JP2748170B2 - Process for producing O-methylisourea salt - Google Patents

Process for producing O-methylisourea salt

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JP2748170B2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C275/70Compounds containing any of the groups, e.g. isoureas

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、医薬、農薬及び工業用薬品の中間体として
有用なO−メチルイソ尿素塩の新規な製造法に関し、詳
しくは、メタノールを含有する有機液体中で石灰窒素か
らシアナミドを遊離させ、得られたシアナミド溶液から
シアナミドを単離することなしに、該シアナミド溶液に
酸を反応させて直ちにO−メチルイソ尿素塩を生成させ
る方法に関し、更に詳しくは、石灰窒素を、メタノール
を含有してなる有機液体中に分散させ、得られた分散液
の中に炭酸ガスを導入することにより該有機液体中のシ
アナミド溶液を生成させ、次いで該シアナミド溶液に酸
を添加することを特徴とするO−メチルイソ尿素塩の製
法に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel process for producing O-methylisourea salt useful as an intermediate for pharmaceuticals, agricultural chemicals and industrial chemicals, and more particularly to a process containing methanol. More specifically, a method for releasing cyanamide from lime nitrogen in an organic liquid and reacting an acid with the cyanamide solution to immediately generate an O-methylisourea salt without isolating the cyanamide from the obtained cyanamide solution. Is to disperse lime nitrogen in an organic liquid containing methanol, to generate a cyanamide solution in the organic liquid by introducing carbon dioxide gas into the obtained dispersion, and then to the cyanamide solution The present invention relates to a method for producing an O-methylisourea salt, which comprises adding an acid.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、O−メチルイソ尿素塩の製法としては、シアナ
ミドの結晶などのシアナミド単離体をメタノール中に溶
解させて、得られたシアナミドのメタノール溶液に塩化
水素や硫酸などの酸を反応させる方法が知られている。
Conventionally, as a method for producing an O-methylisourea salt, a method is known in which a cyanamide isolate such as a crystal of cyanamide is dissolved in methanol, and the resulting methanol solution of cyanamide is reacted with an acid such as hydrogen chloride or sulfuric acid. Have been.

上記の方法において使用するシアナミドの結晶等シア
ナミドの単離体を製造する方法としては、従来より工業
的には、水中にスラリー状に分散した石灰窒素に炭酸ガ
スを反応させ、得られたシアナミド水溶液を濃縮乾固す
る方法が採用されている。
As a method for producing an isolated form of cyanamide such as a crystal of cyanamide used in the above method, conventionally, industrially, carbon dioxide gas is reacted with lime nitrogen dispersed in a slurry state in water to obtain an aqueous cyanamide solution. Is concentrated to dryness.

この方法では、石灰窒素は、次式(1)のように水と
反応し、 2CaCN2+2H2O→Ca(HNCN)+Ca(OH)……(1) 次いで、生成したCa(HNCN)又はCa(OH)と炭酸ガ
スとが、夫々、次式(2)及び(3)のように反応する
と考えられている。
In this method, lime nitrogen reacts with water as in the following formula (1), and 2CaCN 2 + 2H 2 O → Ca (HNCN) 2 + Ca (OH) 2 ... (1) Then, the generated Ca (HNCN) It is considered that 2 or Ca (OH) 2 reacts with carbon dioxide gas as shown in the following equations (2) and (3), respectively.

Ca(OH)+CO2→H2O+CaCO3 ……(2) Ca(HNCH)+CO2+H2O→2H2NCN+CaCO3 ……(3) これら反応式(1)〜(3)を総合すると、上記の製法
は結局次式(4)、 CaCN2+CO2+H2O→H2NCN+CaCO3 ……(4) に従っているものと考えることができる。
Ca (OH) 2 + CO 2 → H 2 O + CaCO 3 (2) Ca (HNCH) 2 + CO 2 + H 2 O → 2H 2 NCN + CaCO 3 (3) When these reaction formulas (1) to (3) are combined, It can be considered that the above-mentioned production method eventually follows the following formula (4): CaCN 2 + CO 2 + H 2 O → H 2 NCN + CaCO 3 (4)

上記反応式によっても明らかなように、水中に石灰窒
素を分散させてシアナミドを製造する方法では、先ず式
(1)のように水酸化カルシウムが生成するため、シア
ナミドの遊離化反応は通常アルカリ性の水性媒体中で進
行することになるので、シアナミドの1部が二量化して
ジシアンジアミドを副成し易い。また、生成したシアナ
ミド水溶液より濃縮乾固によりシアナミドを単離する過
程で、少量の溶存カルシウムも濃縮されて水溶液が次第
にアルカリ性を増し、シアナミドの1部がさらに二量化
してジシアンジアミドとなり易い。この反応は、時には
爆発的に起こることがあって極めて危険なため、水溶液
中の溶存カルシウム量はできるだけ減少させておく必要
があり、そのために煩雑な操作が要求される。さらに、
このような副生ジシアンジアミドをシアナミドから分離
することは一般に容易ではないので、上記の製法で得ら
れるシアナミドには、ジシアンジアミドの夾雑が避けら
れず、純度92重量%を越える高純度のシアナミドを工業
的に製造することは極めて困難である。更にまた、単離
したシアナミド粉末はその貯蔵時の安定性も必ずしも十
分とはいい難く、経時的に二量化してジシアンジアミド
の含有量が増加したり、場合によってはこの二量化反応
が爆発的に起こる危険性もあり、冷蔵庫などによる低温
保存が不可欠である。このように、シアナミドの単離方
法及びその貯蔵には多くのデリケートで煩雑な問題があ
り、従って、シアナミド単離体を用いてO−メチルイソ
尿素を製造する方法は、コスト高とならざるを得なかっ
た。
As is clear from the above reaction formula, in the method for producing cyanamide by dispersing lime nitrogen in water, first, calcium hydroxide is generated as in formula (1). Since the reaction proceeds in an aqueous medium, a part of cyanamide is easily dimerized to easily form dicyandiamide. In the process of isolating cyanamide by concentration and drying from the generated aqueous solution of cyanamide, a small amount of dissolved calcium is also concentrated, and the aqueous solution gradually increases in alkalinity. One part of cyanamide is further dimerized to dicyandiamide. Since this reaction sometimes occurs explosively and is extremely dangerous, it is necessary to reduce the amount of dissolved calcium in the aqueous solution as much as possible, which requires a complicated operation. further,
Since it is generally not easy to separate such by-product dicyandiamide from cyanamide, the cyanamide obtained by the above-mentioned production method is unavoidably contaminated with dicyandiamide, and industrially uses high-purity cyanamide having a purity exceeding 92% by weight. It is extremely difficult to manufacture the same. Furthermore, the stability of the isolated cyanamide powder during storage is not always sufficient, and it dimerizes over time to increase the content of dicyandiamide, and in some cases, this dimerization reaction may explode. There is a danger that it will occur, and it is essential to store it in a refrigerator at low temperatures. As described above, there are many delicate and complicated problems in the method for isolating cyanamide and its storage, and therefore, the method for producing O-methylisourea using the cyanamide isolate has to be costly. Did not.

〔発明の解決すべき問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明者等は、上記のごとく製造上及び貯蔵上に多く
問題を有するシアナミド単離体を使用せずにO−メチル
イソ尿素を製造する方法について鋭意研究を行った結
果、従来ほとんど検討されたことがない方法、すなわ
ち、メタノール中に分散させた石灰窒素に炭酸ガスを反
応させることにより、ジシアンジアミド等の不純物の含
有が極めて少ないシアナミドのメタノール溶液を得、次
いでシアナミドを単離せずにこの溶液をそのまま用い、
これに硫酸などの酸を添加反応させることによって、高
収率で高純度のO−メチルイソ尿素塩を安全且つ容易に
製造し得ることを見出だし、更に研究を進めた結果、本
発明を完成するに至った。
The present inventors have conducted intensive studies on a method for producing O-methylisourea without using a cyanamide isolate which has many problems in production and storage as described above, and as a result, it has been almost studied conventionally. By reacting carbon dioxide gas with lime nitrogen dispersed in methanol, a methanol solution of cyanamide containing a very small amount of impurities such as dicyandiamide is obtained, and then this solution is used without isolating cyanamide. Use
It was found that by adding an acid such as sulfuric acid thereto, a high-purity O-methylisourea salt could be produced safely and easily with high yield, and as a result of further research, the present invention was completed. Reached.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、石灰窒素を、メタノールを含有してなる有
機液体中に分散させ、得られた分散液の中に炭酸ガスを
導入することにより該有機液体中のシアナミド溶液を生
成させ、次いで該シアナミド溶液に酸を添加することを
特徴とするO−メチルイソ尿素塩の製法を提供するもの
である。
In the present invention, lime nitrogen is dispersed in an organic liquid containing methanol, and carbon dioxide gas is introduced into the obtained dispersion to form a cyanamide solution in the organic liquid. It is intended to provide a process for producing an O-methylisourea salt, which comprises adding an acid to a solution.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

シアナミド遊離化工程 本発明方法は先ず、石灰窒素を、メタノールを含有し
てなる有機液体中に分散させ、得られた分散液中に炭酸
ガスを導入することにより、有機液体中のシアナミド溶
液を生成させるシアナミド遊離化工程を有する。
Cyanamide liberation step In the method of the present invention, first, lime nitrogen is dispersed in an organic liquid containing methanol, and carbon dioxide gas is introduced into the obtained dispersion to form a cyanamide solution in the organic liquid. And a cyanamide liberation step.

上記の原料石灰窒素は、カルシウムカーバイドを窒化
炉で窒化することによって工業的に生産されている。石
灰窒素は、カルシウムシアナミドの外に窒化時副生する
グラフアイト状炭素及び生石灰等の不純物を含んでい
る。一般に市販の石灰窒素は窒素含有率が20〜27重量%
であり、シアナミド態窒素含有率が19〜26重量%であ
る。本発明の製法においては、石灰窒素を必要に応じて
粉砕し、タイラー標準篩の200メッシュ通過粒分が50重
量%以上になるようにして用いられる。
The raw material lime nitrogen is industrially produced by nitriding calcium carbide in a nitriding furnace. Lime nitrogen contains impurities such as graphitic carbon and quick lime that are by-produced during nitriding in addition to calcium cyanamide. Generally, commercially available lime nitrogen has a nitrogen content of 20 to 27% by weight.
And a cyanamide nitrogen content of 19 to 26% by weight. In the production method of the present invention, lime nitrogen is pulverized as necessary, and used so that the particle passing through a 200 mesh Tyler standard sieve becomes 50% by weight or more.

本発明の製造法に用いる分散媒である有機液体は、メ
タノールを含有してなる。該有機液体は、メタノールか
ら実質的になっていてもよいが、得られるシアナミド溶
液の純度及び収率、並びに、引き続いて行なわれるO−
メチルイソ尿素化(イミデート化)反応を阻害しない程
度に、必要に応じ更なる有機溶媒を含んでいてもよい。
The organic liquid as the dispersion medium used in the production method of the present invention contains methanol. The organic liquid may consist essentially of methanol, but the purity and yield of the resulting cyanamide solution and the subsequent O-
An additional organic solvent may be contained, if necessary, to the extent that the methylisoureation (imidate) reaction is not inhibited.

上記の更なる有機溶媒としてはアセトニトリル、ジメ
チルホルムアミド、酢酸エチル、アセトン、テトラヒド
ロフラン等を例示することができる。
Examples of the further organic solvent include acetonitrile, dimethylformamide, ethyl acetate, acetone, tetrahydrofuran and the like.

本発明においては、分散媒である有機液体中における
石灰窒素分散液の石灰窒素の濃度は、仕込時で、好まし
くは5〜25重量%、より好ましくは15〜20重量%であ
る。
In the present invention, the concentration of lime nitrogen in the lime nitrogen dispersion in the organic liquid as the dispersion medium is preferably 5 to 25% by weight, more preferably 15 to 20% by weight at the time of charging.

本発明方法のシアナミド遊離化工程においては、上記
の石灰窒素の分散液中に炭酸ガスを導入することによ
り、有機液体中のシアナミド溶液としてシアナミドが生
成する。その反応機構は必ずしも詳らかではないが、本
発明者等は次の反応式に従って反応するものと推定して
いる。
In the cyanamide releasing step of the method of the present invention, by introducing carbon dioxide gas into the above-mentioned lime nitrogen dispersion, cyanamide is produced as a cyanamide solution in an organic liquid. Although the reaction mechanism is not necessarily elucidated, the present inventors presume that the reaction proceeds according to the following reaction formula.

従って、炭酸ガスの使用量は、石灰窒素中のカルシウム
分に対して2当量以上であるのが好ましい。
Therefore, the amount of carbon dioxide used is preferably at least 2 equivalents to the calcium content in the lime nitrogen.

本発明で用いる炭酸ガスは必ずしも高純度である必要
はなく、窒素、酸素、空気等この反応系に対する不活性
気体で適宜希釈されていてもよい。しかし、炭酸ガスの
ガス中の濃度が余り低過ぎては、メタノールがガスに同
伴して損失する等の問題が生じるので、一般にガス中の
炭酸ガス濃度は20重量%以上、殊に40重量%以上が好ま
しく、またガス中の水分量も20重量%以下、好ましくは
2重量%以下、殊に0.2重量%以下である。
The carbon dioxide used in the present invention does not necessarily need to be of high purity, and may be appropriately diluted with nitrogen, oxygen, air, or another inert gas for this reaction system. However, if the concentration of carbon dioxide in the gas is too low, problems such as loss of methanol accompanying the gas occur. Therefore, the concentration of carbon dioxide in the gas is generally 20% by weight or more, especially 40% by weight. The above is preferable, and the water content in the gas is also not more than 20% by weight, preferably not more than 2% by weight, especially not more than 0.2% by weight.

炭酸ガスの導入方法としては、特に限定されるもので
はなく、有機液体中に直接吹き込む方法、予めメタノー
ルや前記更なる有機溶媒中に炭酸ガスを溶解させて溶液
として添加する方法などを採用することができるが、操
作の容易性等の理由から直接炭酸ガスを吹き込むのが好
ましい。このような、炭酸ガス吹込みによる反応は、0.
1〜10kg/cm2の圧力下、好ましくは大気圧下で、−10〜3
0℃、好ましくは0〜20℃の温度で行われる。反応温度
が該上限値以下であれば、得られるシアナミド溶液中の
不純物濃度を低く抑えることができるので好ましく、一
方該下限値以上であれば反応操作も容易であり、適度な
反応速度で反応が進行するので好ましい。
The method for introducing carbon dioxide gas is not particularly limited, and a method of directly blowing into an organic liquid, a method of dissolving carbon dioxide gas in methanol or the further organic solvent in advance and adding it as a solution, and the like are employed. However, it is preferable to directly blow carbon dioxide gas for reasons such as ease of operation. Such a reaction caused by blowing carbon dioxide gas is 0.
Under a pressure of 1 to 10 kg / cm 2, preferably under atmospheric pressure, -10~3
It is carried out at a temperature of 0 ° C, preferably 0-20 ° C. When the reaction temperature is lower than the upper limit, the impurity concentration in the resulting cyanamide solution can be suppressed to a low level, which is preferable. It is preferable because it proceeds.

炭酸ガス導入による反応の終了後、泥状の反応分散液
を常法により濾過して、有機液体中のシアナミド溶液を
容易に取得することができる。
After the completion of the reaction by the introduction of carbon dioxide, the mud-like reaction dispersion is filtered by a conventional method, so that a cyanamide solution in an organic liquid can be easily obtained.

本発明方法のシアナミド遊離化工程における反応系の
水含有量(分散媒である有機液体中の水の含有量)は、
一般に20重量%以下、好ましくは5重量%以下、より好
ましくは3.5重量%以下、さらに好ましくは2.5重量%以
下、最も好ましく1重量%以下である。反応系の水の含
有量が20重量%以下と少なくなるに従い、シアナミドの
二量化によるジシアンジアミドの副生が抑制されるとと
もに、反応系がゲル化することもないので、該水の含有
量は上記上限値以下であるのが好ましい。
The water content of the reaction system in the cyanamide releasing step of the method of the present invention (the content of water in the organic liquid as a dispersion medium) is
It is generally at most 20% by weight, preferably at most 5% by weight, more preferably at most 3.5% by weight, even more preferably at most 2.5% by weight, most preferably at most 1% by weight. As the content of water in the reaction system decreases to 20% by weight or less, by-product dicyandiamide due to dimerization of cyanamide is suppressed, and the reaction system does not gel. It is preferable that it is not more than the upper limit.

なお反応系中に存在する水は、用いられる有機液体中
に初めから含まれている水や、出発原料の石灰窒素中に
含まれる水及び導入される炭酸ガス中の水分などのほか
に、該石灰窒素中に不純物として含有される生石灰(Ca
O)や水酸化カルシウム[Ca(OH)]などが次のよう
に有機液体中で炭酸ガスと反応することによって生成す
る水などが想定されるため、一般に反応系中の水含有量
は経時的に増加する。
The water present in the reaction system is, in addition to the water contained in the organic liquid used from the beginning, the water contained in the lime nitrogen as the starting material, and the water contained in the introduced carbon dioxide, etc. Quicklime contained as an impurity in lime nitrogen (Ca
O), calcium hydroxide [Ca (OH) 2 ], etc. are expected to be water generated by reacting with carbon dioxide gas in an organic liquid as shown below. Increase.

従って、本明細書における反応系の水含有量は、炭酸
ガス導入反応の終了時点における反応系の水含有量をい
う。
Therefore, the water content of the reaction system in this specification refers to the water content of the reaction system at the end of the carbon dioxide gas introduction reaction.

反応系の水含有量は以下の方法により測定した。先ず
反応系から採取した反応分散液を遠心分離濾過して、有
機液体不溶分を除去し、得られた濾液(有機液体溶液)
をガスクロマトグラフイー分析[以下、GC分析と略称す
ることがある](TCD法)することにより該濾液中の水
含有量を測定し、反応系の水含有量とした。
The water content of the reaction system was measured by the following method. First, the reaction dispersion collected from the reaction system is filtered by centrifugation to remove organic liquid insolubles, and the resulting filtrate (organic liquid solution)
Was subjected to gas chromatographic analysis [hereinafter sometimes abbreviated as GC analysis] (TCD method) to determine the water content in the filtrate, which was taken as the water content of the reaction system.

得られたシアナミド溶液は、わずかに溶存するカルシ
ウムイオン等の作用によって保存中にゲル化を起こす場
合もあるので、必要に応じ、該溶液に酸を少量添加して
溶液を安定化することができる。このような酸として
は、リン酸、硫酸、硝酸、塩酸などの無機酸;酢酸、蓚
酸などの有機酸;スルホン酸型陽イオン交換樹脂などの
陽イオン交換樹脂;等を例示することができ、中でもリ
ン酸が好適に用いられる。これらの酸の添加量は、該シ
アナミド溶液中の溶存カルシウムに対して約1当量であ
るのが好ましい。
Since the obtained cyanamide solution may cause gelation during storage due to the action of slightly dissolved calcium ions or the like, if necessary, a small amount of acid can be added to the solution to stabilize the solution. . Examples of such an acid include inorganic acids such as phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, and hydrochloric acid; organic acids such as acetic acid and oxalic acid; and cation exchange resins such as a sulfonic acid type cation exchange resin. Among them, phosphoric acid is preferably used. The addition amount of these acids is preferably about 1 equivalent to the dissolved calcium in the cyanamide solution.

かくして得られたシアナミド溶液は、必要に応じて濃
縮し又はメタノールや前記の更なる有機溶媒で希釈して
所望のシアナミド濃度の溶液とし、次のイミデート化反
応工程に使用される。
The cyanamide solution thus obtained is concentrated as necessary or diluted with methanol or the above-mentioned organic solvent to obtain a solution having a desired cyanamide concentration, and used in the next imidation reaction step.

なお、シアナミド溶液を濾別した後の黒色の残渣は水
の添加によって炭酸ガスを発生し、メタノールを分離生
成するので、これらメタノール及び炭酸ガスを常法によ
り回収して再使用することが可能である。
The black residue after the cyanamide solution was filtered off generates carbon dioxide gas by the addition of water, and separates and generates methanol. Therefore, it is possible to recover and reuse these methanol and carbon dioxide gas by a conventional method. is there.

イミデート化反応工程 本発明方法は、前記シアナミド遊離化工程で得られた
メタノールを含有してなる有機液体中のシアナミド溶液
に酸を添加反応させてO−メチルイソ尿素塩を生成させ
るイミデート化工程を有する。
Imidate-forming step The method of the present invention comprises an imidate-forming step in which an acid is added to a cyanamide solution in an organic liquid containing methanol obtained in the cyanamide liberating step to cause an acid to react to form an O-methylisourea salt. .

上記シアナミド溶液中のシアナミド濃度としては、一
般に40重量%以下、好ましくは30重量%以下、より好ま
しくは20〜30重量%であるのがよく、20〜30重量%のシ
アナミドのメタノール溶液であるのが特に好ましい。該
シアナミド濃度が該上限値以下であれば、得られるO−
メチルイソ尿素塩のスラリー粘度が高くなり過ぎること
がないので撹拌に支障を来たすことがなく、また、20重
量%以上であれば、該O−メチルイソ尿素の生成収率を
高水準に保つことができるので好ましい。
The cyanamide concentration in the cyanamide solution is generally 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less, more preferably 20 to 30% by weight, and a methanol solution of 20 to 30% by weight of cyanamide. Is particularly preferred. If the cyanamide concentration is less than or equal to the upper limit, the resulting O-
Since the slurry viscosity of methylisourea salt does not become too high, there is no hindrance to stirring, and if it is 20% by weight or more, the production yield of O-methylisourea can be kept at a high level. It is preferred.

この工程に用いることのできる酸としては、例えば、
塩化水素などのハロゲン化水素酸、濃硫酸、濃硝酸、濃
リン酸(85重量%以上、好ましくは実質的に100重量%
のもの)等の無機酸;例えば、メタンスルホン酸、パラ
トルエンスルホン酸等の有機酸;を挙げることができ
る。これらの酸の水の含有量は極力少ないのがよい。水
の含有量が少なければ、尿素などの副生が抑えられてO
−メチルイソ尿素の収率が高くなるので好ましい。
Acids that can be used in this step include, for example,
Hydrohalic acid such as hydrogen chloride, concentrated sulfuric acid, concentrated nitric acid, concentrated phosphoric acid (85% by weight or more, preferably substantially 100% by weight
), And organic acids such as methanesulfonic acid and paratoluenesulfonic acid. The water content of these acids is preferably as low as possible. If the water content is small, by-products such as urea are suppressed and O
This is preferred because the yield of -methylisourea increases.

このイミデート化反応工程の反応機構は、通常、次の
ように進行するものと想定される。
It is assumed that the reaction mechanism of this imidation reaction step usually proceeds as follows.

(但し、HAは酸を表す) このように、この反応工程において使用される酸の量
は、シアナミド1モルに対して一般に1当量以上であ
り、1〜3当量であるのが好ましい。
(However, HA represents an acid.) Thus, the amount of the acid used in this reaction step is generally 1 equivalent or more, preferably 1 to 3 equivalents, per 1 mol of cyanamide.

但し、酸として濃硫酸を用いる場合には次のような2
段反応になると考えられる。
However, when concentrated sulfuric acid is used as the acid, the following 2
It is thought to be a step reaction.

一般に、上記(9)の反応は極めて速く、上記(10)の
反応は緩慢である。このためO−メチルイソ尿素の硫酸
塩を得ようとするときには、先ず、シアナミドに対して
等モルの硫酸を用いて全てのシアナミドをO−メチルイ
ソ尿素の硫酸水素塩とし、次いで次式のように、この反
応系においてアルカリとして作用する化合物(以下、単
にアルカリ性化合物と略称することがある)を添加反応
させることにより目的のO−メチルイソ尿素硫酸塩を得
る方法が好適に採用できる。この場合硫酸は、シアナミ
ド1モルに対して2当量以上用いるのがよく、2〜2.5
当量用いるのがより好ましい。
Generally, the reaction of the above (9) is extremely fast, and the reaction of the above (10) is slow. For this reason, when trying to obtain a sulfate of O-methylisourea, first, all the cyanamide is converted into a hydrogen sulfate of O-methylisourea using an equimolar amount of sulfuric acid with respect to cyanamide, and then, as shown in the following formula, In this reaction system, a method of obtaining a target O-methylisourea sulfate by adding and reacting a compound acting as an alkali (hereinafter, may be simply referred to as an alkaline compound) may be suitably employed. In this case, the sulfuric acid is preferably used in an amount of 2 equivalents or more per 1 mol of cyanamide,
It is more preferable to use an equivalent amount.

(但し、BOHはアルカリを表す) アルカリ性化合物の使用量は、一般にシアナミド1モ
ルに対しての酸の必要量である1当量を超えて添加され
た硫酸の過剰分を中和するに要する量であればよい。
(However, BOH represents an alkali.) The amount of the alkaline compound used is generally an amount required to neutralize an excess of sulfuric acid added in excess of 1 equivalent which is a necessary amount of an acid to 1 mol of cyanamide. I just need.

なお、上記アルカリ性化合物を添加するのに先立ち、
適宜の量の水を加えて上記硫酸水素塩を溶解させ、均一
溶液とすることができる。このように均一溶液とするこ
とによって、上記(11)の反応をスムースに進行させる
ことができる。
Prior to adding the alkaline compound,
An appropriate amount of water is added to dissolve the hydrogensulfate to form a homogeneous solution. Such a uniform solution allows the reaction (11) to proceed smoothly.

前記のアルカリ性化合物としては、例えば、炭酸カル
シウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸
塩もしくは水酸化物;例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水
素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の
アルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩もしくは水酸化物;
陰イオン交換樹脂;等を挙げることができる。これらの
うち、入手の容易性、取り扱いの容易さ、価格の低廉さ
等の理由から炭酸カルシウムの使用が好ましい。
Examples of the alkaline compound include carbonates or hydroxides of alkaline earth metals such as calcium carbonate and calcium hydroxide; and alkali metal salts such as sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydroxide and potassium hydroxide. Carbonates, bicarbonates or hydroxides;
Anion exchange resin; and the like. Of these, use of calcium carbonate is preferred for reasons such as availability, ease of handling, and low cost.

〔効果〕〔effect〕

本発明の製法によれば、出発原料として、製造上及び
貯蔵上多くの問題を抱えているシアナミド結晶などのシ
アナミド単離体を用いず、メタノール含有有機液体中
で、石灰窒素に炭酸ガスを反応させることによりシアナ
ミドを溶液として遊離させ、この溶液にそのまま硫酸な
どの酸を添加反応させるだけでよいので、高収率で高純
度のO−メチルイソ尿素塩を工業的に、安全且つ容易に
製造することが可能になる。
According to the production method of the present invention, carbon dioxide gas is reacted with lime nitrogen in a methanol-containing organic liquid without using a cyanamide isolate such as a cyanamide crystal having many problems in production and storage as a starting material. Thus, cyanamide is released as a solution, and only an acid such as sulfuric acid is added and reacted to the solution as it is, so that a high-yield, high-purity O-methylisourea salt is produced industrially, safely and easily in a high yield. It becomes possible.

〔実施例〕〔Example〕

以下に実施例により本発明を更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1 1の撹拌装置及び還流冷却管付けた4つ口フラスコ
に、メタノール600ml(475g)(純度99.5重量%以上、
水含量0.1重量%以下)及び石灰窒素100g[窒素含有量2
3.6重量%(カルシウムシアナミドとしての窒素含有量2
3.6重量%);粒度200メッシュ通過65重量%]を仕込
み、撹拌によりスラリー状に分散させた。次いで撹拌
下、約10℃に保ちながら約5時間で88gの炭酸ガス(純
度99.99重量%)を導入し、そのまゝの温度で1時間撹
拌しながら反応させた。反応終了後、メタノール不溶分
を濾別した。得られた濾液(メタノール溶液)中の水含
有量はGC分析(TCD法)により1.8重量%であった。メタ
ノール不溶分は、反応に用いたと同様のメタノール150m
l(119g)で洗浄し、洗浄液を濾液に合せた。溶存する
炭酸ガスを除去するため、濾液は減圧下、30℃以下の温
度で約半量となるまで濃縮し、250gの濃縮濾液、すなわ
ち、シアナミドのメタノール溶液を得た。該メタノール
溶液中のシアナミドおよび副生ジシアンジアミドの含有
量は、液体クロマトグラフイー(以下、LCと略称するこ
とがある)分析により、それぞれ、13.9重量%および0.
054重量%であり、原料石炭窒素中のカルシウムシアナ
ミドに対するシアナミドの生成収率は98.2%、ジシアン
ジアミドの生成率は0.38%であった。
Example 1 In a four-necked flask equipped with the stirring device of 1 and a reflux condenser, 600 ml (475 g) of methanol (purity of 99.5% by weight or more,
Water content 0.1% by weight or less) and lime nitrogen 100g [nitrogen content 2
3.6% by weight (nitrogen content as calcium cyanamide 2
3.6% by weight); 65% by weight passing through a particle size of 200 mesh] and dispersed in a slurry by stirring. Subsequently, 88 g of carbon dioxide (purity: 99.99% by weight) was introduced in about 5 hours while maintaining the temperature at about 10 ° C. with stirring, and the mixture was reacted at the same temperature with stirring for 1 hour. After completion of the reaction, methanol-insoluble matter was separated by filtration. The water content in the obtained filtrate (methanol solution) was 1.8% by weight according to GC analysis (TCD method). The methanol insoluble content is the same as the methanol used in the reaction, 150m
1 (119 g) and the washings were combined with the filtrate. In order to remove dissolved carbon dioxide, the filtrate was concentrated under reduced pressure at a temperature of 30 ° C. or less until the volume became about half, thereby obtaining 250 g of a concentrated filtrate, that is, a methanol solution of cyanamide. The contents of cyanamide and by-product dicyandiamide in the methanol solution were determined to be 13.9% by weight and 0.3%, respectively, by liquid chromatography (hereinafter sometimes abbreviated as LC) analysis.
The yield of cyanamide relative to calcium cyanamide in the raw coal nitrogen was 98.2%, and the yield of dicyandiamide was 0.38%.

上記メタノール溶液には、85重量%リン酸少量を加え
て撹拌し、生じた不溶分を濾別した後、該溶液の温度を
5〜10℃に保ちながら、濃硫酸90.5g(濃度95重量%:
シアナミド1モルに対して2.2当量)を3時間で添加
し、そのままの温度で2.5時間保持した。次いで脱イオ
ン水200mlを加えて析出しているO−メチルイソ尿素の
硫酸水素塩スラリーを溶解させてO−メチルイソ尿素の
硫酸水素塩のメタノール−水均一溶液541gを得た。この
均一溶液をLC分析したところ、O−メチルイソ尿素の硫
酸水素塩の含有量は24.5重量%であり、副生尿素は0.36
5重量%であって、原料石灰窒素中のシアナミドに対す
るO−メチルイソ尿素の生成収率は91.4%であった。
A small amount of 85% by weight phosphoric acid was added to the methanol solution, and the mixture was stirred. The resulting insolubles were separated by filtration. :
(2.2 equivalents per 1 mol of cyanamide) was added over 3 hours, and the temperature was maintained at that temperature for 2.5 hours. Then, 200 ml of deionized water was added to dissolve the precipitated hydrogen sulfate sulfate of O-methylisourea to obtain 541 g of a methanol-water homogeneous solution of hydrogen sulfate of O-methylisourea. When this homogeneous solution was analyzed by LC, the content of hydrogen sulfate of O-methylisourea was 24.5% by weight, and the by-product urea was 0.36% by weight.
It was 5% by weight, and the production yield of O-methylisourea based on cyanamide in the raw lime nitrogen was 91.4%.

次に得られたO−メチルイソ尿素の硫酸水素塩のメタ
ノール−水均一溶液に、撹拌しながら炭酸カルシウム粉
末(純度98重量%)をpHが3〜5となるまで添加し、更
に1時間撹拌を継続した。沈澱した硫酸カルシウムは濾
別して150mlの脱イオン水で洗浄し、洗浄液は濾液に合
わせた。
Next, calcium carbonate powder (purity: 98% by weight) was added to the obtained homogeneous solution of hydrogen sulfate of O-methylisourea in methanol-water until the pH became 3 to 5 with stirring, and the mixture was further stirred for 1 hour. Continued. The precipitated calcium sulfate was filtered off and washed with 150 ml of deionized water, and the washing solution was combined with the filtrate.

かくして得られたO−メチルイソ尿素硫酸塩の溶液を
減圧下、50℃以下の温度で濃縮乾固し、100mlのメタノ
ールを加えて室温まで冷却し、生成したO−メチルイソ
尿素硫酸塩の結晶を濾別し、次いで60℃の温度で減圧乾
燥した。得られたO−メチルイソ尿素硫酸塩結晶は85.0
g(原料石灰窒素中のシアナミドに対するO−メチルイ
ソ尿素硫酸塩の生成収率82.4%)であった。
The solution of O-methylisourea sulfate thus obtained was concentrated to dryness under reduced pressure at a temperature of 50 ° C. or lower, 100 ml of methanol was added, and the mixture was cooled to room temperature. Separately, then dried under reduced pressure at a temperature of 60 ° C. The resulting O-methylisourea sulfate crystals were 85.0
g (production yield of O-methylisourea sulfate relative to cyanamide in raw lime nitrogen: 82.4%).

分析したところ、次のとおりであった。 The analysis was as follows.

純度 99.2 重量% 尿素 0.5 重量% 水分 0.05重量% 実施例2 実施例1と同様の装置を用いて同様にして得たシアナ
ミドのメタノール溶液250gに、同様に85重量%リン酸少
量を加えて撹拌し、生じた不溶分を濾別した後、該溶液
の温度を5〜10℃に保ちながら、塩化水素ガス72g(純
度99.9重量%:シアナミド1モルに対して2当量)を4
時間で添加し、そのままの温度で24時間保持した。生成
したO−メチルイソ尿素塩酸塩の結晶を濾別し、次いで
60℃の温度で減圧乾燥した。得られたO−メチルイソ尿
素塩酸塩結晶は66.0g(原料石灰窒素中のシアナミドに
対するO−メチルイソ尿素塩酸塩の生成収率64.5%)で
あった。また、濾液は減圧下、30℃以下の温度で濃縮乾
固し、次いで30mlのメタノールを加えて室温まで冷却
し、生成した結晶を濾別することによりさらに20.0g
(原料石灰窒素中のシアナミドに対するO−メチルイソ
尿素塩酸塩の生成収率19.5%)のO−メチルイソ尿素塩
酸塩を得ることができた。原料石灰窒素中のシアナミド
に対するO−メチルイソ尿素塩酸塩の合計の生成収率は
84%であった。
Purity 99.2% by weight Urea 0.5% by weight Water 0.05% by weight Example 2 A small amount of 85% by weight phosphoric acid was similarly added to 250 g of a methanol solution of cyanamide obtained in the same manner as in Example 1 and stirred. After filtering off the insolubles generated, 72 g of hydrogen chloride gas (purity 99.9% by weight: 2 equivalents per mol of cyanamide) was added to 4 parts of the solution while maintaining the temperature of the solution at 5 to 10 ° C.
Over time and kept at that temperature for 24 hours. The resulting crystals of O-methylisourea hydrochloride are filtered off and then
It dried under reduced pressure at the temperature of 60 degreeC. The obtained O-methylisourea hydrochloride crystals were 66.0 g (64.5% yield of O-methylisourea hydrochloride based on cyanamide in the raw lime nitrogen). Further, the filtrate was concentrated to dryness under reduced pressure at a temperature of 30 ° C. or lower, then cooled to room temperature by adding 30 ml of methanol, and the generated crystals were separated by filtration to obtain a further 20.0 g.
O-methylisourea hydrochloride having a yield of 19.5% of O-methylisourea hydrochloride with respect to cyanamide in the raw material lime nitrogen could be obtained. The total production yield of O-methylisourea hydrochloride relative to cyanamide in the raw lime nitrogen is
84%.

分析したところ、次のとおりであった。 The analysis was as follows.

純度 99.9重量% 尿素 0. 重量% 水分 0.1重量% Purity 99.9% by weight Urea 0% by weight Water 0.1% by weight

フロントページの続き 審査官 脇村 善一 (56)参考文献 特開 昭61−180760(JP,A) 特開 昭62−22751(JP,A) 特公 昭52−24007(JP,B1) 米国特許3931316(US,A) 米国特許3670022(US,A) 西独国公開2358904(DE,A)Continuation of the front page Examiner Zenichi Wakimura (56) References JP-A-61-180760 (JP, A) JP-A-62-22751 (JP, A) JP-B-52-24007 (JP, B1) US Patent 3931316 (US, A) US Patent 3670022 (US, A) West German Patent 2,358,904 (DE, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】石灰窒素を、メタノールを含有してなる有
機液体中に分散させ、得られた分散液の中に炭酸ガスを
導入することにより該有機液体中のシアナミド溶液を生
成させ、次いで該シアナミド溶液に酸を添加することを
特徴とするO−メチルイソ尿素塩の製法。
(1) Lime nitrogen is dispersed in an organic liquid containing methanol, and carbon dioxide gas is introduced into the obtained dispersion to form a cyanamide solution in the organic liquid. A method for producing an O-methylisourea salt, comprising adding an acid to a cyanamide solution.
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US3931316A (en) 1974-08-10 1976-01-06 Suddeutsche Kalkstickstoff-Werke Ag Method of preparing O-methyl-isourea hydrogen sulfate and O-methyl-isourea sulfate from cyanamide

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