JP2722490B2 - Production of urethane and carbonate - Google Patents

Production of urethane and carbonate

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JP2722490B2
JP2722490B2 JP63078000A JP7800088A JP2722490B2 JP 2722490 B2 JP2722490 B2 JP 2722490B2 JP 63078000 A JP63078000 A JP 63078000A JP 7800088 A JP7800088 A JP 7800088A JP 2722490 B2 JP2722490 B2 JP 2722490B2
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宣雄 磯貝
智次 辻
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、銅を主体とする触媒を使用し、第一級アミ
ン、水酸基を含有する有機化合物、一酸化炭素及び分子
状酸素を反応させ、ウレタンと炭酸エステルを製造する
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention uses a copper-based catalyst to react a primary amine, a hydroxyl-containing organic compound, carbon monoxide and molecular oxygen. , Urethane and carbonate.

ウレタン類はそれ自体カーバメート系農薬の原体とし
て重要な化合物であるが、最近では加熱処理によって容
易にポリウレタン製造用のイソシアネートへ変換できる
ことから、有毒なホスゲンを使用しないイソシアネート
製造用の中間体として、その安価な製造法が望まれてい
る。
Urethanes are compounds that are important as raw materials for carbamate pesticides per se, but recently can be easily converted to isocyanates for polyurethane production by heat treatment, so as an intermediate for isocyanate production without using toxic phosgene, An inexpensive manufacturing method is desired.

一方炭酸エステル類は、ポリカーボネートを製造する
ための出発原料となる他、エステル化剤、溶剤等として
も有用な化合物である。
On the other hand, carbonic esters are compounds that are useful as an esterifying agent, a solvent, and the like in addition to being a starting material for producing polycarbonate.

(従来の技術) 従来ウレタン及び炭酸エステル類は、第一級アミン及
びアルコール類のホスゲン化法により製造されていた
が、近年毒性の強いホスゲンを使用しない方法が種々提
案されている。
(Prior Art) Conventionally, urethanes and carbonates have been produced by a phosgenation method of primary amines and alcohols. In recent years, various methods using no highly toxic phosgene have been proposed.

ホスゲンを使用しないウレタンの製造法としては、ニ
トロ化合物を出発原料とする方法と第一級アミンを出発
原料とする方法に大別される。
The method for producing urethane without using phosgene is roughly classified into a method using a nitro compound as a starting material and a method using a primary amine as a starting material.

ニトロ化合物を原料とする方法は、ニトロベンゼン等
のニトロ化合物、アルコール等の水酸基を含有する有機
化合物及び一酸化炭素を、パラジウム、ロジウム等の白
金族化合物又はセレンを主体とする触媒の存在下で反応
させて還元的にウレタンを製造する方法であり、例えば
特開昭55-51048、特開昭52-153936、特公昭45-24137、
特公昭52-43822号に記載されている。また特開昭57-322
50及び特開昭57-32251には、パラジウムを主体とする触
媒存在下、芳香族ニトロ化合物、水酸基を含有する有機
化合物及び一酸化炭素を反応させてウレタンと炭酸エス
テルの同時製造法が記載されている。
A method using a nitro compound as a raw material is a reaction between a nitro compound such as nitrobenzene, an organic compound having a hydroxyl group such as an alcohol, and carbon monoxide in the presence of a platinum group compound such as palladium and rhodium or a catalyst mainly comprising selenium. To produce urethane reductively, for example, JP-A-55-51048, JP-A-52-153936, JP-B-45-24137,
It is described in JP-B-52-43822. In addition, JP-A-57-322
50 and JP-A-57-32251 describe a method for simultaneously producing urethane and a carbonate by reacting an aromatic nitro compound, an organic compound having a hydroxyl group and carbon monoxide in the presence of a catalyst mainly composed of palladium. ing.

一方、第一級アミンを原料とする方法は、酸素又はニ
トロ化合物を酸化剤として使用し、アニリン等の第一級
アミン、水酸基を含有する有機化合物、及び一酸化炭素
をパラジウム、ロジウム、ルテニウム等の白金族化合物
を主体とする触媒存在下で反応させて酸化的にウレタン
を製造する方法であり、この酸化カルボニル化法は、例
えば特開昭55-124750、特開昭55-120551、特開昭55-120
551、特開昭59-172451等に記載されている。
On the other hand, the method using a primary amine as a raw material uses an oxygen or nitro compound as an oxidizing agent, and converts a primary amine such as aniline, an organic compound containing a hydroxyl group, and carbon monoxide to palladium, rhodium, ruthenium, or the like. Is a method of producing urethane oxidatively by reacting in the presence of a catalyst mainly comprising a platinum group compound of the type described in JP-A-55-124750, JP-A-55-120551, and JP-A-55-120551. Showa 55-120
551, and JP-A-59-172451.

(発明が解決しようとする問題点) これらニトロ化合物又は第一級アミンを原料とする方
法は、白金族化合物又はセレンを主体とする触媒が使用
されるが、主触媒自体はウレタン合成活性が低いため、
助触媒として塩化鉄、オキシ塩化鉄、オキシ塩化バナジ
ウム、水酸化リチウム、ハロゲン化物、ルイス酸等、又
配位子としてピリジン、キノリン等との組合わせによる
触媒開発が実施されてきた。しかしながらこれら助触媒
又は配位子の使用は、ウレタン合成活性が改善される反
面、触媒は多元系となり、且つ複雑化するので、反応後
反応生成液から高価な白金属化合物を効率的に回収し再
使用するには繁雑な操作と多大の費用を要する欠点があ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) In the method using these nitro compounds or primary amines as raw materials, a catalyst mainly comprising a platinum group compound or selenium is used, but the main catalyst itself has low urethane synthesis activity. For,
Catalysts have been developed by combining iron chloride, iron oxychloride, vanadium oxychloride, lithium hydroxide, halides, Lewis acids and the like as cocatalysts, and pyridine, quinoline and the like as ligands. However, the use of these cocatalysts or ligands improves the urethane synthesis activity, but on the other hand, the catalyst becomes a multi-component system and becomes complicated, so that an expensive white metal compound can be efficiently recovered from the reaction product solution after the reaction. Re-use has the disadvantage that it requires complicated operations and large costs.

(問題点を解決するための手段) 先に本発明者等は、第一級アミンを原料とするウレタ
ン製造法において、従来の白金族元素及びセレンとは全
く異なる銅を主体とする新規な触媒系を提案した(特願
昭62-278328)。即ち銅とハロゲンを有効成分とする触
媒存在下、アルコール等の水酸基を含有する有機化合物
と第一級アミンの酸化カルボニル化反応によりウレタン
と炭酸エステルを製造する方法である。
(Means for Solving the Problems) First, the present inventors have proposed a novel catalyst mainly composed of copper completely different from the conventional platinum group elements and selenium in a urethane production method using a primary amine as a raw material. A system was proposed (Japanese Patent Application No. 62-278328). That is, this is a method for producing urethane and carbonate by an carbonyl oxidation reaction of a primary amine with an organic compound having a hydroxyl group such as alcohol in the presence of a catalyst containing copper and halogen as active components.

この方法は第一級アミンとしてアニリン等の芳香族系
アミンから対応するフェニルカルバミン酸エステル等の
芳香族系ウレタンは高収率で得られたが、メタキシレン
ジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族
系イソシアネート製造用の第一級アミンから対応する脂
肪族系ウレタンの製造では、芳香族系ウレタンの場合に
比べて収率が低くかった。
In this method, aromatic urethanes such as phenylcarbamate were obtained in high yield from aromatic amines such as aniline as primary amines in high yield, but metaxylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine and the like were obtained. In the production of the corresponding aliphatic urethane from the primary amine for producing the aliphatic isocyanate, the yield was lower than in the case of the aromatic urethane.

本発明者等はこの銅を主体とする触媒を使用する方法
について更に検討を進めた結果、含酸素有機イオウ化合
物共存下で上記反応を行なうことにより、脂肪族系ウレ
タンの製造においてもウレタン収率が大幅に改善される
ことを見出し、本発明を完成させた。
The present inventors have further studied the method of using the copper-based catalyst. As a result, by performing the above reaction in the presence of an oxygen-containing organic sulfur compound, the urethane yield can be obtained even in the production of an aliphatic urethane. Was found to be greatly improved, and the present invention was completed.

即ち本発明は、銅とハロゲンを有効成分とする触媒系
の存在下、含酸素有機イオウ化合物を第一級アミンのア
ミノ基1モルに対して1モル以上共存させ、第一級アミ
ン、水酸基を含有する有機化合物、一酸化炭素及び分子
状酸素を反応させることを特徴とするウレタンと炭酸エ
ステルの製造法である。
That is, the present invention provides an oxygen-containing organic sulfur compound in the presence of a catalyst system containing copper and a halogen as an active ingredient in an amount of 1 mol or more per 1 mol of an amino group of a primary amine to form a primary amine and a hydroxyl group. A method for producing urethane and carbonate, characterized by reacting a contained organic compound, carbon monoxide and molecular oxygen.

本発明の大きな特徴は、銅を主体とする新規な触媒系
を用いることにあって、而も有機ヒドロキシ化合物共存
下、脂肪族系イソシアネート製造用第一級アミンの酸化
カルボニル化反応においても高収率で対応する脂肪族系
ウレタンが得られることにある。
A major feature of the present invention resides in the use of a novel catalyst system mainly composed of copper, and in the presence of an organic hydroxy compound, high yield in the carbonylation reaction of a primary amine for producing an aliphatic isocyanate. It is to obtain the corresponding aliphatic urethane at a rate.

本発明方法では同一触媒系においてウレタンと炭酸エ
ステルが得られることから、次の一般式で示される2つ
の反応が同時に進行するものと推察される。
In the method of the present invention, since urethane and carbonate are obtained in the same catalyst system, it is presumed that two reactions represented by the following general formulas proceed simultaneously.

R1(NH2)n+n・CO+1/2n・O2+n・R2OH→R1(NHCOOR2)n
+n・H2O (1) 2R2OH+CO+1/2・O2→CO(OR2)2+H2O (2) (但、R1及びR2はアルキル基又はアリール基であって、
nは1以上の整数である。) 本発明方法において用いられる銅触媒は、成分として
銅を含むものであれば良く、金属銅及び銅化合物を形成
する成分でも良い。また銅触媒は、例えば活性炭、グラ
ファイト、シリカ、アルミナ等の担体に担持させたもの
でも良い。触媒として使用できる銅化合物は、例えばヨ
ウ化銅、臭化銅、塩化銅、酸化銅、硫酸銅、硝酸銅等の
無機化合物、酢酸銅、シュウ酸、ギ酸銅等の有機酸銅の
他に、アンモニア、アミン類、ホスフィン類、一酸化炭
素、キレート配位子などを含む塩又は錯化合物が挙げら
れる。
R 1 (NH 2 ) n + n · CO + 1 / 2n · O 2 + n · R 2 OH → R 1 (NHCOOR 2 ) n
+ N · H 2 O (1) 2R 2 OH + CO + 1/2 · O 2 → CO (OR 2 ) 2 + H 2 O (2) (where R 1 and R 2 are alkyl groups or aryl groups,
n is an integer of 1 or more. The copper catalyst used in the method of the present invention may be any one containing copper as a component, and may be a component forming metallic copper and a copper compound. The copper catalyst may be one supported on a carrier such as activated carbon, graphite, silica, and alumina. Copper compounds that can be used as a catalyst include, for example, copper iodide, copper bromide, copper chloride, copper oxide, copper sulfate, inorganic compounds such as copper nitrate, copper acetate, oxalic acid, and organic acid copper such as copper formate, Salts or complex compounds containing ammonia, amines, phosphines, carbon monoxide, chelating ligands and the like can be mentioned.

銅触媒の使用量は、第一級アミンのアミノ基1モルに
対して銅の原子換算で0.001〜100g原子であり、好まし
くは0.01〜10g原子の範囲である。0.001g原子未満の使
用量では、反応速度が小さくなり、100g原子を超える場
合は悪影響はないが、経済的でないので上記範囲が実用
的である。
The amount of the copper catalyst to be used is 0.001 to 100 g atoms, preferably 0.01 to 10 g atoms, in terms of copper atoms per mole of the amino group of the primary amine. When the amount used is less than 0.001 g atom, the reaction rate is reduced, and when it exceeds 100 g atom, there is no adverse effect, but the above range is practical because it is not economical.

本発明に用いられるハロゲンは、ヨウ素、臭素及び塩
素から選ばれ、それを1種類又は2種類以上混合して使
用しても良く、特にヨウ素が好ましい。ハロゲンの使用
形態は、ハロゲン分子そのものであっても、又ハロゲン
を含有する有機性及び無機性の化合物であっても良い。
ハロゲン化物としては、例えばアルカリ金属及びアルカ
リ土類金属等の金属ハロゲン化物、アンモニウム塩及び
ホスホニウム塩等のハロゲン化オニウム化合物、ハロゲ
ンのオキソ酸又は塩、ハロゲン化メチル、ハロゲン化エ
チル等の有機ハロゲン化物である。
The halogen used in the present invention is selected from iodine, bromine and chlorine, and one or a mixture of two or more thereof may be used, with iodine being particularly preferred. The form of use of the halogen may be a halogen molecule itself or an organic or inorganic compound containing a halogen.
Examples of the halide include metal halides such as alkali metals and alkaline earth metals, onium compounds such as ammonium salts and phosphonium salts, oxoacids or salts of halogens, and organic halides such as methyl halide and ethyl halide. It is.

ハロゲンの使用量は、銅1g原子に対してハロゲンの原
子換算で0.01〜100倍であり、好ましくは0.1〜10倍の範
囲である。
The amount of halogen used is 0.01 to 100 times, preferably 0.1 to 10 times, the amount of halogen atoms per 1 g of copper.

本発明の触媒は銅とハロゲンを有効成分とするもので
あるが、他の元素、例えばテルル、イオウ、アンチモ
ン、ビスマス、亜鉛、スズ、バナジウム、鉄、コバル
ト、ニッケル、マンガン、タリウム、クロム、モリブデ
ン、タングステン等を適宜併用することもできる。
The catalyst of the present invention contains copper and halogen as active ingredients, but contains other elements such as tellurium, sulfur, antimony, bismuth, zinc, tin, vanadium, iron, cobalt, nickel, manganese, thallium, chromium, and molybdenum. , Tungsten and the like can be used as appropriate.

本発明方法に使用される含酸素有機イオウ化合物は、
スルホン類およびスルホキシド類である。具体例として
はジメチルスルホン、スルホラン、2−メチルスルホラ
ン、ジフェニルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジエ
チルスルホキシド、テトラメチルスルホキシド、ジフェ
ニルスルホキシド等であり、特にスルホランが好まし
い。
The oxygen-containing organic sulfur compound used in the method of the present invention includes:
Sulfones and sulfoxides. Specific examples include dimethyl sulfone, sulfolane, 2-methyl sulfolane, diphenyl sulfone, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, tetramethyl sulfoxide, diphenyl sulfoxide, and the like, with sulfolane being particularly preferred.

本発明のおける含酸素有機イオウ化合物の使用量は、
第一級アミンのアミノ基1モルに対して1モル以上であ
り、好ましくは2〜20モルの範囲である。1モル未満の
使用量では添加効果が少なく、また20モルより多いと空
時収率が低下するので、上記範囲が実用的である。
The amount of the oxygen-containing organic sulfur compound used in the present invention is:
It is at least 1 mol, preferably 2 to 20 mol, per 1 mol of the amino group of the primary amine. If the amount is less than 1 mol, the effect of addition is small, and if it is more than 20 mol, the space-time yield decreases, so that the above range is practical.

本発明の出発原料となる第一級アミンは、分子内に少
なくとも1個のアミノ基を有する脂肪族、芳香族、脂環
式及び複素環式化合物である。
The primary amine used as a starting material in the present invention is an aliphatic, aromatic, alicyclic or heterocyclic compound having at least one amino group in the molecule.

芳香族又は複素環式アミンは、例えばアニリン、1,2
−ジアミノベンゼン、1,4−ジアミノベンゼン、クロロ
アニリンの異性体、3.4−ジクロロアニリン、4−イソ
プロピルアニリン、p−トルイジン、クロロトルイジ
ン、キシリジン、アルコキシアニリン、ニトロアニリン
の異性体、2,3−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノトル
エン、2,6−ジアミノトルエン、2.5−ジアミノトルエ
ン、3,4−ジアミノトルエン、3,5−ジアミノトルエン、
2−アミノ−4−ニトロトルエン、2−アミノ−3−ニ
トロトルエン、2−アミノ−5−ニトロトルエン、アミ
ノフェノール類、ジアミノキシレン、アノニトロキシレ
ン類、アミノナフタレン類、アミノアントラセン類、ク
ロロアミノ安息香酸類、アミノベンゼンスルホン酸類、
4,4−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ジアミノジフェ
ニルメタン、2,4−ジアミノジフェニルメタン、トリス
−(4−アミノフェニル)−メタン、アミノピリジン
類、アミノキノリン類、アミノピロール類、アミノフラ
ン類、アミノチオフェン類、または2−アミノベンゾチ
アゾール類等である。
Aromatic or heterocyclic amines include, for example, aniline, 1,2
-Diaminobenzene, 1,4-diaminobenzene, isomer of chloroaniline, 3.4-dichloroaniline, 4-isopropylaniline, p-toluidine, chlorotoluidine, xylidine, alkoxyaniline, isomer of nitroaniline, 2,3-diamino Toluene, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 2.5-diaminotoluene, 3,4-diaminotoluene, 3,5-diaminotoluene,
2-amino-4-nitrotoluene, 2-amino-3-nitrotoluene, 2-amino-5-nitrotoluene, aminophenols, diaminoxylene, anonitroxylenes, aminonaphthalenes, aminoanthracenes, chloroaminobenzoic acids, amino Benzenesulfonic acids,
4,4-diaminodiphenylmethane, 2,2-diaminodiphenylmethane, 2,4-diaminodiphenylmethane, tris- (4-aminophenyl) -methane, aminopyridines, aminoquinolines, aminopyrroles, aminofurans, aminothiophene Or 2-aminobenzothiazoles.

脂環式アミンは、例えばアミノシクロブタン、アミノ
シクロペンタン、シクロヘキシルアミン、1,2−ジアミ
ノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4
−ジアミノシクロヘキサン、ビス−(アミノシクロヘキ
シル)−メタン類である。
Alicyclic amines include, for example, aminocyclobutane, aminocyclopentane, cyclohexylamine, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4
-Diaminocyclohexane, bis- (aminocyclohexyl) -methanes.

脂肪族アミンは、例えばメチルアミン、エチルアミ
ン、1−プロピルアミン、2−プロピルアミン、1−ブ
チルアミン、2−ブチルアミン、イソブチルアミン、t
−ブチルアミン、1−ペンチルアミン、1−ヘキシルア
ミン、1−ヘプチルアミン、1−オクチルアミン、1−
デシルアミン、1−ドデシルアミン、エチレンジアミ
ン、ジアミノプロパン類、ジアミノブタン類、ジアミノ
ペンタン類、1,6−ヘキサメチレンジアミン等のジアミ
ノヘキサン類、ジアミノオクタン類、ジアミノデカン
類、ベンジルアミン、ビス−(アミノメチル)−シクロ
ヘキサン類およびメタキシレンジアミン等のビス−(ア
ミノメチル)−ベンゼン類である。
Aliphatic amines include, for example, methylamine, ethylamine, 1-propylamine, 2-propylamine, 1-butylamine, 2-butylamine, isobutylamine, t
-Butylamine, 1-pentylamine, 1-hexylamine, 1-heptylamine, 1-octylamine, 1-
Decylamine, 1-dodecylamine, ethylenediamine, diaminopropanes, diaminobutanes, diaminopentanes, 1,6-hexamethylenediamine, and other diaminohexanes, diaminooctanes, diaminodecanes, benzylamine, bis- (aminomethyl ) -Cyclohexanes and bis- (aminomethyl) -benzenes such as meta-xylenediamine.

本発明に用いられる水酸基を含有する有機化合物とし
ては、分子内に少なくとも1個のOH基を有するアルコー
ル類及びフェノール類である。
The hydroxyl group-containing organic compound used in the present invention includes alcohols and phenols having at least one OH group in the molecule.

アルコール類は、例えばメタノール、エタノール、n
−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、
t−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノー
ル、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロ
エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセロール、トリメチロ
ールプロパンである。
Alcohols include, for example, methanol, ethanol, n
-Propanol, isopropanol, n-butanol,
t-butanol, n-pentanol, n-hexanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, cycloethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, glycerol, and trimethylolpropane.

フェノール類は、例えばフェノール、ナフトール類、
アントラノール、フェナンスロール、ヒドロキベンゾフ
ラン類である。
Phenols include, for example, phenol, naphthols,
Anthranol, phenanthrol and hydroxybenzofurans.

これらの水酸基を含有する有機化合物の使用量は、第
一級アミンのアミノ基1モルに対して1モル以上であ
り、好ましくは5モル以上である。この使用量の上限に
関しては、特に制限ないが、実用的には200モル以下で
ある。200モルを超えると空時収率が低下するので好ま
しくはない。
The amount of the organic compound containing a hydroxyl group to be used is 1 mol or more, preferably 5 mol or more, per 1 mol of the amino group of the primary amine. The upper limit of the amount is not particularly limited, but is practically 200 mol or less. If it exceeds 200 moles, the space-time yield is undesirably reduced.

本発明の方法は特に溶媒を必要としないが、反応に対
して不活性な溶媒を併用できる。溶媒は、例えばペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水
素、シクロヘキサン、テトラリン等の脂環式炭化水素、
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ア
セトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、テトラ
ヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類、アセ
トン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、
安息香酸エチル等のエステル類、クロロベンゼン、ジク
ロロベンゼン、クロルヘキサン、トリクロロトリフルオ
ロエタン等のハロゲン化炭化水素類が挙げられる。
The method of the present invention does not require a solvent, but a solvent inert to the reaction can be used in combination. Solvents, for example, pentane, hexane, heptane, aliphatic hydrocarbons such as octane, cyclohexane, alicyclic hydrocarbons such as tetralin,
Benzene, toluene, aromatic hydrocarbons such as xylene, acetonitrile, nitriles such as benzonitrile, tetrahydrofuran, ethers such as 1,4-dioxane, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethyl acetate,
Esters such as ethyl benzoate; and halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorohexane, and trichlorotrifluoroethane.

本発明に用いられる分子状酸素は、純酸素、空気又は
これらに反応を阻害しない他のガス、例えばアルゴン、
ヘリウム、窒素、炭酸ガス等の不活性ガスを加えて希釈
したものでも使用できる。
Molecular oxygen used in the present invention is pure oxygen, air or other gas that does not inhibit the reaction thereof, for example, argon,
A solution diluted with an inert gas such as helium, nitrogen or carbon dioxide can also be used.

一酸化炭素は、純一酸化炭素、及び上記の不活性ガ
ス、場合によっては水素、炭化水素ガス等を含む混合ガ
スも使用できる。
As the carbon monoxide, a mixed gas containing pure carbon monoxide and the above-mentioned inert gas, and in some cases, hydrogen, hydrocarbon gas and the like can be used.

本発明の反応温度は、50〜300℃であり、好ましくは1
00〜250℃である。50℃未満の反応温度では反応速度が
小さくなり、また300℃を超える温度では副反応が増大
する。
The reaction temperature of the present invention is 50-300 ° C., preferably 1
00-250 ° C. At a reaction temperature lower than 50 ° C., the reaction rate decreases, and at a temperature higher than 300 ° C., side reactions increase.

反応圧力は1〜500kg/cm2Gであり、実用的には20〜3
00Kg/cm2Gの範囲が好適である。反応時間は触媒系、触
媒量、反応条件等によって異なるが、通常数分から数時
間である。
The reaction pressure is 1 to 500 kg / cm 2 G, and practically 20 to 3
A range of 00 kg / cm 2 G is preferred. The reaction time varies depending on the catalyst system, the amount of the catalyst, the reaction conditions and the like, but is usually several minutes to several hours.

なお本発明は、回分式によっても、また連続式によっ
ても好適に実施できる。
The present invention can be suitably carried out by a batch system or a continuous system.

(発明の効果) 本発明は、第一級アミン、水酸基を含有する有機化合
物、一酸化炭素及び分子状酸素からウレタンと炭酸エス
テルを製造する方法であり、現行法のように毒性の強い
ホスゲンを取り扱うことがなく、又塩酸の副生も無いこ
とが長所として挙げられる。
(Effect of the Invention) The present invention is a method for producing urethane and carbonate from a primary amine, an organic compound containing a hydroxyl group, carbon monoxide and molecular oxygen, and handles highly toxic phosgene as in the current method. The advantage is that there is no occurrence of hydrochloric acid and there is no by-product of hydrochloric acid.

従来の触媒系は、パラジウム、ロジウム、ルテニウム
の如く高価な白金族元素又は有毒なセレンを主体とする
ものであり、触媒の活性及び安定生を図るため異種金属
元素を含む助触媒、配位子、添加物等を多く併用せざる
を得ない面があり、触媒組成が多成分、複雑化する傾向
にある。
Conventional catalyst systems are mainly based on expensive platinum group elements such as palladium, rhodium and ruthenium or toxic selenium.To promote the activity and stability of the catalyst, a cocatalyst containing a foreign metal element, a ligand, In addition, a large amount of additives and the like must be used in combination, and the catalyst composition tends to be multi-component and complicated.

これに対して本発明方法は、安価な銅を主体とする触
媒系で高い活性が得られると共に、触媒が単純系でしか
も異種金属を含まないため触媒の回収・再使用が円滑に
実施できる利点がある。
On the other hand, the method of the present invention has the advantage that a high activity can be obtained with an inexpensive copper-based catalyst system, and the catalyst can be easily recovered and reused because the catalyst is a simple system and does not contain any dissimilar metals. There is.

このように本発明方法は、水酸基を含有する有機化合
物存在下、芳香族系及び脂肪族系第一級アミンの酸化カ
ルボニル化反応により対応するウレタンと炭酸エステル
を効率的に製造することができ、工業的に有利な方法で
ある。
As described above, the method of the present invention can efficiently produce the corresponding urethane and carbonate by the carbonylation reaction of aromatic and aliphatic primary amines in the presence of a hydroxyl group-containing organic compound, This is an industrially advantageous method.

(実施例) 次に本発明方法を実施例により更に具体的に説明す
る。
(Example) Next, the method of the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1 内容積100mlのハステロイ製のオートクレーブにメタ
キシレンジアミン(以下、MXDAと称する)1g(7.34ミリ
モル)、メタノール8g(250ミリモル)、スルホラン6g
(49.9ミリモル)及びヨウ化銅0.48g(2.52ミリモル)
を仕込み密閉した。これに一酸化炭素の分圧が75Kg/cm2
G、空気の分圧が35Kg/cm2Gとなるように各ガスを圧入
し、反応温度165℃において2hr反応させた。
Example 1 1 g (7.34 mmol) of metaxylene diamine (hereinafter referred to as MXDA), 8 g (250 mmol) of methanol, and 6 g of sulfolane were placed in a Hastelloy autoclave having an inner volume of 100 ml.
(49.9 mmol) and 0.48 g (2.52 mmol) of copper iodide
And sealed. The partial pressure of carbon monoxide is 75 kg / cm 2
G, each gas was injected so that the partial pressure of air was 35 kg / cm 2 G, and the reaction was carried out at a reaction temperature of 165 ° C. for 2 hours.

反応後、オートクレーブを冷却しながら残留ガスをパ
ージし、反応生成液について高速液クロマトグラフ及び
ガスクロマトグラフにより内部標準法にて分析した。
After the reaction, the residual gas was purged while cooling the autoclave, and the reaction product was analyzed by a high performance liquid chromatograph and a gas chromatograph by an internal standard method.

その結果、MXDA基準のジウレタン[1.3−フェニレン
ビス(メチレン)ビスカルバミン酸ジメチル]収率は9
1.9%となり、これと同時に炭酸ジメチルが1.86ミリモ
ル生成した。
As a result, the yield of diurethane [1.3-phenylenebis (methylene) biscarbamate] based on MXDA was 9%.
At the same time, 1.86 mmol of dimethyl carbonate was produced.

実施例2〜3 スルホラン/アミノ基(モル比)=4.54〜9.65と変化
させた以外は実施例1と同様な方法で反応させた。
Examples 2 to 3 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that sulfolane / amino group (molar ratio) was changed to 4.54 to 9.65.

MXDA基準のジウレタン収率と炭酸ジメチル収量を第1
表に示す。
First diurethane yield and dimethyl carbonate yield based on MXDA
It is shown in the table.

実施例4 MXDA 1g(7.34ミリモル)、メタノール8g(250ミリモ
ル)、スルホランの代りにジメチルスルホキシド17g(2
18ミリモル)及びヨウ化銅0.48g(2.52ミリモル)を仕
込み、実施例1と同様な方法で反応させた。その結果MX
DA基準のジウレタン収率は85.5%となり、炭酸ジメチル
の収量は5.81ミリモルであった。
Example 4 1 g (7.34 mmol) of MXDA, 8 g (250 mmol) of methanol, 17 g of dimethyl sulfoxide (2 g) instead of sulfolane
18 mmol) and 0.48 g (2.52 mmol) of copper iodide were charged and reacted in the same manner as in Example 1. As a result MX
The diurethane yield based on DA was 85.5%, and the yield of dimethyl carbonate was 5.81 mmol.

実施例5 アルコール原料としてエタノール8g(174ミリモル)
を使用した以外は、実施例2と同様な条件で反応させ
た。その結果MXDA基準のジウレタン[1,3−フェニレン
ビス(メチレン)ビスカルバミン酸ジエチル]収率は8
9.0%となり、炭酸ジエチルの収量は0.59ミリモルであ
った。
Example 5 8 g (174 mmol) of ethanol as an alcohol raw material
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 2 except that was used. As a result, the yield of diurethane [diethyl 1,3-phenylenebis (methylene) biscarbamate] based on MXDA was 8%.
9.0%, and the yield of diethyl carbonate was 0.59 mmol.

実施例6 アミン原料として1,6−ヘキサメチレンジアミン1g
(8.61ミリモル)、メタノール8g(250ミリモル)、ス
ルホラン6g(49.9ミリモル)及びヨウ化銅0.48g(2.52
ミリモル)を仕込み、これに一酸化炭素の分圧が75Kg/c
m2G、空気の分圧が35Kg/cm2Gとなるように各ガスを圧
入し、温度175℃において1hr反応させた。その結果、1,
6−ヘキサメチレンジアミン基準のジウレタン(1,6−ヘ
キサメチレンカルバミン酸ジメチル)収率は82.3%とな
り、これと同時に炭酸ジメチルが3.21ミリモル生成し
た。
Example 6 1 g of 1,6-hexamethylenediamine as an amine raw material
(8.61 mmol), methanol 8 g (250 mmol), sulfolane 6 g (49.9 mmol) and copper iodide 0.48 g (2.52 mmol)
Mmol) and the partial pressure of carbon monoxide is 75 kg / c.
Each gas was injected under pressure such that m 2 G and the partial pressure of air became 35 kg / cm 2 G, and the reaction was carried out at a temperature of 175 ° C. for 1 hour. As a result,
The yield of diurethane (dimethyl 1,6-hexamethylenecarbamate) based on 6-hexamethylenediamine was 82.3%, and at the same time, 3.21 mmol of dimethyl carbonate was produced.

実施例7 アミン原料として、アニリン1g(10.7ミリモル)、エ
タノール8g(173.6ミリモル)、スルホラン8g(66.6ミ
リモル)、及びヨウ化銅0.48g(2.52ミリモル)を仕込
み、これに一酸化炭素の分圧が75Kg/cm2G、空気の分圧
が35Kg/cm2Gとなるように各ガスを圧入し、温度158℃
において2hr反応させた。その結果アニリン基準のウレ
タン(N−フェニルカルバミン酸エチル)収率は95.8%
となり、炭酸ジエチルの収量は0.52ミリモルとなった。
Example 7 As an amine raw material, 1 g (10.7 mmol) of aniline, 8 g (173.6 mmol) of ethanol, 8 g (66.6 mmol) of sulfolane, and 0.48 g (2.52 mmol) of copper iodide were charged, and the partial pressure of carbon monoxide was increased. 75 kg / cm 2 G, each gas so that the partial pressure of the air is 35 Kg / cm 2 G was pressed at a temperature 158 ° C.
For 2 hours. As a result, the yield of urethane (ethyl N-phenylcarbamate) based on aniline was 95.8%.
And the yield of diethyl carbonate was 0.52 mmol.

比較例1 原料としてMXDA 1g(7.34ミリモル)、メタノール8g
(250ミリモル)、及びヨウ化銅0.48g(2.52ミリモル)
を仕込み、スルホランを使用しない以外は、実施例1と
同様な方法で反応させた。その結果MXDA基準のジウレタ
ン収率は60.9%となり、これと同時に炭酸ジメチルが2.
47ミリモル生成した。
Comparative Example 1 MXDA 1 g (7.34 mmol) and methanol 8 g as raw materials
(250 mmol), and copper iodide 0.48 g (2.52 mmol)
And reacted in the same manner as in Example 1 except that sulfolane was not used. As a result, the diurethane yield based on MXDA was 60.9%, and at the same time, dimethyl carbonate was 2.10%.
47 mmol were produced.

比較例2 スルホランの代りにクロルベンゼン17g(151ミリモ
ル)を使用し、実施例4と同様な方法で反応させた。そ
の結果MXDA基準のジウレタン収率は60.3%となり、炭酸
ジメチルの収量は1.43ミリモルであった。
Comparative Example 2 A reaction was conducted in the same manner as in Example 4 except that 17 g (151 mmol) of chlorobenzene was used instead of sulfolane. As a result, the diurethane yield based on MXDA was 60.3%, and the yield of dimethyl carbonate was 1.43 mmol.

比較例3 スルホラン/アミノ基(モル比)=0.85とした以外は
実施例1と同様の方法で反応させた。その結果MXDA基準
のジウレタン収率は64.8%となり、これと同時に炭酸ジ
メチルが4.76ミリモル生成した。
Comparative Example 3 A reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that sulfolane / amino group (molar ratio) was set to 0.85. As a result, the diurethane yield based on MXDA was 64.8%, and at the same time, 4.76 mmol of dimethyl carbonate was produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】銅とハロゲンを有効成分とする触媒系の存
在下、含酸素有機イオウ化合物を第一級アミンのアミノ
基1モルに対して1モル以上共存させ、第一級アミン、
水酸基を含有する有機化合物、一酸化炭素及び分子状酸
素を反応させることを特徴とするウレタンと炭酸エステ
ルの製造法。
An oxygen-containing organic sulfur compound is present in the presence of a catalyst system containing copper and a halogen as an active ingredient in an amount of 1 mol or more per 1 mol of an amino group of a primary amine.
A method for producing urethane and a carbonate, comprising reacting a hydroxyl group-containing organic compound, carbon monoxide and molecular oxygen.
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