JP5615644B2 - Method for producing N-unsubstituted carbamic acid ester and method for producing isocyanate - Google Patents

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Description

本発明は、N−無置換カルバミン酸エステルの製造方法、そのN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法によって得られるN−無置換カルバミン酸エステル、そのN−無置換カルバミン酸エステルが用いられるイソシアネートの製造方法、および、そのイソシアネートの製造方法によって得られるイソシアネートに関する。   The present invention relates to a method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester, an N-unsubstituted carbamic acid ester obtained by the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester, and an isocyanate in which the N-unsubstituted carbamic acid ester is used. The present invention relates to a production method and an isocyanate obtained by the production method of the isocyanate.

N−無置換カルバミン酸エステルは、基礎的な有機化合物であり、例えば、水への溶解補助剤、医薬、農薬などの原料、イソシアネートなどの製造原料などとして、工業的に広く知られている。   N-unsubstituted carbamic acid ester is a basic organic compound, and is widely known industrially as, for example, a solubilizer in water, a raw material for pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like, and a raw material for production of isocyanate and the like.

例えば、イソシアネートの製造においては、毒性の強いホスゲンを用いない方法として、N−無置換カルバミン酸エステルとアミンとアルコールとを反応させて、カルバメートを製造し(尿素法)、得られたカルバメートを熱分解することにより、イソシアネートを製造する方法が、知られている。   For example, in the production of isocyanate, as a method not using toxic phosgene, N-unsubstituted carbamic acid ester, amine and alcohol are reacted to produce carbamate (urea method), and the resulting carbamate is heated. Methods are known for producing isocyanates by decomposition.

そして、このようなN−無置換カルバミン酸エステルを製造する方法も、種々検討されており、そのような方法としては、例えば、尿素および各種アルコールを、4塩化スズなどからなる触媒の存在下において反応させる方法が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   Various methods for producing such an N-unsubstituted carbamic acid ester have been studied. Examples of such a method include urea and various alcohols in the presence of a catalyst composed of tin tetrachloride and the like. A method of reacting has been proposed (for example, see Patent Document 1).

ドイツ公開特許753127号公報German open patent 753127

しかしながら、特許文献1に記載されるように、尿素とアルコールとを、4塩化スズの存在下において反応させると、N−無置換カルバミン酸エステルが得られる他、副生成物として、種々のビウレット誘導体、より具体的には、例えば、アロファン酸アルキルや、イミノビスギ酸ジアルキルなどが生成する。   However, as described in Patent Document 1, when urea and alcohol are reacted in the presence of tin tetrachloride, N-unsubstituted carbamic acid ester is obtained, and various biuret derivatives are used as by-products. More specifically, for example, alkyl allophanate and dialkyl iminobisformate are produced.

N−無置換カルバミン酸エステルがこのようなビウレット誘導体を多く含むと、各種工業製品の製造において、品質や製造効率の低下を惹起する場合がある。例えば、このようなN−無置換カルバミン酸エステルを、上記した尿素法に用いて、カルバメートを製造すると、副生成物として、例えば、アミノ−メチル−テトラヒドロキナゾリン−ジオン(ベンゾイレン尿素誘導体、AMQ)や、ジアルキルカーボネート(DAC)などが生成する場合がある。   If the N-unsubstituted carbamic acid ester contains a large amount of such biuret derivatives, it may cause deterioration in quality and production efficiency in the production of various industrial products. For example, when such a N-unsubstituted carbamic acid ester is used in the urea method described above to produce a carbamate, by-products such as amino-methyl-tetrahydroquinazoline-dione (benzoylene urea derivative, AMQ) and In some cases, dialkyl carbonate (DAC) is produced.

そして、これら副生成物を熱分解して、イソシアネートを製造すると、イソシアネートの製造装置などが閉塞し(ファウリング)、イソシアネートの製造効率を低下させるという不具合がある。   And when these by-products are thermally decomposed to produce isocyanate, there is a problem in that the isocyanate production apparatus and the like are blocked (fouling) and the production efficiency of isocyanate is reduced.

本発明の目的は、副生成物の生成を低減することができるN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法、その製造方法により得られるN−無置換カルバミン酸エステル、そのN−無置換カルバミン酸エステルを用いてイソシアネートを製造するための、イソシアネートの製造方法、および、そのイソシアネートの製造方法によって得られるイソシアネートを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester capable of reducing the formation of by-products, an N-unsubstituted carbamic acid ester obtained by the production method, and an N-unsubstituted carbamic acid ester thereof. It is in providing the isocyanate obtained by the manufacturing method of isocyanate for manufacturing isocyanate using this, and the manufacturing method of the isocyanate.

上記目的を達成するため、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法は、尿素と、アルコールとを、非配位性アニオンおよび金属原子を含有する化合物の存在下において反応させることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention comprises reacting urea with an alcohol in the presence of a compound containing a non-coordinating anion and a metal atom. It is said.

また、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法では、前記反応において、前記尿素を、分割添加、または、連続添加することが好適である。   In the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention, it is preferable that the urea is added in portions or continuously in the reaction.

また、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法では、前記アルコールが、下記一般式(1)で示され、前記化合物が、下記一般式(2)で示されることが好適である。   In the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention, it is preferable that the alcohol is represented by the following general formula (1) and the compound is represented by the following general formula (2).

−OH (1)
(式中、Rは、総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、または、総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基を示す。)
MXmXn−m (2)
(式中、Mは、周期律表第1〜16族の金属原子を、Xは、非配位性アニオンを、Xは、配位子を、mは、1〜nの整数を、nは、Mの原子価を示す。)
また、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法では、上記一般式(2)において、Xが、下記一般式(3)で示される非配位性アニオンであることが好適である。
R 1 —OH (1)
(In the formula, R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms in total or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms in total.)
MX 1 mX 2 nm (2)
(In the formula, M represents a metal atom of Groups 1 to 16 of the periodic table, X 1 represents a non-coordinating anion, X 2 represents a ligand, m represents an integer of 1 to n, n represents the valence of M.)
In the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention, in the general formula (2), X 1 is preferably a non-coordinating anion represented by the following general formula (3). .

SO (3)
(式中、Rは、置換基定数σが−0.1〜+0.7の範囲の値である置換基を示す。)
また、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法では、上記一般式(3)において、Rが、少なくとも1つのフッ素原子を含有する、総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、または、総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基であることが好適である。
R 2 SO 3 - (3)
(In the formula, R 2 represents a substituent having a substituent constant σ in the range of −0.1 to +0.7.)
Further, in the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention, in the general formula (3), R 2 contains at least one fluorine atom and has 1 to 16 carbon atoms in total. Or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms in total.

また、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法では、前記反応により副生するビウレット誘導体が、N−無置換カルバミン酸エステル100モルに対して、3モル以下であることが好適である。   In the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention, the biuret derivative by-produced by the reaction is preferably 3 mol or less with respect to 100 mol of the N-unsubstituted carbamic acid ester. .

また、本発明は、上記したN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法によって、N−無置換カルバミン酸エステルを製造する工程と、得られたN−無置換カルバミン酸エステルと、1級アミンとを少なくとも反応させることにより、ウレタン化合物を製造する工程と、得られたウレタン化合物を、熱分解してイソシアネートを製造する工程とを備えている、イソシアネートの製造方法をも含んでいる。   The present invention also includes a step of producing an N-unsubstituted carbamic acid ester by the above-described method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester, and the obtained N-unsubstituted carbamic acid ester and a primary amine. It also includes a method for producing an isocyanate, which comprises a step of producing a urethane compound by reacting at least and a step of producing an isocyanate by thermally decomposing the obtained urethane compound.

また、本発明は、上記したN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法により得られる、N−無置換カルバミン酸エステルをも含んでいる。   The present invention also includes an N-unsubstituted carbamic acid ester obtained by the above-described method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester.

また、本発明は、N−無置換カルバミン酸エステル100モルに対して、3モル以下のビウレット誘導体を含有するN−無置換カルバミン酸エステルをも含んでいる。   The present invention also includes an N-unsubstituted carbamic acid ester containing 3 moles or less of a biuret derivative with respect to 100 moles of the N-unsubstituted carbamic acid ester.

また、本発明は、上記したイソシアネートの製造方法により得られる、イソシアネートをも含んでいる。   Moreover, this invention also contains the isocyanate obtained by the manufacturing method of an above-described isocyanate.

本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法によれば、触媒として、非配位性アニオンおよび金属原子を含有する化合物を用いるため、副生成物の生成を低減して、N−無置換カルバミン酸エステルを、優れた効率で製造することができる。   According to the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention, since a compound containing a non-coordinating anion and a metal atom is used as a catalyst, the production of by-products is reduced, and N-unsubstituted Carbamates can be produced with excellent efficiency.

また、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法により得られる、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルにおいては、副生成物であるビウレット誘導体の含有量が低減されている。そのため、本発明のイソシアネートの製造方法では、そのようなビウレット誘導体の反応により、ファウリングの原因となる物質が生成することを抑制することができる。   Moreover, in the N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention obtained by the method for producing the N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention, the content of the biuret derivative as a by-product is reduced. Therefore, in the isocyanate production method of the present invention, it is possible to suppress the generation of a substance that causes fouling by the reaction of such a biuret derivative.

その結果、本発明のイソシアネートの製造方法によれば、装置の閉塞などを抑制し、優れた収率でイソシアネートを製造することができる。   As a result, according to the method for producing an isocyanate of the present invention, it is possible to produce an isocyanate with an excellent yield while suppressing blockage of the apparatus.

まず、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法について詳述する。   First, the method for producing the N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention will be described in detail.

本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法は、尿素とアルコールとを、後述する化合物(触媒)の存在下において反応させる。   In the method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester of the present invention, urea and alcohol are reacted in the presence of a compound (catalyst) described later.

本発明で用いられるアルコールは、例えば、1〜3級の1価のアルコールであって、例えば、下記式(1)で示される。   The alcohol used in the present invention is, for example, a 1-3 grade monovalent alcohol, and is represented by, for example, the following formula (1).

−OH (1)
(式中、Rは、総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、または、総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基を示す。)
上記式(1)中、Rにおいて、総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基としては、例えば、総炭素数1〜16のアルキル基などが挙げられる。
R 1 —OH (1)
(In the formula, R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms in total or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms in total.)
In the above formula (1), in R 1 , examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms.

アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、iso−プロピル、ブチル、iso−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、iso−ペンチル、sec−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、デシル、イソデシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、シクロヘキシル、シクロドデシルなどが挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, butyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, iso-pentyl, sec-pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl. , Nonyl, decyl, isodecyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, cyclohexyl, cyclododecyl and the like.

上記式(1)において、Rが総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基であるアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、iso−プロパノール、ブタノール(1−ブタノール)、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、ペンタノール、iso−ペンタノール、sec−ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール(1−オクタノール)、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、イソデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、シクロヘキサノール、シクロドデカノールなどが挙げられる。 In the above formula (1), examples of the alcohol in which R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms include methanol, ethanol, propanol, iso-propanol, butanol (1-butanol), and iso-butanol. , Sec-butanol, tert-butanol, pentanol, iso-pentanol, sec-pentanol, hexanol, heptanol, octanol (1-octanol), 2-ethylhexanol, nonanol, decanol, isodecanol, dodecanol, tetradecanol, Examples include hexadecanol, cyclohexanol, and cyclododecanol.

上記式(1)中、Rにおいて、総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基としては、例えば、総炭素数6〜16のアリール基などが挙げられる。 In the above formula (1), in R 1 , examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms include an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.

アリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ビフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリルなどが挙げられる。   Examples of the aryl group include phenyl, tolyl, xylyl, biphenyl, naphthyl, anthryl, phenanthryl and the like.

上記式(1)において、Rが総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基であるアルコールとしては、例えば、フェノール、ヒドロキシトルエン、ヒドロキシキシレン、ビフェニルアルコール、ナフタレノール、アントラセノール、フェナントレノールなどが挙げられる。 In the above formula (1), examples of the alcohol in which R 1 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms include, for example, phenol, hydroxytoluene, hydroxyxylene, biphenyl alcohol, naphthalenol, anthracenol, phenanthrenol Etc.

これらアルコールは、単独使用または2種類以上併用することができる。   These alcohols can be used alone or in combination of two or more.

アルコールとして、好ましくは、上記式(1)において、Rが炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基であるアルコール、より好ましくは、Rが炭素数2〜12の脂肪族炭化水素基であるアルコールが挙げられる。 As the alcohol, preferably, in the above formula (1), R 1 is an alcohol having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, more preferably, R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms. Some alcohols are mentioned.

本発明で用いられる化合物は、非配位性アニオンおよび金属原子を含有しており、例えば、下記式(2)で示される。   The compound used in the present invention contains a non-coordinating anion and a metal atom, and is represented by, for example, the following formula (2).

MXmXn−m (2)
(式中、Mは、周期律表第1〜16族の金属原子を、Xは、非配位性アニオンを、Xは、配位子を、mは、1〜nの整数を、nは、Mの原子価を示す。)
上記式(2)中、Mとしては、周期律表第1〜16族(IUPAC Periodic Table of the Elements(version date 22 June 2007)に従う。以下同じ。)の金属原子が挙げられる。
MX 1 mX 2 nm (2)
(In the formula, M represents a metal atom of Groups 1 to 16 of the periodic table, X 1 represents a non-coordinating anion, X 2 represents a ligand, m represents an integer of 1 to n, n represents the valence of M.)
In the above formula (2), M includes a metal atom of the periodic table group 1 to 16 (IUPAC Periodic Table of the Elements (version date 22 June 2007), the same shall apply hereinafter).

金属原子として、好ましくは、周期律表第4族および第11〜14族の金属原子、より好ましくは、周期律表第4族および第12族の金属原子が挙げられる。   The metal atom is preferably a metal atom of Groups 4 and 11 to 14 of the periodic table, more preferably a metal atom of Groups 4 and 12 of the periodic table.

また、金属原子として、好ましくは、上記した金属原子のうち、周期律表第3〜6周期の金属原子、好ましくは、周期律表第4〜6周期の金属原子が挙げられる。   Moreover, as a metal atom, Preferably, the metal atom of a periodic table 3rd-6th period among the above-mentioned metal atoms, Preferably, the metal atom of a 4th-6th period of a periodic table is mentioned.

このような金属原子として、より具体的には、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム(以上、周期律表第4族第4〜6周期)、銅、銀、金(以上、周期律表第11族第4〜6周期)、亜鉛、カドミウム、水銀(以上、周期律表第12族第4〜6周期)、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム(以上、周期律表第13族第3〜6周期)、錫、鉛(以上、周期律表第14族第5〜6周期)などが挙げられる。   More specifically, as such metal atoms, for example, titanium, zirconium, hafnium (above, Group 4 to 6 of the periodic table), copper, silver, gold (above, Group 11 of the periodic table) 4th to 6th cycle), zinc, cadmium, mercury (above, periodic table group 12 group 4-6 cycle), aluminum, gallium, indium, thallium (above, periodic table group 13 group 3-6 cycle) , Tin, lead (above, Periodic Table Group 14 Group 5-6) and the like.

金属原子として、好ましくは、チタン、ジルコニウム、ハフニウム(以上、周期律表第4族第4〜6周期)、亜鉛、カドミウム、水銀(以上、周期律表第12族第4〜6周期)が挙げられ、より好ましくは、チタン、ハフニウム、亜鉛が挙げられる。   Preferred examples of the metal atom include titanium, zirconium, hafnium (above, Group 4 to 6 periods of periodic table), zinc, cadmium, and mercury (above, Group 12 to 6 periods of periodic table). More preferably, titanium, hafnium, or zinc is used.

上記式(2)中、Xにおいて、非配位性アニオンは、後述するカチオンに配位しないか、または、中性のルイス塩基によって置換される程度にわずかに配位するアニオンとして定義される。 In the above formula (2), in X 1 , the non-coordinating anion is defined as an anion that does not coordinate to a cation described later or is slightly coordinated to the extent that it is replaced by a neutral Lewis base. .

このような非配位性アニオンとしては、例えば、非配位性の硫黄含有アニオン、酸素含有アニオン、ホウ素含有アニオン、リン原子含有アニオンなどが挙げられる。   Examples of such non-coordinating anions include non-coordinating sulfur-containing anions, oxygen-containing anions, boron-containing anions, and phosphorus atom-containing anions.

硫黄含有アニオンとしては、例えば、下記一般式(3)で示される非配位性アニオンが挙げられる。   As a sulfur containing anion, the non-coordinating anion shown by following General formula (3) is mentioned, for example.

SO (3)
(式中、Rは、置換基定数σが−0.1〜+0.7の範囲の値である置換基を示す。)
上記式(3)中、置換基定数σは、Chartonにより、Hammettの置換基定数から拡張され、定義された、置換基の電子吸引性の強度を示す定数(Charton, M. Prog. Phys. Org, Chem. 1981, 13, 119 参照。)であって、置換基に固有の無次元の数値である。
R 2 SO 3 - (3)
(In the formula, R 2 represents a substituent having a substituent constant σ in the range of −0.1 to +0.7.)
In the above formula (3), the substituent constant σ is a constant (Charton, M. Prog. Phys. Org) indicating the strength of electron withdrawing of a substituent, defined and extended from Hammett's substituent constant by Charton. Chem., 1981, 13, 119), which is a dimensionless numerical value unique to the substituent.

置換基定数σが−0.1〜+0.7の範囲の値である置換基Rとして、例えば、CH−、C−、C−、iso−C−、C−、iso−C−、sec−C−、tert−C−、C11−、iso−C11−、sec−C11−、C13−、C15−、C17−、C19−、C1021−、C1123−、C1225−、C1327−、C1429−、C1531−、C1633−、C−、2−(CH)C−、3−(CH)C−、4−(CH)C−、2,3−(CH−、2,4−(CH−、2,5−(CH−、2,6−(CH−、3,4−(CH−、3,5−(CH−、3,6−(CH−などが挙げられる。 Examples of the substituent R 2 having a substituent constant σ in the range of −0.1 to +0.7 include, for example, CH 3 —, C 2 H 5 —, C 3 H 7 —, iso-C 3 H 7 —. , C 4 H 9 -, iso -C 4 H 9 -, sec-C 4 H 9 -, tert-C 4 H 9 -, C 5 H 11 -, iso-C 5 H 11 -, sec-C 5 H 11 -, C 6 H 13 - , C 7 H 15 -, C 8 H 17 -, C 9 H 19 -, C 10 H 21 -, C 11 H 23 -, C 12 H 25 -, C 13 H 27 - , C 14 H 29 -, C 15 H 31 -, C 16 H 33 -, C 6 H 5 -, 2- (CH 3) C 6 H 4 -, 3- (CH 3) C 6 H 4 -, 4 - (CH 3) C 6 H 4 -, 2,3- (CH 3) 2 C 6 H 3 -, 2,4- (CH 3) 2 C 6 H 3 -, 2 , 5- (CH 3) 2 C 6 H 3 -, 2,6- (CH 3) 2 C 6 H 3 -, 3,4- (CH 3) 2 C 6 H 3 -, 3,5- (CH 3 ) 2 C 6 H 3 —, 3,6- (CH 3 ) 2 C 6 H 3 — and the like.

置換基定数σが−0.1〜+0.7の範囲の値である置換基Rとして、好ましくは、上記した置換基Rにおいて、少なくとも1つのフッ素原子を含有する、総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、または、総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基が挙げられ、例えば、CHF−、CHF−、CF−、CHFCH−、CHFCH−、CFCH−、CHCHF−、CHCF−、CHFCHF−、CHFCHF−、CFCHF−、CHFCF−、CHFCF−、C−、C−、C−、iso−C−、sec−C−、tert−C−、C11−、iso−C11−、sec−C11−、C13−、C15−、C17−、C19−、C1021−、C1123−、C1225−、C1327−、C1429−、C1531−、C1633−、2−F−C−、3−F−C−、4−F−C−、C−、2−(CF)C−、3−(CF)C−、4−(CF)C−、2,3−(CF−、2,4−(CF−、2,5−(CF−、2,6−(CF−、3,4−(CF−、3,5−(CF−、3,6−(CF−などが挙げられる。 As the substituent R 2 having a substituent constant σ in the range of −0.1 to +0.7, preferably, the substituent R 2 described above contains at least one fluorine atom and has a total number of carbon atoms of 1 to 1. 16 aliphatic hydrocarbon groups or aromatic hydrocarbon groups having 6 to 16 carbon atoms in total, for example, CH 2 F—, CHF 2 —, CF 3 —, CH 2 FCH 2 —, CHF 2 CH 2 -, CF 3 CH 2 - , CH 3 CHF-, CH 3 CF 2 -, CH 2 FCHF-, CHF 2 CHF-, CF 3 CHF-, CH 2 FCF 2 -, CHF 2 CF 2 -, C 2 F 5 -, C 3 F 7 - , C 4 F 9 -, iso-C 4 F 9 -, sec-C 4 F 9 -, tert-C 4 F 9 -, C 5 F 11 -, iso-C 5 F 11 -, sec-C 5 F 11 -, C 6 F 13 -, C 7 F 15 -, C 8 F 17 -, C 9 F 19 -, C 10 F 21 -, C 11 F 23 -, C 12 F 25 -, C 13 F 27 -, C 14 F 29 -, C 15 F 31 -, C 16 F 33 -, 2-F-C 6 H 4 -, 3-F-C 6 H 4 -, 4-F-C 6 H 4 -, C 6 F 5 -, 2- (CF 3) C 6 H 4 -, 3- (CF 3) C 6 H 4 -, 4- (CF 3) C 6 H 4 -, 2,3- (CF 3) 2 C 6 H 3 -, 2 , 4- (CF 3) 2 C 6 H 3 -, 2,5- (CF 3) 2 C 6 H 3 -, 2,6- (CF 3) 2 C 6 H 3 -, 3,4- (CF 3) 2 C 6 H 3 - , 3,5- (CF 3) 2 C 6 H 3 -, 3,6- (CF 3) 2 C 6 H 3 - , and the like.

硫黄含有アニオンとして、より具体的には、例えば、パーフルオロアルキルスルホネートアニオン(例えば、OSOCF (以下、OTfと略する場合がある。)、OSO 、OSO 、OSO など)、アリールスルホネートアニオン(OSOCH 、OSO など)などが挙げられる。 More specifically, as the sulfur-containing anion, for example, a perfluoroalkylsulfonate anion (for example, OSO 2 CF 3 (hereinafter sometimes abbreviated as OTf ), OSO 2 C 2 F 5 , OSO 2 ). C 3 F 7 -, OSO 2 C 4 F 9 - , etc.), an aryl sulfonate anion (OSO 2 C 6 H 4 CH 3 -, OSO 2 C 6 H 5 - , etc.) and the like.

酸素含有アニオンとしては、例えば、パークロレートアニオン(ClO )などが挙げられる。 Examples of the oxygen-containing anion include perchlorate anion (ClO 4 ).

リン原子含有アニオンとしては、例えば、ヘキサフルオロホスフェートアニオン(PF )などが挙げられる。 Examples of the phosphorus atom-containing anion include hexafluorophosphate anion (PF 6 ).

ホウ素含有アニオンとしては、例えば、テトラフルオロボレートアニオン(BF )、テトラフェニルボレートアニオン、テトラ(p−トリル)ボレートアニオン、テトラ(o−トリル)ボレートアニオン、テトラキス(o,p−ジメチルフェニル)ボレートアニオン、テトラキス(m,m−ジメチルフェニル)ボレートアニオン、テトラキス[p−(トリフルオロメチル)フェニル]ボレートアニオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(B(C )アニオン、テトラキス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ボレートアニオン(B[3,5−(CF )などが挙げられる。 Examples of the boron-containing anion include tetrafluoroborate anion (BF 4 ), tetraphenylborate anion, tetra (p-tolyl) borate anion, tetra (o-tolyl) borate anion, tetrakis (o, p-dimethylphenyl). Borate anion, tetrakis (m, m-dimethylphenyl) borate anion, tetrakis [p- (trifluoromethyl) phenyl] borate anion, tetrakis (pentafluorophenyl) borate (B (C 6 F 5 ) 4 ) anion, tetrakis And [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] borate anion (B [3,5- (CF 3 ) 2 C 6 H 3 ] 4 ).

非配位性アニオンとして、好ましくは、パーフルオロアルキルスルホネートアニオン、アリールスルホネートアニオン、ヘキサフルオロホスフェートアニオン、テトラフルオロボレートアニオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートアニオン、テトラキス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ボレートアニオンが挙げられ、より好ましくは、アリールスルホネートアニオンが挙げられる。   As the non-coordinating anion, preferably a perfluoroalkyl sulfonate anion, an aryl sulfonate anion, a hexafluorophosphate anion, a tetrafluoroborate anion, a tetrakis (pentafluorophenyl) borate anion, tetrakis [3,5-bis (trifluoromethyl) ) Phenyl] borate anion, more preferably an aryl sulfonate anion.

上記式(2)中、Xにおいて、配位子は、上記した金属原子に配位する原子団であって、より具体的には、例えば、アルキル基(例えば、CH−、C−、C−、iso−C−、C−、iso−C−、sec−C−、tert−C−、C11-など)、アルコキシ基(例えば、CHO−、CO−、CO−、iso−CO−、CO−、iso−CO−、sec−CO−、tert−CO−、C11O−-など)、1級アミノ基(NH−)、2級アミノ基(例えば、CHNH−、CNH−、CNH−、iso−CNH−、CNH−、iso−CNH−、sec−CNH−、tert−CNH−、C11NH−-など)、3級アミノ基(例えば、(CHN−、(CN−、(CN−、(CN−、(C11N−など)、アシルオキシ基(例えば、CHCOO−、CCOO−、CCOO−、iso−CCOO−、CCOO−、iso−CCOO−、sec−CCOO−、tert−CCOO−、C11COO−、C13COO−、C15COO−、C17COO−、C19COO−、C1021COO−、C1123COO−、C1225COO−、C1327COO−、C1429COO−、C1531COO−、C1633COO−、C1735COO−、C1837COO−、CCOO−など)、アセチルアセトナート、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など)、硫酸イオン(SO 2−)、酸化物イオン(O2−)、アミド配位子(例えば、[N(SiMe]など)などが挙げられる。 In the above formula (2), in X 2 , the ligand is an atomic group coordinated to the above metal atom, and more specifically, for example, an alkyl group (for example, CH 3 —, C 2 H 5 -, C 3 H 7 - , iso-C 3 H 7 -, C 4 H 9 -, iso-C 4 H 9 -, sec-C 4 H 9 -, tert-C 4 H 9 -, C 5 H 11 etc.), an alkoxy group (for example, CH 3 O—, C 2 H 5 O—, C 3 H 7 O—, iso-C 3 H 7 O—, C 4 H 9 O—, iso-C 4). H 9 O-, sec-C 4 H 9 O-, tert-C 4 H 9 O-, C 5 H 11 O- - etc.), primary amino groups (NH 2 -), 2 amino groups (e.g., CH 3 NH-, C 2 H 5 NH-, C 3 H 7 NH-, iso-C 3 H 7 NH-, C 4 H 9 NH-, iso- 4 H 9 NH-, sec-C 4 H 9 NH-, tert-C 4 H 9 NH-, C 5 H 11 NH- - etc.), tertiary amino groups (e.g., (CH 3) 2 N -, ( C 2 H 5) 2 N - , (C 3 H 7) 2 N -, (C 4 H 9) 2 N -, (C 5 H 11) 2 N- , etc.), an acyloxy group (e.g., CH 3 COO- , C 2 H 5 COO-, C 3 H 7 COO-, iso-C 3 H 7 COO-, C 4 H 9 COO-, iso-C 4 H 9 COO-, sec-C 4 H 9 COO-, tert -C 4 H 9 COO-, C 5 H 11 COO-, C 6 H 13 COO-, C 7 H 15 COO-, C 8 H 17 COO-, C 9 H 19 COO-, C 10 H 21 COO-, C 11 H 23 COO-, C 12 H 25 COO-, C 13 H 7 COO-, C 14 H 29 COO- , C 15 H 31 COO-, C 16 H 33 COO-, C 17 H 35 COO-, C 18 H 37 COO-, C 6 H 5 COO- , etc.), acetylacetonates Nato, halogen atom (eg, fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc.), sulfate ion (SO 4 2− ), oxide ion (O 2− ), amide ligand (eg, [N (SiMe 3 ) 2 ] Etc.).

上記式(2)中、mは、1〜nの整数を、nは、Mの原子価を示す。   In said formula (2), m shows the integer of 1-n and n shows the valence of M.

上記式(2)において、mが2以上である場合(すなわち、1つのMに対するXが2つ以上である場合)には、各Xは、互いに同一であっても、それぞれ異なっていてもよい。 In the above formula (2), when m is 2 or more (that is, when X 1 for one M is 2 or more), each X 1 is the same as or different from each other. Also good.

また、上記式(2)において、n−mが2以上である場合(すなわち、1つのMに対するXが2つ以上である場合)には、各Xは、互いに同一であっても、それぞれ異なっていてもよい。 Further, in the above formula (2), when nm is 2 or more (that is, when X 2 for one M is 2 or more), even if each X 2 is the same, Each may be different.

上記式(2)において、m=nである場合(Mの原子価と、Xの数とが同一である場合)には、上記式(2)の化合物は、配位子(X)を含有せず、金属原子(M)のカチオンと、非配位性アニオン(X)とから形成される。 In the above formula (2), when m = n (when the valence of M and the number of X 1 are the same), the compound of the above formula (2) is a ligand (X 2 ). It is formed from a cation of a metal atom (M) and a non-coordinating anion (X 1 ).

このような化合物として、より具体的には、例えば、Zn(OTf)(別表記:Zn(OSOCF、トリフルオロメタンスルホン酸亜鉛)、Zn(OSO、Zn(OSO、Zn(OSO、Zn(OSOCH(パラトルエンスルホン酸亜鉛)、Zn(OSO、Zn(BF、Zn(PF、Hf(OTf)(トリフルオロメタンスルホン酸ハフニウム)、Sn(OTf)、Al(OTf)、Cu(OTf)などが挙げられる。 More specifically, as such a compound, for example, Zn (OTf) 2 (another notation: Zn (OSO 2 CF 3 ) 2 , zinc trifluoromethanesulfonate), Zn (OSO 2 C 2 F 5 ) 2 , Zn (OSO 2 C 3 F 7 ) 2 , Zn (OSO 2 C 4 F 9 ) 2 , Zn (OSO 2 C 6 H 4 CH 3 ) 2 (zinc paratoluenesulfonate), Zn (OSO 2 C 6 H 5 ) 2 , Zn (BF 4 ) 2 , Zn (PF 6 ) 2 , Hf (OTf) 4 (hafnium trifluoromethanesulfonate), Sn (OTf) 2 , Al (OTf) 3 , Cu (OTf) 2 and the like. It is done.

また、上記式(2)において、m<nである場合(Xの数が、Mの原子価よりも少ない場合)には、上記式(2)の化合物は、金属原子(M)と、非配位性アニオン(X)と、配位子(X)とから形成される。 In the above formula (2), when m <n (when the number of X 1 is less than the valence of M), the compound of the above formula (2) has a metal atom (M), It is formed from a non-coordinating anion (X 1 ) and a ligand (X 2 ).

このような場合には、上記式(2)の化合物は、原子価nの金属原子(M)に対して、配位子(X)を、1〜(n−1)つ有する化合物として形成される。具体的には、例えば、金属原子(M)の原子価が4の場合には、上記式(2)の化合物は、配位子(X)を1〜3つ有する。 In such a case, the compound of the above formula (2) is formed as a compound having 1 to (n−1) ligands (X 2 ) with respect to the metal atom (M) having a valence of n. Is done. Specifically, for example, when the valence of the metal atom (M) is 4, the compound of the above formula ( 2 ) has 1 to 3 ligands (X 2 ).

なお、m<nである場合には、上記式(2)の化合物において、非配位性アニオン(X)を電気的に引き寄せるカチオンは、金属原子(M)と、それに配位する配位子(X)とから形成される。 In the case where m <n, in the compound of the above formula (2), the cation that electrically attracts the non-coordinating anion (X 1 ) is the metal atom (M) and the coordination coordinated thereto. And a child (X 2 ).

すなわち、m<nである場合には、上記式(2)の化合物は、金属原子(M)に配位子(X)が配位することにより形成されるカチオン(例えば、錯イオンなど)と、非配位性アニオン(X)とから形成される。 That is, when m <n, the compound of the above formula (2) is a cation (eg, complex ion) formed by coordination of the ligand (X 2 ) to the metal atom (M). And a non-coordinating anion (X 1 ).

また、このような化合物は、例えば、金属化合物と、非配位性アニオンを生成する化合物とを混合すれば、形成することができる。   Such a compound can be formed, for example, by mixing a metal compound and a compound that generates a non-coordinating anion.

より具体的には、このような化合物は、例えば、配位子(X)がnつ配位した金属原子(M)からなる金属化合物(MXn)と、非配位性アニオン(X)を生成する化合物(例えば、非配位性アニオンを共役塩基とする化合物(HX)など)とを混合して物形成することができる。 More specifically, such a compound includes, for example, a metal compound (MX 2 n) composed of a metal atom (M) coordinated with n ligands (X 2 ) and a non-coordinating anion (X 1 )) (for example, a compound having a non-coordinating anion as a conjugate base (HX 1 ), etc.) can be mixed to form a product.

すなわち、これら金属化合物(MXn)と、非配位性アニオンを生成する化合物(例えば、HXなど)とが、例えば、水、有機溶媒などの中で混合されると、その混合物中において、金属化合物(MXn)中の一部の配位子(X)と、非配位性アニオン(X)とが置換され、上記式(2)の化合物が形成される。 That is, when these metal compounds (MX 2 n) and a compound that generates a non-coordinating anion (for example, HX 1 ) are mixed in, for example, water or an organic solvent, A part of the ligand (X 2 ) in the metal compound (MX 2 n) and the non-coordinating anion (X 1 ) are substituted to form the compound of the above formula (2).

より具体的には、例えば、四塩化チタン(TiCl)とトリフルオロメタンスルホン酸(HOTf)とが混合されることにより、四塩化チタン中の一部の塩素アニオン(Cl)と、トリフラートアニオン(非配位性アニオン、OTf)とが置換され、上記式(2)の化合物として、1〜3つのトリフラートアニオンと塩素アニオンとが置換された化合物、例えば、TiCl(OTf)、TiCl(OTf)、TiCl(OTf)などが形成される。 More specifically, for example, by mixing titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and trifluoromethanesulfonic acid (HOTf), some chlorine anions (Cl ) in titanium tetrachloride and triflate anions ( A non-coordinating anion, OTf ) is substituted, and as the compound of the above formula (2), a compound in which 1 to 3 triflate anions and a chlorine anion are substituted, for example, TiCl (OTf) 3 , TiCl 2 ( OTf) 2 , TiCl 3 (OTf), etc. are formed.

なお、このような混合物中においては、金属化合物(MXn)中の全部の配位子(X)と、非配位性アニオン(X)とが置換され、nつの非配位性アニオン(X)を有する化合物が形成される場合もある。 In such a mixture, all the ligands (X 2 ) in the metal compound (MX 2 n) and the non-coordinating anion (X 1 ) are substituted, and n non-coordinating properties are obtained. A compound having an anion (X 1 ) may be formed.

上記式(2)の化合物として、好ましくは、Zn(OTf)(トリフルオロメタンスルホン酸亜鉛)、Zn(OSOCH(パラトルエンスルホン酸亜鉛)、Hf(OTf)(トリフルオロメタンスルホン酸ハフニウム)、四塩化チタン(TiCl)とトリフルオロメタンスルホン酸(HOTf)との混合物(TiCl(OTf)、TiCl(OTf)、TiCl(OTf))が挙げられる。 As the compound of the above formula (2), preferably, Zn (OTf) 2 (zinc trifluoromethanesulfonate), Zn (OSO 2 C 6 H 4 CH 3 ) 2 (zinc paratoluenesulfonate), Hf (OTf) 4 (Hafnium trifluoromethanesulfonate), a mixture of titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and trifluoromethanesulfonic acid (HOTf) (TiCl (OTf) 3 , TiCl 2 (OTf) 2 , TiCl 3 (OTf)).

これら化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。   These compounds can be used alone or in combination of two or more.

そして、本発明のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法では、尿素と、アルコールとを配合し、上記した化合物(触媒)の存在下、好ましくは、液相で反応させる。   And in the manufacturing method of N-unsubstituted carbamic acid ester of this invention, urea and alcohol are mix | blended and it is made to react preferably in a liquid phase in presence of an above described compound (catalyst).

尿素とアルコールとの配合割合は、特に制限はなく、比較的広範囲において適宜選択することができる。   The blending ratio of urea and alcohol is not particularly limited and can be appropriately selected within a relatively wide range.

通常は、アルコールの配合量が、尿素に対して等モル以上あればよく、そのため、尿素やアルコールそのものを、この反応における反応溶媒として用いることもできる。   Usually, it is sufficient that the blending amount of alcohol is equimolar or more with respect to urea. Therefore, urea or alcohol itself can be used as a reaction solvent in this reaction.

なお、尿素やアルコールを反応溶媒として兼用する場合には、必要に応じて過剰量の尿素やアルコールが用いられるが、過剰量が多いと、反応後の分離工程での消費エネルギーが増大するので、工業生産上、不適となる。   In addition, when urea or alcohol is also used as a reaction solvent, an excessive amount of urea or alcohol is used as necessary, but if the excessive amount is large, energy consumption in the separation step after the reaction increases, Not suitable for industrial production.

そのため、アルコールの配合量は、N−無置換カルバミン酸エステルの収率を向上させる観点から、尿素に対して、1〜50倍モル、好ましくは、1〜20倍モル、さらに好ましくは、1〜10倍モルである。   Therefore, the blending amount of the alcohol is 1 to 50 times mol, preferably 1 to 20 times mol, more preferably 1 to 1 mol, with respect to urea, from the viewpoint of improving the yield of N-unsubstituted carbamic acid ester. 10 moles.

また、化合物(触媒)の配合量は、尿素1モルに対して、例えば、0.000001〜0.1モル、好ましくは、0.00005〜0.05モルである。触媒の配合量がこれより多くても、それ以上の顕著な反応促進効果が見られない反面、配合量の増大によりコストが上昇する場合がある。一方、配合量がこれより少ないと、反応促進効果が得られない場合がある。   Moreover, the compounding quantity of a compound (catalyst) is 0.000001-0.1 mol with respect to 1 mol of urea, Preferably, it is 0.00005-0.05 mol. Even if the amount of the catalyst is larger than this, no further significant reaction promoting effect is observed, but the cost may increase due to an increase in the amount of the catalyst. On the other hand, if the blending amount is less than this, the reaction promoting effect may not be obtained.

また、この反応において、反応溶媒は必ずしも必要ではないが、例えば、反応原料が固体の場合や反応生成物が析出する場合には、反応溶媒を配合することにより操作性を向上させることができる。   In this reaction, a reaction solvent is not always necessary. For example, when the reaction raw material is solid or a reaction product is precipitated, the operability can be improved by blending the reaction solvent.

このような反応溶媒は、反応原料である尿素およびアルコールと、反応生成物であるN−無置換カルバミン酸エステルなどに対して不活性であるか反応性に乏しいものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサン、ペンタン、石油エーテル、リグロイン、シクロドデカン、デカリン類など)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン、クロロベンゼン、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、ジベンジルトルエン、トリフェニルメタン、フェニルナフタレン、ビフェニル、ジエチルビフェニル、トリエチルビフェニルなど)、エーテル類(例えば、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、アニソール、ジフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなど)、ニトリル類(例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、アジポニトリル、ベンゾニトリルなど)、脂肪族ハロゲン化炭化水素類(例えば、塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロロプロパン、1,4−ジクロロブタンなど)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)、ニトロ化合物類(例えば、ニトロメタン、ニトロベンゼンなど)や、N−メチルピロリジノン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。   Such reaction solvents are particularly limited as long as they are inert or poorly reactive with urea and alcohol as reaction raw materials and N-unsubstituted carbamic acid ester as a reaction product. For example, aliphatic hydrocarbons (for example, hexane, pentane, petroleum ether, ligroin, cyclododecane, decalins, etc.), aromatic hydrocarbons (for example, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, isopropylbenzene, Butylbenzene, cyclohexylbenzene, tetralin, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, methylnaphthalene, chloronaphthalene, dibenzyltoluene, triphenylmethane, phenylnaphthalene, biphenyl, diethylbiphenyl, triethylbiphenyl, etc.), ethers (for example, die Ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, anisole, diphenyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, etc.), nitriles (for example, acetonitrile, propionitrile, adiponitrile, Benzonitrile, etc.), aliphatic halogenated hydrocarbons (eg, methylene chloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, 1,2-dichloropropane, 1,4-dichlorobutane, etc.), amides (eg, dimethylformamide, Dimethylacetamide), nitro compounds (eg, nitromethane, nitrobenzene, etc.), N Methylpyrrolidinone, N, N-dimethylimidazolidinone, and dimethyl sulfoxide.

これら反応溶媒のなかでは、経済性、操作性などを考慮すると、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類が好ましく用いられる。また、このような反応溶媒は、単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Of these reaction solvents, aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons are preferably used in view of economy and operability. Moreover, such a reaction solvent can be used individually or in combination of 2 or more types.

また、反応溶媒の配合量は、目的生成物のN−無置換カルバミン酸エステルが溶解する程度の量であれば特に制限されるものではないが、工業的には、反応液から反応溶媒を回収する必要があるため、その回収に消費されるエネルギーをできる限り低減し、かつ、配合量が多いと、反応基質濃度が低下して反応速度が遅くなるため、できるだけ少ない方が好ましい。より具体的には、尿素1質量部に対して、通常、0〜10質量部、好ましくは、0〜5質量部の範囲で用いられる。   The amount of the reaction solvent is not particularly limited as long as the N-unsubstituted carbamic acid ester of the target product is dissolved, but industrially, the reaction solvent is recovered from the reaction solution. Therefore, if the energy consumed for the recovery is reduced as much as possible and the amount is large, the reaction substrate concentration decreases and the reaction rate becomes slow. More specifically, it is generally used in the range of 0 to 10 parts by mass, preferably 0 to 5 parts by mass with respect to 1 part by mass of urea.

また、この反応においては、反応温度は、例えば、120〜260℃、好ましくは、140〜240℃の範囲において適宜選択される。反応温度がこれより低いと、反応速度が低下する場合があり、一方、これより高いと、副反応が増大して目的生成物であるN−無置換カルバミン酸エステルの収率が低下する場合がある。   Moreover, in this reaction, reaction temperature is suitably selected, for example in the range of 120-260 degreeC, Preferably it is 140-240 degreeC. If the reaction temperature is lower than this, the reaction rate may decrease. On the other hand, if the reaction temperature is higher than this, the side reaction may increase and the yield of the target product N-unsubstituted carbamic acid ester may decrease. is there.

また、反応圧力は、通常、大気圧であるが、反応液中の成分の沸点が反応温度よりも低い場合には加圧してもよく、さらには、必要により減圧してもよい。   The reaction pressure is usually atmospheric pressure, but may be increased when the boiling point of the component in the reaction solution is lower than the reaction temperature, and further reduced as necessary.

また、反応時間は、例えば、0.1〜20時間、好ましくは、0.5〜10時間である。反応時間がこれより短いと、目的生成物であるN−無置換カルバミン酸エステルの収率が低下する場合がある。一方、これより長いと、工業生産上、不適となる。   Moreover, reaction time is 0.1 to 20 hours, for example, Preferably, it is 0.5 to 10 hours. If the reaction time is shorter than this, the yield of the target product, N-unsubstituted carbamic acid ester, may decrease. On the other hand, if it is longer than this, it is unsuitable for industrial production.

そして、この反応は、上記した条件で、例えば、反応容器内に、アルコール、触媒、および、必要により反応溶媒を仕込み、それらに対して、尿素を分割添加、または、連続添加するか、あるいは、尿素およびアルコール、触媒、および必要により反応溶媒を一括で仕込み、攪拌あるいは混合すればよい。   In this reaction, for example, alcohol, a catalyst, and, if necessary, a reaction solvent are charged in a reaction vessel under the above-described conditions, and urea is added in portions, or is continuously added thereto, or Urea and alcohol, a catalyst, and, if necessary, a reaction solvent may be charged all at once and stirred or mixed.

副生成物抑制の観点から、特に尿素を分割添加または連続添加することが好ましく、連続添加(連続フィード)がより好ましい。なお、分割添加とは、反応させる尿素を2回以上に分け、分けた尿素をそれぞれ反応中の別の時間に装入する方法を指し、連続添加(連続フィード)とは、定量ポンプやフィーダーを用いて定量的にフィードすることであり、単位時間当たりに装入する量を制御できる方法であれば、その方法は制限されない。   From the viewpoint of suppressing by-products, it is particularly preferable to add urea in divided portions or continuously, more preferably continuous addition (continuous feed). Divided addition refers to a method in which the urea to be reacted is divided into two or more times, and the divided urea is charged at different times during the reaction, and continuous addition (continuous feed) refers to a metering pump or feeder. The method is not limited as long as it is a method that feeds quantitatively and can control the amount charged per unit time.

そうすると、例えば、下記一般式(4)で示される反応が進行し、アンモニアが副生されるとともに、上記したアルコールに対応する下記一般式(5)で示されるN−無置換カルバミン酸エステルが生成する。   Then, for example, the reaction represented by the following general formula (4) proceeds, ammonia is produced as a by-product, and an N-unsubstituted carbamic acid ester represented by the following general formula (5) corresponding to the alcohol is generated. To do.

NHCONH+R−OH → NHCOOR+NH (4)
(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を示す。)
NHCOOR (5)
(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を示す。)
上記式(5)中、Rは、上記式(1)のRと同意義を示し、すなわち、総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、または、総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基を示す。
NH 2 CONH 2 + R 1 —OH → NH 2 COOR 1 + NH 3 (4)
(Wherein, R 1 represents the same meaning as R 1 in the formula (1).)
NH 2 COOR 1 (5)
(Wherein, R 1 represents the same meaning as R 1 in the formula (1).)
In the above formula (5), R 1 represents the same meaning as R 1 in the formula (1), that is, aliphatic hydrocarbon group having a total carbon number of 1 to 16 or a total aromatic carbon atoms 6 to 16 Represents a hydrocarbon group.

上記式(5)において、Rが総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基であるN−無置換カルバミン酸エステルとしては、例えば、カルバミン酸メチル、カルバミン酸エチル、カルバミン酸n−プロピル、カルバミン酸iso−プロピル、カルバミン酸n−ブチル、カルバミン酸iso−ブチル、カルバミン酸sec−ブチル、カルバミン酸tert−ブチル、カルバミン酸ペンチル、カルバミン酸ヘキシル、カルバミン酸ヘプチル、カルバミン酸オクチル、カルバミン酸iso−オクチル、カルバミン酸2−エチルヘキシルなどの飽和炭化水素系N−無置換カルバミン酸エステル、例えば、カルバミン酸シクロヘキシル、カルバミン酸シクロドデシルなどの脂環式飽和炭化水素系N−無置換カルバミン酸エステルなどが挙げられる。 In the above formula (5), examples of the N-unsubstituted carbamic acid ester in which R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms include, for example, methyl carbamate, ethyl carbamate, n-propyl carbamate, Iso-propyl carbamate, n-butyl carbamate, iso-butyl carbamate, sec-butyl carbamate, tert-butyl carbamate, pentyl carbamate, hexyl carbamate, heptyl carbamate, octyl carbamate, iso carbamate Saturated hydrocarbon N-unsubstituted carbamic acid esters such as octyl and 2-ethylhexyl carbamate, for example, alicyclic saturated hydrocarbon N-unsubstituted carbamic acid esters such as cyclohexyl carbamate and cyclododecyl carbamate It is done.

また、上記式(5)において、Rが置換基を有していてもよい総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基であるN−無置換カルバミン酸エステルとしては、例えば、カルバミン酸フェニル、カルバミン酸トリル、カルバミン酸キシリル、カルバミン酸ビフェニル、カルバミン酸ナフチル、カルバミン酸アントリル、カルバミン酸フェナントリルなどの芳香族炭化水素系N−無置換カルバミン酸エステルなどが挙げられる。 In the above formula (5), examples of the N-unsubstituted carbamic acid ester, which is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms in total in which R 1 may have a substituent, include phenyl carbamate. And aromatic hydrocarbon N-unsubstituted carbamic acid esters such as tolyl carbamate, xylyl carbamate, biphenyl carbamate, naphthyl carbamate, anthryl carbamate, phenanthryl carbamate, and the like.

また、この反応では、例えば、ビウレット誘導体が副生する。   In this reaction, for example, a biuret derivative is by-produced.

ビウレット誘導体としては、例えば、アロファン酸アルキル、アロファン酸アリール、イミノビスギ酸ジアルキル、イミノビスギ酸ジアリールなどが挙げられ、狭義には、アロファン酸アルキル、アロファン酸アリール、イミノビスギ酸ジアルキルおよびイミノビスギ酸ジアリールである。   Examples of the biuret derivative include alkyl allophanate, aryl allophanate, dialkyl iminobisformate, diaryl iminobisformate and the like, but in a narrow sense, alkyl allophanate, aryl allophanate, dialkyl iminobisformate and diaryl iminobisformate.

アロファン酸アルキルおよびアロファン酸アリールは、上記したアルコールに対応し、例えば、下記一般式(6)で示される。   The alkyl allophanate and aryl allophanate correspond to the above-mentioned alcohol, and are represented by, for example, the following general formula (6).

Figure 0005615644
Figure 0005615644

(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を示す。)
上記の尿素とアルコールとの反応において、これらアロファン酸アルキルおよび/またはアロファン酸アリールは、種々の反応経路に従って生成する。例えば、下記一般式(7)、下記一般式(8)で示す反応経路に従って生成する。
(Wherein, R 1 represents the same meaning as R 1 in the formula (1).)
In the reaction of urea and alcohol, the alkyl allophanate and / or aryl allophanate are produced according to various reaction routes. For example, it produces | generates according to the reaction pathway shown by the following general formula (7) and the following general formula (8).

Figure 0005615644
Figure 0005615644

Figure 0005615644
Figure 0005615644

(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を示す。)
また、イミノビスギ酸ジアルキルおよびイミノビスギ酸ジアリールは、上記したアルコールに対応し、例えば、下記一般式(9)で示される。
(Wherein, R 1 represents the same meaning as R 1 in the formula (1).)
Further, dialkyl iminobisformate and diaryliminobisformate correspond to the above-mentioned alcohols, and are represented by, for example, the following general formula (9).

Figure 0005615644
Figure 0005615644

(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を示す。)
上記の尿素とアルコールとの反応において、これらイミノビスギ酸ジアルキルおよび/またはイミノビスギ酸ジアリールは、例えば、上記のアロファン酸アルキルおよび/またはアロファン酸アリールから、下記一般式(10)で示す反応経路に従って生成する。
(Wherein, R 1 represents the same meaning as R 1 in the formula (1).)
In the reaction of urea and alcohol, the dialkyl iminobisformate and / or diaryliminobisformate is produced, for example, from the alkyl allophanate and / or aryl allophanate according to the reaction route represented by the following general formula (10). .

Figure 0005615644
Figure 0005615644

(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を示す。)
これらビウレット誘導体の含有割合は、N−無置換カルバミン酸エステル100モルに対して、ビウレット誘導体(総量)が、例えば、3モル以下、好ましくは、1モル以下である。
(Wherein, R 1 represents the same meaning as R 1 in the formula (1).)
As for the content ratio of these biuret derivatives, the biuret derivative (total amount) is, for example, 3 mol or less, preferably 1 mol or less with respect to 100 mol of the N-unsubstituted carbamic acid ester.

ビウレット誘導体の含有割合が上記上限以下であれば、N−無置換カルバミン酸エステルを用いる場合、例えば、後述するように、N−無置換カルバミン酸エステルを用いてイソシアネートを製造する場合などに、ファウリングの原因となる物質が生成することを抑制することができる。   If the content ratio of the biuret derivative is not more than the above upper limit, when using an N-unsubstituted carbamic acid ester, for example, when producing an isocyanate using an N-unsubstituted carbamic acid ester, as described later, Generation of a substance that causes a ring can be suppressed.

また、この反応では、さらに、その他の副生成物、例えば、カーボネート(例えば、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、アルキルアリールカーボネートなど)およびその誘導体などが生成する場合がある。カーボネートは、例えば、N−無置換カルバミン酸エステルのアルコール付加および脱アンモニアにより生成される。   Further, in this reaction, other by-products such as carbonate (for example, dialkyl carbonate, diaryl carbonate, alkylaryl carbonate, etc.) and derivatives thereof may be generated. Carbonates are produced, for example, by alcohol addition and deammonification of N-unsubstituted carbamic acid esters.

なお、この反応において、反応型式としては、回分式、連続式いずれの型式も採用することができる。   In this reaction, either a batch type or a continuous type can be adopted as the reaction type.

また、この反応は、好ましくは、副生するアンモニアを系外に流出させながら反応させる。   In addition, this reaction is preferably carried out while allowing ammonia produced as a by-product to flow out of the system.

これにより、目的生成物であるN−無置換カルバミン酸エステルの生成を促進し、その収率を、より一層向上することができる。   Thereby, the production | generation of the N-unsubstituted carbamic acid ester which is a target product can be accelerated | stimulated, and the yield can be improved further.

また、得られたN−無置換カルバミン酸エステルを単離する場合には、例えば、過剰(未反応)の尿素およびアルコール、触媒、N−無置換カルバミン酸エステル、反応溶媒、副生するアンモニア、副生するビウレット誘導体、副生するカーボネートなどを含む反応液から、公知の分離精製方法によって、N−無置換カルバミン酸エステルを分離すればよい。   When the obtained N-unsubstituted carbamic acid ester is isolated, for example, excess (unreacted) urea and alcohol, catalyst, N-unsubstituted carbamic acid ester, reaction solvent, by-product ammonia, What is necessary is just to isolate | separate N-unsubstituted carbamic acid ester from the reaction liquid containing the biuret derivative byproduced, the carbonate byproduced, etc. by the well-known separation purification method.

そして、このようなN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法によれば、触媒として、非配位性アニオンおよび金属原子を含有する化合物を用いるため、副生成物の生成を低減して、N−無置換カルバミン酸エステルを、優れた効率で製造することができる。   According to such a method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester, since a compound containing a non-coordinating anion and a metal atom is used as a catalyst, the production of by-products is reduced, and N- Unsubstituted carbamic acid esters can be produced with excellent efficiency.

また、このようなN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法により得られる、N−無置換カルバミン酸エステルにおいては、副生成物であるビウレット誘導体の含有量が低減されている。そのため、このようなN−無置換カルバミン酸エステルは、基礎的な有機化合物であり、水への溶解補助剤、医薬、農薬などの原料、さらには、イソシアネートの製造などにおいて好適に用いることができ、とりわけ、イソシアネートの製造では、そのようなビウレット誘導体の反応により、ファウリングの原因となる物質が生成することを抑制することができる。   Moreover, in the N-unsubstituted carbamic acid ester obtained by such a method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester, the content of the biuret derivative as a by-product is reduced. Therefore, such an N-unsubstituted carbamic acid ester is a basic organic compound, and can be suitably used in a raw material such as a solubilizer in water, a medicine, and an agricultural chemical, and further in the production of isocyanate. In particular, in the production of isocyanate, it is possible to suppress the formation of a substance that causes fouling by the reaction of such a biuret derivative.

そして、本発明は、上記したN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法によって得られたN−無置換カルバミン酸エステルを用いて、イソシアネートを製造するイソシアネートの製造方法を含んでいる。   And this invention includes the manufacturing method of the isocyanate which manufactures isocyanate using the N-unsubstituted carbamic acid ester obtained by the manufacturing method of the above-mentioned N-unsubstituted carbamic acid ester.

すなわち、このようなイソシアネートの製造方法では、まず、上記したN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法によって得られたN−無置換カルバミン酸エステルを用いて、ウレタン化合物(カルバメート)を製造し、次いで、得られたウレタン化合物を熱分解して、イソシアネートを製造する。   That is, in such a method for producing isocyanate, first, a urethane compound (carbamate) is produced using the N-unsubstituted carbamic acid ester obtained by the above-described method for producing N-unsubstituted carbamic acid ester, The obtained urethane compound is pyrolyzed to produce isocyanate.

ウレタン化合物を製造する工程では、上記したN−無置換カルバミン酸エステルと、1級アミンとを少なくとも反応させる。   In the step of producing a urethane compound, the above-described N-unsubstituted carbamic acid ester and at least a primary amine are reacted.

1級アミンは、1級のアミノ基を1つ以上有するアミノ基含有有機化合物であって、例えば、下記一般式(11)で示される。     The primary amine is an amino group-containing organic compound having one or more primary amino groups, and is represented by, for example, the following general formula (11).

−(NH)n (11)
(式中、Rは、総炭素数1〜15の脂環不含脂肪族炭化水素基、総炭素数3〜15の脂環含有脂肪族炭化水素基、または、総炭素数6〜15の芳香環含有炭化水素基を、nは、1〜6の整数を示す。)
上記式(11)中、Rは、総炭素数1〜15の脂環不含脂肪族炭化水素基、総炭素数3〜15の脂環含有脂肪族炭化水素基、および、総炭素数6〜15の芳香環含有炭化水素基から選択される。なお、Rは、その炭化水素基中に、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合などの安定な結合を含んでいてもよく、また、安定な官能基(後述)で置換されていてもよい。
R 4 - (NH 2) n (11)
(In the formula, R 4 represents an alicyclic non-aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, an alicyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms, or 6 to 15 carbon atoms in total. (In the aromatic ring-containing hydrocarbon group, n represents an integer of 1 to 6.)
In the above formula (11), R 4 is an alicyclic non-aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, an alicyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms, and 6 carbon atoms. Selected from ˜15 aromatic ring-containing hydrocarbon groups. R 4 may include a stable bond such as an ether bond, a thioether bond, or an ester bond in the hydrocarbon group, or may be substituted with a stable functional group (described later). Good.

において、総炭素数1〜15の脂環不含脂肪族炭化水素基としては、例えば、1〜6価の、直鎖状または分岐状の総炭素数1〜15の脂環不含脂肪族炭化水素基などが挙げられる。 In R 4 , the alicyclic non-aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms is, for example, a 1 to 6-valent linear or branched alicyclic non-aliphatic fatty acid having 1 to 15 total carbon atoms. Group hydrocarbon group and the like.

上記式(11)において、Rが総炭素数1〜15の脂環不含脂肪族炭化水素基である1級アミンとしては、例えば、総炭素数1〜15の脂肪族アミンなどが挙げられる。 In the above formula (11), examples of the primary amine in which R 4 is an alicyclic non-aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms include aliphatic amines having 1 to 15 carbon atoms. .

そのような脂肪族アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、iso−プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、n−オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミンなどの直鎖状または分岐状の脂肪族1級モノアミン、例えば、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン(1,4−テトラメチレンジアミン)、1,5−ジアミノペンタン(1,5−ペンタメチレンジアミン)、1,6−ジアミノヘキサン(1,6−ヘキサメチレンジアミン)、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミンなどの脂肪族1級ジアミン、例えば、1,2,3−トリアミノプロパン、トリアミノヘキサン、トリアミノノナン、トリアミノドデカン、1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタン、1,3,6−トリアミノヘキサン、1,6,11−トリアミノウンデカン、3−アミノメチル−1,6−ジアミノヘキサンなどの脂肪族1級トリアミンなどが挙げられる。   Examples of such aliphatic amines include methylamine, ethylamine, n-propylamine, iso-propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, n-octylamine, 2-ethylhexylamine, decylamine, dodecylamine, tetra Linear or branched aliphatic primary monoamines such as decylamine, such as 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane (1,4-tetramethylenediamine), 1 , 5-diaminopentane (1,5-pentamethylenediamine), 1,6-diaminohexane (1,6-hexamethylenediamine), 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane 1,10-diaminodecane, 1,12-diaminododecane, , 2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, aliphatic primary diamine such as tetramethylenediamine, for example, 1,2,3-triaminopropane, triaminohexane, triamino Nonane, triaminododecane, 1,8-diamino-4-aminomethyloctane, 1,3,6-triaminohexane, 1,6,11-triaminoundecane, 3-aminomethyl-1,6-diaminohexane, etc. And aliphatic primary triamines.

において、総炭素数3〜15の脂環含有脂肪族炭化水素基としては、例えば、1〜6価の、総炭素数3〜15の脂環含有脂肪族炭化水素基などが挙げられる。 In R 4 , examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms include 1 to 6 valent alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 15 carbon atoms.

なお、脂環含有脂肪族炭化水素基は、その炭化水素基中に1つ以上の脂環式炭化水素を含有していればよく、例えば、その脂環式炭化水素に、例えば、脂環不含脂肪族炭化水素基などが結合していてもよい。このような場合には、1級アミンにおけるアミノ基は、脂環式炭化水素に直接結合していてもよく、脂環式炭化水素に結合される脂環不含脂肪族炭化水素基に結合していてもよく、その両方であってもよい。   The alicyclic-containing aliphatic hydrocarbon group only needs to contain one or more alicyclic hydrocarbons in the hydrocarbon group. For example, the alicyclic hydrocarbon includes, for example, an alicyclic non-cyclic group. An aliphatic hydrocarbon group or the like may be bonded. In such a case, the amino group in the primary amine may be directly bonded to the alicyclic hydrocarbon, or may be bonded to the alicyclic non-aliphatic hydrocarbon group bonded to the alicyclic hydrocarbon. Or both of them.

上記式(11)において、Rが総炭素数3〜15の脂環含有脂肪族炭化水素基である1級アミンとしては、例えば、総炭素数3〜15の脂環族アミンなどが挙げられる。 In the above formula (11), examples of the primary amine in which R 4 is an alicyclic-containing aliphatic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms include alicyclic amines having 3 to 15 carbon atoms. .

そのような脂環族アミンとしては、例えば、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、水添トルイジンなどの脂環族1級モノアミン、例えば、ジアミノシクロブタン、イソホロンジアミン(3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン)、1,2−ジアミノシクロへキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロへキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロへキシルアミン)、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、水添2,4−トリレンジアミン、水添2,6−トリレンジアミンなどの脂環族1級ジアミン、例えば、トリアミノシクロヘキサンなどの脂環族1級トリアミンなどが挙げられる。   Examples of such alicyclic amines include alicyclic primary monoamines such as cyclopropylamine, cyclobutylamine, cyclopentylamine, cyclohexylamine, and hydrogenated toluidine, such as diaminocyclobutane, isophoronediamine (3-aminomethyl- 3,5,5-trimethylcyclohexylamine), 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4 -Bis (aminomethyl) cyclohexane, 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [ 2,2,1] heptane, hydrogenated 2,4-tolylenediamine, water Alicyclic primary diamines, such as 2,6-tolylenediamine, for example, an alicyclic primary triamine such as triamino-cyclohexane.

において、総炭素数6〜15の芳香環含有炭化水素基としては、例えば、1〜6価の、総炭素数6〜15の芳香環含有炭化水素基などが挙げられる。 In R 4 , examples of the aromatic ring-containing hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms include 1 to 6-valent aromatic ring-containing hydrocarbon groups having 6 to 15 carbon atoms in total.

なお、芳香環含有炭化水素基は、その炭化水素基中に1つ以上の芳香族炭化水素を含有していればよく、例えば、その芳香族炭化水素に、例えば、脂環不含脂肪族炭化水素基などが結合していてもよい。このような場合には、1級アミンにおけるアミノ基は、芳香族炭化水素に直接結合していてもよく、芳香族炭化水素に結合される脂環不含脂肪族炭化水素基に結合していてもよく、その両方であってもよい。   The aromatic ring-containing hydrocarbon group only needs to contain one or more aromatic hydrocarbons in the hydrocarbon group. For example, the aromatic hydrocarbon includes, for example, an alicyclic non-aliphatic aliphatic carbonization. A hydrogen group or the like may be bonded. In such a case, the amino group in the primary amine may be directly bonded to the aromatic hydrocarbon, or may be bonded to the alicyclic non-aliphatic aliphatic hydrocarbon group bonded to the aromatic hydrocarbon. Or both.

上記式(11)において、Rが総炭素数6〜15の芳香環含有炭化水素基である1級アミンとしては、例えば、総炭素数6〜15の芳香族アミン、総炭素数6〜15の芳香脂肪族アミンなどが挙げられる。 In the above formula (11), examples of the primary amine in which R 4 is an aromatic ring-containing hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms include aromatic amines having 6 to 15 carbon atoms and 6 to 15 carbon atoms. And araliphatic amines.

そのような芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、o−トルイジン(2−メチルアニリン)、m−トルイジン(3−メチルアニリン)、p−トルイジン(4−メチルアニリン)、2,3−キシリジン(2,3−ジメチルアニリン)、2,4−キシリジン(2,4−ジメチルアニリン)、2,5−キシリジン(2,5−ジメチルアニリン)、2,6−キシリジン(2,6−ジメチルアニリン)、3,4−キシリジン(3,4−ジメチルアニリン)、3,5−キシリジン(3,5−ジメチルアニリン)、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミンなどの芳香族1級モノアミン、例えば、2,4−トリレンジアミン(2,4−ジアミノトルエン)、2,6−トリレンジアミン(2,6−ジアミノトルエン)、4,4’−ジフェニルメタンジアミン、2,4’−ジフェニルメタンジアミン、2,2’−ジフェニルメタンジアミン、4,4’−ジフェニルエーテルジアミン、2−ニトロジフェニル−4,4’−ジアミン、2,2’−ジフェニルプロパン−4,4’−ジアミン、3,3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジアミン、4,4’−ジフェニルプロパンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、ナフチレン−1,4−ジアミン、ナフチレン−1,5−ジアミン、3,3’−ジメトキシジフェニル−4,4’−ジアミンなどの芳香族1級ジアミンなどが挙げられる。   Examples of such aromatic amines include aniline, o-toluidine (2-methylaniline), m-toluidine (3-methylaniline), p-toluidine (4-methylaniline), 2,3-xylidine (2 , 3-dimethylaniline), 2,4-xylidine (2,4-dimethylaniline), 2,5-xylidine (2,5-dimethylaniline), 2,6-xylidine (2,6-dimethylaniline), 3 Aromatic primary monoamines such as 1,4-xylidine (3,4-dimethylaniline), 3,5-xylidine (3,5-dimethylaniline), 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, for example, 2,4-tolylene Amine (2,4-diaminotoluene), 2,6-tolylenediamine (2,6-diaminotoluene), 4,4'-diphenylmethane dia 2,4′-diphenylmethanediamine, 2,2′-diphenylmethanediamine, 4,4′-diphenyletherdiamine, 2-nitrodiphenyl-4,4′-diamine, 2,2′-diphenylpropane-4,4′- Diamine, 3,3′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diamine, 4,4′-diphenylpropanediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, naphthylene-1,4-diamine, naphthylene-1,5- Examples include diamines and aromatic primary diamines such as 3,3′-dimethoxydiphenyl-4,4′-diamine.

そのような芳香脂肪族アミンとしては、例えば、ベンジルアミンなどの芳香脂肪族1級モノアミン、例えば、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン、1,4−ビス(アミノメチル)ベンゼン、1,3−テトラメチルキシリレンジアミン(1,3−ジ(2−アミノ−2−メチルエチル)ベンゼン)、1,4−テトラメチルキシリレンジアミン(1,4−ビス(2−アミノ−2−メチルエチル)ベンゼン)などの芳香脂肪族1級ジアミンなどが挙げられる。   Examples of such araliphatic amines include araliphatic primary monoamines such as benzylamine, such as 1,3-bis (aminomethyl) benzene, 1,4-bis (aminomethyl) benzene, 1,3. -Tetramethylxylylenediamine (1,3-di (2-amino-2-methylethyl) benzene), 1,4-tetramethylxylylenediamine (1,4-bis (2-amino-2-methylethyl) And aromatic aliphatic primary diamines such as benzene).

上記式(11)において、Rに置換していてもよい官能基としては、例えば、ニトロ基、水酸基、メルカプト基、オキソ基、チオキソ基、シアノ基、カルボキシ基、アルコキシ−カルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などの総炭素数2〜4のアルコキシカルボニル基)、スルホ基、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など)、低級アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基など)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基など)、ハロゲノフェノキシ基(例えば、o−、m−またはp−クロロフェノキシ基、o−、m−またはp−ブロモフェノキシ基など)、低級アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、iso−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基など)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基など)、低級アルキルスルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基など)、低級アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基など)、アリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニルなど)、低級アシル基(例えば、ホルミル基、アセチル基など)、アリールカルボニル基(例えば、ベンゾイル基など)などが挙げられる。 In the above formula (11), examples of the functional group which may be substituted with R 4 include a nitro group, a hydroxyl group, a mercapto group, an oxo group, a thioxo group, a cyano group, a carboxy group, and an alkoxy-carbonyl group (for example, Methoxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group having 2 to 4 total carbon atoms such as ethoxycarbonyl group), sulfo group, halogen atom (for example, fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc.), lower alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group) , Propoxy group, butoxy group, iso-butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, etc.), aryloxy group (for example, phenoxy group), halogenophenoxy group (for example, o-, m-, or p-chloro) Phenoxy group, o-, m- or p-bromophenoxy group, etc.), lower alkylthio group ( For example, a methylthio group, an ethylthio group, an n-propylthio group, an iso-propylthio group, an n-butylthio group, a tert-butylthio group, an arylthio group (for example, a phenylthio group), a lower alkylsulfinyl group (for example, a methylsulfinyl group) , Ethylsulfinyl group etc.), lower alkylsulfonyl group (eg methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group etc.), arylsulfonyl group (eg phenylsulfonyl etc.), lower acyl group (eg formyl group, acetyl group etc.), aryl Examples thereof include a carbonyl group (for example, a benzoyl group).

これらの官能基は、上記式(11)において、Rに複数置換していてもよく、また、官能基がRに複数置換する場合には、各官能基は、互いに同一であっても、それぞれ異なっていてもよい。 In the above formula (11), a plurality of these functional groups may be substituted with R 4, and when the functional group is substituted with R 4 , each functional group may be the same as each other. , Each may be different.

上記式(11)において、nは、例えば、1〜6の整数を示し、好ましくは、1または2を示し、より好ましくは、2を示す。   In the above formula (11), n represents, for example, an integer of 1 to 6, preferably 1 or 2, and more preferably 2.

これらアミンは、単独使用または2種類以上併用することができる。   These amines can be used alone or in combination of two or more.

アミンとして、好ましくは、上記式(11)おいて、Rが総炭素数3〜15の脂環含有脂肪族炭化水素基である1級アミン、Rが総炭素数6〜15の芳香環含有炭化水素基である1級アミンが挙げられ、より具体的には、総炭素数3〜15の脂環族アミン、総炭素数6〜15の芳香族アミン、総炭素数6〜15の芳香脂肪族アミンが挙げられる。 As the amine, preferably, the equation (11) Oite, primary amine, the aromatic ring of R 4 total carbon number 6 to 15 wherein R 4 is an alicyclic-containing aliphatic hydrocarbon group having a total carbon number of 3 to 15 Primary amine which is a hydrocarbon group to be included, and more specifically, an alicyclic amine having 3 to 15 carbon atoms, an aromatic amine having 6 to 15 carbon atoms, and a fragrance having 6 to 15 carbon atoms. Aliphatic amines are mentioned.

また、アミンとして、工業的に用いられるイソシアネート(後述)の製造原料となるものも好ましく、そのような1級アミンとして、例えば、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、イソホロンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロへキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロへキシルアミン)、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,4−トリレンジアミン(2,4−ジアミノトルエン)、2,6−トリレンジアミン(2,6−ジアミノトルエン)、4,4’−ジフェニルメタンジアミン、2,4’−ジフェニルメタンジアミン、2,2’−ジフェニルメタンジアミン、ナフチレン−1,5−ジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン、1,4−ビス(アミノメチル)ベンゼン、1,3−テトラメチルキシリレンジアミン、1,4−テトラメチルキシリレンジアミンなどが挙げられ、とりわけ好ましくは、1,5−ジアミノペンタン、イソホロンジアミン、2,4−トリレンジアミン(2,4−ジアミノトルエン)、2,6−トリレンジアミン(2,6−ジアミノトルエン)、4,4’−ジフェニルメタンジアミン、2,4’−ジフェニルメタンジアミン、2,2’−ジフェニルメタンジアミン、ナフチレン−1,5−ジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン、1,4−ビス(アミノメチル)ベンゼン、1,3−テトラメチルキシリレンジアミン、1,4−テトラメチルキシリレンジアミンが挙げられる。   Moreover, what becomes a manufacturing raw material of the isocyanate (after-mentioned) used industrially as an amine is also preferable, As such a primary amine, 1, 5- diamino pentane, 1, 6- diamino hexane, isophorone diamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2,2 , 1] heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 2,4-tolylenediamine (2,4-diaminotoluene), 2,6-tolylenediamine (2, 6-diaminotoluene), 4,4'-diphenylmethanediamine, 2,4'-diphenylmethanediamine, 2,2'-diphenylmethanedia , Naphthylene-1,5-diamine, 1,3-bis (aminomethyl) benzene, 1,4-bis (aminomethyl) benzene, 1,3-tetramethylxylylenediamine, 1,4-tetramethylxylylenediamine And particularly preferably 1,5-diaminopentane, isophoronediamine, 2,4-tolylenediamine (2,4-diaminotoluene), 2,6-tolylenediamine (2,6-diaminotoluene) ), 4,4′-diphenylmethanediamine, 2,4′-diphenylmethanediamine, 2,2′-diphenylmethanediamine, naphthylene-1,5-diamine, 1,3-bis (aminomethyl) benzene, 1,4-bis (Aminomethyl) benzene, 1,3-tetramethylxylylenediamine, 1,4-tetramethylxylylenediamine Min, and the like.

また、この反応では、N−無置換カルバミン酸エステルを安定化させるため、必要により、さらに、アルコールを配合することができる。   In this reaction, in order to stabilize the N-unsubstituted carbamic acid ester, an alcohol can be further blended if necessary.

アルコールとしては、例えば、上記式(1)で示されるアルコールなどが挙げられる。   As alcohol, the alcohol shown by said Formula (1) etc. are mentioned, for example.

そして、ウレタン化合物の製造工程では、上記した1級アミンと、N−無置換カルバミン酸エステルと、さらに、必要によりアルコールとを配合し、好ましくは液相で反応させる。   And in the manufacturing process of a urethane compound, above-mentioned primary amine, N-unsubstituted carbamic acid ester, and also alcohol are mix | blended as needed, Preferably it is made to react in a liquid phase.

1級アミンと、N−無置換カルバミン酸エステルとの配合割合は、特に制限はなく、比較的広範囲において適宜選択することができる。   The mixing ratio of the primary amine and the N-unsubstituted carbamic acid ester is not particularly limited and can be appropriately selected within a relatively wide range.

通常は、N−無置換カルバミン酸エステルの配合量が、1級アミンのアミノ基に対して等モル以上あればよく、そのため、N−無置換カルバミン酸エステルを、この反応における反応溶媒として用いることもできる。   Usually, the compounding amount of N-unsubstituted carbamic acid ester should be equimolar or more with respect to the amino group of the primary amine. Therefore, N-unsubstituted carbamic acid ester should be used as a reaction solvent in this reaction. You can also.

なお、N−無置換カルバミン酸エステルを反応溶媒として兼用する場合には、必要に応じて過剰量のN−無置換カルバミン酸エステルが用いられるが、過剰量が多いと、反応後の分離工程での消費エネルギーが増大するので、工業生産上、不適となる。   In addition, when N-unsubstituted carbamic acid ester is also used as a reaction solvent, an excessive amount of N-unsubstituted carbamic acid ester is used as necessary. However, if the excessive amount is large, in the separation step after the reaction, As the energy consumption increases, it becomes unsuitable for industrial production.

そのため、上記したN−無置換カルバミン酸エステルの配合量は、ウレタン化合物の収率を向上させる観点から、1級アミンのアミノ基1つに対して、0.5〜20倍モル、好ましくは、1〜10倍モル、さらに好ましくは、1〜5倍モル程度であり、アルコールの配合量は、1級アミンのアミノ基1つに対して、0.5〜100倍モル、好ましくは、1〜20倍モル、さらに好ましくは、1〜10倍モル程度である。   Therefore, the blending amount of the N-unsubstituted carbamic acid ester is 0.5 to 20 times mol, preferably 1 to 1 amino group of the primary amine, from the viewpoint of improving the yield of the urethane compound. 1-10 times mol, More preferably, it is about 1-5 times mol, and the compounding quantity of alcohol is 0.5-100 times mol with respect to one amino group of primary amine, Preferably, It is about 20 times mole, more preferably about 1 to 10 times mole.

また、アルコールが配合される場合において、その配合割合は、特に制限されず、目的および用途に応じて適宜設定される。   Moreover, when alcohol is blended, the blending ratio is not particularly limited, and is appropriately set according to the purpose and application.

また、この工程では、さらに、触媒を配合することもできる。   In this step, a catalyst can be further blended.

触媒としては、例えば、上記式(2)で示される触媒などが挙げられる。   Examples of the catalyst include a catalyst represented by the above formula (2).

また、触媒の配合量は、1級アミン1モルに対して、例えば、0.000001〜0.1モル、好ましくは、0.00005〜0.05モルである。触媒の配合量がこれより多くても、それ以上の顕著な反応促進効果が見られない反面、配合量の増大によりコストが上昇する場合がある。一方、配合量がこれより少ないと、反応促進効果が得られない場合がある。   Moreover, the compounding quantity of a catalyst is 0.000001-0.1 mol with respect to 1 mol of primary amines, Preferably, it is 0.00005-0.05 mol. Even if the amount of the catalyst is larger than this, no further significant reaction promoting effect is observed, but the cost may increase due to an increase in the amount of the catalyst. On the other hand, if the blending amount is less than this, the reaction promoting effect may not be obtained.

なお、触媒の添加方法は、一括添加、連続添加および複数回の断続分割添加のいずれの添加方法でも、反応活性に影響を与えることがなく、特に制限されることはない。   In addition, the addition method of a catalyst does not affect reaction activity in any addition method of lump addition, continuous addition, and a plurality of intermittent additions, and is not particularly limited.

また、この反応において、反応溶媒は必ずしも必要ではないが、例えば、反応原料が固体の場合や反応生成物が析出する場合には、反応溶媒を配合することにより操作性を向上させることができる。   In this reaction, a reaction solvent is not always necessary. For example, when the reaction raw material is solid or a reaction product is precipitated, the operability can be improved by blending the reaction solvent.

このような反応溶媒は、反応原料である1級アミン、N−無置換カルバミン酸エステル、および、必要により配合されるアルコールと、反応生成物であるウレタン化合物などに対して不活性であるか反応性に乏しいものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、上記した脂肪族炭化水素類、上記した芳香族炭化水素類、上記したエーテル類、上記したニトリル類、上記した脂肪族ハロゲン化炭化水素類、上記したニトロ化合物類や、N−メチルピロリジノン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。   Such a reaction solvent is inactive or reactive with a primary amine as a reaction raw material, an N-unsubstituted carbamic acid ester, an alcohol blended as necessary, and a urethane compound as a reaction product. It is not particularly limited as long as it has poor properties. For example, the above-mentioned aliphatic hydrocarbons, the above-mentioned aromatic hydrocarbons, the above-mentioned ethers, the above-mentioned nitriles, the above-mentioned aliphatic halogenation Examples include hydrocarbons, the above nitro compounds, N-methylpyrrolidinone, N, N-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide and the like.

これら反応溶媒のなかでは、経済性、操作性などを考慮すると、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類が好ましく用いられる。また、このような反応溶媒は、単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Of these reaction solvents, aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons are preferably used in view of economy and operability. Moreover, such a reaction solvent can be used individually or in combination of 2 or more types.

また、反応溶媒の配合量は、目的生成物のウレタン化合物が溶解する程度の量であれば特に制限されるものではないが、工業的には、反応液から反応溶媒を回収する必要があるため、その回収に消費されるエネルギーをできる限り低減し、かつ、配合量が多いと、反応基質濃度が低下して反応速度が遅くなるため、できるだけ少ない方が好ましい。より具体的には、1級アミン1質量部に対して、通常、0.1〜500質量部、好ましくは、1〜100質量部の範囲で用いられる。   Further, the amount of the reaction solvent is not particularly limited as long as the urethane compound of the target product is dissolved, but industrially, it is necessary to recover the reaction solvent from the reaction solution. When the amount of energy consumed for the recovery is reduced as much as possible and the blending amount is large, the reaction substrate concentration decreases and the reaction rate becomes slow. More specifically, it is used in the range of usually 0.1 to 500 parts by mass, preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the primary amine.

また、この反応においては、反応温度は、例えば、100〜350℃、好ましくは、150〜300℃の範囲において適宜選択される。反応温度がこれより低いと、反応速度が低下する場合があり、一方、これより高いと、副反応が増大して目的生成物であるウレタン化合物の収率が低下する場合がある。   In this reaction, the reaction temperature is appropriately selected, for example, in the range of 100 to 350 ° C, preferably 150 to 300 ° C. When the reaction temperature is lower than this, the reaction rate may decrease. On the other hand, when the reaction temperature is higher than this, side reactions may increase and the yield of the urethane compound as the target product may decrease.

また、反応圧力は、通常、大気圧であるが、反応液中の成分の沸点が反応温度よりも低い場合には加圧してもよく、さらには、必要により減圧してもよい。   The reaction pressure is usually atmospheric pressure, but may be increased when the boiling point of the component in the reaction solution is lower than the reaction temperature, and further reduced as necessary.

また、反応時間は、例えば、0.1〜20時間、好ましくは、0.5〜10時間である。反応時間がこれより短いと、目的生成物であるウレタン化合物の収率が低下する場合がある。一方、これより長いと、工業生産上、不適となる。   Moreover, reaction time is 0.1 to 20 hours, for example, Preferably, it is 0.5 to 10 hours. When reaction time is shorter than this, the yield of the urethane compound which is a target product may fall. On the other hand, if it is longer than this, it is unsuitable for industrial production.

そして、この反応は、上記した条件で、例えば、反応容器内に、1級アミン、N−無置換カルバミン酸エステル、および、必要によりアルコール、触媒、反応溶媒を仕込み、攪拌あるいは混合すればよい。そうすると、下記一般式(12)で示す反応経路に従って、温和な条件下において、短時間、低コストかつ高収率で、例えば、下記一般式(13)で示される目的生成物であるウレタン化合物が生成する。   For this reaction, for example, a primary amine, an N-unsubstituted carbamic acid ester, and, if necessary, an alcohol, a catalyst, and a reaction solvent may be charged in a reaction vessel and stirred or mixed under the above-described conditions. Then, according to the reaction route represented by the following general formula (12), for example, the urethane compound which is the target product represented by the following general formula (13) is produced in a short time, at low cost and in a high yield under mild conditions. Generate.

Figure 0005615644
Figure 0005615644

(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を、Rは、上記式(11)のRと同意義を、nは、上記式(11)のnと同意義を示す。)
(ROCONH)n−R (13)
(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を、Rは、上記式(11)のRと同意義を、nは、上記式(11)のnと同意義を示す。)
また、この反応においては、アンモニアが副生され、さらに、場合により、ウレタン化合物の単独または複数重縮合物(例えば、ベンゾイレン尿素誘導体など)などが副生される。
(In the formula, R 1, the same meanings as R 1 above formula (1), R 4 is the same meaning as R 4 in the formula (11), n is the same as n in the formula (11) Shows significance.)
(R < 1 > OCONH) n-R < 4 > (13)
(In the formula, R 1, the same meanings as R 1 above formula (1), R 4 is the same meaning as R 4 in the formula (11), n is the same as n in the formula (11) Shows significance.)
In this reaction, ammonia is by-produced, and in some cases, a single or multiple polycondensate of a urethane compound (for example, a benzoylene urea derivative or the like) is by-produced.

なお、この反応において、反応型式としては、回分式、連続式いずれの型式も採用することができる。   In this reaction, either a batch type or a continuous type can be adopted as the reaction type.

また、この反応は、好ましくは、副生するアンモニアを系外に流出させながら反応させる。   In addition, this reaction is preferably carried out while allowing ammonia produced as a by-product to flow out of the system.

これにより、目的生成物であるウレタン化合物の生成を促進し、その収率を、より一層向上することができる。   Thereby, the production | generation of the urethane compound which is a target product can be accelerated | stimulated, and the yield can be improved further.

また、得られたウレタン化合物を単離する場合には、例えば、過剰(未反応)の尿素おN−無置換カルバミン酸エステル、アルコール、触媒、ウレタン化合物、反応溶媒、副生するアンモニア、ウレタン化合物の重縮合物などを含む反応液から、公知の分離精製方法によって、ウレタン化合物を分離すればよい。   When the obtained urethane compound is isolated, for example, excess (unreacted) urea and N-unsubstituted carbamic acid ester, alcohol, catalyst, urethane compound, reaction solvent, by-product ammonia, urethane compound A urethane compound may be separated from a reaction solution containing a polycondensate of the above by a known separation and purification method.

そして、この方法では、上記したウレタン化合物の製造工程において得られたウレタン化合物を熱分解して、イソシアネートを製造する。   And in this method, the urethane compound obtained in the manufacturing process of the urethane compound described above is thermally decomposed to produce isocyanate.

すなわち、このようなイソシアネートの製造方法では、上記したウレタン化合物の製造方法によって得られたウレタン化合物を熱分解し、上記した1級アミンに対応する下記一般式(14)で示されるイソシアネート、および
−(NCO)n (14)
(式中、Rは、上記式(11)のRと同意義を、nは、上記式(11)のnと同意義を示す。)
副生物である下記一般式(15)で示されるアルコールを生成させる。
That is, in such an isocyanate production method, the urethane compound obtained by the above-described urethane compound production method is thermally decomposed, and the isocyanate represented by the following general formula (14) corresponding to the above-mentioned primary amine, and
R 4 - (NCO) n ( 14)
(Wherein R 4 has the same meaning as R 4 in formula (11), and n has the same meaning as n in formula (11).)
An alcohol represented by the following general formula (15), which is a by-product, is generated.

−OH (15)
(式中、Rは、上記式(1)のRと同意義を示す。)
この熱分解は、特に限定されず、例えば、液相法、気相法などの公知の分解法を用いることができる。
R 1 —OH (15)
(Wherein, R 1 represents the same meaning as R 1 in the formula (1).)
This thermal decomposition is not particularly limited, and for example, a known decomposition method such as a liquid phase method or a gas phase method can be used.

気相法では、熱分解により生成するイソシアネートおよびアルコールは、気体状の生成混合物から、分別凝縮によって分離することができる。また、液相法では、熱分解により生成するイソシアネートおよびアルコールは、例えば、蒸留や、担持物質としての溶剤および/または不活性ガスを用いて、分離することができる。   In the gas phase process, the isocyanate and alcohol produced by pyrolysis can be separated from the gaseous product mixture by fractional condensation. In the liquid phase method, isocyanate and alcohol produced by thermal decomposition can be separated by using, for example, distillation or a solvent and / or an inert gas as a support material.

熱分解として、好ましくは、作業性の観点から、液相法が挙げられる。   The thermal decomposition is preferably a liquid phase method from the viewpoint of workability.

液相法におけるウレタン化合物の熱分解反応は、可逆反応であるため、好ましくは、熱分解反応の逆反応(すなわち、上記一般式(14)で示されるイソシアネートと、上記一般式(15)で示されるアルコールとのウレタン化反応)を抑制するため、ウレタン化合物を熱分解するとともに、反応混合物から上記一般式(14)で示されるイソシアネート、および/または、上記一般式(15)で示されるアルコールを、例えば、気体として抜き出し、それらを分離する。   Since the thermal decomposition reaction of the urethane compound in the liquid phase method is a reversible reaction, the reverse reaction of the thermal decomposition reaction (that is, the isocyanate represented by the general formula (14) and the general formula (15) are preferable. In order to suppress the urethanation reaction with the alcohol), the urethane compound is thermally decomposed, and the isocyanate represented by the general formula (14) and / or the alcohol represented by the general formula (15) is removed from the reaction mixture. For example, it is extracted as gas and separated.

熱分解反応の反応条件として、好ましくは、ウレタン化合物を良好に熱分解できるとともに、熱分解において生成したイソシアネート(上記一般式(14))およびアルコール(上記一般式(15))が蒸発し、これによりカルバメートとイソシアネートとが平衡状態とならず、さらには、イソシアネートの重合などの副反応が抑制される条件が挙げられる。   As the reaction conditions for the thermal decomposition reaction, preferably, the urethane compound can be thermally decomposed satisfactorily, and the isocyanate (the general formula (14)) and the alcohol (the general formula (15)) generated in the thermal decomposition are evaporated. As a result, the carbamate and the isocyanate are not brought into an equilibrium state, and further, there are conditions under which side reactions such as polymerization of the isocyanate are suppressed.

このような反応条件として、より具体的には、熱分解温度は、通常、350℃以下であり、好ましくは、80〜350℃、より好ましくは、100〜300℃である。80℃よりも低いと、実用的な反応速度が得られない場合があり、また、350℃を超えると、イソシアネートの重合など、好ましくない副反応を生じる場合がある。また、熱分解反応時の圧力は、上記の熱分解反応温度に対して、生成するアルコールが気化し得る圧力であることが好ましく、設備面および用役面から実用的には、0.133〜90kPaであることが好ましい。   More specifically, as such reaction conditions, the thermal decomposition temperature is usually 350 ° C. or lower, preferably 80 to 350 ° C., more preferably 100 to 300 ° C. When it is lower than 80 ° C., a practical reaction rate may not be obtained, and when it exceeds 350 ° C., undesirable side reactions such as polymerization of isocyanate may occur. In addition, the pressure during the pyrolysis reaction is preferably a pressure at which the generated alcohol can be vaporized with respect to the above pyrolysis reaction temperature. It is preferably 90 kPa.

また、この熱分解に用いられるウレタン化合物は、精製したものでもよいが、上記反応(すなわち、1級アミンと、N−無置換カルバミン酸エステルと、および、必要により配合されるアルコールとの反応)の終了後に、過剰(未反応)のN−無置換カルバミン酸エステル、アルコール、触媒、反応溶媒、副生するアンモニアを回収して分離されたウレタン化合物の粗原料を用いて、引き続き熱分解してもよい。   The urethane compound used for the thermal decomposition may be purified, but the above reaction (that is, the reaction between a primary amine, an N-unsubstituted carbamic acid ester, and an alcohol blended as necessary). After the completion of the step, excess (unreacted) N-unsubstituted carbamic acid ester, alcohol, catalyst, reaction solvent, and by-product ammonia are recovered and subsequently thermally decomposed using a crude raw material of urethane compound separated. Also good.

さらに、必要により、触媒および不活性溶媒を添加してもよい。これら触媒および不活性溶媒は、それらの種類により異なるが、上記反応時、反応後の蒸留分離の前後、ウレタン化合物の分離の前後の、いずれかに添加すればよい。   Further, if necessary, a catalyst and an inert solvent may be added. Although these catalysts and inert solvents differ depending on their kind, they may be added to the reaction, before or after distillation separation after the reaction, or before or after the separation of the urethane compound.

熱分解に用いられる触媒としては、イソシアネートと水酸基とのウレタン化反応に用いられる、Sn、Sb、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cr、Ti、Pb、Mo、Mnなどから選ばれる1種以上の金属単体またはその酸化物、ハロゲン化物、カルボン酸塩、リン酸塩、有機金属化合物などの金属化合物が用いられる。これらのうち、この熱分解においては、Fe、Sn、Co、Sb、Mnが副生成物を生じにくくする効果を発現するため、好ましく用いられる。   As a catalyst used for thermal decomposition, one kind selected from Sn, Sb, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cr, Ti, Pb, Mo, Mn, etc., used for the urethanization reaction between isocyanate and hydroxyl group The metal simple substance or its oxides, halides, carboxylates, phosphates, organometallic compounds and the like are used. Among these, in this thermal decomposition, Fe, Sn, Co, Sb, and Mn are preferably used because they exhibit the effect of making it difficult to generate by-products.

Snの金属触媒としては、例えば、酸化スズ、塩化スズ、臭化スズ、ヨウ化スズ、ギ酸スズ、酢酸スズ、シュウ酸スズ、オクチル酸スズ、ステアリン酸スズ、オレイン酸スズ、リン酸スズ、二塩化ジブチルスズ、ジラウリン酸ジブチルスズ、1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジラウリルオキシジスタノキサンなどが挙げられる。   Examples of the Sn metal catalyst include tin oxide, tin chloride, tin bromide, tin iodide, tin formate, tin acetate, tin oxalate, tin octylate, tin stearate, tin oleate, tin phosphate, Examples include dibutyltin chloride, dibutyltin dilaurate, 1,1,3,3-tetrabutyl-1,3-dilauryloxydistanoxane.

Fe、Co、Sb、Mnの金属触媒としては、例えば、それらの酢酸塩、安息香酸塩、ナフテン酸塩、アセチルアセトナート塩などが挙げられる。   Examples of the metal catalyst of Fe, Co, Sb, and Mn include acetates, benzoates, naphthenates, and acetylacetonates.

なお、触媒の配合量は、金属単体またはその化合物として、反応液に対して0.0001〜5質量%の範囲、好ましくは、0.001〜1質量%の範囲である。   In addition, the compounding quantity of a catalyst is 0.0001-5 mass% with respect to the reaction liquid as a metal simple substance or its compound, Preferably, it is the range of 0.001-1 mass%.

また、不活性溶媒は、少なくとも、ウレタン化合物を溶解し、ウレタン化合物およびイソシアネートに対して不活性であり、かつ、熱分解における温度において安定であれば、特に制限されないが、熱分解反応を効率よく実施するには、生成するイソシアネートよりも高沸点であることが好ましい。このような不活性溶媒としては、例えば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、フタル酸ジドデシルなどのエステル類、例えば、ジベンジルトルエン、トリフェニルメタン、フェニルナフタレン、ビフェニル、ジエチルビフェニル、トリエチルビフェニルなどの熱媒体として常用される芳香族系炭化水素や脂肪族系炭化水素などが挙げられる。   The inert solvent is not particularly limited as long as it dissolves at least the urethane compound, is inert to the urethane compound and isocyanate, and is stable at the temperature in thermal decomposition, but the thermal decomposition reaction is efficiently performed. In order to carry out, it is preferable that it is a boiling point higher than the isocyanate to produce | generate. Examples of such inert solvents include esters such as dioctyl phthalate, didecyl phthalate, and didodecyl phthalate, such as dibenzyltoluene, triphenylmethane, phenylnaphthalene, biphenyl, diethylbiphenyl, and triethylbiphenyl. Aromatic hydrocarbons and aliphatic hydrocarbons that are commonly used as media.

また、不活性溶媒は、市販品としても入手可能であり、例えば、バーレルプロセス油B−01(芳香族炭化水素類、沸点:176℃)、バーレルプロセス油B−03(芳香族炭化水素類、沸点:280℃)、バーレルプロセス油B−04AB(芳香族炭化水素類、沸点:294℃)、バーレルプロセス油B−05(芳香族炭化水素類、沸点:302℃)、バーレルプロセス油B−27(芳香族炭化水素類、沸点:380℃)、バーレルプロセス油B−28AN(芳香族炭化水素類、沸点:430℃)、バーレルプロセス油B−30(芳香族炭化水素類、沸点:380℃)、バーレルサーム200(芳香族炭化水素類、沸点:382℃)、バーレルサーム300(芳香族炭化水素類、沸点:344℃)、バーレルサーム400(芳香族炭化水素類、沸点:390℃)、バーレルサーム1H(芳香族炭化水素類、沸点:215℃)、バーレルサーム2H(芳香族炭化水素類、沸点:294℃)、バーレルサーム350(芳香族炭化水素類、沸点:302℃)、バーレルサーム470(芳香族炭化水素類、沸点:310℃)、バーレルサームPA(芳香族炭化水素類、沸点:176℃)、バーレルサーム330(芳香族炭化水素類、沸点:257℃)、バーレルサーム430(芳香族炭化水素類、沸点:291℃)、(以上、松村石油社製)、NeoSK−OIL1400(芳香族炭化水素類、沸点:391℃)、NeoSK−OIL1300(芳香族炭化水素類、沸点:291℃)、NeoSK−OIL330(芳香族炭化水素類、沸点:331℃)、NeoSK−OIL170(芳香族炭化水素類、沸点:176℃)、NeoSK−OIL240(芳香族炭化水素類、沸点:244℃)、KSK−OIL260(芳香族炭化水素類、沸点:266℃)、KSK−OIL280(芳香族炭化水素類、沸点:303℃)、(以上、綜研テクニックス社製)などが挙げられる。   The inert solvent is also available as a commercial product. For example, barrel process oil B-01 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 176 ° C.), barrel process oil B-03 (aromatic hydrocarbons, Boiling point: 280 ° C.), barrel process oil B-04AB (aromatic hydrocarbons, boiling point: 294 ° C.), barrel process oil B-05 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 302 ° C.), barrel process oil B-27 (Aromatic hydrocarbons, boiling point: 380 ° C.), barrel process oil B-28AN (aromatic hydrocarbons, boiling point: 430 ° C.), barrel process oil B-30 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 380 ° C.) , Barrel therm 200 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 382 ° C.), barrel therm 300 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 344 ° C.), barrel therm 400 (aromatic hydrocarbons) , Boiling point: 390 ° C.), barrel therm 1H (aromatic hydrocarbons, boiling point: 215 ° C.), barrel therm 2H (aromatic hydrocarbons, boiling point: 294 ° C.), barrel therm 350 (aromatic hydrocarbons, boiling point) : 302 ° C.), Barrel Therm 470 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 310 ° C.), Barrel Therm PA (aromatic hydrocarbons, boiling point: 176 ° C.), Barrel Therm 330 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 257) ° C), Barrel Therm 430 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 291 ° C), (Made by Matsumura Oil Co., Ltd.), NeoSK-OIL1400 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 391 ° C), NeoSK-OIL1300 (aromatic) Hydrocarbons, boiling point: 291 ° C), NeoSK-OIL330 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 331 ° C), NeoSK-OIL170 (aromatic Hydrocarbons, boiling point: 176 ° C), NeoSK-OIL240 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 244 ° C), KSK-OIL260 (aromatic hydrocarbons, boiling point: 266 ° C), KSK-OIL280 (aromatic hydrocarbons) , Boiling point: 303 ° C.) (above, manufactured by Soken Technics).

不活性溶媒の配合量は、ウレタン化合物1質量部に対して0.001〜100質量部の範囲、好ましくは、0.01〜80質量部、より好ましくは、0.1〜50質量部の範囲である。   The compounding quantity of an inert solvent is the range of 0.001-100 mass parts with respect to 1 mass part of urethane compounds, Preferably, it is 0.01-80 mass parts, More preferably, it is the range of 0.1-50 mass parts. It is.

また、この熱分解反応は、ウレタン化合物、触媒および不活性溶媒を一括で仕込む回分反応、また、触媒を含む不活性溶媒中に、減圧下でウレタン化合物を仕込んでいく連続反応のいずれでも実施することができる。   In addition, this thermal decomposition reaction is carried out either as a batch reaction in which a urethane compound, a catalyst and an inert solvent are charged in a batch, or as a continuous reaction in which a urethane compound is charged in an inert solvent containing a catalyst under reduced pressure. be able to.

また、熱分解では、イソシアネートおよびアルコールが生成するとともに、副反応によって、例えば、アロファネート、アミン類、尿素、炭酸塩、カルバミン酸塩、二酸化炭素などが生成する場合があるため、必要により、得られたイソシアネートは、公知の方法により精製される。   In thermal decomposition, isocyanate and alcohol are produced, and side reactions may produce allophanate, amines, urea, carbonate, carbamate, carbon dioxide, etc. The isocyanate is purified by a known method.

このような熱分解反応では、上記で得られたウレタン化合物が熱分解されることによって、上記したように、1級アミンに対応するイソシアネートを得ることができるので、例えば、ポリウレタンの原料として工業的に用いられるポリイソシアネートを、簡易かつ効率的に製造することができる。   In such a thermal decomposition reaction, the urethane compound obtained above is thermally decomposed, so that an isocyanate corresponding to the primary amine can be obtained as described above. The polyisocyanate used in the above can be easily and efficiently produced.

そして、このイソシアネートの製造方法においては、副生成物であるビウレット誘導体の含有量が低減されている上記のN−無置換カルバミン酸エステルが用いられる。そのため、このイソシアネートの製造方法では、そのようなビウレット誘導体の反応により、ファウリングの原因となる物質が生成することを抑制することができる。   And in this manufacturing method of isocyanate, said N- unsubstituted carbamic acid ester in which content of the biuret derivative which is a by-product is reduced is used. Therefore, in this isocyanate manufacturing method, it can suppress that the substance which causes a fouling is produced | generated by reaction of such a biuret derivative.

その結果、このようなイソシアネートの製造方法によれば、装置の閉塞などを抑制し、優れた収率でイソシアネートを製造することができる。   As a result, according to such a method for producing an isocyanate, it is possible to produce an isocyanate with an excellent yield while suppressing clogging of the apparatus.

なお、以上、N−無置換カルバミン酸エステルの製造方法およびイソシアネートの製造方法について説明したが、本発明の製造方法においては、脱水工程などの前処理工程、中間工程、または、精製工程および回収工程などの後処理工程など、公知の工程を含んでいてもよい。   In addition, although the manufacturing method of N-unsubstituted carbamic acid ester and the manufacturing method of isocyanate have been described above, in the manufacturing method of the present invention, a pretreatment process such as a dehydration process, an intermediate process, or a purification process and a recovery process. A known process such as a post-treatment process may be included.

次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は何ら実施例および比較例に限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、反応生成物の定量には、液体クロマトグラフ(UV検出器(254nm)およびRI検出器)を用いた。   EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to an Example and a comparative example at all. In the following Examples and Comparative Examples, liquid chromatographs (UV detector (254 nm) and RI detector) were used for quantification of reaction products.

実施例1
<カルバミン酸ブチルの合成>
圧力制御弁、還流冷却器、気液分離器および攪拌装置を備えた内容量1LのSUS製オートクレーブに、尿素(111g:1.84mol)および1−ブタノール(341g:4.61mol)、触媒としてp−トルエンスルホン酸亜鉛(0.94g:2.31mmol)を仕込み、窒素ガスを毎分300mL流通、500rpmで攪拌させながら、反応温度180℃で保つように内圧を圧力制御弁で調節し、4時間反応させ、反応液408gを得た。
Example 1
<Synthesis of butyl carbamate>
In a 1 L internal volume SUS autoclave equipped with a pressure control valve, a reflux condenser, a gas-liquid separator and a stirrer, urea (111 g: 1.84 mol) and 1-butanol (341 g: 4.61 mol), p as a catalyst -Zinc toluene sulfonate (0.94 g: 2.31 mmol) was charged, and the internal pressure was adjusted with a pressure control valve so as to keep the reaction temperature at 180 ° C. while stirring at 500 rpm at a flow rate of 300 mL per minute for 4 hours. Reaction was performed to obtain 408 g of a reaction solution.

反応液の一部を採取して定量したところ、仕込み尿素に対して、カルバミン酸ブチルが90.4mol%の収率で生成していることが確認された。また、ジブチルカーボネートが9.35mol%、イミノビスギ酸ジブチルが0.12mol%の収率で生成していることが確認された。一方、アロファン酸ブチルは検出限界(0.1mol%)以下であったため、ビウレット誘導体の合計は0.12mol%(カルバミン酸ブチル100molに対して0.14mol)であった。   When a part of the reaction solution was collected and quantified, it was confirmed that butyl carbamate was produced in a yield of 90.4 mol% with respect to the charged urea. It was also confirmed that dibutyl carbonate was produced in a yield of 9.35 mol% and iminobisformate dibutyl in a yield of 0.12 mol%. On the other hand, since butyl allophanate was below the detection limit (0.1 mol%), the total of biuret derivatives was 0.12 mol% (0.14 mol relative to 100 mol of butyl carbamate).

次いで、得られた反応液402gから、単蒸留にて1−ブタノールを留去後、さらに理論段数20段相当の充填物を有する蒸留器に供給し、圧力20mmHgの条件下でジブチルカーボネートを留去し、純度99.0重量%のカルバミン酸ブチル145g得た。   Next, 1-butanol was distilled off by simple distillation from 402 g of the obtained reaction solution, and further supplied to a distiller having a packing equivalent to 20 theoretical plates, and dibutyl carbonate was distilled off under a pressure of 20 mmHg. As a result, 145 g of butyl carbamate having a purity of 99.0% by weight was obtained.

さらに同様の操作を3バッチ繰り返すことにより、純度99.0重量%のカルバミン酸ブチル580gを得た。
<2,4−ビス(ブチルオキシカルボニルアミノ)トルエンの合成>
圧力制御弁、還流冷却器、気液分離器、攪拌装置を備えた内容量1LのSUS製オートクレーブに、上記工程で得られたカルバミン酸ブチル(220g:1.88mol)、2,4−ジアミノトルエン(80.5g:0.659mol)、および1−ブタノール(139g:1.88mol)の混合物を仕込み、さらに触媒としてパラトルエンスルホン酸亜鉛(0.638g:1.56mmol)を仕込み、窒素ガスを毎分1L流通、500rpmで攪拌させながら、反応温度200℃で保つように内圧を圧力制御弁で調節しながら10時間反応させ、カルバメート化反応液として410gを得た。
Further, the same operation was repeated 3 batches to obtain 580 g of butyl carbamate having a purity of 99.0% by weight.
<Synthesis of 2,4-bis (butyloxycarbonylamino) toluene>
A 1-liter SUS autoclave equipped with a pressure control valve, a reflux condenser, a gas-liquid separator, and a stirrer was mixed with butyl carbamate (220 g: 1.88 mol) obtained in the above step, 2,4-diaminotoluene. (80.5 g: 0.659 mol) and a mixture of 1-butanol (139 g: 1.88 mol), and further, zinc paratoluenesulfonate (0.638 g: 1.56 mmol) as a catalyst was added. While stirring at 500 rpm for 1 minute, the reaction was carried out for 10 hours while adjusting the internal pressure with a pressure control valve so as to keep the reaction temperature at 200 ° C., to obtain 410 g as a carbamate reaction solution.

カルバメート化反応液の一部を採取して定量したところ、仕込み2,4−ジアミノトルエンに対して2,4−ビス(ブチルオキシカルボニルアミノ)トルエンが96.7mol%の収率で生成していることが確認された。また、モノ(ブチルオキシカルボニルアミノ)アミノトルエンが0.5mol%、ベンゾイレン尿素誘導体が0.4mol%の収率で生成していることも確認された。
<2,4−トリレンジイソシアネートの合成>
[低沸分の減圧留去]
攪拌装置と冷却管とを備えた内容量500mLのガラス製フラスコに、上記2,4−ビス(ブチルオキシカルボニルアミノ)トルエンの合成で得られたカルバメート化反応液403gを仕込み、200rpmで攪拌させながら、真空ポンプで容器内を2kPaまで減圧した。冷却管に25℃の循環水を流した状態で、容器内を100℃まで昇温して低沸分を留去し、カルバメート化反応液を濃縮した。続いて、循環水温度を70℃に設定し、容器内を180℃まで昇温して低沸分を留去し、カルバメート化反応液を濃縮し、最終的に褐色の濃縮液170gを得た。
When a part of the carbamate reaction liquid was collected and quantified, 2,4-bis (butyloxycarbonylamino) toluene was produced in a yield of 96.7 mol% with respect to the charged 2,4-diaminotoluene. It was confirmed. It was also confirmed that mono (butyloxycarbonylamino) aminotoluene was produced in a yield of 0.5 mol% and a benzoylene urea derivative in a yield of 0.4 mol%.
<Synthesis of 2,4-tolylene diisocyanate>
[Low-boiling vacuum distillation]
A glass flask having an internal volume of 500 mL equipped with a stirrer and a condenser is charged with 403 g of the carbamation reaction solution obtained by the synthesis of 2,4-bis (butyloxycarbonylamino) toluene and stirred at 200 rpm. The inside of the container was depressurized to 2 kPa with a vacuum pump. With the circulating water of 25 ° C. flowing through the cooling pipe, the temperature in the container was raised to 100 ° C. to distill off the low boiling point, and the carbamation reaction solution was concentrated. Subsequently, the circulating water temperature was set to 70 ° C., the temperature in the container was raised to 180 ° C., the low boiling point was distilled off, the carbamate reaction liquid was concentrated, and finally 170 g of a brown concentrated liquid was obtained. .

低沸分について、液体クロマトグラフおよびガスクロマトグラフにより分析した結果、主成分はブタノールおよびカルバミン酸ブチルであることが確認され、2,4−ジアミノトルエン由来の化合物は存在しないことが確認された。   As a result of analyzing the low boiling point by liquid chromatography and gas chromatography, it was confirmed that the main components were butanol and butyl carbamate, and no compound derived from 2,4-diaminotoluene was present.

この結果より、濃縮液170gに2,4−ジアミノトルエン0.648mol(=0.659mol×(403g/410g))の誘導体(2,4−ビス(ブチルオキシカルボニルアミノ)トルエン含む)が存在するとみなした。   From this result, it is assumed that a derivative (including 2,4-bis (butyloxycarbonylamino) toluene) of 0.648 mol (= 0.659 mol × (403 g / 410 g)) of 2,4-diaminotoluene is present in 170 g of the concentrated liquid. It was.

引き続き上記操作をさらに2バッチ繰り返すことにより、2,4−ジアミノトルエン1.94molの誘導体からなる褐色の濃縮液510gを得た。   Subsequently, the above operation was repeated two more batches to obtain 510 g of a brown concentrated liquid composed of a derivative of 1.94 mol of 2,4-diaminotoluene.

[濃縮液の熱分解反応]
温度計、攪拌装置、上部に還流管の付いた精留塔、および、原料供給用容器および送液ポンプを取り付けた装置を装備し、底部に抜き出し用コックを備えた内容量1Lのガラス製のセパラブルフラスコに、上記で得られた濃縮液50g(2,4−ジアミノトルエンとして0.190mol(=1.94mol×50g/510g)相当)、溶媒としてバーレルプロセス油B−05(松村石油社製)117gを仕込み、300rpmで攪拌させながら、真空ポンプで容器内を10kPaまで減圧した。環流管に90℃の循環水を流した状態で、加熱を開始すると、220℃付近で塔頂温度が上昇し、還流管内にトリレンジイソシアネートが凝縮し始めたため、還流比5(=還流10秒/留出2秒)に設定し、トリレンジイソシアネートを留出させた。留出開始2時間後、濃縮液340g(2,4−ジアミノトルエンとして1.29mol(=1.94mol×340g/510g)相当)、および、バーレルプロセス油B−05 793gを仕込んだ原料供給用容器から、その混合物を、送液ポンプを用いて72g/hの速度で反応容器に供給し、さらに14時間反応させた。
[Thermal decomposition reaction of concentrate]
It is equipped with a thermometer, a stirring device, a rectifying column with a reflux tube at the top, and a device equipped with a raw material supply container and a liquid feed pump, and is made of glass with an internal capacity of 1 liter with an extraction cock at the bottom. In a separable flask, 50 g of the concentrated liquid obtained above (corresponding to 0.190 mol (= 1.94 mol × 50 g / 510 g) as 2,4-diaminotoluene) and barrel process oil B-05 (manufactured by Matsumura Oil Co., Ltd.) as a solvent ) 117 g was charged and the inside of the container was depressurized to 10 kPa with a vacuum pump while stirring at 300 rpm. When heating was started with circulating water at 90 ° C. flowing in the reflux tube, the tower top temperature rose around 220 ° C., and tolylene diisocyanate began to condense in the reflux tube, so that the reflux ratio was 5 (= reflux 10 seconds). / Distillation 2 seconds) and tolylene diisocyanate was distilled off. 2 hours after the start of distillation, a raw material supply container charged with 340 g of concentrated liquid (corresponding to 1.29 mol (= 1.94 mol × 340 g / 510 g) as 2,4-diaminotoluene) and 793 g of barrel process oil B-05 Then, the mixture was supplied to the reaction vessel at a rate of 72 g / h using a liquid feed pump, and further reacted for 14 hours.

反応の間、反応容器の液面の高さを一定に保つために、原料の供給開始から2時間毎に、底部の抜き出し用コックより反応液を抜き出した。   During the reaction, in order to keep the liquid level of the reaction vessel constant, the reaction solution was extracted from the extraction cock at the bottom every 2 hours from the start of the raw material supply.

留出開始から7時間後に留出量が安定してきたため、留出開始7時間後から14時間後まで留出液、底部より抜き出した反応液の組成を液体クロマトグラフにより測定し、以下の式にて2,4−ジアミノトルエンに対する2,4−トリレンジイソシアネートのmol収率を算出した。   Since the distillate amount became stable 7 hours after the start of the distillation, the composition of the distillate and the reaction liquid extracted from the bottom was measured from 7 hours to 14 hours after the start of the distillation using a liquid chromatograph. The mol yield of 2,4-tolylene diisocyanate relative to 2,4-diaminotoluene was calculated.

トリレンジイソシネート収率(mol%/ジアミノトルエン)=
留出開始7時間後から14時間後までに留出したトリレンジイソシアネート(mol)/(留出開始7時間後から14時間後までに供給したジアミノトルエン(mol)−留出開始7時間後から14時間後までに抜き出した反応液の2,4−ビス(ブチルオキシカルボニルアミノ)トルエン、モノ(ブチルオキシカルボニルアミノ)アミノトルエン、および、トリレンジイソシアネート(mol)の総和)
上記の計算で求められた、2,4−ジアミノトルエンに対する2,4−トリレンジイソシアネートの収率は、90.9mol%であった。
Tolylene diisocyanate yield (mol% / diaminotoluene) =
Tolylene diisocyanate (mol) distilled from 7 hours to 14 hours after the start of distillation / (Diaminotoluene (mol) supplied from 7 hours to 14 hours after the start of distillation)-after 7 hours from the start of distillation The total of 2,4-bis (butyloxycarbonylamino) toluene, mono (butyloxycarbonylamino) aminotoluene, and tolylene diisocyanate (mol) extracted from the reaction solution after 14 hours)
The yield of 2,4-tolylene diisocyanate based on 2,4-diaminotoluene determined by the above calculation was 90.9 mol%.

上記2,4−ビス(ブチルオキシカルボニルアミノ)トルエンの合成における2,4−ジアミノトルエンに対する2,4−ビス(ブチルオキシカルボニルアミノ)トルエンの収率が96.7mol%であったことから、このことは熱分解反応において、2,4−ビス(ブチルオキシカルボニルアミノ)トルエンの94.0%が2,4−トリレンジイソシアネートになることを示している。   Since the yield of 2,4-bis (butyloxycarbonylamino) toluene relative to 2,4-diaminotoluene in the synthesis of 2,4-bis (butyloxycarbonylamino) toluene was 96.7 mol%, This indicates that 94.0% of 2,4-bis (butyloxycarbonylamino) toluene becomes 2,4-tolylene diisocyanate in the thermal decomposition reaction.

実施例2
還流冷却器、スクリューフィーダー、および攪拌装置を備えた内容量500mlのガラス製フラスコに、1−オクタノール(338g:2.60mol)および触媒としてp−トルエンスルホン酸亜鉛(0.14g:0.35mmol)を仕込み、窒素ガスを毎分200ml流通、300rpmで攪拌させながら、内温を180℃まで昇温させた。その後、スクリューフィーダーを用いて尿素(28.9g:0.48mol)を1時間かけて仕込み、仕込みが全て終了した後、さらに3時間反応させ、反応液355gを得た。
Example 2
Into a 500 ml glass flask equipped with a reflux condenser, a screw feeder, and a stirrer, 1-octanol (338 g: 2.60 mol) and zinc p-toluenesulfonate (0.14 g: 0.35 mmol) as a catalyst The internal temperature was raised to 180 ° C. while stirring at 300 rpm with a nitrogen gas flow of 200 ml per minute. Thereafter, urea (28.9 g: 0.48 mol) was charged over 1 hour using a screw feeder, and after completion of the charging, the reaction was further continued for 3 hours to obtain 355 g of a reaction solution.

反応液の一部を採取して定量したところ、仕込み尿素に対して、カルバミン酸オクチルが95.2mol%の収率で生成していることが確認された。また、ジオクチルカーボネートが4.73mol%、イミノビスギ酸ジオクチルが0.02mol%の収率で生成していることが確認された。一方、アロファン酸ブチルは検出限界以下であったため、ビウレット誘導体の合計は0.02mol%(カルバミン酸オクチル100molに対して0.02mol)であった。   When a part of the reaction solution was collected and quantified, it was confirmed that octyl carbamate was produced in a yield of 95.2 mol% with respect to the charged urea. In addition, it was confirmed that dioctyl carbonate was produced in a yield of 4.73 mol%, and dioctyl iminobisformate was produced in a yield of 0.02 mol%. On the other hand, since butyl allophanate was below the detection limit, the total of biuret derivatives was 0.02 mol% (0.02 mol with respect to 100 mol of octyl carbamate).

実施例3
還流冷却器および攪拌装置を備えた内容量300mlのガラス製フラスコに、1−オクタノール(156g:1.20mol)および触媒としてp−トルエンスルホン酸亜鉛(0.14g:0.34mmol)を仕込み、窒素ガスを毎分200ml流通、300rpmで攪拌させながら、内温を170℃まで昇温させた。その後、尿素(12.0g:0.20mol)を仕込み、4時間反応させ、反応液163gを得た。
Example 3
A 300-ml glass flask equipped with a reflux condenser and a stirrer was charged with 1-octanol (156 g: 1.20 mol) and zinc p-toluenesulfonate (0.14 g: 0.34 mmol) as a catalyst. The internal temperature was raised to 170 ° C. while stirring the gas at a flow rate of 200 ml per minute at 300 rpm. Thereafter, urea (12.0 g: 0.20 mol) was charged and reacted for 4 hours to obtain 163 g of a reaction solution.

反応液の一部を採取して定量したところ、仕込み尿素に対して、カルバミン酸オクチルが92.9mol%の収率で生成していることが確認された。また、ジオクチルカーボネートが7.21mol%であった。一方、アロファン酸オクチルおよびイミノビスギ酸ジオクチル(検出限界0.1mol%)は検出されなかった。   When a part of the reaction solution was collected and quantified, it was confirmed that octyl carbamate was produced in a yield of 92.9 mol% with respect to the charged urea. Moreover, the dioctyl carbonate was 7.21 mol%. On the other hand, octyl allophanate and dioctyl iminobisformate (detection limit 0.1 mol%) were not detected.

実施例4
触媒として、p−トルエンスルホン酸亜鉛に代えて、トリフルオロメタンスルホン酸亜鉛(0.058g:0.16mmol)を使用した以外は、実施例3と同様の方法にて反応させ、反応液161gを得た。
Example 4
The reaction was conducted in the same manner as in Example 3 except that zinc trifluoromethanesulfonate (0.058 g: 0.16 mmol) was used in place of zinc p-toluenesulfonate as a catalyst to obtain 161 g of a reaction solution. It was.

反応液の一部を採取して定量したところ、仕込み尿素に対して、カルバミン酸オクチルが90.6mol%の収率で生成していることが確認された。また、ジオクチルカーボネートが6.51mol%、アロファン酸オクチルが0.46mol%、イミノビスギ酸ジオクチルが0.26mol%の収率で生成していることが確認された。このためビウレット誘導体の合計は0.72mol%(カルバミン酸オクチル100molに対して0.79mol)であった。   When a part of the reaction solution was collected and quantified, it was confirmed that octyl carbamate was produced in a yield of 90.6 mol% with respect to the charged urea. It was also confirmed that dioctyl carbonate was produced in a yield of 6.51 mol%, octyl allophanate was produced in a yield of 0.46 mol%, and dioctyl iminobisformate was produced in a yield of 0.26 mol%. For this reason, the total of biuret derivatives was 0.72 mol% (0.79 mol with respect to 100 mol of octyl carbamate).

比較例1
還流冷却器および攪拌装置を備えた内容量300mlのガラス製フラスコに、1−オクタノール(157g:1.21mol)を仕込み、窒素ガスを毎分200ml流通、300rpmで攪拌させながら、内温を170℃まで昇温させた。その後、尿素(12.1g:0.20mol)を仕込み、4時間反応させ、反応液163gを得た。
Comparative Example 1
1-octanol (157 g: 1.21 mol) was charged into a 300 ml glass flask equipped with a reflux condenser and a stirrer, and the internal temperature was 170 ° C. while stirring at 300 rpm with a nitrogen gas flow of 200 ml per minute. The temperature was raised to. Thereafter, urea (12.1 g: 0.20 mol) was charged and reacted for 4 hours to obtain 163 g of a reaction solution.

反応液の一部を採取して定量したところ、仕込み尿素に対して、カルバミン酸オクチルが82.5mol%の収率で生成していることが確認された。また、ジオクチルカーボネートは検出限界(0.1mol%)以下、アロファン酸オクチルが1.33mol%、イミノビスギ酸ジオクチルが7.41mol%の収率で生成していることが確認された。このため、ビウレット誘導体の合計は8.74mol%(カルバミン酸オクチル100molに対して10.6mol)であった。   When a part of the reaction solution was collected and quantified, it was confirmed that octyl carbamate was produced in a yield of 82.5 mol% with respect to the charged urea. It was also confirmed that dioctyl carbonate was produced in a yield of detection limit (0.1 mol%) or less, octyl allophanate in 1.33 mol%, and dioctyl iminobisformate in 7.41 mol%. For this reason, the sum total of biuret derivatives was 8.74 mol% (10.6 mol with respect to 100 mol of octyl carbamate).

比較例2
還流冷却器および攪拌装置を備えた内容量300mlのガラス製フラスコに、1−オクタノール(156g:1.20mol)および触媒として4塩化スズ(0.056g:0.16mmol)を仕込み、窒素ガスを毎分200ml流通、300rpmで攪拌させながら、内温を170℃まで昇温させた。その後、尿素(12.0g:0.20mol)を仕込み、4時間反応させ、反応液164gを得た。
Comparative Example 2
1-octanol (156 g: 1.20 mol) and tin tetrachloride (0.056 g: 0.16 mmol) as a catalyst were charged in a 300 ml glass flask equipped with a reflux condenser and a stirrer, and nitrogen gas was added every time. The internal temperature was raised to 170 ° C. while stirring at 200 rpm for 300 minutes. Thereafter, urea (12.0 g: 0.20 mol) was charged and reacted for 4 hours to obtain 164 g of a reaction solution.

反応液の一部を採取して定量したところ、仕込み尿素に対して、カルバミン酸オクチルが89.5mol%の収率で生成していることが確認された。また、ジオクチルカーボネートが0.56mol%、アロファン酸オクチルが0.86mol%、イミノビスギ酸ジオクチルが2.18mol%の収率で生成していることが確認された。このためビウレット誘導体の合計は3.04mol%(カルバミン酸オクチル100molに対して3.40mol)であった。   When a part of the reaction solution was collected and quantified, it was confirmed that octyl carbamate was produced in a yield of 89.5 mol% with respect to the charged urea. Further, it was confirmed that dioctyl carbonate was produced in a yield of 0.56 mol%, octyl allophanate was produced in a yield of 0.86 mol%, and dioctyl iminobisformate was produced in a yield of 2.18 mol%. Therefore, the total of biuret derivatives was 3.04 mol% (3.40 mol with respect to 100 mol of octyl carbamate).

各実施例および各比較例の結果を、表1に示す。   The results of each Example and each Comparative Example are shown in Table 1.

Figure 0005615644
Figure 0005615644

Claims (5)

尿素と、アルコールとを、
非配位性アニオンおよび金属原子を含有する化合物の存在下において反応させるN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法であって、
前記化合物が、p−トルエンスルホン酸亜鉛またはトリフルオロメタンスルホン酸亜鉛である
ことを特徴とする、N−無置換カルバミン酸エステルの製造方法。
Urea and alcohol,
A method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester which is reacted in the presence of a compound containing a non-coordinating anion and a metal atom,
The method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester, wherein the compound is zinc p-toluenesulfonate or zinc trifluoromethanesulfonate .
前記反応において、前記尿素を、分割添加、または、連続添加することを特徴とする、請求項1に記載のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法。   2. The method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester according to claim 1, wherein in the reaction, the urea is added in portions or continuously. 3. 前記アルコールが、下記一般式(1)で示されることを特徴とする、請求項1または2に記載のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法。
−OH (1)
(式中、Rは、総炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基、または、総炭素数6〜16の芳香族炭化水素基を示す。)
The method for producing an N-unsubstituted carbamic acid ester according to claim 1 or 2, wherein the alcohol is represented by the following general formula (1).
R 1 —OH (1)
(In the formula, R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms in total or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 16 carbon atoms in total.)
前記反応により副生するビウレット誘導体が、N−無置換カルバミン酸エステル100モルに対して、3モル以下であることを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法。 The biuret derivative by-produced by the reaction is 3 mol or less with respect to 100 mol of the N-unsubstituted carbamic acid ester, according to any one of claims 1 to 3. A method for producing a substituted carbamic acid ester. 請求項1〜のいずれか一項に記載のN−無置換カルバミン酸エステルの製造方法によって、N−無置換カルバミン酸エステルを製造する工程と、
得られたN−無置換カルバミン酸エステルと、1級アミンとを少なくとも反応させることにより、ウレタン化合物を製造する工程と、
得られたウレタン化合物を、熱分解してイソシアネートを製造する工程とを備えていることを特徴とする、イソシアネートの製造方法。
The process of manufacturing N-unsubstituted carbamic acid ester by the manufacturing method of N-unsubstituted carbamic acid ester as described in any one of Claims 1-4 ,
A step of producing a urethane compound by reacting at least the obtained N-unsubstituted carbamic acid ester with a primary amine;
A process for producing an isocyanate by thermally decomposing the obtained urethane compound.
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