JP2854147B2 - アルキルイソチオシアン酸エステルの製造方法 - Google Patents

アルキルイソチオシアン酸エステルの製造方法

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JP2854147B2 JP3002133A JP213391A JP2854147B2 JP 2854147 B2 JP2854147 B2 JP 2854147B2 JP 3002133 A JP3002133 A JP 3002133A JP 213391 A JP213391 A JP 213391A JP 2854147 B2 JP2854147 B2 JP 2854147B2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C331/00Derivatives of thiocyanic acid or of isothiocyanic acid
    • C07C331/16Isothiocyanates
    • C07C331/18Isothiocyanates having isothiocyanate groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C331/20Isothiocyanates having isothiocyanate groups bound to acyclic carbon atoms of a saturated carbon skeleton

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、N−アルキルイソチオ
カルバミネ−トと過酸化水素水溶液とを反応させること
によりアルキルイソチオシアン酸エステルを製造する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルキルイソチオシアン酸エステル(ア
ルキルイソチオシアネートもしくはアルキル芥子油とも
称される)を製造するためには、すでに多くの方法が公
知である(Ullmanns Enzyklopaedie der technischen C
hemie、第4版、第23巻、頁154〜159、及び西ド
イツ国特許出願公開第2105473号明細書参照)。
西ドイツ国特許出願公開第2105473号明細書から
公知の方法を除いて、従来の公知のいずれも工業に採用
することはできなかった。それというのも、それらの方
法は出発物質の製造に費用がかかりすぎるか、又は純粋
なアルキルイソチオシアネートの収率が低すぎるからで
ある。
【0003】有機合成のための中間体として並びに殺線
虫剤及び殺菌剤としてますます使用されるようになった
メチルイソチオシアネートを製造のための西ドイツ国特
許出願公開第2105473号明細書の方法は、技術的
に重要な意義をもつようになった。西ドイツ国特許出願
公開第2105473号明細書に基づく、一般式: R−N=C=S [式中、Rは低いアルキル基を示す]のアルキルイソチ
オシアン酸エステルの製造方法によれば、一般式: R−NH−C(S)−SMe [式中、Rは前記のものを表し、かつMeはアルカリ金
属原子、アンモニウム基又はアルキルアンモニウム基を
表すことができる]のN−アルキルジチオカルバミネー
トの水溶液1モルを50〜120℃の温度で、20〜7
0重量%の過酸化水素水溶液少なくとも1モルと、5〜
9のpH値を維持して反応させ、かつ形成されたアルキ
ルイソチオシアン酸エステルを自体公知方法で単離す
る。特許請求項の範囲の記載によれば、ジチオカルバミ
ネート1モル当り有利には過酸化水素2.3〜2.5モ
ルが使用され、かつ6〜8のpH値が維持された。出来
るだけ濃縮したジチオカルバミネートを使用するのが、
特に有利であるとみなされた。該公知のプロセス制御に
おける副生成物としては、ジチオカルバミネートの過酸
化水素に対するモル比約1対2.5で、アルキルイソチ
オシアネート1モル当り硫黄1/2モル及び硫酸塩1/
2モルが生じる。これらの副生成物は該方法を実験室規
模で実施する際には容易に分離されるが、大規模な工業
的製造の際には硫黄の分離が問題を生じる。つまり、硫
黄は部分的に硬質の砕片で生じ、更に反応器に固まって
堅い表皮を生じる。該砕片及び堅い表皮を除去するため
には、頻繁にかつ時折長時間にわたって作業が中断され
なければならない。このため、該方法の空時収率は著し
く減少する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、式: R−NH−C(S)−S−Me [式中、Rはメチル又はエチル基、及びMeはアルカリ
金属原子又はアンモニウムもしくはアルキルアンモニウ
ム基を表す]のN−アルキルジチオカルバミネートの水
溶液及び過酸化水素水溶液から出発し、上記N−アルキ
ルジチオカルバミネート1モル当り過酸化水素少なくと
も1モルを使用し、95℃〜130℃の温度で反応を実
施し、形成されたアルキルイソチオシアン酸エステルを
通常の方法で反応混合物から分離することにより、式: R−N=C=S [式中Rは、メチル又はエチル基を表す]のアルキルイ
ソチオシアン酸エステルを製造する方法を、更に、アル
キルイソチオシアネートの高い収率及び高い純度を維持
して、更に高い空時収率、及び反応器の浄化のための費
用を削減して実施することができるように改良すること
であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題は、N−アルキ
ルジチオカルバミネート水溶液と、20〜40重量%の
過酸化水素水溶液とを1対0.8〜1の容量比で1.5
〜4.5のpH値を維持して反応させることにより解決
される。請求項2項以降は、有利な実施態様である。
【0006】本発明による方法を特徴つける手段の組合
せにより、反応の際驚異的にもチオ硫酸ナトリウムが生
じ、元素硫黄はほとんど生成しない。実施例から明らか
なように、従来公知方法の反応条件下で予測された量の
5〜10%の硫黄が形成されるにすぎない。これに基づ
いて、反応器底部の水相内に懸濁された硫黄の排出は硫
黄の量が少ないために問題にならない。それに伴い、本
発明による方法によれば不連続的作業法においてもまた
連続的作業法においても障害のない運転進行を可能にす
る、従って所定の反応器の大きさで、モル/時間での反
応率を収率が低下することもなくほぼ2倍にすることが
できた。本発明によれば、メチル−及びエチルイソチオ
シアネートが約98%の純度及び約80〜95%の収率
で得られる。
【0007】N−アルキルジチオカルバミネート水溶液
と過酸化水素水溶液との反応は、95〜130℃、有利
には100〜120℃で行う。N−アルキルジチオカル
バミネート1モル当り過酸化水素少なくとも1〜3モ
ル、有利には2〜2.5モルを使用する。H22濃度
は、20〜40重量%の範囲内にある。更に高い濃度の
溶液、例えば50〜70重量%を有するものの希釈によ
り容易に手に入れられる水溶液のような、H2225〜
40重量%を有するH22水溶液は、有利に使用され
る。希釈は、場合によって反応室内への過酸化水素溶液
の注入の際に、必要に応じた濃度が生じるように、例え
ば濃縮過酸化水素水溶液と水の同時の噴霧することによ
り行うことができる。
【0008】N−アルキルジチオカルバミネート水溶液
の濃度は、有利には30〜45重量%の範囲内にあるべ
きである。溶液のpH値は9.5〜12.0に調整す
る。このような溶液の製造は、自体公知の方法で行う。
有利に使用されるN−アルキルジチオカルバミン酸ナト
リウムの溶液は、アルキルアミン、二硫化炭素及び苛性
ソーダ溶液から入手される。
【0009】両者溶液の反応は、請求項に記載の容量比
で、反応混合物の水相内で1.5〜4.5、有利には
2.0〜4.0のpH値が維持されるように実施する。
pH値が5〜9の範囲内にあるべきであるという、西ド
イツ国特許出願公開第2105473号明細書記載の従
来公知の方法においては、確かにN−アルキルジチオカ
ルバミネート溶液の過酸化水素溶液に対する容量比は記
載されていないが、実施例から該容量比は1対0.45
〜0.75の範囲内にあることは明らかであり、従って
該容量比は本発明の請求項に記載の方法の範囲外にあ
る。
【0010】互いに反応すべき水溶液は、分離した供給
導管から反応器内で一緒にすることによって反応させる
ことができる。95から130℃の反応温度では、アル
キルイソチオシアネートは一般にその生成直後に、副生
成物を含有する水相から蒸気状で分離される。ジチオカ
ルバミネートのわずかな分解によって形成される二硫化
炭素は粗製アルキルイソチオシアネートの蒸留によって
定量的に回収され、かつジチオカルバミネートの製造に
戻すことができる。
【0011】アルキルイソチオシアン酸エステルの単離
は、自体公知の方法で、例えばケトン、脂肪族又は芳香
族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭
素、二硫化炭素、エチレン、エステル又はニトロベンゼ
ンを用いて、例えば抽出によって行う。しかしながら、
特に該方法の連続的操作において有利であるのは、水蒸
気を加えることによって行うこともできる、共沸混合物
蒸留による分離である。該手段により、収率を著しく上
昇させることができる。ジチオカルカルバミネートの過
酸化水素との反応の極めて高い反応熱量も利用すること
もできる。この反応熱量は、イソチオシアン酸エステル
の蒸留のために付加的エネルギーが必要とされない程大
きい。
【0012】特に有利な実施態様によれば、N−アルキ
ルジチオカルバミネート水溶液と、過酸化水素水溶液と
を、小滴、特に極めて微細に分割された小滴の形で互い
に反応させる。液体を小滴形に変換するための通常の装
置が適当である。有利には、成分の微細な分散はノズル
を使用することによって達成され、その際一成分又は多
成分ノズルを使用することが出来る。1個以上のノズル
が、反応器内の、例えば蓋及び/又は壁の上方部分に配
置されていてもよい。
【0013】その都度の反応器の大きさに基づき、ノズ
ルの噴霧角は、内壁での凝縮を避けるために、主反応が
反応器の上部1/3の中心部分で行われるように設定す
る。反応器に、反応開始前にその容積に応じて約1/8
〜約1/3まで水を充填する。連続的操作法の際には、
形成される副生成物は連続的に反応器から除去し、かつ
必要であれば、水と交換する。
【0014】
【実施例】次に、本発明を以下の実施例によって明らか
にする。
【0015】例1 互いに反応すべき溶液のための噴霧装置、撹拌機、蒸気
排出口、底部液排出口並びにpH及び温度測定装置を備
えた、加熱及び冷却可能な反応器に、その容積の15%
まで水を充填する。水性装入物を約98℃に加熱した後
に、公知方法でメチルアミン、二硫化炭素及び水酸化ナ
トリウムから製造しかつpH値10に調整した42重量
%のN−メチルジチオカルバミネート水溶液3モル(7
70ml)を32.5重量%の過酸化水素水溶液7.5モ
ル(700ml)と90分以内反応させる。このために、
N−メチルジチオカルバミネート水溶液と過酸化水素水
溶液とを容量比1:0.91(モル比1:2.5)で内
径2mmのノズル使用して合流させ、か微細に分散させて
反応器内に噴霧する。形成されたメチルイソシナネート
を、その生成直後に蒸留で取り出す。反応中、液体相
(反応器底部)のpH値、及び蒸気排出口の温度を追跡
する(表1参照)。
【0016】 ジチオカルバミネート/過酸化水素反応の反応熱量は極
めて大きいので、メチルイソチオシアネートの蒸留のた
めに付加的なエネルギーは不必要である。メチルイソチ
オチアネートが液状に分離されるように、冷却器の温度
を35℃〜38℃に調整する。同時に過剰蒸留された水
中になおメチルイソチオチアネート約5から7%が溶解
されており、これはn−ヘキサンで抽出することにより
分離する(該分離は、選択的に水相の蒸留によってもま
た行うことができる)。
【0017】98%のメチルイソチオチナネート2.6
モル(87%の収率相当)が得られる。水相(反応器底
部)内には硫黄4g、従って従来公知のプロセス制御で
予測される量の8.3%が懸濁されているにすぎない。
【0018】例2 例1に類似して、以下の条件下で相互に反応させる:p
H値11.0に調整した42重量%のN−メチルジチオ
カルバミネート水溶液770ml(3モル)と35重量%
の過酸化水素水溶液650ml(7.5モル)、溶液の容
量比1:0.84、反応体のモル比1:2.5。反応中
の液相のpH値及び蒸気排出口の温度は、表2に示す。
【0019】 98%のメチルイソチオシアネート2.51モル(84
%の収率相当)が得られ、水相は硫黄5g(理論的に可
能な量の10.4%)を含有する。
【0020】例3 例1に類似して、以下の条件下で相互に反応させる:p
H値10に調整した42重量%のN−メチルジチオカル
バミネート水溶液770ml(3モル)と32.5重量%
の過酸化水素水溶液644ml(6.9モル)、溶液の容
量比1:0.84、反応体のモル比1:2.3。反応中
の液相のpH値及び蒸気排出口の温度は、表3に示す。
【0021】 98%のメチルイソチオシアネート2.45モル(82
%の収率に相当)が得られ、水相は硫黄3.7g(理論
的に可能な量の7.7%)を含有する。
【0022】例4 例1に類似して、以下の条件下で相互に反応させる:p
H値10に調整した42重量%のN−メチルジチオカル
バミネート水溶液770ml(3モル)と30重量%の過
酸化水素水溶液760ml(7.5モル)、溶液の容量比
1:0.99、反応体のモル比1:2.5。反応中の液
相のpH値及び蒸気排出口の温度は、表4に示す。
【0023】 98%のメチルイソチオシアネート2.45モル(82
%の収率に相当) が得られ、水相は硫黄3g(理論的
に可能な量の6.2%)を含有する。
【0024】例5 例1に類似して、以下の条件下で相互に反応させる:p
H値10に調整した42重量%のN−メチルジチオカル
バミネート水溶液770ml(3モル)と32.5重量%
の過酸化水素水溶液700ml(7.5モル)、溶液の容
量比1:0.91、反応体のモル比1:2.5。反応中
に、付加的に水蒸気350gを反応室中に吹き込む。9
0分間の反応中の液相のpH値及び蒸気排出口の温度
は、表5に示す。
【0025】 98%のメチルイソチオシアネート2.7モル(90%
の収率に相当)が得られ、水相中に硫黄3.5g(理論
的に可能な量の7%)が懸濁される。
【0026】例6 公知方法でエチルアミン、二硫化炭素及び苛性ソーダ溶
液から製造した、36重量%の、pH値10に調整した
N−エチルジチオカルバミネート水溶液515ml(1.
5モル)を、90分以内で31重量%の過酸化水素水溶
液410ml(3.75モル)と共に例1に類似してノズ
ルを通して噴射する。N−エチルジチオカルバミネート
水溶液の過酸化水素水溶液に対する容量比は1:0.
8、反応体のモル比は1:2.5である。反応中の液相
(反応器底部液)のpH値及び蒸気排出口の温度は、表
6に示す。
【0027】 98%のエチルイソチオシアネート1.38モル(9
2.4%の収率に相当)が得られ、かつ硫黄2g(理論
的に可能な量の8.3%)が形成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 395024090 209,Avenue Charles Despiau,Rion−des−L andes,FRANCE (56)参考文献 特開 昭47−17719(JP,A) 特開 昭53−112815(JP,A) 特開 平3−193760(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 331/20

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: R−NH−C(S)−S−Me [式中、Rはメチル又はエチル基、及びMeはアルカリ
    金属原子又はアンモニウムもしくはアルキルアンモニウ
    ム基を表す]のN−アルキルジチオカルバミネートの水
    溶液及び過酸化水素水溶液から出発し、上記N−アルキ
    ルジチオカルバミネート1モル当り過酸化水素少なくと
    も1モルを使用し、95℃〜130℃の温度で反応を実
    施し、形成されたアルキルイソチオシアン酸エステルを
    通常の方法で反応混合物から分離することにより、式: R−N=C=S [式中Rは、メチル又はエチル基を表す]のアルキルイ
    ソチオシアン酸エステルを製造する方法において、N−
    アルキルジチオカルバミネート水溶液と、20〜40重
    量%の過酸化水素水溶液とを1対0.8〜1の容量比で
    1.5〜4.5のpH値を維持して反応させることを特
    徴とする、アルキルイソチオシアン酸エステルの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 30〜45重量%の、有利には9.5〜
    12のpH値に調整したN−アルキルジチオカルバミネ
    ート水溶液を使用する請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 N−アルキルジチオカルバミネート1モ
    ル当り過酸化水素2〜2.5モル使用する請求項1又は
    2記載の方法。
  4. 【請求項4】 N−アルキルジチオカルバミネート水溶
    液と、過酸化水素水溶液とを小滴の形で互いに反応させ
    る請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 形成されたアルキルイソチオシアン酸エ
    ステル、及び反応条件下で揮発性の副生成物をそれらの
    生成直後に蒸気状で、かつ非揮発性の副生成物を水相と
    一緒に反応室から分離し、かつ必要であれば、反応器内
    の液面を水を加えることによって維持することにより、
    該方法を連続的に実施する請求項1から4までのいずれ
    か1項記載の方法。
  6. 【請求項6】 反応中、反応器に付加的に水蒸気を吹き
    込む請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
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JPH06184092A JPH06184092A (ja) 1994-07-05
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US3637788A (en) * 1968-07-19 1972-01-25 Upjohn Co Process for producing isothiocyanates
DE2105473C3 (ja) * 1971-02-05 1974-07-18 Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt

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DE59003627D1 (de) 1994-01-05
EP0446420A1 (de) 1991-09-18
DE4001020A1 (de) 1991-07-18
US5208361A (en) 1993-05-04
EP0446420B1 (de) 1993-11-24
ES2059954T3 (es) 1994-11-16
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