JP3827045B2 - Carbamate production method - Google Patents

Description

（式中、Ｒ¹ はアリール基又は芳香族複素環基を表し、Ｒ² はアリール基を表す。）
【００１０】
【化７】

（式中、Ｒ¹ はアリール基又は芳香族複素環基を表す。）
【００１１】
【化８】

（式中、Ｒ² はアリール基を表す。）
【００１２】
【化９】

（式中、Ｒ³ はアルキル基又はアラルキル基を表す。）
【００１３】
【化１０】

（式中、Ｒ¹ はアリール基又は芳香族複素環基を表し、Ｒ³ はアルキル基又はアラルキル基を表す。）
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるカルバメートとしては、前記の化学構造式（Ｉ）で表される構造を有する化合物が挙げられる。
化学構造式（Ｉ）において、Ｒ¹ は、アリール基（好ましくは炭素数６〜１４のアリール基）又は芳香族複素環基（好ましくは炭素数５〜１０でＮ、Ｏ、Ｓ等のヘテロ原子を一つ以上含む芳香族複素環基）を表す。また、Ｒ² はアリール基（好ましくは炭素数６〜１４のアリール基）を表す。
【００１５】
更に、Ｒ¹ 、Ｒ² は、炭素数１〜１５のアルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等）、炭素数７〜１５のアラルキル基（ベンジル基、フェネチル基等）、炭素数６〜１４のアリール基（フェニル基、トリル基等）、炭素数１〜１５のアルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等）、炭素数１〜１５のチオアルコキシ基（チオメトキシ基、チオエトキシ基等）、炭素数６〜１４のアリールオキシ基（フェノキシ基等）、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、ニトロ基、シアノ基、炭素数２〜１５のジアルキルアミノ基（ジメチルアミノ基等）を置換基として有していてもよい。
【００１６】
また、Ｒ¹ 、Ｒ² が置換基として有するアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、チオアルコキシ基、アリールオキシ基、ジアルキルアミノ基の炭素原子は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ⁴ などの原子又は原子団で置換されていてもよい（但し、Ｒ⁴ は水素原子、炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数７〜１５のアラルキル基、炭素数６〜１４のアリール基を表す）。なお、Ｒ¹ 、Ｒ² が有する各種置換基には、ｏ−、ｍ−、ｐ−、ｎ−、ｉ−、ｓｅｃ−、ｔｅｒｔ−等の各種異性体が含まれる。
【００１７】
Ｒ¹ 、Ｒ² で表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基、ビフェニリル基、メトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、フェノキシフェニル基、クロロフェニル基、ジクロロフェニル基、トリクロロフェニル基、ペンタクロロフェニル基、ブロモフェニル基、トリブロモフェニル基、ペンタブロモフェニル基、ニトロフェニル基、ジニトロフェニル基、ヒドロキシフェニル基、シアノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基等が挙げられる。なお、これらのアリール基はｏ−、ｍ−、ｐ−の各異性体を含み、アリール基に結合している置換基はｎ−、ｉ−、ｓｅｃ−、ｔｅｒｔ−等の各異性体を含む。
【００１８】
化学構造式（Ｉ）で表されるカルバメートとしては、例えば、
Ｒ¹ がアリール基で、Ｒ² が置換基を有していないアリール基であるものとして、フェニル Ｎ−フェニルカルバメート、フェニル Ｎ−（４−メチルフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（２−クロロフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（３−クロロフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（２，４−ジフルオロフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（２，４，６−トリフルオロフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（４−ニトロフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（４−シアノフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（３，４−ジシアノフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメート、フェニル Ｎ−〔３−（２−フルオロエトキシ）フェニル〕カルバメート、フェニル Ｎ−〔４−（２−フルオロエトキシ）フェニル〕カルバメート等や、
【００１９】
１−ナフチル Ｎ−（３−クロロフェニル）カルバメート、１−ナフチル Ｎ−（４−クロロフェニル）カルバメート、１−ナフチル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメート等が挙げられ、
【００２０】
Ｒ¹ がアリール基で、Ｒ² が置換基を有しているアリール基であるものとして、３−クロロフェニル Ｎ−フェニルカルバメート、４−クロロフェニル Ｎ−フェニルカルバメート、４−クロロフェニル Ｎ−（３−クロロフェニル）カルバメート、４−クロロフェニル Ｎ−（４−クロロフェニル）カルバメート、３，４−ジクロロフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、３，５−ジクロロフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、２−フルオロフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、３−フルオロフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、４−フルオロフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、４−フルオロフェニル Ｎ−（３−フルオロフェニル）カルバメート、４−クロロフェニル Ｎ−（４−メチルフェニル）カルバメート等や、
【００２１】
３−メチルフェニル Ｎ−フェニルカルバメート、４−メチルフェニル Ｎ−フェニルカルバメート、４−メチルフェニル Ｎ−（３−クロロフェニル）カルバメート、４−メチルフェニル Ｎ−（４−クロロフェニル）カルバメート、２−メチルフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、３−メチルフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、４−メチルフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート等や、
【００２２】
４−ニトロフェニル Ｎ−フェニルカルバメート、４−ニトロフェニル Ｎ−（４−ニトロフェニル）カルバメート、４−ニトロフェニル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメート等や、
４−メトキシフェニル Ｎ−（３，４−ジクロロフェニル）カルバメート、４−メトキシフェニル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメート等が具体的に挙げられる。
【００２３】
また、Ｒ¹ が複素環基で、Ｒ² がアリール基であるものとして、フェニル Ｎ−（２−ピリジル）カルバメート、フェニル Ｎ−（４−ピリジル）カルバメート、フェニル Ｎ−（４−ピリダジル）カルバメート、４−ニトロフェニルＮ−（４−ピリジル）カルバメート等が具体的に挙げられる。
【００２４】
前記のカルバメートは公知の方法により合成することができる。例えば、毒物や刺激臭の強い化合物を使用せずに、炭酸ジアリールエステルとアミンから容易に合成することができる。
【００２５】
本発明では、最初に、前記のカルバメートが、化学構造式（II）で表されるイソシアナートと化学構造式 (III)で表されるフェノール化合物に分解される。
この分解は、例えば、槽型や薄膜型の蒸留装置を用いて、カルバメートを好ましくは１００〜４００℃、更に好ましくは１２０〜３００℃、特に好ましくは１５０〜２８０℃で加熱することによって行われる。反応圧は加圧、常圧、減圧のいずれでもよいが、分解により生成したイソシアナートとフェノール化合物の混合物を反応系から抜き出すためには減圧であることが好ましい。なお、この分解では、カルバメートは１００％近く分解されて、生成したイソシアナートとフェノール化合物が反応系から抜き出される。
【００２６】
カルバメートの分解においては、必要に応じて反応溶媒を単独又は複数で用いても差し支えない。この溶媒は、原料のカルバメート、中間体のイソシアナートやフェノール化合物、他の原料のアルコール、酸、及び生成物のカルバメートに対して不活性であれば特に制限されるものではないが、その沸点が前記の分解温度と同程度かもしくは分解温度より高いものが好ましい。
反応溶媒としては、例えば、リグロイン、シクロドデカン、デカリン、潤滑油等の脂肪族炭化水素、イソプロピルベンゼン、テトラリン、ｎ−ブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、メチルナフタレン、クロロナフタレン、ジフェニルエーテル、高沸点芳香族炭化水素系熱媒等の芳香族炭化水素などが用いられる。
【００２７】
カルバメートの分解により、前記の化学構造式（II）で表されるイソシアナートと化学構造式 (III)で表されるフェノール化合物がカルバメートに対応してそれぞれ生成する。
このイソシアナートとしては、前記のカルバメートに対応して、例えば、フェニルイソシアナート、４−メチルフェニルイソシアナート、２−クロロフェニルイソシアナート、３−クロロフェニルイソシアナート、４−クロロフェニルイソシアナート、３，４−ジクロロフェニルイソシアナート、２，４−ジフルオロフェニルイソシアナート、３−フルオロフェニルイソシアナート、４−ニトロフェニルイソシアナート、４−シアノフェニルイソシアナート、４−メトキシフェニルイソシアナート、１−ナフチルイソシアナートや、
２−ピリジルイソシアナート、４−ピリジルイソシアナート等が生成する。
【００２８】
また、フェノール化合物としては、前記のカルバメートに対応して、例えば、フェノール、３−クロロフェノール、４−クロロフェノール、３，４−ジクロロフェノール、３，５−ジクロロフェノール、２−フルオロフェノール、３−フルオロフェノール、４−フルオロフェノール、２−メチルフェノール、３−メチルフェノール、４−メチルフェノール、４−ニトロフェノール、４−メトキシフェノール等が生成する。
【００２９】
本発明では、次に、カルバメートの分解により生成したイソシアナートとフェノール化合物を互いに分離することなく、その混合物に化学構造式（IV）で表されるアルコールを酸存在下で接触させることによって、該イソシアナートとアルコールとの反応が行われる。そして、前記の化学構造式（Ｖ）で表されるカルバメートが生成する。
この反応は、例えば、カルバメートの分解により生成したイソシアナートとフェノール化合物を混合物の状態で連続的又は間欠的に分解反応の反応器から留出させ、この留出物を、該アルコールと酸を入れた反応器へ導いてイソシアナートと該アルコールとの反応を行うことができる。酸はカルバメートを分解する際に分解反応の反応器に添加して、イソシアナート、フェノール化合物と共に留出させてもよく、その代わりに酸を発生する化合物（塩化アンモニウム、酢酸アンモニウム、塩化ベンジル、無水酢酸等）を添加してもよい。また、わずかに酸を放出するカルバメート（フェニル Ｎ−（４−クロロフェニル）カルバメート等）を分解する際には特に酸を添加しなくてもよい。
【００３０】
イソシアナートとアルコール（IV）との反応において、反応温度は−３０℃〜１００℃、更には−２０℃〜８０℃であることが好ましく、圧力は加圧、常圧、減圧のいずれでもよい。反応時間は０．１〜２４時間程度でよい。
また、アルコール（IV）は、原料のカルバメート（Ｉ）に対して１〜５０倍モル、更には１．１〜２０倍モル、特には１．１〜１０倍モル用いられることが好ましい。前記の酸はごく少量であっても溶媒として多量に存在していてもよいが、原料のカルバメート（Ｉ）に対して、好ましくは０．０００１〜５０倍モル、更に好ましくは０．００１〜２０倍モル、特に好ましくは０．００５〜１０倍モル用いられる。
【００３１】
前記の化学構造式（IV）において、Ｒ³ は、アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基）又はアラルキル基（好ましくは炭素数７〜２０のアラルキル基）を表す。
Ｒ³ において、ＯＨ基に結合している炭素は１級、２級、３級のいずれであってもよい。また、Ｒ³ は、炭素数１〜１５のアルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等）、炭素数７〜１５のアラルキル基（ベンジル基、フェネチル基等）、炭素数６〜１４のアリール基（フェニル基、トリル基等）、炭素数１〜１５のアルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等）、炭素数１〜１５のチオアルコキシ基（チオメトキシ基、チオエトキシ基等）、炭素数６〜１４のアリールオキシ基（フェノキシ基等）、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、ニトロ基、シアノ基、炭素数２〜１５のジアルキルアミノ基（ジメチルアミノ基等）を置換基として有していてもよい。Ｒ³ が有する各種置換基には、ｏ−、ｍ−、ｐ−、ｎ−、ｉ−、ｓｅｃ−、ｔｅｒｔ−等の各種異性体が含まれる。
【００３２】
Ｒ³ で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
【００３３】
前記の化学構造式（IV）で表されるアルコールとしては、Ｒ³ がアルキル基であるものとして、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｉ−ペンタノール、ｔｅｒｔ−ペンタノール、シクロペンタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、ｎ−ヘプタノール、シクロヘプタノール、ｎ−オクタノール、シクロオクタノール、ｎ−ノナノール、ｎ−デカノール、ｎ−ドデカノール、シクロドデカノール、ｎ−トリデカノール、ｎ−テトラデカノール、ｎ−ペンタデカノール、ｎ−ヘキサデカノール、ｎ−ヘプタデカノール、ｎ−オクタデカノール、ｎ−ノナデカノール、ｎ−エイコサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、２，２，２−トリフルオロエタノール、２−シアノエタノール等が具体的に挙げられ、
【００３４】
Ｒ³ がアラルキル基であるものとして、例えば、ベンジルアルコール、α−フェネチルアルコール、β−フェネチルアルコール、ジフェニルカルビノール、トリフェニルカルビノール、ｏ−メチルベンジルアルコール、ｍ−メチルベンジルアルコール、ｐ−メチルベンジルアルコール、ｏ−メトキシベンジルアルコール、ｍ−メトキシベンジルアルコール、ｐ−メトキシベンジルアルコール、ｏ−クロロベンジルアルコール、ｍ−クロロベンジルアルコール、ｐ−クロロベンジルアルコール、ｏ−ニトロベンジルアルコール、ｍ−ニトロベンジルアルコール、ｐ−ニトロベンジルアルコール、ｏ−シアノベンジルアルコール、ｍ−シアノベンジルアルコール、ｐ−シアノベンジルアルコール、２−ナフチルエタノール等が具体的に挙げられる。
【００３５】
前記の酸としては、プロトン酸やルイス酸が単独又は複数で用いられる。酸の中ではプロトン酸が好ましいが、特に水中、２５℃におけるｐＫａが６以下のプロトン酸が好ましい。プロトン酸としては、例えば、無機酸、有機スルホン酸、有機リン酸、カルボン酸（炭素数１〜１６の鎖式脂肪族カルボン酸、炭素数６〜１６の環式脂肪族カルボン酸、炭素数７〜１８の炭素環式芳香族カルボン酸、炭素数５〜１６の複素環式芳香族カルボン酸等）などが挙げられる。これらプロトン酸の中では、カルボン酸が好ましい。
【００３６】
無機酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸等が具体的に挙げられ、有機スルホン酸としては、例えば、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸等が具体的に挙げられ、有機リン酸としては、例えば、ジフェニルホスフィン酸、ジブトキシホスフィン酸、ジェフェノキシホスフィン酸等が具体的に挙げられる。
【００３７】
炭素数１〜１６の鎖式脂肪族カルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、フルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ブロモ酢酸、ジブロモ酢酸、トリブロモ酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバリン酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ｎ−ウンデシレン酸、ラウリン酸、ｎ−トリデシレン酸、ミリスチン酸、ｎ−ペンタデシレン酸、パルミチン酸、トリエチル酢酸等が挙げられ、炭素数６〜１６の環式脂肪族カルボン酸としては、例えば、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、デカリンカルボン酸、１−アダマンタンカルボン酸等が具体的に挙げられる。
【００３８】
炭素数７〜１８の炭素環式芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、２−トルイル酸、３−トルイル酸、４−トルイル酸、２−エチル安息香酸、３−エチル安息香酸、４−エチル安息香酸、２−プロピル安息香酸、３−プロピル安息香酸、４−プロピル安息香酸、２−フェニル安息香酸、３−フェニル安息香酸、４−フェニル安息香酸、２−ベンジル安息香酸、２−アニス酸、３−アニス酸、４−アニス酸、２−エトキシ安息香酸、３−エトキシ安息香酸、４−エトキシ安息香酸、２−プロポキシ安息香酸、３−プロポキシ安息香酸、４−プロポキシ安息香酸、２−ブトキシ安息香酸、３−ブトキシ安息香酸、４−ブトキシ安息香酸、２−ベンジルオキシ安息香酸、３−ベンジルオキシ安息香酸、４−ベンジルオキシ安息香酸、２−フェノキシ安息香酸、３−フェノキシ安息香酸、４−フェノキシ安息香酸、２−フルオロ安息香酸、３−フルオロ安息香酸、４−フルオロ安息香酸、２−クロロ安息香酸、３−クロロ安息香酸、４−クロロ安息香酸、２−ブロモ安息香酸、３−ブロモ安息香酸、４−ブロモ安息香酸、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、４−ヨード安息香酸、２−ニトロ安息香酸、３−ニトロ安息香酸、４−ニトロ安息香酸、２−シアノ安息香酸、３−シアノ安息香酸、４−シアノ安息香酸、１−ナフタレンカルボン酸、２−ナフタレンカルボン酸、１−アントラセンカルボン酸、２−アントラセンカルボン酸、９−アントラセンカルボン酸等が具体的に挙げられる。
【００３９】
また、炭素数５〜１６の複素環式芳香族カルボン酸としては、例えば、２−フランカルボン酸、３−フランカルボン酸、２−チオフェンカルボン酸、３−チオフェンカルボン酸、２−ピロールカルボン酸、３−ピロールカルボン酸、２−ピリジンカルボン酸、３−ピリジンカルボン酸、４−ピリジンカルボン酸等が具体的に挙げられる。
【００４０】
イソシアナートと化学構造式（IV）で表されるアルコールとの反応においては、原料カルバメートの分解におけると同様に、必要に応じて反応溶媒を単独又は複数で用いても差し支えない。この溶媒は、原料のカルバメート、中間体のイソシアナートやフェノール化合物、他の原料のアルコール、酸、及び生成物のカルバメートに対して不活性であれば特に制限されるものではない。
【００４１】
反応溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素（ペンタン、ヘキサン、石油エーテル、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロドデカン、リグロイン、デカリン、潤滑油等）、脂肪族ハロゲン化炭化水素（塩化メチレン、クロロホルム等）、脂肪族エーテル（ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジシクロヘキシルエーテル、テトラヒドロフラン等）、脂肪族ケトン（アセトン、メチルイソブチルケトン等）、脂肪族ニトリル（アセトニトリル、プロピオニトリル等）、脂肪族アミド（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド等や、芳香族炭化水素（イソプロピルベンゼン、テトラリン、ｎ−ブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メチルナフタレン）、芳香族ハロゲン化炭化水素（ｏ−ジクロロベンゼン、クロロナフタレン等）、芳香族エーテル（アニソール、ジフェニルエーテル等）、芳香族ケトン（ベンゾフェノン等）、芳香族ニトリル（ベンゾニトリル等）などが用いられる。
【００４２】
反応終了後、生成したアルキル又はアラルキルカルバメート（Ｖ）は種々の方法で分離することができる。例えば、反応液を減圧濃縮して過剰のアルコール、フェノール化合物、酸、反応溶媒等を除去することによって分離することができる。また、必要であれば溶媒を添加して反応液を冷却した後、カルバメートを析出させ、濾過又は遠心分離によって分離することもできる。更に、反応液をアルカリ洗浄して酸及び／又はフェノール化合物を除去した後、減圧濃縮又は晶析などによ分離することもできる。
分離されたアルキル又はアラルキルカルバメートは、必要であれば、再結晶、蒸留、昇華、カラムクロマトグラフィーなどにより更に精製される。
【００４３】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、収率は原料のカルバメートに対してモル基準で求めた。
【００４４】
実施例１
フェニル Ｎ−フェニルカルバメート（２３．４ｍｍｏｌ）を仕込んだ内容積２０ｍｌのガラス製反応器（Ａ）に、蒸留器と冷却管を備えた蒸留装置を取り付け、更にシクロヘキサノール（５８．６ｍｍｏｌ）と酢酸（０．８ｍｍｏｌ）を仕込んだ内容積５０ｍｌのガラス製反応器（Ｂ）を蒸留装置の受器として取り付けた。その後、１００ｍｍＨｇの減圧下、バス温２２０℃で反応器（Ａ）を加熱し、反応器（Ｂ）は室温（２５℃）に維持しながら、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートを攪拌下で１０分間熱分解した。そして、熱分解により生成するフェニルイソシアナートとフェノールの混合物は蒸留装置を通して留出させて反応器（Ｂ）に導き、室温（２５℃）、常圧下で攪拌しながら、シクロヘキサノールと４時間反応させた。
【００４５】
反応終了後、反応液を液体クロマトグラフィーにより分析したところ、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が９６．１％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が０．８％であった。
次いで、減圧蒸留により、反応液から未反応のシクロヘキサノールとフェノール及び酢酸を除去した後、残渣を更に減圧蒸留することにより（１８２℃／４ｍｍＨｇ）、純度９８．０％以上のシクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートを分離した。ジイソプロピルエーテルより再結晶したところ、その融点は８５℃で、元素分析値は理論値とよく一致していた。
【００４６】
実施例２〜６
酢酸を表１記載のプロトン酸に変えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果を表１に示す。
【００４７】
比較例１
酢酸を加えなかったほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は７９．４％で、フェニル
Ｎ−フェニルカルバメートの収率は１５．６％であった。
【００４８】
比較例２
酢酸をトリエチルアミン（０．１ｍｍｏｌ）に代えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は１９．０％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は７５．５％であった。
【００４９】
実施例７
酢酸の添加量を２３．５ｍｍｏｌ加えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が９２．７％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が３．０％であった。
実施例１〜７及び比較例１、２の結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】

【００５１】
実施例８
シクロヘキサノールをメタノール（５８．６ｍｍｏｌ）に代え、カルバメートの熱分解の間（１０分間）は反応器（Ｂ）を氷−食塩バスで冷却したほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、メチル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が９７．１％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が０．９％であった。
【００５２】
比較例３
酢酸を加えなかったほかは、実施例８と同様に反応と分析を行った。その結果、メチル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は８４．０％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は１４．０％であった。
【００５３】
実施例９
シクロヘキサノールをｉ−ペンタノール（５８．６ｍｍｏｌ）に代えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、ｉ−ペンチル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が９４．１％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が１．０％であった。
【００５４】
比較例４
酢酸を加えなかったほかは、実施例９と同様に反応と分析を行った。その結果、ｉ−ペンチル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は８３．５％で、フェニル
Ｎ−フェニルカルバメートの収率は１０．７％であった。
【００５５】
実施例１０
シクロヘキサノールをベンジルアルコール（５８．６ｍｍｏｌ）に代えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、ベンジル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が９０．６％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が３．７％であった。
【００５６】
比較例５
酢酸を加えなかったほかは、実施例１０と同様に反応と分析を行った。その結果、ベンジル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は７３．８％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は１５．８％であった。
【００５７】
実施例１１
シクロヘキサノールをｔｅｒｔ−ブタノール（５８．６ｍｍｏｌ）に代え、カルバメートの熱分解の後に反応器（Ｂ）に常圧下で塩化メチレン（５ｍｌ）を入れ２４時間反応を行ったほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、ｔｅｒｔ−ブチル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が８６．４％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が６．０％であった。
【００５８】
比較例６
酢酸を加えなかったほかは、実施例１１と同様に反応と分析を行った。その結果、ｔｅｒｔ−ブチル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は２６．１％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は６５．９％であった。
実施例８〜１１及び比較例３〜６の結果を表２に示す。
【００５９】
【表２】

【００６０】
実施例１２
フェニル Ｎ−フェニルカルバメートを３−メチルフェニル Ｎ−フェニルカルバメート（２２．０ｍｍｏｌ）に代え、シクロヘキサノール添加量を５５．０ｍｍｏｌ）に変えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が９４．９％で、３−メチルフェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が０．９％であった。
【００６１】
比較例７
酢酸を加えなかったほかは、実施例１２と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は８０．０％で、３−メチルフェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は１３．３％であった。
【００６２】
実施例１３
フェニル Ｎ−フェニルカルバメートを２−メトキシフェニル Ｎ−フェニルカルバメート（２０．６ｍｍｏｌ）に代え、シクロヘキサノール添加量を５１．５ｍｍｏｌ）に変えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が９５．３％で、２−メトキシフェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が０．７％であった。
【００６３】
比較例８
酢酸を加えなかったほかは、実施例１３と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は８３．２％で、２−メトキシフェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率は１２．７％であった。
実施例１２、１３及び比較例７、８の結果を表３に示す。
【００６４】
【表３】

【００６５】
実施例１４
フェニル Ｎ−フェニルカルバメートをフェニル Ｎ−（４−メチルフェニル）カルバメート（２２．０ｍｍｏｌ）に代え、シクロヘキサノール添加量を５５．０ｍｍｏｌ）に変えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−（４−メチルフェニル）カルバメートの収率が９２．９％で、フェニル Ｎ−（４−メチルフェニル）カルバメートの収率が１．４％であった。
【００６６】
比較例９
酢酸を加えなかったほかは、実施例１４と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−（４−メチルフェニル）カルバメートの収率は７３．４％で、フェニル Ｎ−（４−メチルフェニル）カルバメートの収率は１７．７％であった。
【００６７】
実施例１５
フェニル Ｎ−フェニルカルバメートをフェニル Ｎ−（４−ブロモフェニル）カルバメート（１７．１ｍｍｏｌ）に代え、シクロヘキサノール添加量を４２．８ｍｍｏｌ）に変えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−（４−ブロモフェニル）カルバメートの収率が９０．７％で、フェニル Ｎ−（４−ブロモフェニル）カルバメートの収率が０．４％であった。
【００６８】
比較例１０
酢酸を加えなかったほかは、実施例１５と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−（４−ブロモフェニル）カルバメートの収率は８２．２％で、フェニル Ｎ−（４−ブロモフェニル）カルバメートの収率は２．３％であった。
【００６９】
実施例１６
フェニル Ｎ−フェニルカルバメートをフェニル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメート（２０．６ｍｍｏｌ）に代え、シクロヘキサノール添加量を５１．５ｍｍｏｌ）に変えたほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメートの収率が９５．４％で、フェニル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメートの収率が０．４％であった。
【００７０】
比較例１１
酢酸を加えなかったほかは、実施例１５と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメートの収率は８８．３％で、フェニル Ｎ−（４−メトキシフェニル）カルバメートの収率は６．２％であった。
実施例１４〜１６及び比較例９〜１１の結果を表４に示す。
【００７１】
【表４】

【００７２】
実施例１７
反応器（Ａ）にフェニル Ｎ−フェニルカルバメート（２３．４ｍｍｏｌ）と酢酸（０．８ｍｍｏｌ）を仕込み、反応器（Ｂ）にシクロヘキサノール（５８．６ｍｍｏｌ）を仕込んだほかは、実施例１と同様に反応と分析を行った。その結果、シクロヘキシル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が９２．２％で、フェニル Ｎ−フェニルカルバメートの収率が０．８％であった。
【００７３】
実施例１８
実施例８、９及び１４〜１６で得られたアルキルカルバメートを実施例１と同様に分離し、トルエン又はジイソプロピルエーテルより再結晶した。これらの融点を表５に示す。また、実施例１、９、１１及び１４〜１６で得られたアルキルカルバメートのＩＲスペクトル測定、 ¹Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定、元素分析の結果を表６に示す。なお、実施例８及び１０で得られたアルキル又はアラルキルカルバメートの元素分析値は理論値とよく一致していた。
【００７４】
【表５】

【００７５】
【表６】

【００７６】
【発明の効果】
本発明により、公知のカルバメートの製造法が抱えている種々の問題を解決することができる。即ち、原料に関する問題（刺激性又は毒性の原料を用いること、塩基を用いること、カルバメートが高価であること）、反応条件に関する問題（高温又は高圧下で反応を行うこと、低級アルコールを比較的多量に用いる必要があること）、触媒に関する問題（触媒が高価又は有毒であるなど）や、反応性に関する問題（反応がカルバメートに対して汎用的でないこと）、カルバメートを熱分解して分離する方法ではイソシアナートの分離精製が必要である問題などを解決できる。
本発明によれば、特に、アリールカルバメートをイソシアナートとアルコール成分（フェノール化合物）に熱分解し、そのイソシアナートとアルキル又はアラルキルアルコールを反応させて対応するアルキル又はアラルキルカルバメートを製造する方法において、反応がカルバメートに対して汎用的でない、低級アルコールを比較的多量に用いる必要がある、イソシアナートの分離精製が必要であるなどの問題を解決してカルバメートを製造することができる。更に、本発明では、カルバメートをイソシアナートとアルコール成分（フェノール化合物）に熱分解した場合、該イソシアナートとフェノール化合物を分離することなく、そしてそれにも拘らず原料のアリールカルバメートの生成を押さえて、高選択率、高収率で目的のアルキル又はアラルキルカルバメートを製造できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing carbamates, and more particularly to a method for producing alkyl or aralkyl carbamates from aryl carbamates in high yield. Carbamate is a useful compound having a wide range of uses as pharmaceuticals, agricultural chemicals or synthetic raw materials thereof, and various fine chemicals or synthetic raw materials thereof.
[0002]
[Prior art]
The carbamate production method includes (1) a method of reacting an isocyanate with an alcohol, (2) a method of reacting a chloroformate with an amine in the presence of a base, (3) a method of reacting phosgene with an alcohol and an amine, 4) A method of reacting urea and alcohol is generally known.
However, in the method (1), the isocyanate is irritating and the handling thereof is complicated, in the method (2), an equimolar or more base is used, and in the method (3), phosgene is used. Have extremely high toxicity and the use of a base for the reaction, and the method (4) has problems such as the need to carry out the reaction at high temperature or high pressure.
[0003]
On the other hand, as a method for producing a carbamate by transesterification, (5) a method of reacting a lower aliphatic carbamate and a high boiling alcohol in the presence of an alkyl titanate (JP-A-53-73520), (6) a carbamate and a high A method of reacting a boiling-point aliphatic alcohol in the presence of a thallium compound or a tin compound (Japanese Patent Laid-Open No. 57-82360), (7) A method of reacting pentachlorophenyl carbamate and a phenol compound in the presence of a base (Japanese Patent Laid-Open No. 58). No. -17459) and (8) a method of producing a carbamate of a lower alcohol by reacting a carbamate of a high-boiling point alcohol with a lower alcohol at a high temperature (JP-A 64-11016).
[0004]
However, each of these methods also has problems.
In the methods (5) and (6), it is necessary to use an expensive catalyst or a toxic catalyst, and to carry out the reaction while distilling off the low-boiling alcohol generated during the reaction. In the method (7), there is a problem that expensive pentachlorophenyl carbamate is used. In addition, in the method (8), a carbamate of an alcohol having a boiling point of 140 ° C. or higher cannot be obtained, and a reaction in which an isocyanate generated from the raw carbamate and a high-boiling alcohol are recombined proceeds simultaneously. There are problems that it is necessary to use a relatively large amount and that the reaction must be carried out under pressure in order to use a lower (low boiling point) alcohol.
[0005]
In addition, the corresponding isocyanate and alcohol of the carbamate component There are also well known methods for producing isocyanates, in which the isocyanate is separated after pyrolysis, and carbamates in which pure isocyanate and alcohol are reacted. However, in many cases, it is not easy to separate the isocyanate generated by pyrolyzing the carbamate. In such a case, a great deal of labor and complicated equipment are required to completely separate the isocyanate and the alcohol component. Is done. Even when the isocyanate is easily separated, there is a problem that a separation process (separation apparatus) is required and the production cost is increased.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the known carbamate production methods have various problems.
That is, in the methods (1) to (4), there are problems related to raw materials (use of irritating or toxic raw materials, use of bases) and problems related to reaction conditions (reacting at high temperature or high pressure). In the methods (5) to (7), there are problems related to the catalyst (the catalyst is expensive or toxic) and problems related to the raw material carbamate (the carbamate is expensive). Further, the method (8) has problems such as problems relating to reactivity and reaction conditions (reaction is not versatile with respect to carbamate, and a relatively large amount of lower alcohol needs to be used). Furthermore, in the method of separating carbamate by pyrolysis, there is a problem that it is necessary to separate and purify isocyanate.
[0007]
An object of the present invention is to provide a method for producing a carbamate free from the above problems. In particular, the present invention relates to a method for producing a corresponding alkyl or aralkyl carbamate by thermally decomposing an aryl carbamate into an isocyanate and an alcohol component (phenol compound) and reacting the isocyanate with alkyl or aralkyl alcohol. High selectivity and high yield without problems (ie, the reaction is not general to carbamate, the need to use a relatively large amount of lower alcohol, and the need to separate and purify isocyanate) It is an object of the present invention to provide a method for producing a carbamate, which can produce an alkyl or aralkyl carbamate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to decompose a carbamate represented by the chemical structural formula (I) into an isocyanate represented by the chemical structural formula (II) and a phenol compound represented by the chemical structural formula (III), Reacting the isocyanate and the alcohol represented by the chemical structural formula (IV) in the presence of an acid to form the carbamate represented by the chemical structural formula (V) without separating the isocyanate and the phenol compound. It is solved by a method for producing carbamates characterized by
[0009]
[Chemical 6]

(Wherein R ¹ Represents an aryl group or an aromatic heterocyclic group, R ² Represents an aryl group. )
[0010]
[Chemical 7]

(Wherein R ¹ Represents an aryl group or an aromatic heterocyclic group. )
[0011]
[Chemical 8]

(Wherein R ² Represents an aryl group. )
[0012]
[Chemical 9]

(Wherein R ^Three Represents an alkyl group or an aralkyl group. )
[0013]
[Chemical Formula 10]

(Wherein R ¹ Represents an aryl group or an aromatic heterocyclic group, R ^Three Represents an alkyl group or an aralkyl group. )
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the carbamate used in the present invention include compounds having a structure represented by the chemical structural formula (I).
In the chemical structural formula (I), R ¹ Is an aryl group (preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms) or an aromatic heterocyclic group (preferably an aromatic heterocyclic group having 5 to 10 carbon atoms and containing one or more hetero atoms such as N, O, S, etc. ). R ² Represents an aryl group (preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms).
[0015]
In addition, R ¹ , R ² Are alkyl groups having 1 to 15 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.), aralkyl groups having 7 to 15 carbon atoms (benzyl group, phenethyl group, etc.), and aryl groups having 6 to 14 carbon atoms. (Phenyl group, tolyl group, etc.), C1-C15 alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), C1-C15 thioalkoxy group (thiomethoxy group, thioethoxy group, etc.), C6-C14 aryloxy group (phenoxy group etc.), halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), nitro group, cyano group, C2-C15 dialkylamino group (dimethylamino group etc.) As a substituent.
[0016]
R ¹ , R ² The carbon atom of the alkyl group, aralkyl group, aryl group, alkoxy group, thioalkoxy group, aryloxy group, dialkylamino group as a substituent is O, S, NR ^Four May be substituted with an atom or atomic group such as ^Four Represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms). R ¹ , R ² Various substituents possessed by include various isomers such as o-, m-, p-, n-, i-, sec- and tert-.
[0017]
R ¹ , R ² As the aryl group represented by, for example, phenyl group, naphthyl group, anthranyl group, tolyl group, xylyl group, ethylphenyl group, propylphenyl group, octylphenyl group, nonylphenyl group, dodecylphenyl group, biphenylyl group, methoxy Phenyl group, dimethoxyphenyl group, butoxyphenyl group, phenoxyphenyl group, chlorophenyl group, dichlorophenyl group, trichlorophenyl group, pentachlorophenyl group, bromophenyl group, tribromophenyl group, pentabromophenyl group, nitrophenyl group, dinitrophenyl group , Hydroxyphenyl group, cyanophenyl group, dimethylaminophenyl group etc Is mentioned. In addition, these aryl groups include isomers such as o-, m-, and p-, and substituents bonded to the aryl group include isomers such as n-, i-, sec-, and tert-. .
[0018]
As the carbamate represented by the chemical structural formula (I), for example,
R ¹ Is an aryl group and R ² Is an aryl group having no substituent, phenyl N-phenylcarbamate, phenyl N- (4-methylphenyl) carbamate, phenyl N- (2-chlorophenyl) carbamate, phenyl N- (3-chlorophenyl) Carbamate, phenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate, phenyl N- (2,4-difluorophenyl) carbamate, phenyl N- (2,4,6-trifluorophenyl) carbamate, phenyl N- (4-nitro Phenyl) carbamate, phenyl N- (4-cyanophenyl) carbamate, phenyl N- (3,4-dicyanophenyl) carbamate, phenyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate, phenyl N- [3- (2-fluoroethoxy ) Phenyl] carba Over DOO, phenyl N- [4- (2-fluoroethoxy) phenyl] or carbamates, etc.,
[0019]
1-naphthyl N- (3-chlorophenyl) carbamate, 1-naphthyl N- (4-chlorophenyl) carbamate, 1-naphthyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate, etc.
[0020]
R ¹ Is an aryl group and R ² Are substituted aryl groups such as 3-chlorophenyl N-phenylcarbamate, 4-chlorophenyl N-phenylcarbamate, 4-chlorophenyl N- (3-chlorophenyl) carbamate, 4-chlorophenyl N- (4 -Chlorophenyl) carbamate, 3,4-dichlorophenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate, 3,5-dichlorophenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate, 2-fluorophenyl N- (3,4-dichlorophenyl) Carbamate, 3-fluorophenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate, 4-fluorophenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate, 4-fluorophenyl N- (3-fluorophenyl) carbamate, 4-chloro Rophenyl N- (4-methylphenyl) carbamate, etc.
[0021]
3-methylphenyl N-phenylcarbamate, 4-methylphenyl N-phenylcarbamate, 4-methylphenyl N- (3-chlorophenyl) carbamate, 4-methylphenyl N- (4-chlorophenyl) carbamate, 2-methylphenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate, 3-methylphenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate, 4-methylphenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate, etc.
[0022]
4-nitrophenyl N-phenylcarbamate, 4-nitrophenyl N- (4-nitrophenyl) carbamate, 4-nitrophenyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate, etc.
Specific examples include 4-methoxyphenyl N- (3,4-dichlorophenyl) carbamate and 4-methoxyphenyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate.
[0023]
R ¹ Is a heterocyclic group and R ² Are aryl groups such as phenyl N- (2-pyridyl) carbamate, phenyl N- (4-pyridyl) carbamate, phenyl N- (4-pyridyl) carbamate, 4-nitrophenyl N- (4-pyridyl) carbamate Etc. are specifically mentioned.
[0024]
The carbamate can be synthesized by a known method. For example, it can be easily synthesized from a carbonic acid diaryl ester and an amine without using a poisonous substance or a compound having a strong pungent odor.
[0025]
In the present invention, the carbamate is first decomposed into an isocyanate represented by the chemical structural formula (II) and a phenol compound represented by the chemical structural formula (III).
This decomposition is performed, for example, by heating the carbamate at 100 to 400 ° C., more preferably 120 to 300 ° C., particularly preferably 150 to 280 ° C. using a tank-type or thin-film type distillation apparatus. The reaction pressure may be any of pressurization, normal pressure, and reduced pressure, but is preferably reduced in order to withdraw the mixture of isocyanate and phenol compound produced by decomposition from the reaction system. In this decomposition, the carbamate is decomposed nearly 100%, and the generated isocyanate and phenol compound are extracted from the reaction system.
[0026]
In the decomposition of the carbamate, one or more reaction solvents may be used as necessary. The solvent is not particularly limited as long as it is inactive with respect to the raw material carbamate, the intermediate isocyanate or phenol compound, the other raw material alcohol, acid, and the product carbamate. Those having the same or higher temperature than the decomposition temperature are preferred.
Examples of the reaction solvent include aliphatic hydrocarbons such as ligroin, cyclododecane, decalin, and lubricating oil, isopropylbenzene, tetralin, n-butylbenzene, cyclohexylbenzene, o-dichlorobenzene, methylnaphthalene, chloronaphthalene, diphenyl ether, high Aromatic hydrocarbons such as a boiling point aromatic hydrocarbon heat medium are used.
[0027]
By decomposition of the carbamate, the isocyanate represented by the chemical structural formula (II) and the phenol compound represented by the chemical structural formula (III) are produced corresponding to the carbamate, respectively.
As this isocyanate, for example, phenyl isocyanate, 4-methylphenyl isocyanate, 2-chlorophenyl isocyanate, 3-chlorophenyl isocyanate, 4-chlorophenyl isocyanate, 3,4-dichlorophenyl corresponding to the above carbamates. Isocyanate, 2,4-difluorophenyl isocyanate, 3-fluorophenyl isocyanate, 4-nitrophenyl isocyanate, 4-cyanophenyl isocyanate, 4-methoxyphenyl isocyanate, 1-naphthyl isocyanate,
2-pyridyl isocyanate, 4-pyridyl isocyanate and the like are produced.
[0028]
Examples of the phenol compound include phenol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, 3,4-dichlorophenol, 3,5-dichlorophenol, 2-fluorophenol, 3-fluorophenol, Fluorophenol, 4-fluorophenol, 2-methylphenol, 3-methylphenol, 4-methylphenol, 4-nitrophenol, 4-methoxyphenol and the like are produced.
[0029]
In the present invention, next, the isocyanate represented by the decomposition of carbamate and the phenol compound are brought into contact with an alcohol represented by the chemical structural formula (IV) in the presence of an acid without separating the isocyanate and the phenol compound from each other. The reaction between the isocyanate and the alcohol takes place. Then, a carbamate represented by the chemical structural formula (V) is generated.
In this reaction, for example, an isocyanate formed by carbamate decomposition and a phenol compound are continuously or intermittently distilled from the reactor of the decomposition reaction in a mixture state, and the distillate is charged with the alcohol and acid. And lead to the reactor The Reaction with alcohol can be performed. The acid may be added to the reactor of the decomposition reaction when decomposing the carbamate and distilled together with the isocyanate and the phenol compound. Instead, a compound that generates an acid (ammonium chloride, ammonium acetate, benzyl chloride, anhydrous Acetic acid or the like) may be added. Further, when a carbamate that slightly releases an acid (such as phenyl N- (4-chlorophenyl) carbamate) is decomposed, it is not particularly necessary to add an acid.
[0030]
In the reaction of isocyanate with alcohol (IV), the reaction temperature is preferably −30 ° C. to 100 ° C., more preferably −20 ° C. to 80 ° C., and the pressure may be pressurization, normal pressure, or reduced pressure. The reaction time may be about 0.1 to 24 hours.
The alcohol (IV) is preferably used in an amount of 1 to 50 times mol, further 1.1 to 20 times mol, particularly 1.1 to 10 times mol, of the carbamate (I) as a raw material. The above acid may be present in a very small amount or in a large amount as a solvent, but is preferably 0.0001 to 50 times mol, more preferably 0.001 to 20 times the amount of the carbamate (I) as a raw material. Double moles, particularly preferably 0.005 to 10 moles are used.
[0031]
In the chemical structural formula (IV), R ^Three Represents an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms) or an aralkyl group (preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms).
R ^Three , The carbon bonded to the OH group may be any of primary, secondary, and tertiary. R ^Three Are alkyl groups having 1 to 15 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.), aralkyl groups having 7 to 15 carbon atoms (benzyl group, phenethyl group, etc.), and aryl groups having 6 to 14 carbon atoms. (Phenyl group, tolyl group, etc.), C1-C15 alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), C1-C15 thioalkoxy group (thiomethoxy group, thioethoxy group, etc.), C6-C14 aryloxy group (phenoxy group etc.), halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), nitro group, cyano group, C2-C15 dialkylamino group (dimethylamino group etc.) As a substituent. R ^Three Various substituents possessed by include various isomers such as o-, m-, p-, n-, i-, sec- and tert-.
[0032]
R ^Three Examples of the alkyl group represented by: include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and the like, and examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylethyl group. Is mentioned.
[0033]
Examples of the alcohol represented by the chemical structural formula (IV) include R ^Three As an alkyl group, for example, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, i-pentanol, tert- Pentanol, cyclopentanol, n-hexanol, cyclohexanol, n-heptanol, cycloheptanol, n-octanol, cyclooctanol, n-nonanol, n-decanol, n-dodecanol, cyclododecanol, n-tridecanol, n -Tetradecanol, n-pentadecanol, n-hexadecanol, n-heptadecanol, n-octadecanol, n-nonadecanol, n-eicosanol, ethylene glycol monomethyl ether, 2,2,2-trifluoro Ethanol, 2-cyano-ethanol and the like specifically,
[0034]
R ^Three Is a aralkyl group, for example, benzyl alcohol, α-phenethyl alcohol, β-phenethyl alcohol, diphenylcarbinol, triphenylcarbinol, o-methylbenzyl alcohol, m-methylbenzyl alcohol, p-methylbenzyl alcohol, o-methoxybenzyl alcohol, m-methoxybenzyl alcohol, p-methoxybenzyl alcohol, o-chlorobenzyl alcohol, m-chlorobenzyl alcohol, p-chlorobenzyl alcohol, o-nitrobenzyl alcohol, m-nitrobenzyl alcohol, p- Specific examples include nitrobenzyl alcohol, o-cyanobenzyl alcohol, m-cyanobenzyl alcohol, p-cyanobenzyl alcohol, 2-naphthylethanol and the like.
[0035]
As the acid, a protonic acid or a Lewis acid is used alone or in combination. Among acids, a protonic acid is preferable, and a protonic acid having a pKa of 6 or less at 25 ° C. in water is particularly preferable. Examples of the protonic acid include inorganic acids, organic sulfonic acids, organic phosphoric acids, carboxylic acids (chain aliphatic carboxylic acids having 1 to 16 carbon atoms, cyclic aliphatic carboxylic acids having 6 to 16 carbon atoms, and carbon atoms 7 -18 carbocyclic aromatic carboxylic acid, C5-C16 heterocyclic aromatic carboxylic acid, etc.). Of these protonic acids, carboxylic acids are preferred.
[0036]
Specific examples of the inorganic acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid, and specific examples of the organic sulfonic acid include methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and the like. Specific examples of the organic phosphoric acid include diphenylphosphinic acid, dibutoxyphosphinic acid, and jephenoxyphosphinic acid.
[0037]
Examples of the chain aliphatic carboxylic acid having 1 to 16 carbon atoms include formic acid, acetic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, bromoacetic acid, dibromoacetic acid, tribromoacetic acid, propion Acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, pivalic acid, caproic acid, heptanoic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, n-undecylenic acid, lauric acid, n-tridecylenic acid, myristic acid, n- Examples include pentadecylenic acid, palmitic acid, and triethylacetic acid. Examples of the C6-C16 cyclic aliphatic carboxylic acid include cyclopentane carboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, decalin carboxylic acid, and 1-adamantane carboxylic acid. Specific examples.
[0038]
Examples of the carbocyclic aromatic carboxylic acid having 7 to 18 carbon atoms include benzoic acid, 2-toluic acid, 3-toluic acid, 4-toluic acid, 2-ethylbenzoic acid, 3-ethylbenzoic acid, 4- Ethylbenzoic acid, 2-propylbenzoic acid, 3-propylbenzoic acid, 4-propylbenzoic acid, 2-phenylbenzoic acid, 3-phenylbenzoic acid, 4-phenylbenzoic acid, 2-benzylbenzoic acid, 2-anisic acid 3-anisic acid, 4-anisic acid, 2-ethoxybenzoic acid, 3-ethoxybenzoic acid, 4-ethoxybenzoic acid, 2-propoxybenzoic acid, 3-propoxybenzoic acid, 4-propoxybenzoic acid, 2-butoxy Benzoic acid, 3-butoxybenzoic acid, 4-butoxybenzoic acid, 2-benzyloxybenzoic acid, 3-benzyloxybenzoic acid, 4-benzyloxybenzoic acid, 2-phenyl Noxybenzoic acid, 3-phenoxybenzoic acid, 4-phenoxybenzoic acid, 2-fluorobenzoic acid, 3-fluorobenzoic acid, 4-fluorobenzoic acid, 2-chlorobenzoic acid, 3-chlorobenzoic acid, 4-chlorobenzoic acid Acid, 2-bromobenzoic acid, 3-bromobenzoic acid, 4-bromobenzoic acid, 2-iodobenzoic acid, 3-iodobenzoic acid, 4-iodobenzoic acid, 2-nitrobenzoic acid, 3-nitrobenzoic acid, 4-nitrobenzoic acid, 2-cyanobenzoic acid, 3-cyanobenzoic acid, 4-cyanobenzoic acid, 1-naphthalenecarboxylic acid, 2-naphthalenecarboxylic acid, 1-anthracenecarboxylic acid, 2-anthracenecarboxylic acid, 9- Specific examples include anthracene carboxylic acid.
[0039]
Examples of the heterocyclic aromatic carboxylic acid having 5 to 16 carbon atoms include 2-furancarboxylic acid, 3-furancarboxylic acid, 2-thiophenecarboxylic acid, 3-thiophenecarboxylic acid, 2-pyrrolecarboxylic acid, Specific examples include 3-pyrrolecarboxylic acid, 2-pyridinecarboxylic acid, 3-pyridinecarboxylic acid, 4-pyridinecarboxylic acid and the like.
[0040]
In the reaction between the isocyanate and the alcohol represented by the chemical structural formula (IV), as in the decomposition of the raw material carbamate, one or more reaction solvents may be used as necessary. The solvent is not particularly limited as long as it is inactive with respect to the raw material carbamate, the intermediate isocyanate or phenol compound, the other raw material alcohol, acid, and the product carbamate.
[0041]
Examples of the reaction solvent include aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, petroleum ether, cyclopentane, cyclohexane, cyclooctane, cyclododecane, ligroin, decalin, lubricating oil, etc.), aliphatic halogenated hydrocarbons (methylene chloride, chloroform). ), Aliphatic ether (diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, dicyclohexyl ether, tetrahydrofuran, etc.), aliphatic ketone (acetone, methyl isobutyl ketone, etc.), aliphatic nitrile (acetonitrile, propionitrile, etc.), aliphatic amide (Dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide, etc., and aromatic hydrocarbons (isopropylbenzene, tetralin, n-butylbenzene, Hexylbenzene, methylnaphthalene), aromatic halogenated hydrocarbons (o-dichlorobenzene, chloronaphthalene, etc.), aromatic ethers (anisole, diphenyl ether, etc.), aromatic ketones (benzophenone, etc.), aromatic nitriles (benzonitrile, etc.) Etc. are used.
[0042]
After completion of the reaction, the produced alkyl or aralkyl carbamate (V) can be separated by various methods. For example, the reaction solution can be separated by concentrating under reduced pressure to remove excess alcohol, phenol compound, acid, reaction solvent, and the like. Further, if necessary, after adding a solvent and cooling the reaction solution, the carbamate can be precipitated and separated by filtration or centrifugation. Further, the reaction solution can be washed with an alkali to remove the acid and / or phenol compound, and then separated by concentration under reduced pressure or crystallization.
The separated alkyl or aralkyl carbamate is further purified by recrystallization, distillation, sublimation, column chromatography or the like, if necessary.
[0043]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples. The yield was determined on a molar basis with respect to the raw material carbamate.
[0044]
Example 1
To a glass reactor (A) having an internal volume of 20 ml charged with phenyl N-phenylcarbamate (23.4 mmol), a distillation apparatus equipped with a distiller and a condenser was attached, and cyclohexanol (58.6 mmol) and acetic acid ( A glass reactor (B) having an internal volume of 50 ml charged with 0.8 mmol) was attached as a receiver of the distillation apparatus. Thereafter, the reactor (A) is heated at a bath temperature of 220 ° C. under a reduced pressure of 100 mmHg, and phenyl N-phenylcarbamate is pyrolyzed with stirring for 10 minutes while maintaining the reactor (B) at room temperature (25 ° C.). did. The mixture of phenyl isocyanate and phenol produced by pyrolysis is distilled through a distillation apparatus and led to a reactor (B), and reacted with cyclohexanol for 4 hours at room temperature (25 ° C.) with stirring at normal pressure. It was.
[0045]
After completion of the reaction, the reaction mixture was analyzed by liquid chromatography. As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 96.1% and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 0.8%.
Subsequently, after removing unreacted cyclohexanol, phenol and acetic acid from the reaction solution by distillation under reduced pressure, the residue was further distilled under reduced pressure (182 ° C./4 mmHg) to obtain cyclohexyl N-phenylcarbamate having a purity of 98.0% or more. Separated. When recrystallized from diisopropyl ether, the melting point was 85 ° C., and the elemental analysis value was in good agreement with the theoretical value.
[0046]
Examples 2-6
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that acetic acid was changed to the protonic acid described in Table 1. The results are shown in Table 1.
[0047]
Comparative Example 1
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 79.4%.
The yield of N-phenylcarbamate was 15.6%.
[0048]
Comparative Example 2
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that acetic acid was replaced with triethylamine (0.1 mmol). As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 19.0%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 75.5%.
[0049]
Example 7
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that 23.5 mmol of acetic acid was added. As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 92.7%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 3.0%.
The results of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1.
[0050]
[Table 1]

[0051]
Example 8
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that cyclohexanol was replaced with methanol (58.6 mmol) and the reactor (B) was cooled with an ice-salt bath during the thermal decomposition of carbamate (10 minutes). It was. As a result, the yield of methyl N-phenylcarbamate was 97.1%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 0.9%.
[0052]
Comparative Example 3
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 8 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of methyl N-phenylcarbamate was 84.0%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 14.0%.
[0053]
Example 9
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that i-pentanol (58.6 mmol) was replaced with cyclohexanol. As a result, the yield of i-pentyl N-phenylcarbamate was 94.1%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 1.0%.
[0054]
Comparative Example 4
The reaction and analysis were carried out in the same manner as in Example 9 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of i-pentyl N-phenylcarbamate was 83.5%.
The yield of N-phenylcarbamate was 10.7%.
[0055]
Example 10
The reaction and analysis were carried out in the same manner as in Example 1 except that cyclohexanol was replaced with benzyl alcohol (58.6 mmol). As a result, the yield of benzyl N-phenylcarbamate was 90.6%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 3.7%.
[0056]
Comparative Example 5
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 10 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of benzyl N-phenylcarbamate was 73.8%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 15.8%.
[0057]
Example 11
The same procedure as in Example 1 except that cyclohexanol was replaced with tert-butanol (58.6 mmol), methylene chloride (5 ml) was added to the reactor (B) under atmospheric pressure after the thermal decomposition of the carbamate, and the reaction was performed for 24 hours. Reaction and analysis were performed. As a result, the yield of tert-butyl N-phenylcarbamate was 86.4%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 6.0%.
[0058]
Comparative Example 6
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 11 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of tert-butyl N-phenylcarbamate was 26.1%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 65.9%.
Table 2 shows the results of Examples 8 to 11 and Comparative Examples 3 to 6.
[0059]
[Table 2]

[0060]
Example 12
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that phenyl N-phenylcarbamate was replaced with 3-methylphenyl N-phenylcarbamate (22.0 mmol) and the amount of cyclohexanol added was changed to 55.0 mmol). As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 94.9%, and the yield of 3-methylphenyl N-phenylcarbamate was 0.9%.
[0061]
Comparative Example 7
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 12 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 80.0%, and the yield of 3-methylphenyl N-phenylcarbamate was 13.3%.
[0062]
Example 13
Reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that phenyl N-phenylcarbamate was replaced with 2-methoxyphenyl N-phenylcarbamate (20.6 mmol) and the amount of cyclohexanol added was changed to 51.5 mmol). As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 95.3%, and the yield of 2-methoxyphenyl N-phenylcarbamate was 0.7%.
[0063]
Comparative Example 8
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 13 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 83.2%, and the yield of 2-methoxyphenyl N-phenylcarbamate was 12.7%.
The results of Examples 12 and 13 and Comparative Examples 7 and 8 are shown in Table 3.
[0064]
[Table 3]

[0065]
Example 14
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that phenyl N-phenylcarbamate was replaced with phenyl N- (4-methylphenyl) carbamate (22.0 mmol) and the amount of cyclohexanol added was changed to 55.0 mmol). It was. As a result, the yield of cyclohexyl N- (4-methylphenyl) carbamate was 92.9%, and the yield of phenyl N- (4-methylphenyl) carbamate was 1.4%.
[0066]
Comparative Example 9
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 14 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of cyclohexyl N- (4-methylphenyl) carbamate was 73.4%, and the yield of phenyl N- (4-methylphenyl) carbamate was 17.7%.
[0067]
Example 15
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that phenyl N-phenylcarbamate was replaced with phenyl N- (4-bromophenyl) carbamate (17.1 mmol) and the amount of cyclohexanol added was changed to 42.8 mmol). It was. As a result, the yield of cyclohexyl N- (4-bromophenyl) carbamate was 90.7%, and the yield of phenyl N- (4-bromophenyl) carbamate was 0.4%.
[0068]
Comparative Example 10
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 15 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of cyclohexyl N- (4-bromophenyl) carbamate was 82.2%, and the yield of phenyl N- (4-bromophenyl) carbamate was 2.3%.
[0069]
Example 16
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 1 except that phenyl N-phenylcarbamate was replaced with phenyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate (20.6 mmol) and the amount of cyclohexanol added was changed to 51.5 mmol). It was. As a result, the yield of cyclohexyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate was 95.4%, and the yield of phenyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate was 0.4%.
[0070]
Comparative Example 11
The reaction and analysis were performed in the same manner as in Example 15 except that acetic acid was not added. As a result, the yield of cyclohexyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate was 88.3%, and the yield of phenyl N- (4-methoxyphenyl) carbamate was 6.2%.
Table 4 shows the results of Examples 14 to 16 and Comparative Examples 9 to 11.
[0071]
[Table 4]

[0072]
Example 17
Example 1 except that phenyl N-phenylcarbamate (23.4 mmol) and acetic acid (0.8 mmol) were charged into the reactor (A) and cyclohexanol (58.6 mmol) was charged into the reactor (B). Reaction and analysis were performed. As a result, the yield of cyclohexyl N-phenylcarbamate was 92.2%, and the yield of phenyl N-phenylcarbamate was 0.8%.
[0073]
Example 18
The alkyl carbamates obtained in Examples 8, 9 and 14 to 16 were separated in the same manner as in Example 1 and recrystallized from toluene or diisopropyl ether. These melting points are shown in Table 5. Further, IR spectrum measurement of the alkyl carbamates obtained in Examples 1, 9, 11 and 14-16, ¹ The results of H-NMR spectrum measurement and elemental analysis are shown in Table 6. The elemental analysis values of the alkyl or aralkyl carbamate obtained in Examples 8 and 10 were in good agreement with the theoretical values.
[0074]
[Table 5]

[0075]
[Table 6]

[0076]
【The invention's effect】
According to the present invention, various problems in known carbamate production methods can be solved. That is, problems related to raw materials (use of irritating or toxic raw materials, use of bases, carbamate is expensive), problems related to reaction conditions (reacting at high temperature or high pressure, relatively large amount of lower alcohol) ), Problems related to the catalyst (the catalyst is expensive or toxic, etc.), problems related to the reactivity (the reaction is not universal for carbamates), and the method of pyrolyzing and separating the carbamate It is possible to solve problems that require the separation and purification of isocyanate.
According to the present invention, in particular, in the method of thermally decomposing aryl carbamate into an isocyanate and an alcohol component (phenol compound) and reacting the isocyanate with alkyl or aralkyl alcohol to produce the corresponding alkyl or aralkyl carbamate, Can be produced by solving the problems that are not general-purpose for carbamate, need to use a relatively large amount of lower alcohol, and require separation and purification of isocyanate. Furthermore, in the present invention, when carbamate is thermally decomposed into an isocyanate and an alcohol component (phenolic compound), the isocyanate and the phenolic compound are not separated, and nevertheless, the generation of the raw material aryl carbamate is suppressed, The target alkyl or aralkyl carbamate can be produced with high selectivity and high yield.

Claims (4)

The carbamate represented by the chemical structural formula (I) is decomposed into an isocyanate represented by the chemical structural formula (II) and a phenol compound represented by the chemical structural formula (III), and then the isocyanate and the phenol compound are separated. A carbamate represented by chemical structure (V) is produced by reacting the isocyanate and alcohol represented by chemical structural formula (IV) in the presence of an acid without separation. Manufacturing method.

(In the formula, R ¹ represents an aryl group or an aromatic heterocyclic group, and R ² represents an aryl group.)

(In the formula, R ¹ represents an aryl group or an aromatic heterocyclic group.)

(In the formula, R ² represents an aryl group.)

(In the formula, R ³ represents an alkyl group or an aralkyl group.)

(Wherein R ¹ represents an aryl group or an aromatic heterocyclic group, and R ³ represents an alkyl group or an aralkyl group.) 2. The method for producing carbamate according to claim 1, wherein a protonic acid is used as the acid. The method for producing a carbamate according to claim 2, wherein a carboxylic acid is used as the protonic acid. The method for producing a carbamate according to claim 2, wherein a protonic acid having a pKa at 25 ° C of 6 or less in water is used as the protonic acid.