アリル化反応は
１）尿素１モルに対し、
２）（メタ）アリルクロライド２．５〜３０モルを
３）１価銅化合物０．００１〜０．１０モルおよび
４）４００グラム以下の系内水の存在下に、アルカリで中和しながらｐＨ０．５〜１２で反応させることにより行う。

２）（メタ）アリルクロライドの使用量は、尿素１モルに対し２．５〜３０モル、好ましくは３〜２５モル、更に好ましくは３．５〜２０モルが適当である。（メタ）アリルクロライドの使用量が２．５モル以下であるとｔｒｉ−ＡＵの副生量が許容度以上に多くなる。（メタ）アリルクロライドを３０モル以上使用してもトリ（メタ）アリル尿素の副生を抑制させる効果の上昇が鈍化するだけでなく、過度の（メタ）アリルクロライドの使用に由来する経済性の点からも不利である。（メタ）アリルクロライドの使用量範囲である２．５〜３０モルは、反応開始時に一括して使用してもよく、また使用量の範囲内で分割し、反応混合物中の有機層を系外へ抜き出し、有機層の容積が、反応開始時に（メタ）アリルクロライド２．５モルを使用した時に形成される有機層の容積以上に維持される範囲で逐次追加する方法も採用できる。有機層の抜き出しと、分割された（メタ）アリルクロライドの追加の方法は、連続的又は不連続的のいずれの方法であってもよい。使用される、（メタ）アリルクロライドは、アリルクロライドが好ましい。

本反応の触媒である３）１価銅化合物としては１価銅化合物であれば特に制限はないが、経済性の観点からは塩化第一銅又は酸化第一銅が好ましい。尿素１モルに対する１価銅化合物の使用量は、１価銅換算で０．００１〜０．１０モル、好ましくは０．０５〜０．０７モル、更に好ましくは０．０１〜０．０６モルの範囲が適当である。１価銅化合物の使用量が１価銅換算で０．００１モル以下であると満足な反応速度が得られず、また０．１０モル以上であると原材料に対する経済性の観点から不利であるだけでなく、該触媒の使用後の再生利用あるいは廃棄において必要以上の負荷が生じる。反応系に、３）１価銅化合物を加える方法としては、最初に全量を加えることも、あるいは反応の進行状態に応じて分割して加えることもできる。また加える１価銅化合物はそのまま、あるいは水溶液や（メタ）アリルクロライド溶液など、溶液状態として加えることも本発明の範囲である。

反応の進行に伴い反応液のｐＨは低下するので、アルカリ金属水酸化物及び／又はアルカリ金属水酸化物水溶液を加えて中和しながら、ｐＨ０．５〜１２で行なう。その際、系内水量、すなわち添加水又はアルカリ金属水酸化物水溶液の溶媒水に由来する水の供給、あるいは脱水による水の除去、脱離された塩化水素と金属水酸化物との中和反応で生成する系内水(加えたアルカリ金属水酸化物量に基づく理論中和水量）の増加、これらに由来する系内水の増量及び減量を基準に加減された系内水量を、尿素１モルに対し４００グラム以下となる範囲に制御する。

反応を有効な速度で開始および進行させるためには水の存在が必須であるが、過度に存在することは好ましくない。反応系内に存在させる水は、尿素１モルに対し４００グラム以下、好ましくは２００グラム以下、更に好ましくは５０グラム以下で良い。特に反応開始時には好ましくは１０グラム以下である。反応系内の水の量が４００グラムを超えると（メタ）アリルクロライドと水との反応に由来する（メタ）アリルアルコール、あるいはジ（メタ）アリルエーテルの副生量が過度に増加し好ましくない。またアルカリ金属化合物の使用量も増加し、経済性の点で不利であるうえ、廃棄物食塩の量も増加し、その対応についての負荷が増加する。反応系内水の量は中和に用いるアルカリ水溶液の濃度で調節することもできる

反応系内の水の量を適正に保つ目安のひとつとしては、副生する（メタ）アリルアルコールとジ（メタ）アリルエーテル中の（メタ）アリル基の当量が、ｐＨ調製の目的で加えられたアルカリ金属水酸化物の最終時点での積算当量に対して５０％以下、好ましくは４０％以下、更に好ましくは３５％以下である。

注：理論量関係は下記の通りである。
添加ＮａＯＨの全量(モル)＝反応消費された（メタ）アリルクロライド（モル）
＝１×（ｍｏｎｏ−ＡＵ：モル）＋２×［（１，３−ＤＡＵ：モル）＋（１，１−ＤＡＵ）］＋３×（ｔｒｉ−ＡＵ：モル）＋１×（アリルアルコール：モル）＋２×（ジアリルエーテル：モル）
このうち、
水由来の副生成物の割合（％）＝１００×［１×（アリルアルコール：モル）＋２×（ジアリルエーテル：モル）］／添加ＮａＯＨの全量(モル)

反応系内に存在させる適切な水量は尿素１モルに対して４００グラム以下であれば特に規定されるものではないが、過度に水量が不足すると反応の進行速度に遅延をきたし、また水量が多くなるに伴って（メタ）アリルアルコールの副生量は増加する傾向にあるので、両者の優先度に応じて適宜選択される。その際反応系内の水量調整法のひとつとして、後述の共沸で留去、凝集された液層から水層部を除去する方法も採用できる。

本反応はｐＨ０．５〜１２でおこなえば特に制限はないが、通常特定のｐＨ領域を設定し、反応の進行に伴って低下するｐＨに対応して、必要な量のアルカリ金属水酸化物及び／又はアルカリ金属水酸化物水溶液を加えて中和し、設定されたｐＨ領域を実質的に維持する方法が採用される。反応をおこなうｐＨ領域として好ましい特定ｐＨ領域の１つはｐＨ０．５〜４．０、より好ましくは１．０〜４．０、特に好ましくは１．５〜３．５の範囲である。また別の好ましい特定のｐＨ領域としては、５．５〜１２、好ましくは５．５〜１０．５、より好ましくは６．０〜１０．０、更に好ましくは６．５〜９．５、特に好ましくは７．０〜９．０の範囲である。

設定されるｐH領域が０．５未満であると反応容器の腐食への配慮が必要となり、ｐH領域が１２を超えると反応速度が相対的に低下するだけでなく、特に長時間の反応の際には原料の尿素や（メタ）アリル化された尿素化合物の分解が無視できなくなる場合が生じる。設定される特定のｐH領域が４．０を超えて５．５未満であると、反応速度がかなり低下するだけでなく、特定のｐＨ領域である５．５〜１２に比べてｔｒｉ−ＡＵの副生する割合が若干増加する。設定するｐＨ領域は反応全体を通して不変である必要はなく、上記特定の好ましいｐＨ領域の範囲内で状況に応じて変更することもできる。

本反応において使用されるアルカリは、アルカリ金属水酸化物及び／又はアルカリ金属水酸化物水溶液であり、アルカリ金属水酸化物の例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられ、経済性の観点から水酸化ナトリウムが特に好ましい。アルカリ金属水酸化物水溶液の濃度は、反応系内の水量が４００グラム以下を達成できる限りは特に制限はないが、好ましくは３０〜６０重量％、好ましくは４０〜５５重量％の範囲が適当である。アルカリ金属水酸化物水溶液としては水酸化ナトリウム水溶液が経済的観点から特に好ましい。また固体であるアルカリ金属水酸化物と水を別々に加えることも本発明の範囲を妨げるものではない。固体であるアルカリ金属水酸化物の使用もできるが、アルカリ金属水酸化物水溶液の使用の方がプロセスの簡略化の点では好ましい。

尿素は通常反応開始前に反応器に加えられる。尿素はまた、本発明の範囲を妨げない範囲で、反応途中で追加補給し、反応を継続させることもできる。反応開始前、あるいは反応途中での反応系への尿素の導入は、固体の尿素そのまま、あるいは尿素の水溶液、のいずれの形態でも選択できる。反応終了時に未反応物として残存した尿素は回収し、循環して使用することもできる。回収法としては例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類など、生成する食塩が難溶性で尿素が易溶性の溶媒によって抽出されて食塩から分離され、該溶媒を濃縮する方法などが挙げられる。

本反応は常圧下で実施され、窒素などの不活性ガス雰囲気で実質的に酸素を含まない環境が好ましいが、空気存在下でも実施は可能である。その際必要に応じて窒素などの不活性ガスにより一部置換することもできる。本反応に適応できる反応温度は好ましくは１０℃〜（メタ）アリルクロライドの還流温度の範囲であり、１０℃以下でも適用は可能であるが、十分な反応速度は得がたい。

反応温度として還流温度を採用した場合には、（メタ）アリルクロライドと水とで共沸された蒸気を凝集させ、主として（メタ）アリルクロライドと水からなる２層に分離させ必要に応じて水層を系外に取り出すことができる。

本反応においては有機層の主たる構成成分は（メタ）アリルクロライドであるが、必要に応じて尿素１モルに対して２）（メタ）アリルクロライド２．５〜３０モルにおける（メタ）アリルクロライドを、その２０重量％以内の範囲で他の溶媒を混合して使用することができる。他の溶媒としては非水溶性溶媒がが好ましく例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、などの置換基があってもよい芳香族系溶媒、エチレンジクロライド、プロピレンジクロライド、などのハロゲン基で置換された脂肪族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、などの脂肪族炭化水素などが挙げられる。プロセスの簡略化の観点からは（メタ）アリルクロライドのみの使用が好ましい。

反応を終了させた時点で銅化合物は、ｐＨが十分酸性側にある場合は主として水層に溶解した形態で存在し、ＮａＯＨなどを加えて十分アルカリ性とすることで酸化物として析出、沈降させるこができる。ｐＨが十分アルカリ性側にある場合はそのまま析出物として扱うことができる。

本発明の製造方法では、反応を終了させた時点における反応系内には目的の１，３−ＤＡＵおよび未反応尿素の他に通常副生する１，１−ＤＡＵ、ｔｒｉ−ＡＵ、モノ（メタ）アリル尿素（以下、「ｍｏｎｏ−ＡＵ」と略記する。）、（メタ）アリルアルコール、及びジ（メタ）アリルエーテルが共存する。この中で未反応尿素とｍｏｎｏ−ＡＵは他と比べて親水性が極めて高く、ほぼ選択的に水層中に存在するので分離は容易である。従って有機層は１，３−ＤＡＵ、１，１−ＤＡＵ、ｔｒｉ−ＡＵ、（メタ）アリルアルコール、及びジ（メタ）アリルエーテルが（メタ）アリルクロライドに溶解した形態で構成される。

これらのうち、（メタ）アリルアルコール、及びジ（メタ）アリルエーテルは易揮発性化合物であることから通常の方法で容易に分離できる。目的物として１，３−ＤＡＵを得るためには主として１，３−ＤＡＵ、１，１−ＤＡＵ、ｔｒｉ−ＡＵからなる（メタ）アリル尿素類の混合物から、１，１−ＤＡＵ、ｔｒｉ−ＡＵを効率的に除去する方法が望まれる。

１，３−ＤＡＵを含む反応液から１，１−ＤＡＵを効率的に除去する方法として、本発明者らは、ｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満、好ましくはｐＨ４．５〜ｐＨ７．０未満、更に好ましくはｐＨ５．０〜ｐＨ７．０未満、の水溶液で抽出することで除去する方法が有効であることを見出した。すなわち主として１，３−ＤＡＵと１、１−ＤＡＵ、又は１，３−ＤＡＵ、１，１−ＤＡＵ及びｔｒｉ−ＡＵのアリル尿素類混合物が有機溶媒中に溶解された溶液を、ｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液で抽出することにより、目的である１，３−ＤＡＵの抽出水溶液中への溶解による損失を抑制しながら高度に選択的に１，１−ＤＡＵを抽出水溶液中に溶解させることができる。水溶液のｐＨが４．０未満の場合には、１，３−ＤＡＵが水溶液中に高度に抽出され、目的の１，３−ＤＡＵを収率よく有機溶媒中に残すことが困難である。また水溶液のｐＨが７．０以上の場合には，１，３−ＤＡＵと１，１−ＤＡＵの両者とも水溶液中への抽出量が不足し、抽出効率が低下する。ｔｒｉ−ＡＵは水溶液中にはほとんど移行しない。

ｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液の溶質としては例えば、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウムやリン酸二水素ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４）などの無機塩が挙げられ、これらの溶質をｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の範囲となる濃度で水に溶解させることで目的の水溶液を得ることができる。又、炭酸ガスを意図的に溶解させた水溶液を用いることもできる。更に、シュウ酸などの有機酸を溶質として用いてもよい。特に塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウムが好ましい。

本発明におけるｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液での抽出は、先に調製された該水溶液を用いてもよく、また予め水溶液の代わりに水を用いてアリル尿素類混合物が有機溶媒中に溶解された溶液と混合後に、溶質を加えて溶解させてもよい。上記（メタ）アリル尿素類混合物が溶解される有機溶媒としては（メタ）アリルクロライド、ベンゼン、トルエン、キシレン、などが挙げられ、これらから選ばれた２種類以上からなる混合溶媒も使用できる。上記ｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液による抽出時の液温度は特に制限はないが、１０〜６０℃の範囲が適当である。上記ｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液による抽出操作は、２回以上であってよく、１，３−ＤＡＵの目的とする純度への達成状況に応じて決定される。

本発明者等は、１，３−ＤＡＵを含む反応液、主として１，３−ＤＡＵとｔｒｉ−ＡＵ、又は１，３−ＤＡＵ、１，１−ＤＡＵ及びｔｒｉ−ＡＵからなる（メタ）アリル尿素類の混合物からｔｒｉ−ＡＵを効率的に除去できる方法として、本発明者らは１，３−ＤＡＵを含む反応液を非極性溶媒と接触させることで効率的にｔｒｉ−ＡＵを抽出除去する方法が有効であることを見出した。非極性溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素類溶媒、およびこれらから選ばれた２種類以上からなる混合溶媒が挙げられる。また上記例示の溶媒１００重量部に対して３０重量部以下、好ましくは１０重量部以下の範囲でベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒を混合させることも本発明の範囲を超えるものではない。

上記アリル尿素類の混合物と非極性溶媒とを接触させる方法には特に制限はないが、例えば反応後、未反応の（メタ）アリルクロライドに１，３−ＤＡＵ、１，１−ＤＡＵ及びｔｒｉ−ＡＵのアリル尿素類が溶解された溶液を濃縮させて（メタ）アリルクロライドを除去した残留物に非極性溶媒を加える方法、（メタ）アリル尿素類が溶解された溶液の一部を濃縮後、（メタ）アリルクロライドより高沸点の非極性溶媒を加え、あるいは加えながら（メタ）アリルクロライドの一部又は全部を蒸発させる方法、あるいは上記ｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液による抽出精製後に主として１，３−ＤＡＵとｔｒｉ−ＡＵが溶解された溶液の一部又は全部を濃縮後非極性溶媒を加える方法、その際該非極性溶媒より低沸点溶媒が共存する場合には、必要に応じて低沸点溶媒に富む混合溶媒の一部又は全部を留去する方法などが挙げられる。

上記非極性溶媒との接触により、精製された１，３−ＤＡＵは非極性溶媒中に固体として析出し、通常用いられる、ろ過法、遠心分離法、デカント法、などの方法で非極性溶媒と粗分離され、残存する揮発分は乾燥除去され製品となる。これら操作は通常室温で行われるが、必要に応じて１，３−ＤＡＵの溶融温度以上に加熱して液状で二層分離を行う方法も採用できる。

上記ｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液での抽出による１，１−ＤＡＵの除去、及び非極性溶媒と接触によるｔｒｉ−ＡＵの除去は、いずれの除去方法を先行させてもよく特に順序の制限はないが、後者を先行させる場合には、通常固形物として得られるので後者の方法へ移行する際に本特許の範囲で有機溶媒に溶解させることが必要である。かくして得られる１，３−ＤＡＵの純度は、８５％以上、好ましくは９０％以上、更に好ましくは９５％以上である。

次に、本発明の１，３−ジアリルウレアの製造方法と精製方法を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。実施例の説明において、％は重量％を表す。またガスクロマトグラフィー分析では、アリル化ウレア（ＡＵ）の分析ではＴＣ１７０１（ジーエルサイエンス）カラムを用い、１，３−ＤＡＵ、とｍｏｎｏ−ＡＵ、は市販品を用いて、また１，１−ＤＡＵとｔｒｉ−ＡＵは反応混合物から単離し、ＮＭＲで同定したものを用いて、その保持時間と比較することで同定した。また１，３−ＤＡＵ、とｍｏｎｏ−ＡＵの定量では、内部標準品としてジエチレングリコールジメチルエーテル（市販試薬）を用いて行い、１，１−ＤＡＵとｔｒｉ−ＡＵの定量では上記内部基準品に対する面積補正係数が１，３−ＤＡＵと同じとして算出した。
アリルアルコールとジアリルエーテルの分析では、ＣＰ−Ｗａｘ：ＡＧ２７４２２（ジーエルサイエンス）を用い、ｎ−プロパノールを用いて定量した。

２００ｍｌの四つ口フラスコに分岐用部品を接続して口数を増やし、攪拌器、温度計、滴下ロート、ｐＨ計、還流器、還流器の下部に油水分離器、窒素導入管、有機層抜き出し用チューブを備えた。フラスコ中に尿素（市販試薬）１８．０ｇ（０．３００モル）と水２．０ｇを加えた後、窒素を導入してフラスコ内を窒素で置換した。アリルクロライド１２０ｇ（１．５７モル）を加えて攪拌と加熱を開始した後、塩化第一銅（市販試薬）０．３０２ｇを加えて反応を開始した。ｐＨは急速に低下し始め、ｐＨ２まで下がった時点で４８重量％ＮａＯＨ水溶液の滴下を開始した。約５分後に還流が開始した。４８重量％ＮａＯＨ水溶液の滴下は、ｐＨが７．６〜８．０まで下がった時点で少量滴下し、滴下後のｐＨが８．５、最高でも９．０を超えない様、滴下量と滴下間隔を調整した。反応は５００分間継続し、この間に４８重量％ＮａＯＨ３２．７ｇ（０．３９３モル）を滴下した。最終直前には４８重量％ＮａＯＨをやや過剰に加えてｐＨを１２とした。途中、攪拌を短時間停止して上層の油層約５０ｍｌを抜き出し管を通して系外に抜き出し、直後にアリルクロライド５０ｍｌ（４７．０ｇ、０．６１モル）を加えて攪拌を継続する操作を行った。この操作は６５〜９５分の間隔で合計６回行った(加えたアリルクロライドの合計は初期分も含め、４０２ｇ、５．２５モル）。また途中、９５〜１２０分の間隔で４回、それぞれ約０．２００ｇの塩化第一銅を追加投入し、最初の仕込み分も併せて合計１．１１ｇの塩化第一銅を投入した。さらにまた途中、還流器下部に備えた脱水器中に滞留した油水層のうち、下層水層部を系外に抜き出した。抜き出した水層の量は最終的に７．１ｇであった。

反応終了後、氷水浴で１４℃まで下げ、攪拌を停止し、デカントで油水層部とスラリー部を分離し、油水層部は分液ロートで油水分離した。デカント分離で得られたスラリー部にアリルクロライド２８．９ｇ（０．３８モル）を加えてかき混ぜ後、デカントで油水層部を採取し、分液ロートで油水分離した。２回の油水分離で得られた油層部は、反応途中で抜き出した油層部と併せガスクロマトグラフィーで分析した。水層の分析に供するため、２回の油水分離の際に得られた水層部分はデカント分離で得られたスラリー部に戻した。濃塩酸４．１ｇを水１０４．４ｇに溶解した水溶液を該スラリー部に加えて均一な水溶液とし、ガスクロマトグラフィーで分析した。反応スケールとして尿素の仕込みを１モルとして換算（実際のスケールである尿素０．３モルでの結果を３．３３倍して換算した）した結果を表１に示す。表１中、反応途中で系外に抜き出した水層中のアリルアルコールは１ｍＭ以下、ジアリルエーテルは０．１ｍＭ以下と見積もられたので、無視した。

実施例１と同様の反応器をセットし、尿素（市販試薬）１８．０ｇ（０．３００モル）と水９．０ｇを加えた。アリルクロライド１４４ｇ（１．８８モル）を加えて攪拌と加熱を開始した後、塩化第一銅（市販試薬）０．２９９ｇを加えて反応を開始した。ｐＨは急速に低下し始め、ｐＨ２まで下がった時点で４８重量％ＮａＯＨ水溶液の滴下を開始した。約５分後に還流が開始した。４８重量％ＮａＯＨ水溶液の滴下は、ｐＨが１．７〜２．０まで下がった時点で少量滴下し、滴下後のｐＨが２．８、最高でも３．２を超えない様、滴下量と滴下間隔を調整した。反応は８６３分間継続し、この間に４８重量％ＮａＯＨ４８．０ｇ（０．５７６モル）を滴下した。

途中、攪拌を短時間停止して上層の油層約１００ｇを抜き出し管を通して系外に抜き出し、直後にアリルクロライド１４０ｇ（１．８３モル）を加えて攪拌を継続する操作を１回だけ行った。また途中、約０．１ｇ又は０．２ｇの塩化第一銅を４回投入し、最初の仕込み分も併せて合計０．８２３ｇの塩化第一銅を投入した。さらにまた途中、還流器下部に備えた脱水器中に滞留した油水層のうち、下層水層部を系外に抜き出した。抜き出した水層の量は最終的に３５．１ｇであった。ｐＨ２．６の状態で反応を終了し、氷水浴で１５℃に冷却して攪拌停止した。デカントで液状部と湿食塩部に粗分離し、液上部は分液ロートで油層と水層に分離した。油層は反応中抜き出した油層と併せて全油層分とし、ガスクロマトグラフィーで分析した。水層は湿食塩に戻し、これに濃塩酸４．１ｇを水１０４．４ｇに溶解した水溶液を加えて均一な水溶液とし、ガスクロマトグラフィーで分析した。反応スケールとして尿素の仕込みを１モルとして換算（実際のスケールである尿素０．３モルでの結果を３．３３倍して換算した）した結果を表１に示す。表１中、反応途中で系外に抜き出した水層中のアリルアルコールは２ｍＭ以下、ジアリルエーテルは０．２ｍＭ以下と見積もられたので、無視した。

（分離実験Ａ−１）
実施例２で得られた全油層から８０．０ｇを採取し、これを４０．０ｇに加熱濃縮して溶液を調製した（溶液Ａとする）。溶液Ａ中には下記成分が含まれている。１，３−ＤＡＵ（４．６９ｇ）、１，１−ＤＡＵ（２．６７ｇ）、tri−ＤＡＵ（２．７３ｇ）、ｍｏｎｏ−ＡＵ（ｎｄ）、アリルアルコール（１．８２ｇ）、ジアリルエーテル（０．２６ｇ）溶液Ａ１０．１ｇを１００ｍｌのビーカーに採取し、室温で放置後油状物を得た。これを５０℃の真空下２時間乾燥させて一部結晶を含む油状物２．５１ｇを得た。アリルアルコールとジアリルエーテルは実質的に除去されていた。得られた油状物２．９４ｇにトルエン６．０６ｇを加えて９．００ｇの溶液とした（溶液Ｂとする）。２０ｍｌのスクリュー管に溶液Ｂ５．７６ｇを採取し、これに６．７２％ＮＨ４Ｃｌ水溶液（ｐＨ５．２３）２．９０ｇを加えて激しく振り、約１０分間静置した。下層の水層ををスポイトで抜き出し油層５．３５ｇを得た。得られた油層に対して同様の抽出を更に２回行った後、油層量を増量させるためトルエン１．０４ｇを追加し同様の抽出操作を更に３回行った。合計６回の抽出操作後に得られた溶液（溶液Ｃとする）５．５３ｇのガスクロマトグラフィー分析の結果、下記成分が含まれていた。
１，３−ＤＡＵ（０．５９３ｇ）、１，１−ＤＡＵ（０．０２９ｇ）、tri−ＡＵ（０．３９８ｇ）

すなわち、下記式で示される１，３−ＤＡＵと１，１−ＤＡＵ合計中に占められる１，３−ＤＡＵの割合（１，３−ＤＡＵ純度）は９５．３％であった。
１、３−ＤＡＵ純度＝１００［抽出前（後）１，３−ＤＡＵ（ｇ）］／［抽出前（後）１，３−ＤＡＵ（ｇ）＋ 抽出前（後）１，１−ＤＡＵ（ｇ）］
抽出対象とした溶液Ｂ５．７６ｇ中には下記成分が含まれてい。
１，３−ＤＡＵ（０．７５５ｇ）、１，１−ＤＡＵ（０．４３１ｇ）、tri−ＡＵ（０．４４１ｇ）
すなわち、抽出前の（１，３−ＤＡＵ純度）は６３．７％であった。
本抽出精製により、下記式で示される抽出精製前の１，３−ＤＡＵ量に対する抽出精製後の１，３−ＤＡＵ量の割合（１，３−ＤＡＵ収率）は７９％に達し、抽出精製による損失割合は２１％に抑えられた。
１，３−ＤＡＵ収率＝１００［抽出後有機層中の１，３−ＤＡＵ（ｇ）／抽出対象溶液中の１，３−ＤＡＵ（ｇ）］

（分離実験Ａ−２）
５ｍｌのミニバイエル管に実施例３で調製した溶液Ａ２．００ｇと６．７％ＮＨ４Ｃｌ水溶液１．１０ｇを加えて閉栓後手で激しく振り、その後１時間静置し有機層のガスクロマトグラフィー分析を行った。アリル尿素の含量は下記の通りであった。
１，３−ＤＡＵ（０．１５９ｇ）、１，１−ＤＡＵ（０．０１６ｇ）、tri−ＡＵ（０．１２９ｇ）
すなわち、１，３−ＤＡＵ純度は９０．９％に達した。
抽出対象とした溶液Ａ２．００ｇ中には下記成分が含まれていた。
１，３−ＤＡＵ（０．２３４ｇ）、１，１−ＤＡＵ（０．１３４ｇ）、tri−ＡＵ（０．１３７ｇ）
すなわち、抽出前の１，３−ＤＡＵ純度は６３．７％であった。
本抽出精製による１，３−ＤＡＵ収率は６８％に達した。

（分離実験Ｂ、ｔｒｉ−ＡＵの除去）
実施例３で得られたトルエン溶液（溶液Ｃ）５．５３ｇのうち４．００ｇを採取し、ナスフラスコ中で５０℃で減圧濃縮した。トルエン溶液の分析結果よりこの濃縮物中には下記成分が含まれている。
１，３−ＤＡＵ（０．４２９ｇ）、１，１−ＤＡＵ（０．０１５ｇ）、tri−ＡＵ（０．２８８ｇ）
濃縮物にトルエン０．５ｇを加え、短時間１００℃浴で加熱後、ヘプタン１５ｇを加え、攪拌下３０分間還流させた後、２時間室温で放置した。析出した結晶をろ過、少量のヘプタンで洗浄後乾燥して白色結晶０．３８３ｇ（トルエン溶液からの精製収率：８９．３％）を得た。この結晶溶液のガスクロマトグラフィー分析によると下記の結果を与え、本法が有効であることが分かる。
１，３−ＤＡＵ（９６．１％）、１，１−ＤＡＵ（１．７％ｇ）、tri−ＡＵ（１．１％）

（比較例１）
還流冷却器、温度計、攪拌器、ｐＨ計を備えた５００ｍｌ四つ口フラスコに、尿素（市販試薬）３０．０ｇ（０．５００モル）を加え、水１２０ｇを加えて溶解させる。塩化第一銅（市販試薬）１．００ｇを加え懸濁させる。攪拌を開始し、滴下ロートよりアリルクロライド（７６．５ｇ、１．００モル）の滴下を開始した。滴下に対応してｐＨが低下し、ｐＨの低下を抑制しながら他の滴下ロートより、２０重量％ＮａＯＨ水溶液（２００ｇ、１．００モル）の滴下を開始した。ｐＨ領域は特に特定することなく、ｐＨ２−９の間で適当な領域を設定しながら行ったが主たる領域は酸性側であった。反応温度は２０−３０℃で行った。２０重量％ＮａＯＨ水溶液を約４０ｇ滴下した時点でアリルクロライドの全量の滴下を終えた。その後反応の進行に従って２０重量％ＮａＯＨ水溶液の滴下を続け、約３時間で全量を滴下した。有機層を含む反応液をエーテルで抽出し、主としてエーテルと他の低沸点物を留去すると１７．３ｇの液状物が得られた。他の低沸点物は主にアリルアルコール約４０ｇ（０．７モル）であった。従って２０重量％ＮａＯＨ水溶液（１．００モル）中の約０．３モルが尿素のアリル化反応に使用されたと考えられる。上記１７．３ｇの液状物のガスクロマトグラフィー分析の結果は下記の通りでありtri−ＡＵが優先的に得られた。
１，３−ＤＡＵ（０．０３９モル）、１，１−ＤＡＵ（０．０２８モル）、tri−ＡＵ（０．１０８モル）、ｍｏｎｏ−ＡＵ（０．０４３モル）

（比較例２）
６．７％ＮＨ４Ｃｌ１．１０ｇの代わりに水２．００ｇを用いた以外は実施例４と同様に抽出操作を行いこれを４回繰り返し、得られた有機層のガスクロマトグラフィー分析を行った。アリル尿素の含量は下記の通りであった。
１，３−ＤＡＵ（０．０９２ｇ）、１，１−ＤＡＵ（０．０１４ｇ）、tri−ＡＵ（０．１０５ｇ）
すなわち、１，３−ＤＡＵ純度は抽出前の６３．６％から８６．７％に向上はしたが、その際の１，３−ＤＡＵ収率は３９％しかなく効果的な抽出精製が達成できなかった。

（比較例３）
６．７％ＮＨ４Ｃｌ１．１０ｇの代わりに６．７％ＮａＨＣＯ３水溶液（ｐＨ７．７３）２．００ｇを用いた以外は実施例４と同様に抽出操作１回を行い、得られた有機層のガスクロマトグラフィー分析を行った。アリル尿素の含量は下記の通りであった。
１，３−ＤＡＵ（０．２０８ｇ）、１，１−ＤＡＵ（０．１００ｇ）、tri−ＡＵ（０．１２５ｇ）
すなわち、１，３−ＤＡＵ収率は８９％が得られたが、１，３−ＤＡＵ純度は抽出前の６３．６％から６７．５％にしか向上しなかった。

（比較例４）
６．７％ＮＨ４Ｃｌ１．１０ｇの代わりに３．２％Ｈ３ＰＯ４水溶液（ｐＨ１．３４）２．００ｇを用いた以外は実施例４と同様に抽出操作１回を行い、得られた有機層のガスクロマトグラフィー分析を行った。アリル尿素の含量は下記の通りであった。
１，３−ＤＡＵ（０．０３１ｇ）、１，１−ＤＡＵ（０．１２ｇ）、tri−ＡＵ（０．１０３ｇ）となり、１，３−ＤＡＵの抽出移行性が高すぎて、選択抽出の目的には不適である。

１，３−ＤＡＵ純度＝１００［抽出前（後）１，３−ＤＡＵ（ｇ）]／［抽出前（後）１，３−ＤＡＵ（ｇ）＋抽出前（後）１，１−ＤＡＵ（ｇ）］
１，３−ＤＡＵ収率＝１００［抽出後有機層中の１，３−ＤＡＵ（ｇ）／抽出対象溶液中の１，３−ＤＡＵ（ｇ）］

医薬、農薬の中間体、あるいは塗料や樹脂添加剤、及びそれらの原料として有用な１、３−ジ（メタ）アリル尿素を効率的に生産できる。

Claims (13)

1. １）尿素１モに対し、
   ２）（メタ）アリルクロライド ２．５〜３０モルを
   ３）１価銅化合物 ０．００１〜０．１０モルおよび、
   ４）４００グラム以下の水の存在下に、
   アルカリで中和しながら、ｐＨ０．５〜１２で反応させることを特徴とする１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法。
2. 反応開始時における、２）（メタ）アリルクロライドが２．５モル以上であり、残りの（メタ）アリルクロライドを、反応混合物中の有機層の容積が、反応開始時に（メタ）アリルクロライドが少なくとも２．５モルが使用された時に形成される有機層の容積以上に維持される範囲で該有機層と交換しながら加えることを特徴とする請求項１に記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法。
3. 反応を常圧下、１０℃〜（メタ）アリルクロライドの還流温度までの反応温度で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法。
4. 反応を実質的にｐＨ０．５〜４．０で行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法。
5. 反応を実質的にｐＨ５．５〜１０．５で行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法。
6. １価銅化合物が塩化第一銅又は酸化第一銅である請求項１〜５のいずれかに記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法。
7. 反応を１０℃〜（メタ）アリルクロライドの還流温度で行い、還流冷却部で凝集された（メタ）アリルクロライドと水を主成分とする混合物から水層を分離し反応系外に除去することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法。
8. （メタ）アリルクロライドがアリルクロライドである請求項１〜７のいずれかに記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の製造方法。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法で得られる１，３−ジ（メタ）アリル尿素を含む反応液から、副生する１，１−ジ（メタ）アリル尿素をｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液で抽出除去させることを特徴とする１，３−ジ（メタ）アリル尿素の精製方法。
10. ｐＨ４．０〜ｐＨ７．０未満の水溶液が塩化アンモニウム水溶液、硫酸アンモニウム水溶液、及び硝酸アンモニム水溶液から選ばれる水溶液である請求項９に記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の精製方法。
11. 請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法で得られる１，３−ジ（メタ）アリル尿素を含む反応液から副生するトリ（メタ）アリル尿素を非極性溶媒で抽出除去させることを特徴とする１，３−ジ（メタ）アリル尿素の精製方法。
12. 非極性溶媒が脂肪族炭化水素である請求項１１に記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の精製方法。
13. （メタ）アリルクロライドがアリルクロライドである請求項９〜１２のいずれかに記載の１，３−ジ（メタ）アリル尿素の精製方法。