JP2962596B2 - Method for producing isocyanate - Google Patents

Method for producing isocyanate

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JP2962596B2
JP2962596B2 JP3160423A JP16042391A JP2962596B2 JP 2962596 B2 JP2962596 B2 JP 2962596B2 JP 3160423 A JP3160423 A JP 3160423A JP 16042391 A JP16042391 A JP 16042391A JP 2962596 B2 JP2962596 B2 JP 2962596B2
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isocyanate
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、触媒の存在下にウレタ
ンの熱分解によってイソシアナートを製造する方法に関
する。
The present invention relates to a process for producing isocyanates by pyrolysis of urethane in the presence of a catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】ウレタンの熱分解によってイソシアナー
トとヒドロキシル化合物が得られることは古くから知ら
れており(例えば、H.Schiff,Ber.,3,635(1870);A.W.H
offmann,Ber.,3,653(1870))、その基本反応は次の式に
よって例示される。 R(NHCOOR')n → R(NCO)n + n R'OH または (R'NHCOO)nR → n R'NCO + R(OH)n (ただし、R はn 価の有機残基、R'は一価の有機残基、
nは1以上の整数を表す。)上記の一般式で表される熱
分解反応は可逆的であり、その平衡は低温側で左辺のウ
レタンに偏っているが、高温ではイソシアナートとヒド
ロキシル化合物側が有利となる。
2. Description of the Related Art It has long been known that the thermal decomposition of urethane gives isocyanates and hydroxyl compounds (for example, H. Schiff, Ber., 3 , 635 (1870); AWH).
offmann, Ber., 3 , 653 (1870)), and its basic reaction is exemplified by the following equation. R (NHCOOR ') n → R (NCO) n + n R'OH or (R'NHCOO) nR → n R'NCO + R (OH) n (where R is an n-valent organic residue and R' is Monovalent organic residues,
n represents an integer of 1 or more. ) The thermal decomposition reaction represented by the above general formula is reversible, and its equilibrium is biased toward the urethane on the left side at low temperatures, but at high temperatures, the isocyanate and hydroxyl compounds are advantageous.

【0003】このようにウレタンの熱分解反応は高温下
で行われるなど反応条件が厳しく種々の不可逆的な副反
応を併発する。副反応としては前記のH.Schiffの文献や
E.Dyer及びG.C.Wrightの研究(J.Am.Chem.Soc.,81,2138
(1959))などに示されるように、例えば置換された尿素
類、ビュレット類、カルボジイミド類、イソシアヌレー
ト類等の生成を挙げることが出来る。これら副反応のた
め目的とするイソシアナートの収率・選択率の低下を招
くのみならず、特にポリイソシアナートの製造において
は高分子量物の生成を引き起こし、場合によっては固形
物の析出によって反応器の閉塞等長期操業が困難になる
等の事態を招くこととなる。
[0003] As described above, the thermal decomposition reaction of urethane requires severe reaction conditions, such as the reaction being performed at a high temperature, and causes various irreversible side reactions. Side reactions include the above-mentioned H. Schiff literature and
Research by E. Dyer and GCWright (J. Am. Chem. Soc., 81 , 2138)
(1959)), for example, the production of substituted ureas, burettes, carbodiimides, isocyanurates and the like. These side reactions not only reduce the yield and selectivity of the target isocyanate, but also cause the production of high molecular weight substances, especially in the production of polyisocyanates, and in some cases, the precipitation of solids in the reactor. This can lead to such situations as long-term operation becoming difficult, such as blockage of the building.

【0004】好ましくない副反応の大部分は高温側で、
また反応時間が長く生成したイソシアナートが反応混合
物の各成分と接触している時間が長くなるにつれて、増
大する傾向にある。ウレタンの熱分解における不所望な
副生物の生成を抑制し良好なイソシアナート収率を得る
ことに関して、これまでも種々の方法が提案されてき
た。
[0004] Most of the undesired side reactions are at high temperatures,
Also, the reaction time tends to increase as the time during which the produced isocyanate is in contact with each component of the reaction mixture is increased. Various methods have been proposed so far for suppressing the generation of undesired by-products in the thermal decomposition of urethane and obtaining a good isocyanate yield.

【0005】その一つとして触媒を用いて熱的負荷を小
さくする方法があり、例えば米国特許第 2713591号、同
第 2692275号、同第2727020号、特開昭54-88201号公報
には塩基性触媒の存在下にウレタンを熱分解することに
よるイソシアナートの製造方法が記載されている。しか
しながら、これら塩基性触媒を使用した場合、固体状副
生物の生成量が増加し、イソシアナートの収率はそれほ
ど高くならないことが報告されており(F.W.Abbate et.
al.,J.Appl.Pol.Sci.,16,1213(1972) )、好ましいもの
とは言えない。
One of the methods is to reduce the thermal load by using a catalyst. For example, US Pat. Nos. 2,135,911, 2,692,275 and 2,727,020 and JP-A-54-88201 disclose basic methods. A process for producing isocyanates by pyrolyzing urethane in the presence of a catalyst is described. However, it has been reported that when these basic catalysts are used, the yield of solid by-products is increased and the yield of isocyanate is not so high (FWAbbate et.
al., J. Appl. Pol. Sci., 16 , 1213 (1972)), which is not preferred.

【0006】また、ルイス酸を触媒とする熱分解方法が
特公昭46-17773号公報に提案されており、種々の金属塩
やハロゲン化物が例示されている。これらの改良特許と
して種々の金属化合物を触媒として用いる熱分解方法が
多数提案されており、例えば特開昭51-19721号公報では
重金属化合物が、特開昭52-19624号公報および特開昭56
- 166160号公報ではIb,IIb,IIIa,IVa,
IVb,Vb,VIII族の金属化合物が、特開昭56-7
9657号公報および特開昭57-21356号公報ではルイス酸で
ある塩化亜鉛が、米国特許第4290968号および同第43691
41号ではそれぞれアルミニウムと鉄のアセチルアセトナ
ートが、特開昭58- 128354号公報ではタリウム、スズ、
アンチモン、ジルコニウムの化合物が均一系熱分解触媒
として、それぞれ有効に作用しているとの記載がある。
また固体触媒としては、特開昭56-65856号公報、特開昭
56-65857号公報および特開昭56-65858号公報において、
表面富有の金属状の亜鉛、アルミニウム、チタン、鉄、
クロム、コバルト及びニッケルの使用が記載されてい
る。さらに特開昭57- 158747号公報において、種々の金
属の酸化物・硫化物を、また特開昭57- 158746号公報で
は種々の金属の炭化物・窒化物を固体触媒として用いる
方法が提案されている。
A thermal decomposition method using a Lewis acid as a catalyst is proposed in Japanese Patent Publication No. 46-17773, and various metal salts and halides are exemplified. As these improved patents, a number of thermal decomposition methods using various metal compounds as catalysts have been proposed.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-19721 discloses heavy metal compounds, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 52-19624 and 56-56.
-166160 discloses Ib, IIb, IIIa, IVa,
Group IVb, Vb and VIII metal compounds are disclosed in
No. 9657 and JP-A-57-21356 disclose zinc chloride, which is a Lewis acid, in U.S. Pat.
In No. 41, acetylacetonate of aluminum and iron respectively, and in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-128354, thallium, tin,
There is a description that antimony and zirconium compounds effectively act as homogeneous pyrolysis catalysts, respectively.
As solid catalysts, JP-A-56-65856 and JP-A-56-65856
In JP-A-56-65857 and JP-A-56-65858,
Surface-rich metallic zinc, aluminum, titanium, iron,
The use of chromium, cobalt and nickel is described. Further, JP-A-57-158747 proposes a method of using oxides / sulfides of various metals as solid catalysts, and JP-A-57-158746 proposes a method of using carbides / nitrides of various metals as solid catalysts. I have.

【0007】しかしながら、例えば平塚、横山著「高分
子加工」、第34巻502頁(1985)や岩田著「ポ
リウレタン樹脂ハンドブック」(1987年日刊工業社
刊)90〜98頁に示されているようにウレタンの熱分
解反応に触媒活性を示す多くの金属及び金属化合物がア
ロファネート化、ビュレット生成や三量化等の副反応に
対しても触媒作用を示すことはよく知られており、これ
まで提案されてきた触媒の使用ではウレタンの熱分解に
おける不所望な副生物の生成を抑制し良好なイソシアナ
ート収率を得ることには限界があった。
However, for example, as shown in Hiratsuka and Yokoyama, "Polymer Processing", Vol. 34, p. 502 (1985) and Iwata, "Polyurethane Resin Handbook" (1987, published by Nikkan Kogyo Co., Ltd.), pp. 90-98. It is well known that many metals and metal compounds that exhibit catalytic activity in the thermal decomposition reaction of urethane also exhibit catalytic activity in side reactions such as allophanation, burette formation and trimerization, and have been proposed so far. The use of such catalysts has a limitation in suppressing the formation of undesired by-products in the thermal decomposition of urethane and obtaining a good isocyanate yield.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は高収率で長期
間安定してイソシアナートを製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing an isocyanate stably at a high yield for a long period of time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは先
行技術にみられる種々の問題点を克服するために鋭意検
討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明は下記(1)式で示されるカルバミン酸エス
テルの存在下にウレタンを熱分解することを特徴とする
イソシアナートの製造方法である。
The inventors of the present invention have made intensive studies to overcome various problems in the prior art, and as a result, have completed the present invention. That is, the present invention is a method for producing an isocyanate, which comprises thermally decomposing urethane in the presence of a carbamic acid ester represented by the following formula (1).

【0010】[0010]

【化2】 Embedded image

【0011】本発明の方法において、(1)式で示され
るカルバミン酸エステルの具体的な例は、カルバミン酸
フェニル、カルバミン酸クレジルの各異性体、カルバミ
ン酸キシリルの各異性体、カルバミン酸ナフチル、カル
バミン酸メチル、カルバミン酸エチル、カルバミン酸プ
ロピルの各異性体、カルバミン酸ブチルの各異性体、カ
ルバミン酸ペンチルの各異性体、カルバミン酸ヘキシル
の各異性体、カルバミン酸シクロヘキシル、カルバミン
酸オクチルの各異性体等が例示され、また上記の炭化水
素基の水素の一部がハロゲン基、ニトロ基、ニトロソ
基、ニトリル基で置換されたものも含まれる。
In the method of the present invention, specific examples of the carbamate represented by the formula (1) include phenyl carbamate, isomers of cresyl carbamate, isomers of xylyl carbamate, naphthyl carbamate, Methyl carbamate, ethyl carbamate, propyl carbamate isomers, butyl carbamate isomers, pentyl carbamate isomers, hexyl carbamate isomers, cyclohexyl carbamate, octyl carbamate isomers Examples thereof include those in which a part of hydrogen of the above hydrocarbon group is substituted with a halogen group, a nitro group, a nitroso group, or a nitrile group.

【0012】本発明の方法において(1)式で示される
カルバミン酸エステルは原料であるウレタンに対し0.
1〜50mol%、好ましくは0.5〜30mol%の
範囲で用いられる。上記の範囲より少ない量では反応活
性の効果が小さく、また上記範囲より大きい場合には副
反応が増大し反応の選択率が悪化したり不溶解ポリマー
の発生が著しくなり好ましくない。
In the method of the present invention, the carbamic acid ester represented by the formula (1) is added to the urethane as a raw material in an amount of 0.1%.
It is used in the range of 1 to 50 mol%, preferably 0.5 to 30 mol%. If the amount is less than the above range, the effect of the reaction activity is small, and if the amount is larger than the above range, side reactions increase and the selectivity of the reaction deteriorates, and the generation of an insoluble polymer is not preferable.

【0013】本発明において原料として用いられるウレ
タンは、分解によって生成してくるイソシアナートとヒ
ドロキシル化合物のそれぞれの沸点が反応条件下におい
て5℃以上異なるようなN−モノ置換ウレタンであれば
どのようなものでもよい。この様なウレタンは次の
(2)式
The urethane used as a raw material in the present invention may be any type of N-mono-substituted urethane in which the boiling points of the isocyanate and the hydroxyl compound produced by decomposition differ by 5 ° C. or more under the reaction conditions. It may be something. Such a urethane is expressed by the following equation (2).

【0014】[0014]

【化3】 Embedded image

【0015】で示される化合物である。ここで、 Rはn
価(nは1〜4の整数)の飽和または不飽和の脂肪族基
および脂環族基、芳香族基、アラルキル基から選ばれる
有機基を表し、R'は一価の飽和または不飽和の脂肪族
基、および脂環族基、芳香族基、アラルキル基から選ば
れる有機基を表す。また、これらの有機基はイソシアナ
ート基と反応しない他の置換基、例えばハロゲン原子、
ニトロ基、シアノ基、アシル基、アシロキシ基、カルバ
モイル基などを含んでいてもよいし、イソシアナート基
自身を含んでいてもよい。また、イソシアナート基と反
応しない二価の官能基、例えばエーテル基、チオエーテ
ル基、カルボニル基、カルボキシル基、スルホン基等を
含んでいてもよい。
Is a compound represented by the formula: Where R is n
A monovalent saturated or unsaturated aliphatic or alicyclic group, an aromatic group or an aralkyl group, wherein R ′ is a monovalent saturated or unsaturated Represents an organic group selected from an aliphatic group, an alicyclic group, an aromatic group, and an aralkyl group. Further, these organic groups are other substituents which do not react with the isocyanate group, for example, a halogen atom,
It may contain a nitro group, a cyano group, an acyl group, an acyloxy group, a carbamoyl group or the like, or may contain an isocyanate group itself. Further, it may contain a divalent functional group which does not react with the isocyanate group, for example, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, a carboxyl group, a sulfone group and the like.

【0016】この様なウレタンとしては、例えばメチル
カルバニレート、エチルカルバニレート、プロピルカル
バニレート、ブチルカルバニレート、シクロヘキシルカ
ルバニレート、フェニルカルバニレート、次の(3)式
Examples of such urethanes include methyl carbanilate, ethyl carbanilate, propyl carbanilate, butyl carbanilate, cyclohexyl carbanilate, phenyl carbanilate, and the following formula (3)

【0017】[0017]

【化4】 Embedded image

【0018】で示されるカルバニレート類;o-、m-また
はp-トリルカルバミン酸のメチルエステル、エチルエス
テル、フェニルエステル等のトリルカルバミン酸エステ
ル類;o-、m-またはp-フェニレンジカルバミン酸のジメ
チルエステル、ジエチルエステル、ジフェニルエステル
等のフェニレンジカルバミン酸ジエステル類;2,4−
または2,6−トリレンジカルバミン酸のジメチルエス
テル、ジエチルエステル、ジフェニルエステル等のトリ
レンジカルバミン酸ジエステル類;2,2’−、2,
4’−、2,6’−または4,4’−メチレンビスフェ
ニレンジカルバミン酸のジメチルエステル、ジエチルエ
ステル、ジブチルエステル、ジフェニルエステル等のメ
チレンビスフェニレンジカルバミン酸ジエステル類;次
の(4)式
Carbanilates represented by the formula: o-, m- or p-tolyl carbamic acid methyl ester, ethyl ester, phenyl ester and other tolyl carbamic acid esters; o-, m- or p-phenylenedicarbamic acid Phenylenedicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester and diphenyl ester; 2,4-
Or tolylene dicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester and diphenyl ester of 2,6-tolylene dicarbamic acid; 2,2′-, 2,
Methylenebisphenylenedicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester, dibutyl ester and diphenyl ester of 4'-, 2,6'- or 4,4'-methylenebisphenylenedicarbamic acid; the following formula (4)

【0019】[0019]

【化5】 Embedded image

【0020】で示されるポリメリック芳香族カルバミン
酸エステル類;次の(5)式
Polymeric aromatic carbamates represented by the following formula (5):

【0021】[0021]

【化6】 Embedded image

【0022】で示される芳香族カルバミン酸のエステル
類;ナフチルカルバミン酸のジメチルエステル、ジエチ
ルエステル、ジブチルエステル、ジフェニルエステル等
のナフチルカルバミン酸エステル類;1,4−、1,5
−、1,6−、または2,6−ナフチレンカルバミン酸
のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジブチルエス
テル、ジフェニルエステル等のナフチレンカルバミン酸
エステル類;エチレンビスカルバニレート、プロピレン
ビスカルバニレート、グリセリルトリスカルバニレー
ト、ペンタエリスリルテトラキスカルバニレート等の多
価アルコール類、メチルカルバミン酸、エチルカルバミ
ン酸、プロピルカルバミン酸、ブチルカルバミン酸、ア
ミルカルバミン酸、ヘキシルカルバミン酸、オクチルカ
ルバミン酸、オクタデシルカルバミン酸等のアルキルカ
ルバミン酸のメチルエステル、エチルエステル、ポロピ
ルエステル、ブチルエステル、フェニルエステル等のア
ルキルカルバミン酸エステル類;シクロペンチルカルバ
ミン酸、シクロヘキシルカルバミン酸等のメチルエステ
ル、エチルエステル、フェニルエステル等の脂環族カル
バミン酸エステル類;エチレンジカルバミン酸、トリメ
チレンジカルバミン酸、テトラメチレンジカルバミン
酸、ペンタメチレンジカルバミン酸、ヘキサメチレンジ
カルバミン酸、2,2,4−または2,4,4−トリメ
チルジカルバミン酸等のメチルエステル、エチルエステ
ル、フェニルエステル等のアルキレンジカルバミン酸エ
ステル類;メチルシクロヘキサン−2,4または2,6
−ジカルバミン酸、3−カルバミン酸メチル−3,5,
5−トリメチルシクロヘキシルカルバミン酸等のジメチ
ルエステル、ジエチルエステル、ジフェニルエステル等
の脂環族ジカルバミン酸ジエステル類;キシリレンジカ
ルバミン酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジ
フェニルエステル等のアラルキルジカルバミン酸ジエス
テル類;o-、m-またはp-クロロフェニルカルバミン酸、
2,5−、3,4−または3,5−ジクロロフェニルカ
ルバミン酸等のメチルエステル、エチルエステル、フェ
ニルエステル等のハロゲン化フェニルカルバミン酸エス
テル類があげられる。これらのカルバミン酸エステルは
単一のものでもよいし、2種以上の混合物であってもよ
い。
Esters of aromatic carbamic acid represented by the following: naphthyl carbamic acid esters such as dimethyl ester, diethyl ester, dibutyl ester and diphenyl ester of naphthyl carbamic acid; 1,4-, 1,5
Naphthylene carbamic esters such as dimethyl ester, diethyl ester, dibutyl ester and diphenyl ester of-, 1,6- or 2,6-naphthylene carbamic acid; ethylene biscarbanilate, propylene biscarbanilate, glyceryl triscal Polyhydric alcohols such as vanillate and pentaerythryltetrakiscarbanilate, and alkyls such as methylcarbamic acid, ethylcarbamic acid, propylcarbamic acid, butylcarbamic acid, amylcarbamic acid, hexylcarbamic acid, octylcarbamic acid and octadecylcarbamic acid Alkyl carbamates such as methyl ester, ethyl ester, propyl ester, butyl ester and phenyl ester of carbamic acid; cyclopentyl carbamic acid, cyclohexyl Alicyclic carbamates such as methyl ester, ethyl ester and phenyl ester such as rucarbamic acid; ethylene dicarbamic acid, trimethylene dicarbamic acid, tetramethylene dicarbamic acid, pentamethylene dicarbamic acid, hexamethylene dicarbamic acid , 2,2,4- or 2,4,4-trimethyldicarbamic acid and other methyl esters, ethyl esters, phenyl esters and other alkylene dicarbamic esters; methylcyclohexane-2,4 or 2,6
-Dicarbamic acid, methyl 3-carbamate-3,5,
Alicyclic dicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester and diphenyl ester such as 5-trimethylcyclohexylcarbamic acid; aralkyldicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester and diphenyl ester of xylylenedicarbamic acid; o- , M- or p-chlorophenylcarbamic acid,
Methyl esters such as 2,5-, 3,4- or 3,5-dichlorophenylcarbamic acid, and halogenated phenylcarbamic esters such as ethyl ester and phenyl ester. These carbamates may be used alone or as a mixture of two or more.

【0023】反応温度は原料のウレタンが分解される温
度であればどの様な温度でもよいが、通常は140〜380℃
の範囲内の適当な温度に保持される。より好ましくは16
0〜350℃の範囲で、さらにより好ましいのは180〜330℃
の範囲である。分解速度をあげるためにはできるだけ高
温が望ましいが、副反応を抑制するためには低温が好ま
しいので、それぞれのウレタンに応じて適当な温度が採
用されるべきである。
The reaction temperature may be any temperature as long as urethane as a raw material is decomposed, but is usually from 140 to 380 ° C.
Is maintained at an appropriate temperature within the range of More preferably 16
In the range of 0-350 ° C, even more preferred is 180-330 ° C
Range. As high a temperature as possible is desirable in order to increase the decomposition rate, but a low temperature is preferable in order to suppress a side reaction, so that an appropriate temperature should be adopted according to each urethane.

【0024】反応圧力は前記の反応温度が分解生成物で
あるイソシアナートまたはヒドロキシル化合物の内の少
なくとも一つが気化する圧力でなければならない。ま
た、溶媒を用いた場合にはその沸点以下となるような圧
力を選択する必要がある。これらの条件が満たされれば
減圧下、例えば1mmHgから、加圧下、例えば40kg
/cm2 までの広い範囲の圧力下で実施される。
The reaction pressure must be such that the reaction temperature evaporates at least one of the decomposition products isocyanate or hydroxyl compound. When a solvent is used, it is necessary to select a pressure that is lower than the boiling point. If these conditions are satisfied, the pressure is reduced, for example, from 1 mmHg to the pressure, for example, 40 kg.
/ Cm 2 under a wide range of pressures.

【0025】本発明を実施する場合、その反応時間は反
応条件等により異なるが、通常平均滞留時間で1〜24
0分、好ましくは3〜150分の範囲が用いられる。本
発明の方法においては溶媒を使用することができる。溶
媒は熱分解条件下で実質的に不活性であればよくその沸
点が生成してくるイソシアナートとヒドロキシル化合物
の少なくとも一方の沸点よりも高いものを選ぶことが必
要である。この様な溶媒としては、脂肪族、脂環族また
は芳香族の非置換または置換の炭化水素類又はその混合
物類があり、またエーテル、ケトン、およびエステルの
ようなある種の酸素化合物、燐酸エステル、亜燐酸エス
テルのような含燐化合物あるいはチオエーテル、スルホ
キシド、スルホンなどの含硫黄化合物を例示することが
出来る。好ましい溶媒としてはヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ノナン、デカン、n−ヘキサデカン、n−オク
タデカン、エイコサン、スクアラン等のアルカン類およ
びこれらに相当するアルケン類;ベンゼン、トルエン、
キシレン、エチルベンゼン、クメン、ジイソプロピルベ
ンゼン、ジブチルベンゼン、ナフタレン、低級アルキル
置換ナフタレン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素
及びアルキル置換芳香族炭化水素類;クロルベンゼン、
ジクロルベンゼン、ブロムベンゼン、ジブロムベンゼ
ン、クロルナフタレン、ブロムナフタレン、ニトロベン
ゼン、ニトロナフタレン等のニトロ基・ハロゲン基によ
って置換された芳香族炭化水素類;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、アンスラ
セン、フェナンスレン、ジベンジルトルエン各種異性
体、トリフェニルメタン等の多環炭化水素化合物類;シ
クロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水
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、ブチルベンジルフタレート、
ジオクチルフタレート等のエステル類;トリブチルホス
フェート、トリクレジルホスフェート、トリブチルホス
ファイト、トリフェニルホスファイト等の含燐エステル
類;ジフェニルエーテル、ジフェニルサルファイド等の
エーテル及びエステル類;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;ジメチルスル
ホン、ジエチルスルホン、ジフェニルスルホン、スルホ
ラン等のスルホン類;さらにはシリコン油などがあげら
れる。
In the practice of the present invention, the reaction time varies depending on the reaction conditions and the like, but is usually 1 to 24 in average residence time.
A range of 0 minutes, preferably 3 to 150 minutes is used. In the method of the present invention, a solvent can be used. The solvent only needs to be substantially inert under thermal decomposition conditions, and it is necessary to select a solvent whose boiling point is higher than the boiling point of at least one of the isocyanate and the hydroxyl compound to be produced. Such solvents include aliphatic, cycloaliphatic or aromatic unsubstituted or substituted hydrocarbons or mixtures thereof, as well as certain oxygen compounds such as ethers, ketones and esters, phosphate esters And phosphorus-containing compounds such as phosphites and sulfur-containing compounds such as thioethers, sulfoxides and sulfones. Preferred solvents include alkanes such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, n-hexadecane, n-octadecane, eicosane, squalane and alkenes corresponding thereto; benzene, toluene,
Aromatic hydrocarbons and alkyl-substituted aromatic hydrocarbons such as xylene, ethylbenzene, cumene, diisopropylbenzene, dibutylbenzene, naphthalene, lower alkyl-substituted naphthalene and dodecylbenzene; chlorobenzene,
Aromatic hydrocarbons substituted by nitro groups and halogen groups such as dichlorobenzene, bromobenzene, dibromobenzene, chlornaphthalene, bromonaphthalene, nitrobenzene, and nitronaphthalene; diphenyl, substituted diphenyl, diphenylmethane, terphenyl, anthracene; Phenanthrene, various isomers of dibenzyltoluene, polycyclic hydrocarbon compounds such as triphenylmethane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and ethylcyclohexane; ketones such as methyl ethyl ketone and acetophenone; dibutyl phthalate, butyl benzyl phthalate;
Esters such as dioctyl phthalate; phosphorus-containing esters such as tributyl phosphate, tricresyl phosphate, tributyl phosphite and triphenyl phosphite; ethers and esters such as diphenyl ether and diphenyl sulfide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and diphenyl sulfoxide. Sulfones such as dimethyl sulfone, diethyl sulfone, diphenyl sulfone, and sulfolane; and silicon oil.

【0026】この様な溶媒は、あまり大量に使用すると
イソシアナートの空時収率を悪化させ反応装置の大型化
を招くので通常は原料のウレタンに対して重量で20倍
以下、さらに好ましくは10倍以下の範囲で用いられ
る。溶媒の反応系への導入は、ウレタンとの混合物とし
て行っても別個に行っても構わない。さらに、熱分解に
て生成する低沸点成分をよりいっそう速やかに追い出す
目的で搬送剤を用いることもできる。この様な搬送剤と
しては、窒素、アルゴン、ヘリウム、炭酸ガス、メタ
ン、エタン、プロパンなどの不活性ガス、ペンタン、ヘ
キサン、ヘプタン、ベンゼンなどの低級炭化水素類、ジ
クロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲ
ン化炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど
のエーテル類があげられる。
When such a solvent is used in an excessively large amount, the space-time yield of isocyanate is deteriorated and the size of the reaction apparatus is increased, so that the weight of the solvent is usually 20 times or less, more preferably 10 times or less, based on the urethane as the raw material. It is used in the range of 2 times or less. The introduction of the solvent into the reaction system may be carried out as a mixture with urethane or separately. Further, a carrier may be used for the purpose of expelling the low-boiling components generated by thermal decomposition more quickly. Examples of such a carrier include inert gases such as nitrogen, argon, helium, carbon dioxide, methane, ethane, and propane; lower hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and benzene; dichloromethane, chloroform, and carbon tetrachloride. And ethers such as tetrahydrofuran and dioxane.

【0027】また、例えば特開平1-125359号公報、特公
平 2ー11581号公報、特開平1ー125359号公報に開示されて
いるような反応安定剤を併用することも可能である。本
発明の方法はバッチ式でも連続式の反応でも使用でき、
反応装置の形式も従来熱分解の方法として提案されてい
る全てのものが採用できる。本発明の方法で分解により
生成したイソシアナートが気相成分として得られる場合
には他の気相成分(例えば、生成したヒドロキシル化合
物また場合によっては反応溶媒の一部)と当業者に知ら
れた方法により分離される。例えば、気相成分を蒸留塔
に導入して分離する方法、部分凝縮器により分縮分離す
る方法等が挙げられる。他方、目的とするイソシアナー
トの沸点が高く液相成分として得られるような場合に
は、熱分解を行った後例えば蒸発などの方法により他の
液相成分(例えば反応溶媒)と分離できる。
It is also possible to use a reaction stabilizer as disclosed in, for example, JP-A-1-125359, JP-B-2-11581 and JP-A-1-125359. The method of the invention can be used in batch or continuous reactions,
As for the type of the reaction apparatus, any of those conventionally proposed as a method of thermal decomposition can be adopted. If the isocyanate formed by decomposition in the method of the present invention is obtained as a gas phase component, it is known to those skilled in the art as other gas phase components (for example, a formed hydroxyl compound and optionally a part of the reaction solvent). Separated by method. For example, a method in which a gas phase component is introduced into a distillation column to separate it, a method in which partial separation is performed by a partial condenser, and the like can be mentioned. On the other hand, when the target isocyanate has a high boiling point and can be obtained as a liquid phase component, it can be separated from other liquid phase components (for example, a reaction solvent) by, for example, evaporation after thermal decomposition.

【0028】[0028]

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。本発明は、これら実施例によって限定されるもの
ではない。尚、実施例中、カルバミン酸エステルのモル
濃度は原料であるウレタンを基準としたものである。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. The present invention is not limited by these examples. In the examples, the molar concentration of the carbamic acid ester is based on urethane as a raw material.

【0029】[0029]

【実施例1】攪拌器、リービッヒ冷却管及び温度計を備
えた300ccのフラスコにPh-OOCNH(CH2)6NHCOOーPhで
表されるヘキサメチレンジフェニルウレタン45グラム
と燐酸トリクレジル105グラム及びPhOOCNH2で表され
るカルバミン酸フェニル1グラム(5.8mol%)を
しこみ、反応温度200°C,10mmHgの減圧下3
0分間反応せしめた。得られたOCN(CH2)6NCOで表される
ヘキサメチレンジイソシアナートの収率は96%、選択
率99%であった。尚、反応後の反応液中や反応器に浮
遊または付着した固形分はみられなかった。
EXAMPLE 1 In a 300 cc flask equipped with a stirrer, a Liebig condenser and a thermometer, 45 g of hexamethylenediphenylurethane represented by Ph-OOCNH (CH 2 ) 6 NHCOO-Ph, 105 g of tricresyl phosphate and 105 g of PhOOCNH 2 1 g (5.8 mol%) of phenyl carbamate represented by the following formula, and the reaction temperature was reduced to 200 ° C. under reduced pressure of 10 mmHg.
It was allowed to react for 0 minutes. The yield of hexamethylene diisocyanate represented by the obtained OCN (CH 2 ) 6 NCO was 96%, and the selectivity was 99%. In addition, no solid content floating or adhering to the reaction solution or the reactor after the reaction was observed.

【0030】[0030]

【比較例1】カルバミン酸フェニル1グラムを加えない
以外は実施例1と同様の方法で反応を行った。ヘキサメ
チレンジイソシアナートの収率は66%、選択率96%
であった。尚、反応後の反応液中や反応器に浮遊または
付着した固形分はみられなかった。
Comparative Example 1 A reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that 1 g of phenyl carbamate was not added. Hexamethylene diisocyanate yield: 66%, selectivity: 96%
Met. In addition, no solid content floating or adhering to the reaction solution or the reactor after the reaction was observed.

【0031】[0031]

【比較例2】カルバミン酸フェニル1グラムのかわりに
塩化第二鉄20ミリグラムを加えた以外は実施例1と同
様の方法で反応を行った。ヘキサメチレンジイソシアナ
ートの収率は91%、選択率93%であった。反応後の
反応液中や反応器に浮遊または付着した固形分量は0.
5グラムであった。
Comparative Example 2 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 20 mg of ferric chloride was added instead of 1 g of phenyl carbamate. The yield of hexamethylene diisocyanate was 91% and the selectivity was 93%. The amount of solids suspended or attached to the reaction solution or the reactor after the reaction is 0.1%.
It was 5 grams.

【0032】[0032]

【実施例2】原料として下記の(6)式で表される3−
フェノキシカルボニルアミノメチル−3,5,5−トリ
メチル−1−フェノキシカルボニルアミノシクロヘキサ
ン45グラムを用い、かつPhOOCNH2で表されるカルバミ
ン酸フェニル3グラム(20mol%)を用い反応温度
を230℃とした以外は実施例1と同様な方法で反応を
行った。3−イソシアナ−トメチル−3,5,5−トリ
メチル−1−イソシアナ−トシクロヘキサンの収率は9
2%、選択率は98%であった。尚、反応後の反応液中
や反応器に浮遊または付着した固形分はみられなかっ
た。
Example 2 As a raw material, 3-
Except that 45 g of phenoxycarbonylaminomethyl-3,5,5-trimethyl-1-phenoxycarbonylaminocyclohexane was used, and 3 g (20 mol%) of phenyl carbamate represented by PhOOCNH 2 was used, and the reaction temperature was 230 ° C. Was reacted in the same manner as in Example 1. The yield of 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethyl-1-isocyanatocyclohexane is 9
The selectivity was 2% and the selectivity was 98%. In addition, no solid content floating or adhering to the reaction solution or the reactor after the reaction was observed.

【0033】[0033]

【化7】 Embedded image

【0034】[0034]

【実施例3】原料として下記の(7)式で表される2,
4−(フェノキシアミノカルボニル)トルエン45グラ
ムを用い、さらにブチルベンジルフタレート105グラ
ム及びEtOOCNH2で表されるカルバミン酸エチル1グラム
(9.0mol%)を用いた以外は実施例1と同様の方
法で反応を行った。2,4−ジイソシアナートトルエン
の収率は92%、選択率は94%であった。尚、反応後
の反応液中や反応器に浮遊または付着した固形分はみら
れなかった。
Example 3 As a raw material, 2,2 represented by the following formula (7):
A method similar to that of Example 1 was used except that 45 g of 4- (phenoxyaminocarbonyl) toluene was used, 105 g of butylbenzyl phthalate and 1 g (9.0 mol%) of ethyl carbamate represented by EtOOCNH 2 were used. The reaction was performed. The yield of 2,4-diisocyanatotoluene was 92%, and the selectivity was 94%. In addition, no solid content floating or adhering to the reaction solution or the reactor after the reaction was observed.

【0035】[0035]

【化8】 Embedded image

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の方法は、従来技術に比べ高収率
高選択率でイソシアナートが得られ、しかも不溶解ポリ
マーの析出もない。
According to the method of the present invention, an isocyanate can be obtained with a higher yield and a higher selectivity as compared with the prior art, and there is no precipitation of an insoluble polymer.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記(1)式で示されるカルバミン酸エス
テルの存在下にウレタンを熱分解することを特徴とする
イソシアナートの製造方法。 【化1】
1. A method for producing an isocyanate, which comprises thermally decomposing urethane in the presence of a carbamic acid ester represented by the following formula (1). Embedded image
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