JP3810081B2 - スルホニルイソシアネートの改良された製造方法 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、対応するスルホンアミドとホスゲンからスルホニルイソシアネートを製造するための改良方法に関する。スルホニルイソシアネートは、スルホニル尿素除草剤を含む有害生物防除剤及び医薬のようなファインケミカルの製造における有用な中間体である。
米国特許第４，２３８，６２１号明細書は、対応するスルホンアミドとホスゲンとの反応混合物からスルホニルイソシアネートを製造することを開示しているが、その反応混合物において、ホスゲンに対してスルホンアミドは一般にモル過剰で存在している。本発明においては、ホスゲンはスルホンアミドに対して常にモル過剰であって、これにより、より良い収率とより短い反応時間が提供される。
発明の概略
本発明は、反応混合物においてスルホンアミドに対してホスゲンが過剰であるように、式（１）に従い、不活性溶媒、ホスゲン及び触媒からなる反応混合物に、式IIの対応するスルホンアミドを、少しづつ段階的にまたは連続的に、好適には連続的に、添加することを含む、式Ｉのスルホニルイソシアネートの製造のための改良方法に関する。

式中、Ｊは、

である。
最も好適なスルホニルイソシアネートは２−（イソシアナトスルホニル）安息香酸メチルである。
発明の詳細な説明
本発明に従えば、スルホンアミドIIは、不活性溶媒、ホスゲン及び触媒からなる反応混合物に供給されて、そこでイソシアネートＩに転化される。実用的な速度で反応を進行させるためには、通常、高温、代表的には１００°〜２００℃、好適には１２０°〜１３５℃の範囲が要求される。圧力は周囲圧乃至約２気圧（約２００ｋＰａ）である。反応の間のいかなる時点においてもスルホンアミドに対してモル過剰のホスゲンが存在する（以下、「ホスゲンに富む」という）ように；好適には反応混合物中に少なくとも２重量％の、より好適には少なくとも５％のホスゲンが存在するように；ホスゲンを反応混合物に補充する。スルホンアミドは、少しづつ段階的にまたは連続的に、好適には連続的に反応混合物に供給できる。そして、スルホンアミドは、スラリーであるかまたは溶媒中の溶液の形態で、好適には可能な限り濃縮された形態で、あり得る。反応器に入れる前に、スラリーを予熱することもできる。
溶媒は、所望の反応温度以上の沸点を有するいかなる不活性溶媒であってもよい。その例にはキシレン、クロロベンゼン、メシチレン、トルエン、ペンタクロロエタン及びオクタンが含まれる。
触媒には、ブチルイソシアネートのようなカルバリール（carbaryl）イソシアネート類（米国特許第４，２３８，６２１号明細書）及び１，４-ジアザ［２，２，２］ビシクロオクタン（ＤＡＢＣＯ）のような第３級アミンが含まれる。全仕込み量の触媒を初期の反応混合物に添加するか、或いは反応過程の間に段階的にまたは連続的に添加することもできる。反応過程にわたって触媒を供給すると、必要とされる触媒の総量を低減でき、且つ、副反応も低減できる。
触媒には、更に、スルホニルイソシアネート（Res. Discl.（１９８３） ２３２１０，２６１）、好適には生成したスルホニルイソシアネートも包含される。スルホニルイソシアネートは単離する必要がなく、そして先のバッチからの生成した反応混合物（「ヒール（heel）」という）のわずかな部分を、引き続くバッチにおいて触媒として使用することができる。
スルホンアミドとホスゲンの反応はきわめて迅速で且つ発熱反応であり、そしてＨＣｌが副生物として生じる。好適にはホスゲンの激しい還流を維持することにより、可能な限り迅速にこのＨＣｌを反応混合物の外に排除し、これにより、ＨＣｌにより生じる副反応を最小にしそしてその結果として収率の損失も最小にすることが好ましい。排除されたＨＣｌ気体は、典型的には、環境への放出が回避されるように、洗浄剤により捕捉される。そして、ホスゲンは凝縮されそして反応混合物に戻される。ＨＣｌの発生は、反応過程を監視するために利用され、そしてスルホンアミドの適宜の供給速度及び濃度を維持するためにも利用されるので、反応を制御下に保つことができ且つ反応時間を可能な限り短くできる。
反応が終了した後、過剰のホスゲンと溶解したＨＣｌは、蒸留のような標準方法で混合物から除去できる。スルホニルイソシアネートは、結晶化及び濾過のような標準方法で回収できる。別法として、スルホニルイソシアネートを、更に、単離してまたは単離せずに反応させて、例えば米国特許第４，２３８，６２１号明細書の第５欄第１４〜２０行に記載されているようなスルホニル尿素除草剤を形成することもできる。
本発明に従えば、より少ない反応時間で、スルホニルイソシアネートを改良された収率で得ることができる。本発明の臨界的な特徴は、実質的にプロセス全体を通してホスゲンに富む環境におけるスルホンアミドの反応にある。対照的に、スルホンアミドからスルホニルイソシアネートを製造する公知の方法では、実質的にプロセス全体を通して、ホスゲンに対してスルホンアミドが過剰であるように、ホスゲンが、スルホンアミドの反応混合物に添加される。
実施例
以下の実施例は本発明の改良方法を例証する。比較実施例Ａは米国特許第４，２３８，６２１号明細書及びRes. Discl.（１９８３）２３２１０，２６１に開示されているような技術水準を具体的に説明するために提供される。一貫して、同じ反応器を使用した。全実施例で、スルホニルイソシアネートは２−（イソシアナトスルホニル）−安息香酸メチルであり、そしてスルホンアミドは２−（アミノスルホニル）−安息香酸メチルである。
反応器は、蒸気加熱のためのジャケットで覆われており且つ還流ホスゲンを回収するために−３０℃に冷却し得る還流冷却器を備えたPfaudler 7500L反応器である。この反応器は、反応物を導入するための入口、生成物を回収するための出口及び反応の間ずっと成分を攪拌するための攪拌器を有している。

実施例１
先のバッチからのヒールを反応器中に存在させた。キシレンとスルホンアミドのスラリーを別の容器中で製造した。反応器を約１３０℃に加熱し、その後、１２７℃で、反応器が反応混合物で満たされるまで（反応量の約３重量％の）ホスゲンを添加した。激しい還流条件を維持しながら、スルホンアミドスラリーとブチルイソシアネートの連続的な供給を同時に開始した。スラリーの供給速度は２ｋＧ／分であった。ブチルイソシアネートの速度は、スルホンアミドに対して約１０％モル比であり、これをスラリー添加の全過程を通じて維持した。ＨＣｌ気体の発生を指標として運転圧力を監視した。反応過程の間、反応温度を維持するために必要に応じてホスゲンを反応器に補充したが、これにより反応器は常に反応混合物で満たされていた。反応が終了したとき、残存ＨＣｌとホスゲンを、溶媒蒸留により並びに還流下で窒素と一緒に散らすことにより、反応混合物から除去し、反応混合物を冷却させた。反応混合物をスルホニルイソシアネートに関して分析し、収率を算出した。
実施例２
上記の要約に記載された量と条件を使用した以外は、実施例１のとおりに実施例２を行った。
実施例３
上記の要約に記載された量と条件を使用した以外は、実施例１のとおりに実施例３を行った。
比較実施例Ａ
先のバッチからのヒールを反応器中に存在させた。別の容器中でスルホンアミドをキシレンでスラリー化し、次いでその全仕込み量を、ヒールを含む反応器に移した。次に、ブチルイソシアネートに反応器に添加し、その後、反応器を反応温度まで高めた。次に、ホスゲンの連続的な供給を、約１５０ｋＧ／時間の速度で開始し、そしてＨＣｌが発生するにつれ、着実な運転圧力を維持するために必要に応じて調整した。ホスゲン消費の停止に示されるように、反応が終了したとき、残存ＨＣｌとホスゲンを、溶媒蒸留により並びに環流下で窒素と一緒に散らすことにより、反応混合物から除去し、反応混合物を冷却させた。反応混合物をスルホニルイソシアネートに関して分析し、収率を算出した。

Claims (4)

1. 式Ｊ−ＳＯ₂ＮＨ₂の化合物、ホスゲン及び溶媒を含む反応混合物中で、Ｊ−ＳＯ₂ＮＨ₂の化合物をホスゲンと反応させて、式
   Ｊ−ＳＯ₂ＮＣＯ
   ［式中、Ｊは
   

   

   である］
   の化合物を製造する方法であって、式Ｊ−ＳＯ ₂ ＮＨ ₂ の化合物を少しづつ段階的にまたは連続的に反応混合物に供給し且つＪ−ＳＯ₂ＮＨ₂の化合物に対して過剰モルのホスゲンが反応混合物中に存在するようにホスゲンを反応混合物に補充することを特徴とする方法。
2. 反応混合物中のホスゲンの重量％が反応混合物の重量に基づいて少なくとも２重量％である請求の範囲第１項の方法。
3. 反応混合物中のホスゲンの重量％が反応混合物の重量に基づいて少なくとも５重量％である請求の範囲第２項の方法。
4. ＪがＪ−１である請求の範囲第１項の方法。