JP5840801B2 - アルデヒド化合物の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、アルデヒド化合物の製造方法、この製造方法により得られたアルデヒド化合物を用いた、アミン化合物の製造方法およびイソシアネート化合物の製造方法に関する。
ノルボルネン化合物を用いたアルデヒド化合物の製造方法としては、例えば特許文献1〜3に記載の方法が知られている。
特許文献1〜3には、触媒存在下で、H/CO混合ガスを用いてシアンノルボルネンをヒドロホルミル化させ、ホルミルシアンノルボルナンを製造する方法が開示されている。特許文献1および2には、触媒として金属化合物を用いた例が開示されている。なお、目的化合物を高選択的に得ることができ、反応圧力を低く抑制することができることから、触媒としてロジウム錯体が好ましく用いられている。
特許文献1には、触媒をシアンノルボルネンに対し0.1〜10重量%とすることができると記載されている。特許文献2には、触媒濃度を0.5〜10mmol/lとし、トリアリールホスフィンをロジウム1モルに対して3〜300モルの範囲で用いることができると記載されている。
特許文献4には、遷移金属触媒と三価のリン化合物の存在下で、H/CO混合ガスを用いてオレフィン系化合物をヒドロホルミル化する方法が開示されている。そして、金属触媒の含量は、触媒組成物の重さまたは体積を基準に、遊離金属含量が10〜1000ppmであると記載されている。
特許文献5には、金属リガンド錯体触媒に関して記載されており、金属としてロジウム、リガンドとして有機燐リガンドが挙げられている。これらの使用量としては、遊離の金属として計算した場合、約1ppm〜10,000ppmの範囲の金属濃度、およびリガンド:金属のモル比が1:1〜200:1と記載されている。
また、特許文献6、7には、鎖状のオレフィン化合物をヒドロホルミル化させ、アルデヒド化合物を製造する方法が開示されている。
特許文献6の実施例には、ロジウム触媒およびビスホスファイトの存在下で、7−オクテナールをヒドロホルミル化させた例が記載されている。7−オクテナール 1molに対しロジウムは3ppmmol程度で用いられており、ロジウム原子/リン原子はモル比で1/20であると記載されている。一方、特許文献6の0084段落には、金属1モルに対してリン原子換算で2〜1000モルが好ましく、1000モルを超える場合は、反応速度が極めて小さくなる傾向があると記載されている。
また、特許文献7にはオレフィンのヒドロホルミル化において、ハロゲン化有機化合物のような物質は、反応から除くべきであるとの記載があるが、その量に関しての記載はない。
特開昭57−193438号公報 特開昭60−72844号公報 米国特許3,143,570号公報 特表2010−538818号公報 特表2003−505438号公報 特開2008−031125号公報 特表平4−502463号公報
近年、技術の発達に伴い希少金属の使用量が増加しており、希少金属資源の枯渇や価格の上昇が問題となってきている。したがって、いわゆるレアメタルの使用量を低減し、有効活用することが広く求められてきている。
しかしながら、ノルボルネン化合物、例えば、シアノノルボルネンのヒドロホルミル化反応において、触媒である金属化合物の量を低減すると、反応速度が低下したり、または反応自体が進まなくなり収率が低下するなど、生産性に問題が生じることがわかった。工業的な生産においては、反応速度の低下は、次工程への繋ぎこみに問題を生じ、効率的な生産ができなくなる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、高価な触媒である金属の量を減らして、アルデヒドを製造するにあたって、金属の量を低減しても反応速度の低下を抑えることができる工業的に有利な方法を提供することにある。
本願発明者は、上述の課題を解決するため、反応速度の低下要因を鋭意検討したところ、反応系内に塩素分が存在すると、反応速度が低下することを見出した。さらに検討したところ、反応系内における塩素原子の量を制御することで、反応速度を低下させることなくアルデヒドを製造できることを見出し、本発明に到達した。
本発明は以下に示すことができる。
[1] 下記一般式(a1)
Figure 0005840801
または、下記一般式(a2)
Figure 0005840801
(式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基を示す。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示す。)で表される化合物を、当該化合物1モルに対して0.01〜10ppmモルの第8〜10族金属を含む金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させる工程を備え、
前記工程における反応系内の塩素分の量が、第8〜10族金属1重量部に対して、0.1重量部以上1.5重量部以下であることを特徴とするアルデヒドの製造方法。
[2] 前記第8〜10族金属を含む金属化合物が、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物であることを特徴とする[1]に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[3] 前記第8〜10族金属を含む金属化合物が、ロジウム化合物であることを特徴とする[1]または[2]に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[4] 前記第8〜10族金属は、一般式(a1)または(a2)で表される化合物1モルに対して、1〜5ppmモルであることを特徴とする[1]乃至[3]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[5] 前記リン化合物は、三価のリン化合物であることを特徴とする[1]乃至[4]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[6] 前記一般式(a1)で表される化合物を用い、当該化合物が下記一般式(1)
Figure 0005840801
(式(1)中、Xは一般式(a1)と同義である。)
で表される化合物であることを特徴とする[1]乃至[5]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[7] 前記工程における反応系内の塩素分の量が、第8〜10族金属1重量部に対して、0.5重量部以上であることを特徴とする[1]乃至[6]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[8] [1]乃至[7]のいずれか一つに記載の製造方法によりアルデヒド化合物を製造し、次いで、アンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる工程を含むことを特徴とするアミン化合物の製造方法。
[9] [8]に記載の製造方法によりアミン化合物を製造し、次いで、カルボニル化剤と反応させる工程を含むことを特徴とするイソシアネート化合物の製造方法。
なお、本発明における「リン化合物」は、金属と錯体を形成することができるリン化合物を意味する。
また、本発明において、物質A 1molに対して、物質Bを1×10−6molの量で用いる場合、物質Bの量を1ppmmolと表記する。
本発明のアルデヒド化合物の製造方法によれば、触媒である金属の量を低減しても、反応速度の低下を抑え、工業的に有利なアルデヒドの製造が可能となる。本発明のアミン化合物の製造方法、およびイソシアネート化合物の製造方法は、アルデヒド化合物の製造方法を一工程として含むので、本発明により、更にイソシアネート化合物、アミン化合物の生産性および収率も優れるという効果を与える。
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
実施例1で得られた化合物のH−NMRチャートである。 実施例2で得られた化合物のH−NMRチャートである。 実施例3で得られた化合物のH−NMRチャートである。
以下、本実施形態のアルデヒド化合物の製造方法について説明し、アミン化合物の製造方法、次いでイソシアネート化合物の製造方法について説明する。
<アルデヒド化合物の製造方法>
本実施形態のアルデヒド化合物の製造方法は、下記一般式(a1)または下記一般式(a2)で表される化合物を、第8〜10族金属を含む金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させる工程を含み、当該工程における反応系内の塩素原子の量が、第8〜10族金属1重量部に対して、1.5重量部以下である。
Figure 0005840801
Figure 0005840801
式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基を示す。Xとしては、シアノ基、アルデヒド基が好ましく、シアノ基がより好ましい。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示し、0または1が好ましく、1がより好ましい。
なお、一般式(a1)で表される化合物は、エンド体またはエキソ体の何れかであってもよく、これらを任意の割合で含む混合物であってもよい。
一般式(a1)で表される化合物として、具体的には以下の化合物を挙げることができる。
(1)n:0の化合物として、
シクロヘキセン、4−シアノ−1−シクロへキセン、3−シクロへキセン−1−カルボキシアルデヒド、4−イミノメチル−1−シクロヘキセンを挙げることができる。
(2)n:1の化合物として、
ビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン、ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリル、ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボキシアルデヒド、ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−イルメタンアミンを挙げることができる。
(3)n:2の化合物として、
ビシクロ[2.2.2]−2−オクテン、ビシクロ[2.2.2]−5−オクテン−2−カルボニトリル、ビシクロ[2.2.2]−5−オクテン−2−カルボキシアルデヒド、ビシクロ[2.2.2]−5−ヘプテン−2−イルメタンアミンを挙げることができる。
一般式(a2)で表される化合物として、以下の化合物を挙げることができる。
(1)n:0の化合物として、
1,4−シクロヘキサジエンを挙げることができる。
(2)n:1の化合物として、
ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエンを挙げることができる。
(3)n:2の化合物として、
ビシクロ[2.2.2]オクタ−2,5−ジエンを挙げることができる。
本実施形態においては、一般式(a1)で表される化合物を用いることが好ましく、nが1であることがより好ましい。当該化合物としては、具体的に、下記一般式(1)で表される化合物を好ましく用いることができる。
Figure 0005840801
式(1)中、Xは一般式(a1)と同義であり、シアノ基またはアルデヒド基であることが好ましく、シアノ基がより好ましい。
なお、一般式(1)で表される化合物は、エンド体またはエキソ体の何れかであってもよく、これらを任意の割合で含む混合物であってもよい。
本実施形態の反応に用いられる第8〜10族金属を含む金属化合物は、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物である。
ロジウム化合物としては、例えばRh(acac)(CO)、Rh(acac)、Rh(CO)、Rh(CO)12、Rh(CO)16などが挙げられる。コバルト化合物としては、例えばHCo(CO)、HCo(CO)、Co(CO)、HCo(CO)などが挙げられる。ルテニウム化合物としては、例えばRu(CO)(PPh、Ru(CO)12などが挙げられる。また、鉄化合物としては、例えばFe(CO)、Fe(CO)PPh、Fe(CO)(PPhなどが挙げられる。なお、「acac」はアセチルアセトナトを意味する。
本実施形態の反応に用いられるロジウム化合物としては、1価のロジウム金属を含む化合物であれば特に制限されないが、ジカルボニルアセチルアセトナトロジウム(Rh(acac)(CO))、ドデカカルボニルテトラロジウム(Rh(CO)12)、ヘキサデカカルボニルヘキサロジウム(Rh(CO)16)、オクタカルボニルジロジウム(Rh(CO))等のロジウムカルボニル触媒を挙げることができる。
本実施形態の反応に用いられるリン化合物としては、三価のリン化合物であれば特に制限されないが、下記式で表される化合物を用いることが好ましい。
(R)
(RO)
上記式中、R、Rは同一又は異なっていてもよく、それぞれ置換基を有していてもよい炭素数1〜16のアルキル基または炭素数6〜16のアリール基を示す。
リン化合物として、具体的には、トリフェニルホスファイト、トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリ(メチルベンゼン)ホスフィン、トリ(エチルベンゼン)ホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エチレン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、2,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1−ビナフチル、トリメトキシホスファイト、トリエトキシホスファイト、トリプロポキシホスファイト、トリイソプロポキシホスファイト、トリメチルフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジターシャルブチルフェニル)ホスファイト等の三価のリン化合物を挙げることができる。本実施形態において、トリフェニルホスファイトが好ましく用いられる。
これらのリン化合物は、一般的には、三塩化リンまたは五塩化リンと、置換基を含んでいてもよい芳香族化合物、脂環式化合物、または脂肪族化合物等との反応により合成される。よって、リン化合物中には、原料である三塩化リン、五塩化リン等の塩素分や、副生した塩化水素、塩素等の塩素分、また反応で副生した塩素含有中間体が混入する。反応系内に存在する塩素原子は、前記リン化合物由来のものであると考えられるが、その他の原料等に含まれる塩素分を排除するものではない。
なお、第8〜10族金属を含む金属化合物が構造中に塩素原子を含まない場合、リン化合物以外の原料については、合成工程において塩素含有化合物を使用しないため、反応系内の塩素原子はリン化合物由来のものと考えられる。つまり、この場合、リン化合物中に、第8〜10族金属1重量部に対して、後述する量の塩素原子が含まれる。
リン化合物に含まれる塩素分の量が、上記所定の量となる場合には、リン化合物の塩素分を低減する必要はないが、第8〜10族金属を含む金属化合物が構造中に塩素原子を含む場合など、上記所定の量を超える場合には、トッピングや活性炭処理などの方法によりリン化合物に含まれる塩素分の量を低減することができる。なお、塩素分の量を低減する方法は、これらに限定されるものではない。
これらの原料等を用いたヒドロホルミル化反応において、使用する第8〜10族金属の量は、式(a1)または式(a2)で表される化合物1モルに対して、0.01〜10ppmモルの第8〜10族金属であり、好ましくは、1〜10ppmモル、より好ましくは1〜5ppmモルである。上記数値範囲であれば、高価な触媒を過度に用いることなく、円滑な反応の進行を担保することができる。
また、使用するリン化合物の量は、第8〜10族金属に対して100倍モル以上、より好ましくは100倍モル以上10000倍モル以下である。なお、上記の数値範囲は任意に組み合わせることができる。
反応系内の塩素原子の量は、本発明の効果の観点から、第8〜10族金属1.0重量部に対して、1.5重量部以下、好ましくは1.2重量部以下である。なお、下限値は特に限定されないが、第8〜10族金属1.0重量部に対して、0.1重量部以上、好ましくは0.5重量部以上である。上記下限値であれば、塩素分を低減する工程が煩雑とならず、生産性に影響を与えないため好ましい。なお、上限値と下限値は適宜組み合わせることができる。
アルデヒド化合物の合成は、具体的には、以下のようにして行うことができる。
まず、容器内に、ロジウム化合物と、リン化合物と、原料の一般式(a1)または(a2)で表される化合物を挿入する。そこに、水素および一酸化炭素ガスを供給しながら、温度30〜120℃、圧力0.1〜1.0MPa、反応時間1〜8時間で行うことができる。なお、油相のみの均一反応系また水層および油層からなる二層反応系を適宜選択してヒドロホルミル化反応を行うことができる。
これにより、一般式(a1)または(a2)で表される化合物をヒドロホルミル化し、アルデヒド化合物が合成される。
なお、ヒドロホルミル化反応は、無溶剤中で行うこともでき、置換又は無置換の芳香族化合物、置換又は無置換の脂肪族炭化水素化合物、アルコールを用いることができ、例えばトルエン、ベンゼン、ヘキサン、オクタン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、エタノール、ペンタノール、オクタノール等の溶剤中で行うこともできる。本実施形態におけるヒドロホルミル化反応は、高濃度における反応性にも優れるため、無溶剤中でヒドロホルミル化反応を行うことができる。これにより、溶媒を留去する工程等が必要でなくなるため、工程が簡便なものとなり、また容積効率も向上し、生産効率にも優れる。
本実施形態の製造方法により、一般式(a1)の化合物から下記一般式(b1)で表されるアルデヒド化合物が合成される。一般式(a2)の化合物から下記一般式(b2)で表されるアルデヒド化合物が合成される。
Figure 0005840801
Figure 0005840801
nが1または2でありXが水素原子以外の場合、一般式(b1)または(b2)で表される化合物は、「2位と5位が所定の基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位と6位が所定の基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
なお、nが0でありXが水素原子以外の場合、一般式(b1)または(b2)で表される化合物は、シス型、トランス型の何れかとして得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
一般式(b1)または(b2)中、Xおよびnは、一般式(a1)または(a2)と同義である。
本実施形態においては、一般式(b1)で表される化合物が好ましく得られ、当該化合物としては、下記一般式(2)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 0005840801
式(2)中、Xは一般式(1)と同義である。
なお、一般式(2)で表されるアルデヒド化合物は、「ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの2位が置換基Xで置換され、5位がアルデヒド基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位が置換基Xで置換され、6位がアルデヒド基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
ヒドロホルミル化反応終了後、所定の精製工程を行い、目的とするアルデヒド化合物を得ることができる。
<アミン化合物の製造方法>
本実施形態のアミン化合物の製造方法は、以下の工程を含む。
工程(a):第8〜10族金属を含む金属化合物とリン化合物の存在下で、前記一般式(a1)または(a2)で表される化合物を水素および一酸化炭素と反応させる。
工程(b):工程(a)で得られたアルデヒド化合物をアンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる。
本実施形態のアミン化合物の製造方法は、上述のアルデヒド化合物の製造方法を工程(a)として含む。そのため、工程(a)においてアルデヒド化合物の生産性および収率に優れることから、ひいては目的化合物であるアミン化合物の生産性および収率にも優れることとなる。
なお、工程(a)は、上記「アルデヒド化合物の製造方法」における工程と同一であるので、説明を省略する。
工程(b)では、工程(a)で得られた前記一般式(b1)または下記一般式(b2)で表されるアルデヒド化合物を、アンモニアと反応させてイミノ化するとともに、触媒の存在下で水素添加することにより、アミン化合物を合成する。
触媒としては、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウムなどの金属触媒等を用いることができる。アルデヒド化合物が置換基としてシアノ基を有する場合、水素還元により−CH−NH基が生成される。
このように、工程(b)において、前記アルデヒド化合物が有するアルデヒド基がイミノ化によりアミノ基となり、シアノ基も水素還元によりアミノ基となるため、2つのアミノ基を有する下記一般式(c1)で表されるアミン化合物が合成される。なお、Xが水素原子の場合は、下記一般式(c2)で表されるアミン化合物が合成される。
Figure 0005840801
Figure 0005840801
式(c1)または(c2)中、nは一般式(a1)または(a2)と同義である。
nが1または2の場合、一般式(c1)で表される化合物は、「2位と5位が所定の基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位と6位が所定の基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
なお、nが0の場合、一般式(c1)で表される化合物は、シス型、トランス型の何れかとして得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
nが1または2の場合、一般式(c2)で表される化合物は、エンド体またはエキソ体として得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
本実施形態においては、一般式(c1)で表される化合物が好ましく得られ、当該化合物としては、nが1である、以下の化学式(3)の化合物を挙げることができる。
Figure 0005840801
なお、化学式(3)で表されるアミン化合物は、「ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの2位および5位がアミノメチル基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位および6位がアミノメチル基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
上記のイミノ化および水素添加反応は、具体的には、以下のようにして行うことができる。まず、反応容器内に、アルデヒド化合物、溶剤、触媒を仕込み、アンモニアガスを吹き込む。そして、1MPa程度の圧力まで水素を圧入し、100℃程度まで昇温し、水素を供給しながら当該温度および圧力下で、1〜10時間程度反応させる。溶媒としては、例えば、炭素数1〜8のアルコール、水等が好適に用いられる。
さらに、反応終了後、通常の触媒ろ過、脱溶媒、精製工程等を行い、目的とするアミン化合物を得ることができる。
<イソシアネート化合物の製造方法>
本実施形態のイソシアネート化合物の製造方法は、以下の工程を含む。
工程(a):第8〜10族金属を含む金属化合物とリン化合物の存在下で、前記一般式(a1)または(a2)で表される化合物を水素および一酸化炭素と反応させる。
工程(b):工程(a)で得られたアルデヒド化合物をアンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる。
工程(c):工程(b)で得られたアミン化合物を、カルボニル化剤と反応させる。
本実施形態のイソシアネート化合物の製造方法は、上述のアルデヒド化合物の製造方法を工程(a)として含む。そのため、工程(a)において、アルデヒド化合物の生産性および収率に優れることから、ひいては目的化合物であるイソシアネート化合物の生産性および収率にも優れることとなる。
なお、工程(a)は、上記「アルデヒド化合物の製造方法」における工程と同一であり、工程(b)は、上記「アミン化合物の製造方法」における工程と同一であるので、説明を省略する。
工程(c)では、工程(b)で得られた一般式(c1)または(c2)で表されるアミン化合物を、所定の条件でカルボニル化剤と反応させることにより、下記一般式(d1)または(d2)で表されるイソシアネート化合物が合成される。カルボニル化剤としてはホスゲン、尿素誘導体、カーボネート誘導体、一酸化炭素等を用いることができる。
Figure 0005840801
Figure 0005840801
式(d1)または(d2)中、nは一般式(a1)または(a2)と同義である。
nが1または2の場合、一般式(d1)で表される化合物は、「2位と5位が所定の基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位と6位が所定の基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
なお、nが0の場合、一般式(d1)で表される化合物は、シス型、トランス型の何れかとして得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
nが1または2の場合、一般式(d2)で表される化合物は、エンド体またはエキソ体として得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
本実施形態においては、一般式(d1)で表される化合物が好ましく得られ、当該化合物としては、nが1である、以下の化学式(4)の化合物を挙げることができる。
Figure 0005840801
なお、化学式(4)で表されるイソシアネート化合物は、「ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの2位および5位がイソシアナトメチル基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位および6位がイソシアナトメチル基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
工程(c)は、カルボニル化剤としてホスゲンを用いる場合、具体的には、まず、反応容器内に、アミン化合物と溶媒を装入し、塩酸により塩酸塩化させた後にホスゲンと反応させる方法や、直接ホスゲンと反応させ、カルバモイルクロライド化合物を得た後に、熱分解させる方法等を挙げることができる。さらに、反応終了後、通常の精製工程等を行い、目的とするイソシアネート化合物を得ることができる。
なお、カルボニル化剤としてホスゲンを用いる場合の反応溶媒としては、特に制限はされないが、造塩反応時には塩酸の溶解度が大きく、ホスゲン化反応時にはホスゲンの溶解度が大きく、かつ塩酸溶解度が小さい、高沸点有機芳香族化合物またはエステル化合物を用いることが好ましい。高沸点有機芳香族化合物としては、1,2−ジエチルベンゼン、1,3−ジエチルベンゼン、1,4−ジエチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、1,2,4−トリメチルベンゼン、アミルベンゼン、ジアミルベンゼン、トリアミルベンゼン、ドデシルベンゼン、p−シメン、クメンメチルフェニルエーテル、エチルフェニルエーテル、ジイソアミルエーテル、n−ヘキシルエーテル、オルソジクロロベンゼン、パラクロロトルエン、ブロムベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン等を挙げることができる。また、エステル化合物としては、特に制限されないが、酢酸イソアミル、酢酸イソオクチル等の酢酸エステルが好ましい。これら例示溶媒の中で、本発明を実施するのに特に好ましい溶媒は、芳香族ハロゲン化合物である。
本実施形態により得られるイソシアネート化合物は、光学材料の原料、塗料として用いることができる。なお、本実施形態により得られるアミン化合物は、塗料、硬化剤の原料として用いることもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
<1>
下記一般式(a1)
Figure 0005840801
または、下記一般式(a2)
Figure 0005840801
(式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基を示す。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示す。)で表される化合物を、当該化合物1モルに対して0.01〜10ppmモルの第8〜10族金属を含む金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させる工程を備え、
前記工程における反応系内の塩素分の量が、第8〜10族金属1重量部に対して、1.5重量部以下であることを特徴とするアルデヒド化合物の製造方法。
<2>
前記第8〜10族金属を含む金属化合物が、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物であることを特徴とする<1>に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
<3>
前記第8〜10族金属を含む金属化合物が、ロジウム化合物であることを特徴とする<1>または<2>に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
<4>
前記第8〜10族金属は、一般式(a1)または(a2)で表される化合物1モルに対して、1〜5ppmモルであることを特徴とする<1>乃至<3>のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
<5>
前記リン化合物は、三価のリン化合物であることを特徴とする<1>乃至<4>のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
<6>
前記一般式(a1)で表される化合物を用い、当該化合物が下記一般式(1)
Figure 0005840801
(式(1)中、Xは一般式(a1)と同義である。)
で表される化合物であることを特徴とする<1>乃至<5>のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
<7>
<1>乃至<6>のいずれか一項に記載の製造方法により得られたアルデヒド化合物を、アンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる工程を含むことを特徴とするアミン化合物の製造方法。
<8>
<7>に記載の製造方法により得られたアミン化合物を、カルボニル化剤と反応させる工程を含むことを特徴とするイソシアネート化合物の製造方法。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
[参考例]
[ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリルの合成]
1000mlオートクレーブに、純度95%ジシクロペンタジエン195.0g(1.40モル)と、N−ニトロソジフェニルアミン0.36g(1.8ミリモル)を添加したアクリロニトリル163.6g(3.08モル)を装入し、撹拌下、160℃で5時間反応後、さらに昇温して180℃で2時間反応し終了した。得られたビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリルを含む反応液は、355.6gであり、分析したところビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリルを331.2g(2.78モル)含有していた。得られたビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル328.2g(2.75モル)を含む反応液352.4gを、500ミリリットルのフラスコに装入し、減圧下、蒸留を行い、主留分としてビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリル300.7g(2.52モル)を得た。
[実施例1]
[2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
内容積0.1リットルのガラス容器に、ロジウムアセチルアセトナトジカルボニル50.0mg(0.194mmol)、参考例で得られたビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリル16.0g(0.133mol)、トリフェニルホスファイト1.2g(3.87mmol)を装入し、25℃で攪拌し、触媒マスター液を調整した。次に、内容積0.5リットルのSUS316L製電磁攪拌式オートクレーブに、触媒マスター液0.81g(Rh換算で0.926mg)、参考例で得られたビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリル214.8g(1.8mol)、トリフェニルホスファイト5.656g(18.23mmol)を装入し、25℃で攪拌し、Rh触媒調整液221.3gを得た。このとき使用したトリフェニルホスファイト中の塩素分を下記分析方法にて測定した結果、110ppm(0.622mg)含有していた。この量は、ロジウム1重量部に対し0.7重量部であった。
・ロジウム使用量:ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリル 1molに対して、5ppmmol
[トリフェニルホスファイト中の塩素分の定量分析法]
トリフェニルホスファイト中の塩素分(塩素原子量)は電量滴定法で定量した。電量滴定法とは、試料をアルゴンガス気流中で酸素ガスを用いて酸化燃焼させ、塩素化合物を塩化水素に変換し、生成した塩化水素を定量的に銀滴定する方法である。
用いた測定機器は以下の通りである。
オートサンプラー装置 :ASC−250L
横型電気炉 :HF−210
クーロメーター :MDC−210
三菱化学ガスインジェクター:GI−100
オートボートコントローラー:ABC−210
次いで、窒素にて充分置換した後、一酸化炭素/水素=体積比50/50の混合ガスで十分に置換した。同ガスにて、オートクレーブ内の圧力が0.6MPaGとなるまで圧入した後、攪拌下、80℃に昇温してヒドロホルミル化反応を開始した。反応の進行と共にオートクレーブ内の圧力が低下するため、圧力が 0.6MPaGを保つように、連続的に混合ガスを供給し、かつ液温が80℃を保つように調整して、一酸化炭素/水素=体積比50/50混合ガスが理論量の50%吸収に到達した時間は、1.5時間であった。反応は5時間で完結し、窒素にて系内の混合ガスをパージし、2−シアノ−5,(6)−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む反応液を275.0g得た。その反応液を分析したところ、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを257.8g(1.73mol)含有していた。反応収率は96.0モル%であった。
結果を表1に示す。
還流冷却管、攪拌翼、温度計が付属した内容積2リットルの4つ口反応フラスコに、2−シアノ−5,(6)−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタン255.1g(1.71mol)、トリフェニルホスファイト4.7g(0.02mol)を含んだ反応液263.8g、水14.0gを装入、攪拌し80℃まで昇温し、2時間加水分解した。得られた溶液を分析したところ、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを252.1g(1.69mol)含有しており、トリフェニルホスファイトは、検出されなかった。
加水分解溶液に20重量%の炭酸水素カリウム水溶液を6.4g(0.012mol)を、25℃でpH7.0になるまで滴下した。
次いで、減圧下、蒸留を行い、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを250.6g(1.68mol)含んだ溶液264gを得た。その溶液を、減圧下蒸留精製を行い、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンの混合物244.7g(1.64mol)を得た。H−NMRチャートを図1に示す。
[実施例2]
[2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
内容積0.5リットルのステンレス製電磁攪拌式オートクレーブに、実施例1で得られた2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタン89.5g(0.6mol)、メタノール89.5g、およびマンガンを含有したコバルト−アルミニウム合金を展開して得たラネーコバルト触媒(コバルト94質量%、 アルミニウム3.5質量%、マンガン2.1質量%)4.5g(乾燥質量)を仕込み、アンモニアガス24.5g(1.44mol)を吹き込んだ。
次いで、窒素にて充分置換した後、続いて水素で置換した。そして、オートクレーブ内の圧力が、1.2MPaGとなるまで水素を圧入した後、攪拌下、100℃に昇温して反応を開始した。反応の進行と共にオートクレーブ内の圧力が低下するため、圧力が 1.2MPaGを保つように連続的に水素を供給し、かつ液温が100℃を保つように調整して、6時間水素化反応を実施した。
室温まで冷却を行い、濾過でラネーコバルト触媒を除いた後にアンモニア、メタノールを4kPa、60℃で留去し、2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む溶液102.0gを得た。
得られた2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む溶液102.0gを200mlフラスコに装入し、減圧下、蒸留を行い、精製された2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの混合物を79.0g得た。H−NMRチャートを図2に示す。同様の操作を2回繰り返し、精製された2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの混合物を158g得た。
[実施例3]
[2,5−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
還流冷却管、攪拌翼、温度計、ガス吹込み管、原料装入管が付属した内容積2リットルの5つ口反応フラスコにオルソジクロロベンゼン958gを装入し、原料槽に実施例2で得られた2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン154.2g(1.0モル)及び、オルソジクロロベンゼン702gを仕込んだ。次に、0.1MPa下にて、反応容器を120℃に昇温後、塩酸吹き込み管より塩酸ガスを43.8g/hrの速度で、原料槽より溶媒で希釈したアミンを、原料装入ポンプにて428.1g/hrの速度で、同時に装入を始め、2時間掛けて全量を装入した。更に塩酸ガスを20g/hrで装入しながら、1時間熟成を行った。反応終了後、次に、塩酸塩反応マスを160℃に昇温後、ホスゲン吹き込み管より,ホスゲンを100g/hr(1.0モル/hr)で吹き込み、温度を保ちながら6時間反応した。反応終了後、窒素にて系内の未反応ホスゲン及び、塩酸ガスをパージし、脱溶媒して、2,5−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む溶液200.9gを得た。更に、減圧下蒸留を行い、純度99.0%の2,5−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの混合物175.7gを得た。H−NMRチャートを図3に示す。
[実施例4]
[2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
実施例1と同様に触媒マスター液を調整後、内容積0.5リットルのSUS316L製電磁攪拌式オートクレーブに、触媒マスター液0.81g(Rh換算で0.926mg)、参考例の方法で得られたビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリル214.8g(1.8mol)、トリフェニルホスファイト5.656g(18.23mmol)を25℃で攪拌し、Rh触媒調整液221.3gを得た。このとき使用したトリフェニルホスファイト中の塩素原子量を上記分析方法にて測定した結果、160ppm(0.905mg)であった。この量は、ロジウム1重量部に対し1.0重量部であった。
・ロジウム使用量:ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリル 1molに対して、5ppmmol
次いで、窒素にて充分置換した後、一酸化炭素/水素=体積比50/50の混合ガスで十分に置換した。同ガスにて、オートクレーブ内の圧力が、0.6MPaGとなるまで圧入した後、攪拌下、80℃に昇温してヒドロホルミル化反応を開始した。反応の進行と共にオートクレーブ内の圧力が低下するため、圧力が 0.6MPaGを保つように、連続的に混合ガスを供給し、かつ液温が80℃を保つように調整して、一酸化炭素/水素=体積比50/50混合ガスが理論量の50%吸収に到達した時間は、1.8時間であった。反応は5時間で終了し、窒素にて系内の混合ガスをパージし、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む反応液を276.0gの量で得た。その反応液を分析したところ、当該化合物を258.3g(1.73mol)を含有していた。
反応収率は、96.2モル%であった。
結果を表1に示す。
[比較例1]
[2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
実施例1と同様に、触媒マスター液を調整した。次に、内容積0.5リットルのSUS316L製電磁攪拌式オートクレーブに、触媒マスター液0.81g(Rh換算で0.926mg)、参考例の方法で得られたビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル214.8g(1.8mol)、トリフェニルホスファイト5.656g(18.23mmol)を25℃で攪拌し、Rh触媒調整液221.3gを得た。このとき使用したトリフェニルホスファイト中の塩素原子量を上記分析方法にて測定した結果、260ppm(1.471mg)であった。この量は、ロジウム1重量部に対し1.6重量部であった。
・ロジウム使用量(条件(1)):ビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル 1molに対して、ロジウムアセチルアセトナトジカルボニルに含まれるロジウムが5ppmmol
実施例4の反応条件と同様に、ヒドロホルミル化反応を実施し、一酸化炭素/水素=体積比50/50混合ガスが理論量の50%吸収に到達した時間は、3.2時間であった。反応5時間経過した時点で反応終了させ、窒素にて系内の混合ガスをパージし、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む反応液を258.4gの量で得た。その反応液を分析したところ、当該化合物を189.1g(1.27mol)を含有していた。反応収率は、70.4モル%であった。
結果を表1に示す。
[比較例2]
[2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
実施例1と同様に、触媒マスター液を調整した。次に、内容積0.5リットルのSUS316L製電磁攪拌式オートクレーブに、触媒マスター液0.81g(Rh換算で0.926mg)、参考例の方法で得られたビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル214.8g(1.8mol)、トリフェニルホスファイト5.656g(18.23mmol)を25℃で攪拌し、Rh触媒調整液221.3gを得た。このとき使用したトリフェニルホスファイト中の塩素原子量を上記分析方法にて測定した結果、370ppm(2.093mg)であった。この量は、ロジウム1重量部に対し2.3重量部であった。
・ロジウム使用量:ビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル 1molに対して、5ppmmol
実施例4と同じ反応条件にて、ヒドロホルミル化反応を実施し、一酸化炭素/水素=体積比50/50混合ガスが理論量の50%吸収に到達した時間は、3.5時間であった。反応5時間経過した時点で終了させ、窒素にて系内の混合ガスをパージし、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む反応液を244.6gの量で得た。その反応液を分析したところ、当該化合物を173.2g(1.16mol)を含有していた。反応収率は、64.5モル%であった。
結果を表1に示す。
Figure 0005840801
実施例1および実施例4においては、ヒドロホルミル化反応が円滑に進行し、5時間反応後の収率においても90%以上を達成することができた。一方、比較例1および比較例2においてはヒドロホルミル化反応の進行が遅く、5時間反応後の収率も低いものであった。
この出願は、2012年11月9日に出願された日本出願特願2012−247499号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (9)

  1. 下記一般式(a1)
    Figure 0005840801
    または、下記一般式(a2)
    Figure 0005840801
    (式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基を示す。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示す。)で表される化合物を、当該化合物1モルに対して0.01〜10ppmモルの第8〜10族金属を含む金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させる工程を備え、
    前記工程における反応系内の塩素分の量が、第8〜10族金属1重量部に対して、0.1重量部以上1.5重量部以下であることを特徴とするアルデヒド化合物の製造方法。
  2. 前記第8〜10族金属を含む金属化合物が、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物であることを特徴とする請求項1に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  3. 前記第8〜10族金属を含む金属化合物が、ロジウム化合物であることを特徴とする請求項1または2に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  4. 前記第8〜10族金属は、一般式(a1)または(a2)で表される化合物1モルに対して、1〜5ppmモルであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  5. 前記リン化合物は、三価のリン化合物であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  6. 前記一般式(a1)で表される化合物を用い、当該化合物が下記一般式(1)
    Figure 0005840801
    (式(1)中、Xは一般式(a1)と同義である。)
    で表される化合物であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  7. 前記工程における反応系内の塩素分の量が、第8〜10族金属1重量部に対して、0.5重量部以上であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  8. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の製造方法によりアルデヒド化合物を製造し、次いで、アンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる工程を含むことを特徴とするアミン化合物の製造方法。
  9. 請求項に記載の製造方法によりアミン化合物を製造し、次いで、カルボニル化剤と反応させる工程を含むことを特徴とするイソシアネート化合物の製造方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111004132B (zh) * 2019-12-18 2020-08-14 山东益丰生化环保股份有限公司 一种降冰片烷二甲胺的制备方法
CN112250583A (zh) * 2020-10-27 2021-01-22 山东益丰生化环保股份有限公司 一种降冰片烷二甲胺的制备方法
CN114181077B (zh) * 2021-12-20 2024-02-27 风火轮(上海)生物科技有限公司 一种合成氨甲环酸的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3143570A (en) * 1960-07-01 1964-08-04 Eastman Kodak Co Method for preparing alicyclic diamines
JPS6072844A (ja) * 1983-09-29 1985-04-24 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 極性官能基含有ホルミルノルボルナンの製造方法
US4642395A (en) * 1985-11-18 1987-02-10 The Dow Chemical Company Poisoning of resin supported catalyst
JPH04502463A (ja) * 1988-12-22 1992-05-07 イーストマン ケミカル カンパニー オレフィンの低圧ロジウム接触ヒドロホルミル化
JPH06184036A (ja) * 1992-06-29 1994-07-05 Union Carbide Chem & Plast Technol Corp 1,6−ヘキサンジアール類を製造するためのヒドロホルミル化法
JP2001261660A (ja) * 2000-03-21 2001-09-26 Mitsui Chemicals Inc 着色の少ないイソシアヌレート環含有ポリイソシアナートの製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3142570A (en) * 1962-12-31 1964-07-28 John E Thompson Separation process
DE2359101A1 (de) * 1972-12-04 1974-06-06 Piero Prof Dr Pino Verfahren zur asymmetrischen hydroformylierung
DE3119819A1 (de) 1981-05-19 1982-12-16 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt "verfahren zur herstellung von formylcyannorbornan"
US4646395A (en) * 1984-08-06 1987-03-03 Reliance Electric Company Cable clamp, body portion therefore and method of manufacturing same
JP2656257B2 (ja) 1987-08-05 1997-09-24 株式会社クラレ ビニル化合物のヒドロホルミル化法
US5360938A (en) * 1991-08-21 1994-11-01 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Asymmetric syntheses
JPH0717909A (ja) 1993-06-29 1995-01-20 Daicel Chem Ind Ltd メタクリル酸メチルの製造方法
US6252121B1 (en) * 1999-07-27 2001-06-26 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Metal-ligand complex catalyzed processes
JP2008031125A (ja) 2006-07-31 2008-02-14 Kuraray Co Ltd アルデヒドの製造方法
KR100964099B1 (ko) 2007-09-14 2010-06-16 주식회사 엘지화학 인을 포함하는 촉매 조성물 및 이를 이용한 히드로포밀화방법
KR20160062218A (ko) 2011-05-09 2016-06-01 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 알데히드 화합물의 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3143570A (en) * 1960-07-01 1964-08-04 Eastman Kodak Co Method for preparing alicyclic diamines
JPS6072844A (ja) * 1983-09-29 1985-04-24 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 極性官能基含有ホルミルノルボルナンの製造方法
US4642395A (en) * 1985-11-18 1987-02-10 The Dow Chemical Company Poisoning of resin supported catalyst
JPH04502463A (ja) * 1988-12-22 1992-05-07 イーストマン ケミカル カンパニー オレフィンの低圧ロジウム接触ヒドロホルミル化
JPH06184036A (ja) * 1992-06-29 1994-07-05 Union Carbide Chem & Plast Technol Corp 1,6−ヘキサンジアール類を製造するためのヒドロホルミル化法
JP2001261660A (ja) * 2000-03-21 2001-09-26 Mitsui Chemicals Inc 着色の少ないイソシアヌレート環含有ポリイソシアナートの製造方法

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