JP2010215589A - Method of producing carbamate - Google Patents

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Nobutoshi Miyake
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the load of a work of neutralizing catalytic metal contained in a crude reaction liquid and to reduce the amount of metallic waste discharged in the neutralization work, in producing a carbamate by the reaction of a carbonate and an amine. <P>SOLUTION: There is provided a method of producing a carbamate by the reaction of a carbonate and an amine, wherein a reaction product comprising a metal resulting upon synthesizing a carbamate from a carbonate and an amine in the presence of a basic catalyst comprising the metal is used as a catalyst for the reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、カルバミン酸エステルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a carbamic acid ester.

カルバミン酸エステル(ウレタン)は、ポリウレタンフォーム、表面コーティング、エラストマー、塗料、接着剤等に広く用いられている、工業的に非常に有用な化合物である。また、カルバミン酸エステルは、ホスゲンを使用せずにイソシアネートを製造するための原料としても有用である。   Carbamate esters (urethanes) are industrially very useful compounds widely used for polyurethane foams, surface coatings, elastomers, paints, adhesives and the like. Carbamates are also useful as raw materials for producing isocyanates without using phosgene.

イソシアネートの主な工業的製造法は、アミンとホスゲンとの反応(ホスゲン法)であり、全世界の生産量のほぼ全量がホスゲン法により生産されている。しかしながら、ホスゲン法は多くの問題がある。   The main industrial production method of isocyanate is a reaction between an amine and phosgene (phosgene method), and almost all of the world production is produced by the phosgene method. However, the phosgene method has many problems.

第1に、原料としてホスゲンを大量に使用することである。ホスゲンは極めて毒性が高く、従業者への暴露を防ぐためにその取扱いには特別の注意を要し、廃棄物を除外するための特別の装置も必要である。   The first is to use a large amount of phosgene as a raw material. Phosgene is extremely toxic and requires special handling in order to prevent exposure to personnel and special equipment to exclude waste.

第2に、ホスゲン法においては、腐食性の高い塩化水素が大量に副生するため、該塩化水素を除外するためのプロセスが必要となる上、製造されたイソシアネートには多くの場合加水分解性塩素が含有されることになり、ホスゲン法で製造されたイソシアネートを使用した場合に、ポリウレタン製品の耐候性、耐熱性に悪影響を及ぼす場合がある。   Secondly, in the phosgene method, a large amount of highly corrosive hydrogen chloride is by-produced, so that a process for removing the hydrogen chloride is required, and the produced isocyanate is often hydrolyzable. Chlorine will be contained, and when an isocyanate produced by the phosgene method is used, the weather resistance and heat resistance of the polyurethane product may be adversely affected.

このような背景から、ホスゲンを使用しないイソシアネートの製造方法が望まれている。ホスゲンを使用しないイソシアネートの製造方法の一つとして、カルバミン酸エステルの熱分解による方法が提案されている。カルバミン酸エステルの熱分解によってイソシアネートとヒドロキシ化合物が得られることは古くから知られている(例えば、非特許文献1参照)。その基本反応は下記一般式によって例示される。   From such a background, a method for producing an isocyanate without using phosgene is desired. As one of the production methods of isocyanate without using phosgene, a method by thermal decomposition of carbamic acid ester has been proposed. It has long been known that an isocyanate and a hydroxy compound can be obtained by thermal decomposition of a carbamic acid ester (see, for example, Non-Patent Document 1). The basic reaction is exemplified by the following general formula.


(式中;
Rは、x価の有機残基を表し、
R’は、1価の有機残基を表し、
xは、1以上の整数を表す。)

(Where:
R represents an x-valent organic residue,
R ′ represents a monovalent organic residue,
x represents an integer of 1 or more. )

このように、カルバミン酸エステルは、工業的に有用な化合物である。カルバミン酸エステルの製造方法として、これまで様々な方法が提案されている。   Thus, carbamic acid esters are industrially useful compounds. Various methods have been proposed so far for producing carbamic acid esters.

特許文献1の記載によれば、脂肪族ジウレタンおよび/または脂環式ジウレタンおよび/または脂肪族ポリウレタンおよび/または脂環式ポリウレタンは、脂肪族第1級ジアミンおよび/または脂環式第1級ジアミンおよび/または脂肪族第1級ポリアミンおよび/または脂環式第1級ポリアミンを、O−アルキルカルバメートとアルコールの存在下にて、アミンのNH基:カルバメート:アルコールの比を1:0.8〜10:0.25〜50とし、160℃〜300℃で、触媒の存在下または不存在下で反応させ、かつ必要に応じて生じるアンモニアを除去することによって得られる。 According to the description of Patent Document 1, an aliphatic diurethane and / or an alicyclic diurethane and / or an aliphatic polyurethane and / or an alicyclic polyurethane is an aliphatic primary diamine and / or an alicyclic primary diamine. And / or an aliphatic primary polyamine and / or an alicyclic primary polyamine in the presence of an O-alkyl carbamate and an alcohol in an amine NH 2 group: carbamate: alcohol ratio of 1: 0.8. To 10: 0.25 to 50, and the reaction is carried out at 160 ° C. to 300 ° C. in the presence or absence of a catalyst, and ammonia generated as necessary is removed.

また、特許文献2の記載によると、アリールジウレタンおよび/またはアリールポリウレタンは、芳香族第1級アミンおよび/または芳香族第1級ポリアミンを、O−アルキルカルバメートと、触媒の存在下または不存在下、ならびに、尿素およびアルコールの存在下または不存在下で反応させ、アリールジウレタンおよび/またはアリールポリウレタンを生じさせ、生じるアンモニアを必要に応じて除去する方法によって製造される。   According to the description in Patent Document 2, aryl diurethanes and / or aryl polyurethanes are aromatic primary amines and / or aromatic primary polyamines in the presence or absence of O-alkyl carbamates and catalysts. And the reaction in the presence or absence of urea and alcohol to produce an aryl diurethane and / or aryl polyurethane, and removing the resulting ammonia as needed.

他の刊行物には、カルボニル含有化合物、例えば、N−置換カルバメートおよび/またはジアルキルカーボネートまたはモノ置換尿素もしくはジ置換尿素またはモノ置換ポリ尿素もしくはジ置換ポリ尿素による、尿素および/またはジアミンの部分的置換に関する記載がある(特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7参照)。特許文献8には、(環式)脂肪族ポリアミンを尿素および芳香族ヒドロキシ化合物と反応させることにより脂肪族O−アリールウレタンを製造する方法が記載されている。   Other publications include partial ureas and / or diamines with carbonyl-containing compounds such as N-substituted carbamates and / or dialkyl carbonates or mono-substituted ureas or di-substituted ureas or mono-substituted polyureas or di-substituted polyureas. There is a description regarding substitution (see Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, and Patent Document 7). Patent Document 8 describes a method for producing an aliphatic O-aryl urethane by reacting a (cyclic) aliphatic polyamine with urea and an aromatic hydroxy compound.

また、特許文献9によると、アミンと炭酸ジメチルとから、カルバミン酸エステルを製造する方法が開示されている。該方法は、ルイス酸触媒、鉛、チタンあるいはジルコニウム系触媒、アルカリ触媒等の存在下、アミンと炭酸ジメチルを反応させるものである。   Patent Document 9 discloses a method for producing a carbamic acid ester from an amine and dimethyl carbonate. In this method, an amine and dimethyl carbonate are reacted in the presence of a Lewis acid catalyst, lead, titanium or zirconium catalyst, an alkali catalyst, or the like.

このように、様々なカルバミン酸エステルの製造方法が提示されているが、塩基性触媒を使用する方法として、特許文献10には、アミンと炭酸エステルとをアルカリ金属アルコラートないしアルカリ土類金属アルコラート存在下で反応させてカルバミン酸エステルを含有する粗反応液を製造する方法が開示されている。   As described above, various methods for producing carbamic acid esters have been proposed. As a method of using a basic catalyst, Patent Document 10 discloses that an amine and a carbonate ester contain an alkali metal alcoholate or an alkaline earth metal alcoholate. A method for producing a crude reaction liquid containing a carbamate by reacting under the following conditions is disclosed.

米国特許第4497963号公報U.S. Pat. No. 4,497,963 米国特許第4290970号公報U.S. Pat. No. 4,290,970 米国特許第4388238号公報U.S. Pat. No. 4,388,238 米国特許第4430505号公報US Patent No. 4,430,505 米国特許第4480110号公報U.S. Pat. No. 4,480,110 米国特許第4596678号公報U.S. Pat. No. 4,596,678 米国特許第4596679号公報U.S. Pat. No. 4,596,679 欧州特許出願公開第0320235号公報European Patent Application Publication No. 0320235 米国特許第4395565号公報U.S. Pat. No. 4,395,565 特開平6−72982号公報JP-A-6-72982

Berchte der Deutechen Chemischen Gesellschaft,第3巻,653頁,1870年Berchte der Deutschen Chemischen Gesellshaft, 3, 653, 1870

特許文献10に開示された方法により製造されるカルバミン酸エステルは、引き続きイソシアネートの製造に用いると、粗反応液に含有される触媒により、副反応を生じる場合が多く、粗反応液に含有される触媒をイオン交換樹脂等によって中和する等、触媒を失活させるための工程を経る必要があった。イオン交換樹脂によって粗反応液に含有される触媒を中和する場合、中和作業によって破過したイオン交換樹脂は廃棄するか、酸洗浄等によって再生させる必要があることから、作業が煩雑になる。さらに、触媒として使用された金属は中和後廃棄されることになるため、多量の金属廃棄物が排出される等の問題があった。   When the carbamic acid ester produced by the method disclosed in Patent Document 10 is subsequently used in the production of isocyanate, a side reaction is often caused by the catalyst contained in the crude reaction solution, and is contained in the crude reaction solution. It was necessary to go through a process for deactivating the catalyst, such as neutralizing the catalyst with an ion exchange resin or the like. When neutralizing the catalyst contained in the crude reaction solution with an ion exchange resin, it is necessary to discard the ion exchange resin that has been broken through the neutralization work or to regenerate it by acid washing or the like. . Furthermore, since the metal used as the catalyst is discarded after neutralization, there is a problem that a large amount of metal waste is discharged.

本発明は、炭酸エステルとアミンの反応によるカルバミン酸エステルの製造にあたって、粗反応液に含有される触媒金属の中和作業の負荷を軽減させるとともに、該中和作業に伴って排出される金属廃棄物の量を低減することを目的とする。   The present invention reduces the load of neutralization work of the catalytic metal contained in the crude reaction liquid in the production of carbamic acid ester by the reaction of carbonate ester and amine, and discards the metal discharged along with the neutralization work. The purpose is to reduce the amount of objects.

本発明は、炭酸エステルとアミンの反応によりカルバミン酸エステルを製造する方法であって、前記反応の触媒として、金属を含有する塩基性触媒存在下で炭酸エステルとアミンからカルバミン酸エステルの合成を行なう際に生じる、該金属を含有する反応生成物を用いる、カルバミン酸エステルの製造方法を提供する。   The present invention relates to a method for producing a carbamate by reacting a carbonate with an amine, and the synthesis of the carbamate from the carbonate and the amine in the presence of a metal-containing basic catalyst as a catalyst for the reaction. Provided is a method for producing a carbamic acid ester using a reaction product containing the metal, which is generated in the process.

金属を含有する塩基性触媒存在下で炭酸エステルとアミンからカルバミン酸エステルの合成を行なった際、目的とするカルバミン酸エステルに加え、該金属を含有する反応生成物が得られる。炭酸エステルとアミンの反応によりカルバミン酸エステルを製造するにあたり、前記金属を含有する反応生成物を反応系に加えると、驚くべきことに、触媒としての機能を果たすことを今回新たに見出した。前記金属を含有する反応生成物に含まれる金属は前記塩基性触媒に由来するものであることから、該金属を触媒として再利用していることになる。したがって、カルバミン酸エステルの製造にあたり、新たに添加する塩基性触媒の量を低減することができ、製造に使用される金属の総量を減らすことができる。   When a carbamic acid ester is synthesized from a carbonate ester and an amine in the presence of a basic catalyst containing a metal, a reaction product containing the metal is obtained in addition to the target carbamic acid ester. In the production of carbamic acid ester by the reaction of carbonic acid ester and amine, it was surprisingly newly found that when the reaction product containing the metal is added to the reaction system, it functions as a catalyst. Since the metal contained in the reaction product containing the metal is derived from the basic catalyst, the metal is reused as a catalyst. Therefore, in the production of the carbamic acid ester, the amount of the basic catalyst to be newly added can be reduced, and the total amount of metals used in the production can be reduced.

本発明では、前記金属を含有する反応生成物を濾過により分離することが好ましい。   In this invention, it is preferable to isolate | separate the reaction product containing the said metal by filtration.

前記金属を含有する反応生成物は、多くの場合前記反応混合物中に粉体として分散しているため、濾過により分離することができる。このように分離することによって、カルバミン酸エステルを含む反応液中に含まれる前記塩基性触媒に由来する金属の量を低減することができる。すなわち、引き続く中和作業に持ち込まれる触媒金属の量が減ることになり、中和作業の負荷低減が図れ、かつ、中和作業に伴い排出される金属廃棄物の量を低減することができる。   Since the reaction product containing the metal is often dispersed as a powder in the reaction mixture, it can be separated by filtration. By separating in this way, the amount of the metal derived from the basic catalyst contained in the reaction solution containing the carbamate can be reduced. That is, the amount of catalytic metal brought into the subsequent neutralization operation is reduced, the load of the neutralization operation can be reduced, and the amount of metal waste discharged with the neutralization operation can be reduced.

本発明では、前記炭酸エステルを下記一般式(1)で表されるものとすることが好ましい。

(式中、Rは炭素数1〜10の脂肪族基を表す。)
In the present invention, the carbonate ester is preferably represented by the following general formula (1).

(In the formula, R 1 represents an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms.)

また、本発明では前上記アミンを下記一般式(2)で表されるものとすることが好ましい。

(式中、Rはnに等しい原子価を有する炭素数1〜20の脂肪族基又は炭素数6〜20の芳香族基である。各基は更に酸素原子を含んでいてもよい。そして、nは2〜10の整数である。)
そして、上記一般式(2)においてnが2である、ジアミンであることが、より好ましい。
In the present invention, it is preferable that the amine is represented by the following general formula (2).

(Wherein R 2 is an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms having a valence equal to n. Each group may further contain an oxygen atom, and , N is an integer from 2 to 10.)
And it is more preferable that it is diamine whose n is 2 in the said General formula (2).

本発明では、前記塩基性触媒に含まれる金属を、アルカリ金属またはアルカリ土類金属とすることが好ましい。また、前記塩基性触媒を、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のアルコラートとすることが好ましい。   In the present invention, the metal contained in the basic catalyst is preferably an alkali metal or an alkaline earth metal. The basic catalyst is preferably an alkali metal or alkaline earth metal alcoholate.

本発明の方法を実施することにより、炭酸エステルとアミンの反応によるカルバミン酸エステルの製造にあたって、粗反応液に含有される触媒金属を中和する作業の負荷を軽減することができる。また、該金属の廃棄量を低減することができる。   By carrying out the method of the present invention, it is possible to reduce the work load for neutralizing the catalyst metal contained in the crude reaction liquid in the production of the carbamate ester by the reaction of the carbonate ester and the amine. In addition, the amount of metal discarded can be reduced.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.

本発明において使用される炭酸エステルについて、特に制限はないが、上記一般式(1)で表される炭酸エステルが好ましく使用される。上記一般式(1)におけるRとしては、該基を構成する炭素の数が1〜10のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基(各異性体)、ブチル基(各異性体)、ペンチル基(各異性体)、ヘキシル基(各異性体)、ヘプチル基(各異性体)、オクチル基(各異性体)、ノニル基(各異性体)、デシル基(各異性体)を挙げることができるが、中でも、Rが炭素数2〜6のアルキル基である炭酸エステル、すなわち、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル(各異性体)、炭酸ジブチル(各異性体)、炭酸ジペンチル(各異性体)、炭酸ジヘキシル(各異性体)が好ましく使用される。 Although there is no restriction | limiting in particular about the carbonate ester used in this invention, The carbonate ester represented by the said General formula (1) is used preferably. As R < 1 > in the said General formula (1), the C1-C10 alkyl group which comprises this group is preferable, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group (each isomer), a butyl group (each Isomer), pentyl group (each isomer), hexyl group (each isomer), heptyl group (each isomer), octyl group (each isomer), nonyl group (each isomer), decyl group (each isomer) Among them, a carbonate ester in which R 1 is an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, that is, diethyl carbonate, dipropyl carbonate (each isomer), dibutyl carbonate (each isomer), dipentyl carbonate ( Each isomer) and dihexyl carbonate (each isomer) are preferably used.

該炭酸エステルの製造方法としては、公知の方法を用いることができるが、好ましくは、スズ−酸素−炭素結合を有する有機スズ化合物と二酸化炭素を反応させて炭酸エステルを製造する。   As a method for producing the carbonate ester, a known method can be used. Preferably, a carbonate ester is produced by reacting an organic tin compound having a tin-oxygen-carbon bond with carbon dioxide.

本実施の形態において使用されるアミンについて、特に制限はないが、上記一般式(2)で表されるアミンが好ましく使用される。上記一般式(2)において、好ましくはnが2以上のポリアミンであり、さらに好ましくはnが2であるジアミンが使用される。   Although there is no restriction | limiting in particular about the amine used in this Embodiment, The amine represented by the said General formula (2) is used preferably. In the above general formula (2), n is preferably a polyamine having 2 or more, and more preferably a diamine in which n is 2.

このようなポリアミンの例としては、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(各異性体)、シクロヘキサンジアミン(各異性体)、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン(各異性体)等の脂肪族ジアミン;フェニレンジアミン(各異性体)、トルエンジアミン(各異性体)、4,4’−メチレンジアニリン等の芳香族ジアミンを挙げることができる。中でもヘキサメチレンジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(各異性体)、シクロヘキサンジアミン(各異性体)、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン(各異性体)等の脂肪族ジアミンが好ましく使用され、中でも、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミンがより好ましく使用される。   Examples of such polyamines include hexamethylenediamine, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) (each isomer), cyclohexanediamine (each isomer), 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl. Examples include aliphatic diamines such as amines (each isomer); aromatic diamines such as phenylenediamine (each isomer), toluenediamine (each isomer), and 4,4′-methylenedianiline. Among them, hexamethylenediamine, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) (each isomer), cyclohexanediamine (each isomer), 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine (each isomer), etc. Aliphatic diamines are preferably used, among which hexamethylenediamine, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), and 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine are more preferably used.

該炭酸エステルと該アミンに含有される水分量は、好ましくは0.001ppm〜50ppmである。本発明者らは、驚くべきことに、炭酸エステルとアミンに含有される水分量が50ppmよりも多くなると、前記金属を含有する反応生成物の生成量が低下する場合があり、反応液からの分離が難しくなる場合、および、炭酸エステルとアミンとの反応における触媒として再利用する効率が低下する場合があることを見出した。前記金属を含有する反応生成物の生成量と水分量との明確な相関については不明であるが、本発明者らは、炭酸エステルとアミンに含有される水によって、前記金属を含有する反応生成物が加水分解されるためではないかと推測している。このような観点から、炭酸エステルとアミンに含有される水分量は、好ましくは30ppm以下、さらに好ましくは10ppm以下である。   The amount of water contained in the carbonate ester and the amine is preferably 0.001 ppm to 50 ppm. The present inventors surprisingly found that when the amount of water contained in the carbonate ester and amine exceeds 50 ppm, the production amount of the reaction product containing the metal may decrease, It has been found that the separation efficiency becomes difficult and the efficiency of reuse as a catalyst in the reaction between a carbonate ester and an amine may decrease. Although the clear correlation between the amount of the reaction product containing the metal and the amount of water is unknown, the present inventors have produced the reaction containing the metal by water contained in the carbonate and amine. I guess it is because the product is hydrolyzed. From such a viewpoint, the amount of water contained in the carbonate and amine is preferably 30 ppm or less, more preferably 10 ppm or less.

一方、本発明者らは、さらに驚くべきことに、炭酸エステルとアミンに含有される少量の水が、触媒活性を向上させる効果を奏することを見出した。このような効果を発現する機構については明らかではないが、本発明者らは、反応系中に存在する少量の水が、触媒とともに炭酸エステルに作用し、該炭酸エステルのカルボニル炭素を活性化させるためではないかと推測している。このような観点から、炭酸エステルとアミンに含有される水分量は、好ましくは、0.001ppm以上であり、より好ましくは0.003ppm以上である。   On the other hand, the present inventors have surprisingly found that a small amount of water contained in a carbonate ester and an amine has an effect of improving the catalytic activity. Although it is not clear about the mechanism that exerts such an effect, the present inventors have found that a small amount of water present in the reaction system acts on the carbonate ester together with the catalyst to activate the carbonyl carbon of the carbonate ester. I guess it is because of this. From such a viewpoint, the amount of water contained in the carbonate ester and the amine is preferably 0.001 ppm or more, and more preferably 0.003 ppm or more.

前記炭酸エステル及びアミンに含有される水分量は、公知の方法により定量することができ、例えば、カールフィッシャー、H−NMR、赤外吸収法等の方法を用いることができる。 The amount of water contained in the carbonate ester and amine can be quantified by a known method, and for example, methods such as Karl Fischer, 1 H-NMR, and infrared absorption method can be used.

本発明を実施するひとつの態様として、炭酸エステルとアミンとを反応させてカルバミン酸エステルを製造する方法において、以下の工程(1)〜工程(3)を含むことができる。
工程(1):炭酸エステルとアミンとを、金属を含有する塩基性触媒存在下で反応させて、カルバミン酸エステルと、該金属を含有する反応生成物とを含む混合物を得る工程、
工程(2):工程(1)の混合物から、前記金属を含有する反応生成物を分離する工程、
工程(3):工程(2)で分離した前記金属を含有する反応生成物を、工程(1)の塩基性触媒の一部もしくは全部としてリサイクルする工程。
As one embodiment for carrying out the present invention, the following steps (1) to (3) can be included in a method for producing a carbamic acid ester by reacting a carbonate ester with an amine.
Step (1): A step of reacting a carbonate ester and an amine in the presence of a basic catalyst containing a metal to obtain a mixture containing the carbamate ester and the reaction product containing the metal,
Step (2): a step of separating the reaction product containing the metal from the mixture of step (1),
Step (3): A step of recycling the reaction product containing the metal separated in Step (2) as part or all of the basic catalyst in Step (1).

本発明においては、前記金属を含有する反応生成物を触媒として工程(1)を行った後に、工程(2)および工程(3)を繰り返して実施することもできる。   In the present invention, the step (2) and the step (3) can be repeated after performing the step (1) using the reaction product containing the metal as a catalyst.

工程(1)の、炭酸エステルとアミンとの反応において使用される塩基性触媒としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のアルコラートが好ましく使用される。上記塩基性触媒におけるアルカリ金属、アルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウムを例示することができる。一方、上記塩基性触媒のアルコキシ基としては、炭素数1〜10のアルキル基に酸素原子が付加したアルコキシ基が好ましく使用され、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基(各異性体)、ペンチルオキシ基(各異性体)、ヘキシルオキシ基(各異性体)、ヘプチルオキシ基(各異性体)、オクチルオキシ基(各異性体)、ノニルオキシ基(各異性体)、デシルオキシ基(各異性体)を挙げることができる。中でも、該アルコキシ基が、上記一般式(1)で表される炭酸エステルと同一のR基を有し、RO(Oは酸素原子を表す)で表されるアルコキシ基が好ましい。 As the basic catalyst used in the reaction between the carbonate ester and the amine in the step (1), an alkali metal or alkaline earth metal alcoholate is preferably used. Examples of the alkali metal and alkaline earth metal in the basic catalyst include lithium, sodium, potassium, calcium, and barium. On the other hand, as the alkoxy group of the basic catalyst, an alkoxy group in which an oxygen atom is added to an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferably used, and a methoxy group, an ethoxy group, a butoxy group (each isomer), a pentyloxy group. (Each isomer), hexyloxy group (each isomer), heptyloxy group (each isomer), octyloxy group (each isomer), nonyloxy group (each isomer), decyloxy group (each isomer) be able to. Among these, the alkoxy group is preferably an alkoxy group having the same R 1 group as the carbonic acid ester represented by the general formula (1) and represented by R 1 O (O represents an oxygen atom).

炭酸エステルとアミンとの反応がおこなわれる反応条件は,炭酸エステル及びアミンの種類により異なるが,該アミンのアミノ基に対して該炭酸エステルを化学量論比で、0.1〜1000倍の範囲とすることができる。また、反応速度を高め、反応を早期に完結させるためには、該炭酸エステルは該アミンのアミノ基に対して過剰量が好ましいが、反応器の大きさを考慮すれば、好ましくは1〜100倍の範囲、さらに好ましくは、2〜30倍の範囲である。反応温度は、通常、0℃〜300℃の範囲であり、反応速度を高めるためには高温が好ましいが、一方で、高温では望まない反応が起こる場合があるので、好ましくは20℃〜150℃の範囲である。反応温度を一定にするために、上記反応器に公知の冷却装置、加熱装置を設置してもよい。また、反応圧力は、用いる化合物の種類や反応温度によって異なるが、減圧、常圧、加圧のいずれであってもよく、通常20〜1×10Paの範囲で行われる。 The reaction conditions for the reaction between the carbonate ester and the amine vary depending on the types of the carbonate ester and the amine, but the stoichiometric ratio of the carbonate ester to the amino group of the amine ranges from 0.1 to 1000 times. It can be. In order to increase the reaction rate and complete the reaction at an early stage, the carbonate ester is preferably in an excess amount with respect to the amino group of the amine, but preferably 1 to 100 in view of the size of the reactor. The range is twice, more preferably 2 to 30 times. The reaction temperature is usually in the range of 0 ° C. to 300 ° C., and a high temperature is preferable to increase the reaction rate. On the other hand, an undesired reaction may occur at a high temperature, and preferably 20 ° C. to 150 ° C. Range. In order to keep the reaction temperature constant, a known cooling device or heating device may be installed in the reactor. Moreover, although reaction pressure changes with the kind of compound to be used, and reaction temperature, any of pressure reduction, a normal pressure, and pressurization may be sufficient, and it is performed in the range of 20-1x10 < 6 > Pa normally.

反応時間(連続法の場合は滞留時間)に、特に制限はなく通常0.001〜50時間、好ましくは0.01〜10時間、より好ましくは0.1〜5時間である。また、反応液を採取し、例えば、液体クロマトグラフィーによってカルバミン酸エステルが所望量生成していることを確認して反応を終了することもできる。   There is no restriction | limiting in particular in reaction time (in the case of a continuous method), Usually, 0.001 to 50 hours, Preferably it is 0.01 to 10 hours, More preferably, it is 0.1 to 5 hours. Alternatively, the reaction solution can be collected, and the reaction can be terminated after confirming that a desired amount of carbamic acid ester has been formed, for example, by liquid chromatography.

本実施の形態においては、必ずしも反応溶媒を使用する必要はないが、反応操作を容易にする等の目的で適当な不活性溶媒、例えば、ヘキサン(各異性体)、ヘプタン(各異性体)、オクタン(各異性体)、ノナン(各異性体)、デカン(各異性体)等のアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン(各異性体)、エチルベンゼン、ジイソプロピルベンゼン(各異性体)、ジブチルベンゼン(各異性体)、ナフタレン等の芳香族炭化水素およびアルキル置換芳香族炭化水素類;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン(各異性体)、ブロモベンゼン、ジブロモベンゼン(各異性体)、クロロナフタレン、ブロモナフタレン、ニトロベンゼン、ニトロナフタレン等のハロゲンもしくはニトロ基によって置換された芳香族化合物類;ジフェニル、置換ジフェニル、ジフェニルメタン、ターフェニル、アントラセン、ジベンジルトルエン(各異性体)等の多環炭化水素化合物類;シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロオクタン、エチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;メチルエチルケトン、アセトフェノン等のケトン類;ジブチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ジオクチルフタレート、ベンジルブチルフタレート等のエステル類;ジフェニルエーテル、ジフェニルスルフィド等のエーテル類およびチオエーテル類;ジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホキシド等のスルホキシド類等を反応溶媒として好適に使用することができる。これらの溶媒は単独でも2種類以上の混合物として使用することもできる。また、アミンのアミノ基に対して過剰量使用した場合の余剰の炭酸エステルも、該反応における溶媒として好適に使用される。   In the present embodiment, it is not always necessary to use a reaction solvent, but an appropriate inert solvent such as hexane (each isomer), heptane (each isomer), for example, for the purpose of facilitating the reaction operation, Alkanes such as octane (each isomer), nonane (each isomer), decane (each isomer), etc .; benzene, toluene, xylene (each isomer), ethylbenzene, diisopropylbenzene (each isomer), dibutylbenzene (each Isomers), aromatic hydrocarbons such as naphthalene and alkyl-substituted aromatic hydrocarbons; chlorobenzene, dichlorobenzene (each isomer), bromobenzene, dibromobenzene (each isomer), chloronaphthalene, bromonaphthalene, nitrobenzene, nitro Aromatic compounds substituted by halogen or nitro groups such as naphthalene; diphenyl, substituted Polycyclic hydrocarbon compounds such as phenyl, diphenylmethane, terphenyl, anthracene, and dibenzyltoluene (each isomer); Aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, cyclopentane, cyclooctane, and ethylcyclohexane; Ketones such as methyl ethyl ketone and acetophenone Use of esters such as dibutyl phthalate, dihexyl phthalate, dioctyl phthalate, and benzyl butyl phthalate; ethers such as diphenyl ether and diphenyl sulfide and thioethers; and sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and diphenyl sulfoxide as reaction solvents Can do. These solvents can be used alone or as a mixture of two or more. In addition, an excess carbonate ester when used in an excess amount relative to the amino group of the amine is also suitably used as a solvent in the reaction.

反応器は、公知の槽型反応器、塔型反応器、蒸留塔、および、これらの反応器を組み合わせた反応器を使用することができる。反応器およびラインの材質は、出発物質や反応物質に悪影響を及ぼさなければ、公知のどのようなものであってもよいが、SUS304やSUS316,SUS316L等が安価であり、好ましく使用できる。   As the reactor, a known tank reactor, a column reactor, a distillation column, and a combination of these reactors can be used. The material of the reactor and the line may be any known material as long as it does not adversely affect the starting materials and reactants, but SUS304, SUS316, SUS316L, etc. are inexpensive and can be preferably used.

以上に示した方法によって得られるカルバミン酸エステルは、下記一般式(3)で表される化合物である。

(式中、RおよびRは、各々、上記で定義した基であり、nは、2〜10の整数である。)
The carbamic acid ester obtained by the method shown above is a compound represented by the following general formula (3).

(In the formula, each of R 1 and R 2 is a group defined above, and n is an integer of 2 to 10).

このようなカルバミン酸エステルとしては、例えば、N,N’−ヘキサンジイル−ジカルバミン酸−ジメチルエステル、N,N’−ヘキサンジイル−ジカルバミン酸−ジエチルエステル、N,N’−ヘキサンジイル−ジカルバミン酸−ジブチルエステル(各異性体)、N,N’−ヘキサンジイル−ジカルバミン酸−ジペンチルエステル(各異性体)、N,N’−ヘキサンジイル−ジカルバミン酸−ジヘキシルエステル(各異性体)、N,N’−ヘキサンジイル−ジカルバミン酸−ジオクチルエステル(各異性体)、ジメチル−4,4’−メチレン−ジシクロヘキシルカルバメート、ジエチル−4,4’−メチレン−ジシクロヘキシルカルバメート、ジプロピル−4,4’−メチレン−ジシクロヘキシルカルバメート(各異性体)、ジブチル−4,4’−メチレン−ジシクロヘキシルカルバメート(各異性体)、ジペンチル−4,4’−メチレン−ジシクロヘキシルカルバメート(各異性体)、ジヘキシル−4,4’−メチレン−ジシクロヘキシルカルバメート(各異性体)、ジヘプチル−4,4’−メチレン−ジシクロヘキシルカルバメート(各異性体)、ジオクチル−4,4’−メチレン−ジシクロヘキシルカルバメート(各異性体)、3−(メトキシカルボニルアミノ−メチル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸メチルエステル、3−(エトキシカルボニルアミノ−メチル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸エチルエステル、3−(プロピルオキシカルボニルアミノ−メチル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸プロピルエステル(各異性体)、3−(ブチルオキシカルボニルアミノ−メチル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸ブチルエステル(各異性体)、3−(ペンチルオキシカルボニルアミノ−メチル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸ペンチルエステル(各異性体)、3−(ヘキシルオキシカルボニルアミノ−メチル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸ヘキシルエステル(各異性体)、3−(ヘプチルオキシカルボニルアミノ−メチル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸ヘプチルエステル(各異性体)、3−(オクチルオキシカルボニルアミノ−メチル)−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸オクチルエステル(各異性体)、トルエン−ジカルバミン酸−ジメチルエステル(各異性体)、トルエン−ジカルバミン酸−ジエチルエステル(各異性体)、トルエン−ジカルバミン酸−ジプロピルエステル(各異性体)、トルエン−ジカルバミン酸−ジブチルエステル(各異性体)、トルエン−ジカルバミン酸−ジペンチルエステル(各異性体)、トルエン−ジカルバミン酸−ジヘキシルエステル(各異性体)、トルエン−ジカルバミン酸−ジヘプチルエステル(各異性体)、トルエン−ジカルバミン酸−ジオクチルエステル(各異性体)、N,N’−(4,4’−メタンジイル−ジフェニル)−ジカルバミン酸−ジメチルエステル、N,N’−(4,4’−メタンジイル−ジフェニル)−ジカルバミン酸−ジエチルエステル、N,N’−(4,4’−メタンジイル−ジフェニル)−ジカルバミン酸−ジプロピルエステル、N,N’−(4,4’−メタンジイル−ジフェニル)−ジカルバミン酸−ジブチルエステル、N,N’−(4,4’−メタンジイル−ジフェニル)−ジカルバミン酸−ジペンチルエステル、N,N’−(4,4’−メタンジイル−ジフェニル)−ジカルバミン酸−ジヘキシルエステル、N,N’−(4,4’−メタンジイル−ジフェニル)−ジカルバミン酸−ジヘプチルエステル、N,N’−(4,4’−メタンジイル−ジフェニル)−ジカルバミン酸−ジオクチルエステル等のカルバミン酸エステルを挙げることができる。   Examples of such carbamic acid esters include N, N′-hexanediyl-dicarbamic acid-dimethyl ester, N, N′-hexanediyl-dicarbamic acid-diethyl ester, N, N′-hexanediyl-dicarbamic acid— Dibutyl ester (each isomer), N, N′-hexanediyl-dicarbamic acid-dipentyl ester (each isomer), N, N′-hexanediyl-dicarbamic acid-dihexyl ester (each isomer), N, N ′ -Hexanediyl-dicarbamic acid-dioctyl ester (each isomer), dimethyl-4,4'-methylene-dicyclohexyl carbamate, diethyl-4,4'-methylene-dicyclohexyl carbamate, dipropyl-4,4'-methylene-dicyclohexyl carbamate (Each isomer), dibutyl- , 4'-methylene-dicyclohexyl carbamate (each isomer), dipentyl-4,4'-methylene-dicyclohexyl carbamate (each isomer), dihexyl-4,4'-methylene-dicyclohexyl carbamate (each isomer), diheptyl- 4,4′-methylene-dicyclohexyl carbamate (each isomer), dioctyl-4,4′-methylene-dicyclohexyl carbamate (each isomer), 3- (methoxycarbonylamino-methyl) -3,5,5-trimethylcyclohexyl Carbamic acid methyl ester, 3- (ethoxycarbonylamino-methyl) -3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamic acid ethyl ester, 3- (propyloxycarbonylamino-methyl) -3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamic acid Lopyl ester (each isomer), 3- (butyloxycarbonylamino-methyl) -3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamic acid butyl ester (each isomer), 3- (pentyloxycarbonylamino-methyl) -3,5 , 5-Trimethylcyclohexylcarbamic acid pentyl ester (each isomer), 3- (hexyloxycarbonylamino-methyl) -3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamic acid hexyl ester (each isomer), 3- (heptyloxycarbonyl) Amino-methyl) -3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamic acid heptyl ester (each isomer), 3- (octyloxycarbonylamino-methyl) -3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamic acid octyl ester (each isomer) ), Toluene di Carbamic acid-dimethyl ester (each isomer), toluene-dicarbamic acid-diethyl ester (each isomer), toluene-dicarbamic acid-dipropyl ester (each isomer), toluene-dicarbamic acid-dibutyl ester (each isomer) , Toluene-dicarbamic acid-dipentyl ester (each isomer), toluene-dicarbamic acid-dihexyl ester (each isomer), toluene-dicarbamic acid-diheptyl ester (each isomer), toluene-dicarbamic acid-dioctyl ester (each Isomer), N, N ′-(4,4′-methanediyl-diphenyl) -dicarbamic acid-dimethyl ester, N, N ′-(4,4′-methanediyl-diphenyl) -dicarbamic acid-diethyl ester, N, N ′-(4,4′-methanediyl-diphenyl) -di Rubamic acid-dipropyl ester, N, N ′-(4,4′-methanediyl-diphenyl) -dicarbamic acid-dibutyl ester, N, N ′-(4,4′-methanediyl-diphenyl) -dicarbamic acid-dipentyl ester N, N ′-(4,4′-methanediyl-diphenyl) -dicarbamic acid-dihexyl ester, N, N ′-(4,4′-methanediyl-diphenyl) -dicarbamic acid-diheptyl ester, N, N ′ Mention may be made of carbamic acid esters such as-(4,4'-methanediyl-diphenyl) -dicarbamic acid-dioctyl ester.

一方、上記の方法により生成する、前記金属を含有する反応生成物は、その構造は明確ではないが、本発明者らは、H−NMRによる構造分析やICP(誘導誘導結合型プラズマ発光分析)による金属含有量の定量等の結果から、カルバミン酸エステルと、該金属との複合体ではないかと推測している。 On the other hand, although the structure of the reaction product containing the metal produced by the above method is not clear, the present inventors have conducted structural analysis by 1 H-NMR or ICP (inductive inductively coupled plasma emission spectrometry). From the results of quantification of the metal content by), it is presumed that it is a complex of carbamic acid ester and the metal.

次に工程(2)について説明する。工程(1)において生成する前記金属を含有する反応生成物は、多くの場合、反応系において粉体として分散していて、濾過、膜分離、デカンテーション、遠心分離等の公知の方法によって反応系より分離回収することができる。該分離操作は、好ましくは、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性雰囲気下で実施される。この操作により、反応液に含有される金属量を低減することができる。   Next, process (2) is demonstrated. The reaction product containing the metal produced in step (1) is often dispersed as a powder in the reaction system, and the reaction system is obtained by a known method such as filtration, membrane separation, decantation, or centrifugation. It can be further separated and recovered. The separation operation is preferably carried out under an inert atmosphere such as nitrogen, helium, argon, neon or the like. By this operation, the amount of metal contained in the reaction solution can be reduced.

また、本発明者らは、上記した方法によって分離回収された前記金属を含有する反応生成物が、該炭酸エステルとアミンとの反応における触媒活性を有することを見出した。   Further, the present inventors have found that the reaction product containing the metal separated and recovered by the above-described method has a catalytic activity in the reaction between the carbonate ester and the amine.

すなわち、工程(3)において、工程(2)で分離した、前記金属を含有する反応生成物を、工程(1)の塩基性触媒の一部もしくは全部として再利用することができる。該工程(3)により、炭酸エステルとアミンとの反応において、新たに使用される触媒量を低減することができる効果がある。   That is, in step (3), the reaction product containing the metal separated in step (2) can be reused as part or all of the basic catalyst in step (1). The step (3) has an effect of reducing the amount of newly used catalyst in the reaction between the carbonate ester and the amine.

上記で示した方法によって得られるカルバミン酸エステルは、イソシアネートの製造に有用な化合物であり、該カルバミン酸エステルより製造されるイソシアネートは、ポリウレタンフォーム、塗料、接着剤等の製造原料として好適に使用することができる。また、上で述べた、カルバミン酸エステルの製造において生成する、金属を含有する前記反応生成物が触媒としてリサイクルされることから、金属廃棄物を低減できる効果をも奏する。したがって、本発明は、産業上極めて重要である。   The carbamic acid ester obtained by the method described above is a compound useful for the production of isocyanate, and the isocyanate produced from the carbamic acid ester is suitably used as a raw material for producing polyurethane foam, paints, adhesives and the like. be able to. In addition, the metal-containing reaction product generated in the manufacture of the carbamic acid ester described above is recycled as a catalyst, so that the effect of reducing metal waste is also achieved. Therefore, the present invention is extremely important in industry.

以下、本発明を実施例及び比較例に基づき具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this Example.

まず、本実施例にて用いた分析方法の詳細について記載する。
1)水の分析方法
装置:日本国、三菱化学社製、CA−05微量水分計
(1)定量分析法
乾燥窒素雰囲気下において、分析サンプルをシリンジにより約1g採取し、シリンジごと重量を測定した。分析サンプルを水分計に注入した後、再びシリンジの重量を測定し、注入前後の重量測定値から、サンプル注入量を計算した。この値と水分計で測定した水の定量値から、分析サンプル中の水含有量を計算した。
First, details of the analysis method used in this example will be described.
1) Water analysis method Apparatus: Japan, Mitsubishi Chemical Co., Ltd., CA-05 trace moisture meter (1) Quantitative analysis method In a dry nitrogen atmosphere, about 1 g of an analytical sample was taken with a syringe, and the weight of each syringe was measured. . After injecting the analysis sample into the moisture meter, the weight of the syringe was measured again, and the sample injection amount was calculated from the weight measurement values before and after the injection. The water content in the analytical sample was calculated from this value and the quantitative value of water measured with a moisture meter.

2)液体クロマトグラフィー分析方法
装置:日本国、島津社製 LC−10ATシステム
カラム:日本国、東ソー社製 Silica−60カラム 2本直列に接続
展開溶媒:ヘキサン/テトラヒドロフラン=80/20(体積比)の混合液
溶媒流量:2mL/分
カラム温度:35℃
検出器:R.I.(屈折率計)
(1)液体クロマトグラフィー分析サンプル
サンプルを約0.1g秤量し、テトラヒドロフラン(日本国、和光純薬工業社製、脱水)を約1gと内部標準物質としてビスフェノールA(日本国、和光純薬工業社製、一級)を約0.02g加えて均一に混合した溶液を、液体クロマトグラフィー分析のサンプルとした。
(2)定量分析法
各標準物質について分析を実施し、作成した検量線を基に、分析サンプル溶液の定量分析を実施した。
2) Liquid chromatography analysis method Apparatus: LC-10AT system manufactured by Shimadzu Corporation, Japan Column: Silica-60 columns manufactured by Tosoh Corporation, Japan Connected in series Developing solvent: Hexane / tetrahydrofuran = 80/20 (volume ratio) Liquid mixture of solvent: 2 mL / min Column temperature: 35 ° C.
Detector: R.I. I. (Refractometer)
(1) Sample for liquid chromatography analysis About 0.1 g of sample was weighed, about 1 g of tetrahydrofuran (made by Wako Pure Chemical Industries, Japan, dehydration) and bisphenol A (Japan, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an internal standard substance. A solution obtained by adding about 0.02 g of (manufactured, first grade) and mixing uniformly was used as a sample for liquid chromatography analysis.
(2) Quantitative analysis method Each standard substance was analyzed, and based on the prepared calibration curve, quantitative analysis of the analysis sample solution was performed.

3)ガスクロマトグラフィー分析方法
装置:日本国、島津社製 GC−2010
カラム:米国、アジレントテクノロジーズ社製 DB−1
長さ30m、内径0.250mm、膜厚1.00μm
カラム温度:50℃で5分間保持後、昇温速度10℃/分で200℃まで昇温
200℃で5分間保持後、昇温速度10℃/分で300℃まで昇温
検出器:FID
(1)ガスクロマトグラフィー分析サンプル
サンプルを約0.05g秤量し、トルエン(日本国、和光純薬工業社製、脱水)を約1gと内部標準物質としてジフェニルエーテル(日本国、和光純薬工業社製、特級)を約0.02g加えて均一に混合した溶液を、ガスクロマトグラフィー分析のサンプルとした。
(2)定量分析法
各標準物質について分析を実施し、作成した検量線を基に、分析サンプル溶液の定量分析を実施した。
3) Gas chromatography analysis method Apparatus: GC-2010 manufactured by Shimadzu Corporation, Japan
Column: DB-1 manufactured by Agilent Technologies, USA
Length 30m, inner diameter 0.250mm, film thickness 1.00μm
Column temperature: After holding at 50 ° C. for 5 minutes, the temperature is raised to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min.
After holding at 200 ° C. for 5 minutes, the temperature is raised to 300 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min. Detector: FID
(1) Sample for gas chromatography analysis About 0.05 g of the sample was weighed, about 1 g of toluene (made by Wako Pure Chemical Industries, Japan, dehydration) and diphenyl ether (made by Wako Pure Chemical Industries, Japan) as an internal standard substance. A solution obtained by adding about 0.02 g of special grade) and mixing them uniformly was used as a sample for gas chromatography analysis.
(2) Quantitative analysis method Each standard substance was analyzed, and based on the prepared calibration curve, quantitative analysis of the analysis sample solution was performed.

4)ICP質量分析法
装置:セイコー電子社製、SPQ−8000
(1)定量分析方法
サンプル0.1gを希硫酸で灰化させた後、希硝酸に溶解した。この試料中のナトリウム元素量をICP質量分析装置で定量した。
4) ICP mass spectrometry apparatus: Seiko Electronics Co., Ltd., SPQ-8000
(1) Quantitative analysis method After 0.1 g of sample was incinerated with dilute sulfuric acid, it was dissolved in dilute nitric acid. The amount of sodium element in this sample was quantified with an ICP mass spectrometer.

(実施例1)
工程(1):炭酸エステルとアミンの反応
容量5Lの4つ口フラスコに、炭酸ビス(3−メチルブチル)1537g(7.6mol)とヘキサメチレンジアミン(米国、Aldrich社製)220.8g(1.9mol)を入れ、撹拌子を入れ、留出液受器と連結した還流冷却器付き分留塔、および温度計を取り付け、該フラスコ内を真空−窒素置換した。該フラスコ内の溶液を約1g採取し、カールフィッシャ−水分計により含水量を計測したところ、約10ppmの水が含有されていた。該フラスコを、80℃に加熱したオイルバスに浸漬し、ナトリウムメトキシド(米国、Aldrich社製、25%メタノール溶液)10gをシリンジで添加した。6時間後、白色の沈殿が目視で確認された。反応液をサンプリングしてガスクロマトグラフィー分析をおこなったところ、ヘキサメチレンジアミンが検出されなかった。
Example 1
Process (1): Reaction of carbonate ester and amine In a 4 L flask having a capacity of 5 L, 1537 g (7.6 mol) of bis (3-methylbutyl carbonate) and 220.8 g of hexamethylenediamine (manufactured by Aldrich, USA) (1. 9 mol), a stirring bar, a fractionation tower with a reflux condenser connected to the distillate receiver, and a thermometer were attached, and the inside of the flask was replaced with vacuum-nitrogen. About 1 g of the solution in the flask was collected, and the water content was measured with a Karl Fischer-water meter. As a result, about 10 ppm of water was contained. The flask was immersed in an oil bath heated to 80 ° C., and 10 g of sodium methoxide (manufactured by Aldrich, USA, 25% methanol solution) was added with a syringe. After 6 hours, a white precipitate was visually confirmed. When the reaction solution was sampled and analyzed by gas chromatography, hexamethylenediamine was not detected.

工程(2):白色沈殿の分離
該反応液に含有される白色沈殿を、窒素雰囲気下で、PTFE製メンブレンフィルター(日本国、東洋濾紙社製、ポアサイズ0.25μm)を具備したタンク付ステンレスホルダー(日本国、東洋製作所社製、KST−90)に入れ、該タンク内に0.4MPaの窒素を導入して濾過をおこなった。該フィルター上に、16.5gの白色固体が得られ、該白色固体は約5wt%のナトリウムを含有していた。
ろ液を液体クロマトグラフィーで分析した結果、また、ろ液に含有されるナトリウムは約20ppmであった。
Step (2): Separation of white precipitate Stainless steel holder with tank equipped with PTFE membrane filter (manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Japan, pore size of 0.25 μm) under a nitrogen atmosphere. (Japan, Toyo Seisakusho KST-90), 0.4 MPa of nitrogen was introduced into the tank and filtration was performed. On the filter, 16.5 g of a white solid was obtained, which contained about 5 wt% sodium.
As a result of analyzing the filtrate by liquid chromatography, sodium contained in the filtrate was about 20 ppm.

工程(3):白色沈殿のリサイクル
炭酸ビス(3−メチルブチル)1510g(7.5mol)とヘキサメチレンジアミン210.5g(1.8mol)を使用し、ナトリウムメトキシドの代わりに、工程(2)で分離された白色沈殿15gを使用した以外は、工程(1)と同様の方法をおこなった。反応開始6時間後、白色の沈殿が目視で確認され、反応液をサンプリングしてガスクロマトグラフィー分析をおこなったところ、ヘキサメチレンジアミンが検出されなかった。該反応液は、N,N’−ヘキサンジイル−ビス−カルバミン酸ビス(3−メチルブチル)エステルを35.3wt%含有していた。
Step (3): Using 1510 g (7.5 mol) of recycled white bis (3-methylbutyl) carbonate and 210.5 g (1.8 mol) of hexamethylenediamine in the step (2) instead of sodium methoxide The same method as in step (1) was performed except that 15 g of the separated white precipitate was used. Six hours after the start of the reaction, white precipitate was visually confirmed, and when the reaction solution was sampled and subjected to gas chromatography analysis, hexamethylenediamine was not detected. The reaction solution contained 35.3 wt% of N, N′-hexanediyl-bis-carbamic acid bis (3-methylbutyl) ester.

(比較例1)
工程(1):炭酸エステルとアミン化合物の反応
内溶液5Lの4つ口フラスコに炭酸ビス(3−メチルブチル)1245g(6.2mol)とヘキサメチレンジアミン179g(1.5mol)を入れ、撹拌子を入れ、留出液受器と連結した還流冷却器付き分留塔、および温度計を取り付け、該フラスコ内を真空−窒素置換した。該フラスコ内の溶液を約1g採取し、カールフィッシャ−水分計により含水量を計測したところ、約120ppmの水が含有されていた。該フラスコを、80℃に加熱したオイルバスに浸漬し、ナトリウムメトキシド(25%メタノール溶液)10gをシリンジで添加し反応をおこなった。6時間後、反応液には白色沈殿が確認されなかった。反応液をサンプリングしてガスクロマトグラフィー分析をおこなったところ、ヘキサメチレンジアミンは検出されなかった。
(Comparative Example 1)
Step (1): Reaction of carbonate ester and amine compound 1245 g (6.2 mol) of bis (3-methylbutyl) carbonate and 179 g (1.5 mol) of hexamethylenediamine are placed in a 5 L four-necked flask with an inner solution, and a stirrer is added. A fractionation tower with a reflux condenser connected to the distillation liquid receiver and a thermometer were attached, and the inside of the flask was replaced with vacuum-nitrogen. About 1 g of the solution in the flask was sampled, and the water content was measured with a Karl Fischer moisture meter. As a result, about 120 ppm of water was contained. The flask was immersed in an oil bath heated to 80 ° C., and 10 g of sodium methoxide (25% methanol solution) was added by a syringe to react. After 6 hours, no white precipitate was observed in the reaction solution. When the reaction solution was sampled and analyzed by gas chromatography, hexamethylenediamine was not detected.

該反応液に含有される白色沈殿を、窒素雰囲気下で、PTFE製メンブレンフィルター(日本国、東洋濾紙社製、ポアサイズ0.25μm)を具備したタンク付ステンレスホルダー(日本国、東洋製作所社製、KST−90)に入れ、該タンク内に0.4MPaの窒素を導入して濾過をおこなった。該フィルター上には固形物が得られなかった。   The white precipitate contained in the reaction solution was subjected to a stainless steel holder with a tank (Japan, manufactured by Toyo Seisakusho Co., Ltd.) equipped with a PTFE membrane filter (manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd., pore size 0.25 μm) under a nitrogen atmosphere. KST-90), and 0.4 MPa of nitrogen was introduced into the tank for filtration. No solid matter was obtained on the filter.

ろ液を液体クロマトグラフィーで分析した結果、N,N’−ヘキサンジイル−ビス−カルバミン酸ビス(3−メチルブチル)エステルを35.7wt%含有していた。また、ろ液に含有されるナトリウムは約700ppmであった。   As a result of analyzing the filtrate by liquid chromatography, it contained 35.7 wt% of N, N′-hexanediyl-bis-carbamic acid bis (3-methylbutyl) ester. Moreover, the sodium contained in a filtrate was about 700 ppm.

本発明のカルバミン酸エステルの製造方法は、カルバミン酸エステルの製造において生成する、塩基性触媒に由来する金属を含有する反応生成物が触媒としてリサイクルされることから、金属廃棄物を低減できる効果を奏する。したがって、本発明は、産業上極めて重要である。   The method for producing a carbamic acid ester of the present invention has an effect of reducing metal waste because a reaction product containing a metal derived from a basic catalyst produced in the production of a carbamic acid ester is recycled as a catalyst. Play. Therefore, the present invention is extremely important in industry.

Claims (8)

炭酸エステルとアミンの反応による、カルバミン酸エステルの製造方法であって、
前記反応の触媒として、
金属を含有する塩基性触媒存在下で炭酸エステルとアミンからカルバミン酸エステルの合成を行なう際に生じる、該金属を含有する反応生成物を用いる、カルバミン酸エステルの製造方法。
A method for producing a carbamate by reacting a carbonate with an amine, comprising:
As a catalyst for the reaction,
A method for producing a carbamate using a reaction product containing the metal, which is produced when a carbamate is synthesized from a carbonate and an amine in the presence of a basic catalyst containing the metal.
前記金属を含有する反応生成物を、濾過によって反応系から分離した後に、カルバミン酸エステルの製造において触媒として用いる、請求項1に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the metal-containing reaction product is separated from the reaction system by filtration and then used as a catalyst in the production of a carbamate. 前記炭酸エステルが、下記一般式(1)で表されるものである請求項1又は2に記載の製造方法。

(式中、Rは炭素数1〜10の脂肪族基を表す。)
The production method according to claim 1 or 2, wherein the carbonate ester is represented by the following general formula (1).

(In the formula, R 1 represents an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms.)
前記アミンが、下記一般式(2)で表されるものである請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。

(式中、Rはnに等しい原子価を有する炭素数1〜20の脂肪族基又は炭素数6〜20の芳香族基である。各基は更に酸素原子を含んでいてもよい。そして、nは2〜10の整数である。)
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the amine is represented by the following general formula (2).

(Wherein R 2 is an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms having a valence equal to n. Each group may further contain an oxygen atom, and , N is an integer from 2 to 10.)
前記アミンが、一般式(2)で表されるもののうち、nが2のジアミンである請求項4に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 4, wherein n is a diamine of 2 among those represented by the general formula (2). 前記塩基性触媒に含有される金属が、アルカリ金属またはアルカリ土類金属である請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal contained in the basic catalyst is an alkali metal or an alkaline earth metal. 前記塩基性触媒が、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のアルコラートである請求項6に記載の製造方法。   The production method according to claim 6, wherein the basic catalyst is an alcoholate of an alkali metal or an alkaline earth metal. 前記反応生成物が、カルバミン酸エステルと前記金属との複合体である請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 7, wherein the reaction product is a complex of a carbamate and the metal.
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