JP5949563B2 - Method for producing isocyanate compound - Google Patents

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Description

本発明は、イソシアネート化合物の製造方法に関する。より詳しくは、カルバメート化合物(カルバミン酸エステル化合物)を熱分解させてイソシアネート化合物を製造する方法に関する。更に詳しくは、カルバメート化合物を熱分解温度まで急速に昇温させた後に急速に冷却することによって、高選択的にイソシアネート化合物を製造することのできる方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an isocyanate compound. More specifically, the present invention relates to a method for producing an isocyanate compound by thermally decomposing a carbamate compound (carbamic acid ester compound). More specifically, the present invention relates to a method capable of producing an isocyanate compound with high selectivity by rapidly raising a carbamate compound to a thermal decomposition temperature and then rapidly cooling the carbamate compound.

従来から、イソシアネート化合物は、アミンとホスゲンとの反応から工業的に製造されている。しかし、この方法は、(1)ホスゲンは猛毒性を有しており、その取り扱いに注意が必要である、(2)装置を腐食する塩化水素を大量に副生する、等の問題がある。このため、この方法に代わるイソシアネート類の工業的な製造方法が強く望まれている。   Conventionally, an isocyanate compound is industrially produced from a reaction between an amine and phosgene. However, this method has problems such as (1) phosgene is extremely toxic and needs to be handled with care, and (2) by-produces a large amount of hydrogen chloride that corrodes the apparatus. For this reason, the industrial manufacturing method of isocyanates replaced with this method is strongly desired.

最近、ホスゲンを使用しないイソシアネート化合物の製造方法が検討されている。例えば、高沸点溶媒中、シリケート等の固体触媒及び有機スズ化合物を用いて減圧下で行う方法(例えば、特許文献1参照)、高沸点溶媒中、亜鉛、アルミニウム、チタン、鉄、クロム、コバルト又はニッケルを触媒として用いる方法(例えば、特許文献2参照)、350〜550℃でステンレス鋼、銅線、石英を充填した反応管内で減圧下にて気相で行う方法(例えば、特許文献3参照)、IIIa属元素、IVa属元素及びVa族元素からなる群より選ばれる少なくとも一種以上の元素の酸化物焼結体を触媒として気相で行う方法(例えば、特許文献4参照)、が知られている。   Recently, methods for producing isocyanate compounds that do not use phosgene have been studied. For example, a method in which a solid catalyst such as silicate and an organic tin compound are used in a high boiling point solvent under reduced pressure (see, for example, Patent Document 1), in a high boiling point solvent, zinc, aluminum, titanium, iron, chromium, cobalt, or A method using nickel as a catalyst (for example, see Patent Document 2), a method for performing in a gas phase under reduced pressure in a reaction tube filled with stainless steel, copper wire, and quartz at 350 to 550 ° C. (for example, see Patent Document 3) There is known a method of performing a gas phase using an oxide sintered body of at least one element selected from the group consisting of Group IIIa elements, Group IVa elements and Group Va elements as a catalyst (for example, see Patent Document 4). Yes.

さらに、アミン化合物とアルキルアリールカーボネートから、カルバメート化合物を合成し、該反応液から低沸点成分を気相成分として回収してから、スズ触媒を用い熱分解してイソシアネート化合物を得る方法(例えば、特許文献5参照)、ナトリウムメトキシドを用いアミン化合物と炭酸ジアルキルからカルバメート化合物を合成し、該反応液から低沸点成分を留去してからスズ触媒での熱分解によりイソシアネート化合物を得る方法(例えば、特許文献6参照)、ナトリウムメトキシドを用いアミン化合物と炭酸ジアルキルから、カルバメート化合物を合成し、該反応液から低沸点成分を留去してからスズ触媒での熱分解によりイソシアネート化合物を得る方法(例えば、特許文献7参照)、アミン化合物と炭酸ジフェニルから、カルバミン酸フェニルエステルを合成し、熱分解によりイソシアネート化合物を得る方法(例えば、特許文献8参照)、が知られている。   Further, a method of synthesizing a carbamate compound from an amine compound and an alkylaryl carbonate, recovering a low boiling point component from the reaction solution as a gas phase component, and then thermally decomposing using a tin catalyst to obtain an isocyanate compound (for example, patents) Reference 5), a method of synthesizing a carbamate compound from an amine compound and dialkyl carbonate using sodium methoxide, distilling off low boiling components from the reaction solution, and then obtaining an isocyanate compound by thermal decomposition with a tin catalyst (for example, Patent Document 6), a method of synthesizing a carbamate compound from an amine compound and dialkyl carbonate using sodium methoxide, distilling off low-boiling components from the reaction solution, and then obtaining an isocyanate compound by thermal decomposition with a tin catalyst ( For example, see Patent Document 7), an amine compound and diphenyl carbonate, Was synthesized Min acid phenyl ester, a method of obtaining an isocyanate compound by thermal decomposition (e.g., see Patent Document 8), it is known.

特開2004−262892号公報JP 2004-262892 A 特開昭56−65857号公報JP-A-56-65857 特開昭50−117745号公報JP 50-117745 A 特開平5−186415号公報JP-A-5-186415 特許第4298995号公報Japanese Patent No. 4298995 国際公開第2008/084824号International Publication No. 2008/084824 国際公開第2009/139062号International Publication No. 2009/139062 国際公開第2009/139061号International Publication No. 2009/139061

しかしながら、特許文献1から4に記載の方法は、触媒の活性が十分でない、あるいは、触媒を回収して再利用することが困難である等の問題があった。また、反応管の内部に固体触媒や充填物が充填されているために、反応管が閉塞してしまうという問題があった。そのため、反応管の閉塞を防止ことのできるイソシアネート化合物の製造方法が望まれていた。また、カルバメート化合物からイソシアネート化合物を、高い反応速度で、かつ、高い収率で製造することができる方法が望まれていた。   However, the methods described in Patent Documents 1 to 4 have problems that the activity of the catalyst is not sufficient, or that it is difficult to recover and reuse the catalyst. Further, since the inside of the reaction tube is filled with a solid catalyst or a packing, there is a problem that the reaction tube is blocked. Therefore, a method for producing an isocyanate compound capable of preventing the reaction tube from being blocked has been desired. In addition, a method capable of producing an isocyanate compound from a carbamate compound at a high reaction rate and in a high yield has been desired.

特許文献5から7に記載の方法は、熱分解の前にカルバメート化合物を含む反応液から低沸点成分を回収することが必要である等の問題があった。   The methods described in Patent Documents 5 to 7 have a problem that it is necessary to recover a low boiling point component from a reaction solution containing a carbamate compound before thermal decomposition.

特許文献8の方法は、反応性が高い炭酸ジフェニルを用いるため、カルバメート化において望ましくない非常に多くの種類の尿素化合物が副生し、熱分解時に定期的に装置を洗浄しなければいけないという問題があった。また、融点が高いフェノールを使用するため、原料を回収して再利用することが困難であるという問題があった。   Since the method of Patent Document 8 uses highly reactive diphenyl carbonate, a very large number of urea compounds which are undesirable in carbamate formation are by-produced, and the apparatus must be periodically cleaned during thermal decomposition. was there. Further, since phenol having a high melting point is used, there is a problem that it is difficult to recover and reuse the raw material.

本発明は、イソシアネート化合物を製造する際において、反応管の閉塞を防止することを目的とする。また、熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率で、イソシアネート化合物を製造することを目的とする。   An object of the present invention is to prevent clogging of a reaction tube when an isocyanate compound is produced. Moreover, it aims at manufacturing an isocyanate compound with a high reaction rate and a high yield only by thermal decomposition.

本発明の方法は、以下の通りである。
イソシアネート化合物の製造方法であって、
固体触媒及び/又は充填物を含まない中空空間にカルバメート化合物をキャリアガスとともに供給する工程と、
前記中空空間内で前記カルバメート化合物を熱分解させる工程と、を有し、
前記中空空間の容積を、前記カルバメート化合物及び前記キャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)が、0.001以上2以下である、
イソシアネート化合物の製造方法。
The method of the present invention is as follows.
A method for producing an isocyanate compound, comprising:
Supplying a carbamate compound together with a carrier gas into a hollow space not containing a solid catalyst and / or packing;
Thermally decomposing the carbamate compound in the hollow space,
A value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas is 0.001 or more and 2 or less.
A method for producing an isocyanate compound.

本発明の方法において、前記カルバメート化合物を450℃以上600℃以下の温度で熱分解させることが好ましい。   In the method of the present invention, the carbamate compound is preferably thermally decomposed at a temperature of 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.

本発明の方法において、前記カルバメート化合物が、下記一般式(1)で示される化合物であることが好ましい。   In the method of the present invention, the carbamate compound is preferably a compound represented by the following general formula (1).

(式中、R及びRは、炭化水素基を表す。R及びRは、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。R及びRは、置換基を有していてもよい。nは、1以上4以下の整数を示す。) (In the formula, R 1 and R 2 represent a hydrocarbon group. R 1 and R 2 may be the same as or different from each other. R 1 and R 2 may have a substituent. N is an integer of 1 or more and 4 or less.

本発明の方法において、酵素の存在下、下記一般式(2)で示されるアミン化合物と下記一般式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下又は非存在下で反応させた後、得られた反応液を前記中空空間に供給する工程を有しており、
前記溶媒は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、及び非環状エーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
In the method of the present invention, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the following general formula (2) and a carbonate compound represented by the following general formula (3) are placed in the reaction vessel in the presence or absence of a solvent. And the step of supplying the resulting reaction liquid to the hollow space after the reaction under
The solvent is preferably at least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and acyclic ethers.

(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。nは、1以上4以下の整数を示す。) (In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group which may have a substituent. N represents an integer of 1 or more and 4 or less.)

(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。) (In the formula, R 2 represents a hydrocarbon group which may have a substituent.)

本発明の方法において、前記イソシアネート化合物が、下記一般式(4)で示される化合物であることが好ましい。   In the method of the present invention, the isocyanate compound is preferably a compound represented by the following general formula (4).

(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。nは、1以上4以下の整数を示す。) (In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group which may have a substituent. N represents an integer of 1 or more and 4 or less.)

本発明の方法において、前記芳香族化合物は、トルエン又はキシレンであることが好ましい。   In the method of the present invention, the aromatic compound is preferably toluene or xylene.

本発明の方法において、前記酵素が固定された固定床が前記反応容器の内部に設置されていることが好ましい。   In the method of the present invention, it is preferable that a fixed bed on which the enzyme is fixed is installed inside the reaction vessel.

本発明の方法において、前記反応液をフィルターに通過させた後に前記中空空間に供給することが好ましい。   In the method of the present invention, the reaction solution is preferably supplied to the hollow space after passing through a filter.

本発明によれば、イソシアネート化合物を製造する際において、反応管の閉塞を防止することができる。また、熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率で、イソシアネート化合物を製造することができる。   According to the present invention, when an isocyanate compound is produced, the reaction tube can be prevented from being blocked. Moreover, an isocyanate compound can be produced at a high reaction rate and in a high yield only by thermal decomposition.

中空空間を備えたイソシアネート化合物の製造装置を示している。The manufacturing apparatus of the isocyanate compound provided with the hollow space is shown. 中空空間を備えたイソシアネート化合物の製造装置を示している。中空空間の内部には、棒状のステンレスワイヤーが配置されている。The manufacturing apparatus of the isocyanate compound provided with the hollow space is shown. A rod-shaped stainless steel wire is arranged inside the hollow space.

以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の方法では、入口から出口までの任意の部分の断面形状がほぼ等しい中空反応管を使用する。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管を加熱することによって、中空反応管の内部でカルバメート化合物の熱分解反応を進行させることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
In the method of the present invention, a hollow reaction tube is used in which the cross-sectional shape of an arbitrary part from the inlet to the outlet is substantially equal. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. By heating the hollow reaction tube, a thermal decomposition reaction of the carbamate compound can proceed inside the hollow reaction tube.

中空反応管としては、円形の断面形状を有する任意の長さの金属製の円管を使用することが好ましい。中空反応管としては、円形以外に、矩形、多角形等の断面形状を有する金属製の部材を使用することもできる。   As the hollow reaction tube, it is preferable to use a metal circular tube of any length having a circular cross-sectional shape. As the hollow reaction tube, a metal member having a cross-sectional shape such as a rectangle or a polygon can be used in addition to a circle.

中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。
中空反応管の内部には、固体触媒及び/又は充填物(例えば、粒子状のステンレス鋼、銅線、石英等)が含まれていない。
A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
The hollow reaction tube does not contain a solid catalyst and / or packing (for example, particulate stainless steel, copper wire, quartz, etc.).

中空反応管の内部には、仕切り部材を配置することが好ましい。仕切り部材を配置することによって、中空反応管の内部を複数の空間に仕切ることができる。また、仕切り部材を配置することによって、中空反応管の内部の温度を容易に制御することができる。
仕切り部材としては、反応管の閉塞を起こしにくい部材を使用することが好ましい。例えば、仕切り部材としては、反応管の長手方向に沿って延びる棒状部材を使用することが好ましい。
It is preferable to arrange a partition member inside the hollow reaction tube. By arranging the partition member, the inside of the hollow reaction tube can be partitioned into a plurality of spaces. Moreover, the temperature inside the hollow reaction tube can be easily controlled by arranging the partition member.
As the partition member, it is preferable to use a member that does not easily block the reaction tube. For example, as a partition member, it is preferable to use the rod-shaped member extended along the longitudinal direction of a reaction tube.

本発明の方法において使用されるカルバメート化合物は、下記一般式(1)で表される。カルバメート化合物は、分子内に少なくとも1つのウレタン結合(−NHCO−)を有する物質である。The carbamate compound used in the method of the present invention is represented by the following general formula (1). The carbamate compound is a substance having at least one urethane bond (—NHCO 2 —) in the molecule.

(式中、R及びRは、炭化水素基を表す。R及びRは、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。R及びRは、置換基を有していてもよい。nは、1以上4以下の整数を示す。) (In the formula, R 1 and R 2 represent a hydrocarbon group. R 1 and R 2 may be the same as or different from each other. R 1 and R 2 may have a substituent. N is an integer of 1 or more and 4 or less.

上記式(1)において、R及びRで表される炭化水素基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基等の炭素原子数1〜18のアルキル基;プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の炭素原子数2〜6のアルケニル基;エチリデン基、プロピリデン基、ブチリデン基、ペンチリデン基、ヘキシリデン基等の炭素原子数2〜6のアルキリデン基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジメチルシクロヘキシル基、イソホロン基、ノルボルニレン基、デカリン基、アダマンチル基等の炭素原子数3〜10のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル−4−イル基、アントリル基、トリメチルフェニル基等の炭素原子数6〜14のアリール基;メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、2−メチルプロピレン基、2−メチルへキシレン基、テトラメチルエチレン基等の炭素原子数1〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基;シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、メチレン−シクロペンチレン−メチレン基、エチレン−シクロペンチレン−エチレン基、メチレン−シクロへキシレン−メチレン基、メチレン−トリメチルシクロヘキシル基、ビシクロへキシレン基、メチレンビスシクロへキシレン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイル基、アダマンチレン基等の炭素原子数3〜20の単環又は多環のシクロアルキレン基;フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントリレン基、トリメチルフェニレン基等の炭素原子数6〜20のアリーレン基;メチレンビスフェニレン基等の炭素原子数3〜20の単環又は多環の芳香環を含むアルキルアリーレン基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。In the above formula (1), examples of the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl. An alkyl group having 1 to 18 carbon atoms such as a group, nonyl group, decyl group, dodecyl group and octadecyl group; an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms such as a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group and a hexenyl group; an ethylidene group Alkylidene groups having 2 to 6 carbon atoms such as propylidene group, butylidene group, pentylidene group, hexylidene group; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, cyclooctyl group, dimethylcyclohexyl group, isophorone Group, norbornylene group, decalin group, adamantyl group, etc. A cycloalkyl group having a number of 3 to 10; an aryl group having 6 to 14 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, a biphenyl-4-yl group, an anthryl group and a trimethylphenyl group; a methylene group and an ethylene group Group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, dodecylene group, 2-methylpropylene group, 2-methylhexylene group, tetramethylethylene group, etc. A linear or branched alkylene group having 1 to 20 atoms; cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, methylene-cyclopentylene-methylene group, ethylene-cyclopentylene- Ethylene group, methylene-cyclohexylene-methylene group, methylene-trimethylcyclo Monocyclic or polycyclic having 3 to 20 carbon atoms such as hexyl group, bicyclohexylene group, methylenebiscyclohexylene group, bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diyl group, adamantylene group, etc. A cycloalkylene group; an arylene group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthrylene group, and a trimethylphenylene group; Examples thereof include an alkylarylene group containing a monocyclic or polycyclic aromatic ring. These groups include various isomers.

上記式(1)において、R及びRで表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、アルキルアミノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、(メタ)アクリロイルオキシ基等が挙げられる。In the above formula (1), the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 may have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, an amino group, an alkylamino group, a carboxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, and a (meth) acryloyloxy group. It is done.

上記式(1)において、nは、1以上4以下の整数である。なお、nは、Rの結合価数により定まる。Rが1価の基(例えば、シクロヘキシル基)である場合には、nは1である。Rが2価の基(例えば、シクロへキシレン基)である場合には、nは2である。In the above formula (1), n is an integer of 1 or more and 4 or less. Note that n is determined by the valence of R 1 . When R 1 is a monovalent group (for example, a cyclohexyl group), n is 1. When R 1 is a divalent group (for example, cyclohexylene group), n is 2.

本発明の方法において使用されるカルバメート化合物の例として、メチル(N−ヘキシル)カルバメート、メチル(N−オクチル)カルバメート、メチル(N−ドデシル)カルバメート、メチル(N−オクタデシル)カルバメート、1,4−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ブタン、1,4−ビス(エトキシカルボニルアミノ)ブタン、1,4−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)ブタン、1,5−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ペンタン、1,6−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ヘキサン、1,6−ビス(エトキシカルボニルアミノ)ヘキサン、1,6−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)ヘキサン、1,8−ビス(メトキシカルボニルアミノ)オクタン、1,8−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)オクタン、1,8−ビス(フェノキシカルボニルアミノ)−4−(フェノキシカルボニルアミノメチル)オクタン、1,9−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ノナン、1,9−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)ノナン、1,10−ビス(メトキシカルボニルアミノ)−デカン、1,12−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)−ドデカン、1,12−ビス(メトキシカルボニルアミノ)−ドデカン、1,12−ビス(フェノキシカルボニルアミノ)−ドデカン、1,3,6−トリス(メトキシカルボニルアミノ)ヘキサン、1,3,6−トリス(フェノキシカルボニルアミノ)ヘキサン等の脂肪族系カルバメート化合物;1,3−又は1,4−ビス(メトキシカルボニルアミノ)シクロヘキサン、1,3−又は1,4−ビス(エトキシカルボニルアミノ)シクロヘキサン、1,3−又は1,4−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)シクロヘキサン、1,3−又は1,4−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)シクロヘキサン、1,3−又は1,4−ビス(エトキシカルボニルアミノメチル)シクロヘキサン、1,3−又は1,4−ビス(ブトキシカルボニルアミノメチル)シクロヘキサン、2,4’−又は4,4’−ビス(エトキシカルボニルアミノ)ジシクロヘキサンメタン、2,4’−又は4,4’−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ジシクロヘキシルメタン、2,4’−又は4,4’−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)ジシクロヘキシルメタン、2,5−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ビス(ブトキシカルボニルアミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ビス(ブトキシカルボニルアミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、1−(メトキシカルボニルアミノ)−3,3,5−トリメチル−5−(メトキシカルボニルアミノメチル)−シクロヘキサン、1−(ブトキシカルボニルアミノ)−3,3,5−トリメチル−5−(ブトキシカルボニルアミノメチル)−シクロヘキサン、3−メトキシカルボニルアミノメチル−3,5,5−トリメチル−1−メトキシカルボニルアミノシクロヘキサン、4,4’−ビス(メトキシカルボニルアミノ)−2,2’−ジシクロヘキシルプロパン、4,4’−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)−2,2’−ジシクロヘキシルプロパン等の脂環族系カルバメート化合物;1,3−又は1,4−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)ベンゼン、1,3−又は1,4−ビス(エトキシカルボニルアミノメチル)ベンゼン、1,3−又は1,4−ビス(ブトキシカルボニルアミノメチル)ベンゼン、1,3−又は1,4−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ベンゼン、1,3−又は1,4−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)ベンゼン、2,4’−又は4,4’−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ジフェニルメタン、2,4’−ビス(エトキシカルボニルアミノ)ジフェニルメタン、2,4’−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)ジフェニルメタン、4,4’−ビス(フェノキシカルボニルアミノ)ジフェニルメタン、1,5−又は2,6−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ナフタレン、1,5−又は2,6−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)ナフタレン、4,4’−ビス(メトキシカルボニルアミノ)ビフェニル、4,4’−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)ビフェニル、2,4−又は2,6−ビス(メトキシカルボニルアミノ)トルエン、2,4−又は2,6−ビス(エトキシカルボニルアミノ)トルエン、2,4−又は2,6−ビス(ブトキシカルボニルアミノ)トルエン、2,2−ビス(4−プロポキシカルボニルアミノフェニル)プロパン等の芳香族系カルバメート化合物等が挙げられる。なお、これら化合物のN又はO上の置換基は、各種異性体を含む。これらカルバメート化合物は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。   Examples of carbamate compounds used in the method of the present invention include methyl (N-hexyl) carbamate, methyl (N-octyl) carbamate, methyl (N-dodecyl) carbamate, methyl (N-octadecyl) carbamate, 1,4- Bis (methoxycarbonylamino) butane, 1,4-bis (ethoxycarbonylamino) butane, 1,4-bis (butoxycarbonylamino) butane, 1,5-bis (methoxycarbonylamino) pentane, 1,6-bis ( Methoxycarbonylamino) hexane, 1,6-bis (ethoxycarbonylamino) hexane, 1,6-bis (butoxycarbonylamino) hexane, 1,8-bis (methoxycarbonylamino) octane, 1,8-bis (butoxycarbonyl) Amino) octane, 1,8-bis ( Phenoxycarbonylamino) -4- (phenoxycarbonylaminomethyl) octane, 1,9-bis (methoxycarbonylamino) nonane, 1,9-bis (butoxycarbonylamino) nonane, 1,10-bis (methoxycarbonylamino) ) -Decane, 1,12-bis (butoxycarbonylamino) -dodecane, 1,12-bis (methoxycarbonylamino) -dodecane, 1,12-bis (phenoxycarbonylamino) -dodecane, 1,3,6-tris Aliphatic carbamate compounds such as (methoxycarbonylamino) hexane and 1,3,6-tris (phenoxycarbonylamino) hexane; 1,3- or 1,4-bis (methoxycarbonylamino) cyclohexane, 1,3- or 1,4-bis (ethoxycarbonylamino) cyclohex 1,3- or 1,4-bis (butoxycarbonylamino) cyclohexane, 1,3- or 1,4-bis (methoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane, 1,3- or 1,4-bis (ethoxycarbonyl) Aminomethyl) cyclohexane, 1,3- or 1,4-bis (butoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane, 2,4′- or 4,4′-bis (ethoxycarbonylamino) dicyclohexanemethane, 2,4′- or 4,4′-bis (methoxycarbonylamino) dicyclohexylmethane, 2,4′- or 4,4′-bis (butoxycarbonylamino) dicyclohexylmethane, 2,5-bis (methoxycarbonylaminomethyl) bicyclo [2,2 , 1] heptane, 2,5-bis (butoxycarbonylaminomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-bis (methoxycarbonylaminomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-bis (butoxycarbonylaminomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane 1- (methoxycarbonylamino) -3,3,5-trimethyl-5- (methoxycarbonylaminomethyl) -cyclohexane, 1- (butoxycarbonylamino) -3,3,5-trimethyl-5- (butoxycarbonylamino) Methyl) -cyclohexane, 3-methoxycarbonylaminomethyl-3,5,5-trimethyl-1-methoxycarbonylaminocyclohexane, 4,4′-bis (methoxycarbonylamino) -2,2′-dicyclohexylpropane, 4,4 '-Bis (butoxycarbonylamino) -2,2'-dicyclohexylpro Alicyclic carbamate compounds such as 1,3- or 1,4-bis (methoxycarbonylaminomethyl) benzene, 1,3- or 1,4-bis (ethoxycarbonylaminomethyl) benzene, 1,3- Or 1,4-bis (butoxycarbonylaminomethyl) benzene, 1,3- or 1,4-bis (methoxycarbonylamino) benzene, 1,3- or 1,4-bis (butoxycarbonylamino) benzene, 2, 4′- or 4,4′-bis (methoxycarbonylamino) diphenylmethane, 2,4′-bis (ethoxycarbonylamino) diphenylmethane, 2,4′-bis (butoxycarbonylamino) diphenylmethane, 4,4′-bis ( Phenoxycarbonylamino) diphenylmethane, 1,5- or 2,6-bis (methoxycarbonyla) C) naphthalene, 1,5- or 2,6-bis (butoxycarbonylamino) naphthalene, 4,4′-bis (methoxycarbonylamino) biphenyl, 4,4′-bis (butoxycarbonylamino) biphenyl, 2,4 -Or 2,6-bis (methoxycarbonylamino) toluene, 2,4- or 2,6-bis (ethoxycarbonylamino) toluene, 2,4- or 2,6-bis (butoxycarbonylamino) toluene, 2, And aromatic carbamate compounds such as 2-bis (4-propoxycarbonylaminophenyl) propane. In addition, the substituent on N or O of these compounds includes various isomers. These carbamate compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明の方法において使用されるアミン化合物は、下記一般式(2)で表される。   The amine compound used in the method of the present invention is represented by the following general formula (2).

(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。nは、1以上4以下の整数を示す。) (In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group which may have a substituent. N represents an integer of 1 or more and 4 or less.)

上記式(2)において、Rで表される炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基等の炭素原子数1〜18のアルキル基;プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の炭素原子数2〜6のアルケニル基;エチリデン基、プロピリデン基、ブチリデン基、ペンチリデン基、ヘキシリデン基等の炭素原子数2〜6のアルキリデン基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジメチルシクロヘキシル基、イソホロン基、ノルボルニレン基、デカリン基、アダマンチル基等の炭素原子数3〜10のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル−4−イル基、アントリル基、トリメチルフェニル基等の炭素原子数6〜14のアリール基;メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、2−メチルプロピレン基、2−メチルへキシレン基、テトラメチルエチレン基等の炭素原子数1〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基;シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、メチレン−シクロペンチレン−メチレン基、エチレン−シクロペンチレン−エチレン基、メチレン−シクロへキシレン−メチレン基、メチレン−トリメチルシクロヘキシル基、ビシクロへキシレン基、メチレンビスシクロへキシレン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイル基、アダマンチレン基等の炭素原子数3〜20の単環又は多環のシクロアルキレン基;フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントリレン基、トリメチルフェニレン基等の炭素原子数6〜20のアリーレン基;メチレンビスフェニレン基等の炭素原子数3〜20の単環又は多環の芳香環を含むアルキルアリーレン基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。In the above formula (2), examples of the hydrocarbon group represented by R 1 include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, Alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms such as decyl group, dodecyl group and octadecyl group; alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms such as propenyl group, butenyl group, pentenyl group and hexenyl group; ethylidene group, propylidene group and butylidene group Group, pentylidene group, hexylidene group and the like having 2 to 6 carbon atoms; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, cyclooctyl group, dimethylcyclohexyl group, isophorone group, norbornylene group, C 3-10 carbon atoms such as decalin and adamantyl groups Alkyl group; aryl group having 6 to 14 carbon atoms such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, biphenyl-4-yl group, anthryl group, trimethylphenyl group; methylene group, ethylene group, propylene group, butylene Group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, decylene group, dodecylene group, 2-methylpropylene group, 2-methylhexylene group, tetramethylethylene group, etc. Linear or branched alkylene group; cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, methylene-cyclopentylene-methylene group, ethylene-cyclopentylene-ethylene group, methylene-cyclo Hexylene-methylene group, methylene-trimethylcyclohexyl group, Bisshi Monocyclic or polycyclic cycloalkylene groups having 3 to 20 carbon atoms such as rhohexylene group, methylenebiscyclohexylene group, bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diyl group, and adamantylene group An arylene group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthrylene group or a trimethylphenylene group; a monocyclic group having 3 to 20 carbon atoms such as a methylenebisphenylene group or Examples thereof include an alkylarylene group containing a polycyclic aromatic ring. These groups include various isomers.

上記式(2)において、Rで表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、(メタ)アクリロイルオキシ基等が挙げられる。In the above formula (2), the hydrocarbon group represented by R 1 may have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, and a (meth) acryloyloxy group.

上記式(2)において、nは、1以上4以下の整数である。なお、nは、Rの結合価数により定まる。Rが1価の基(例えば、シクロヘキシル基)である場合には、nは1である。Rが2価の基(例えば、シクロへキシレン基)である場合には、nは2である。In the above formula (2), n is an integer of 1 or more and 4 or less. Note that n is determined by the valence of R 1 . When R 1 is a monovalent group (for example, a cyclohexyl group), n is 1. When R 1 is a divalent group (for example, cyclohexylene group), n is 2.

本発明の方法において使用されるアミン化合物の例として、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、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、1,3,6−トリアミノヘキサン等の脂肪族系アミン化合物;1,3−又は1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−又は1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,4’−又は4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、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、1−アミノ−3,3,5−トリメチル−5−(アミノメチル)−シクロヘキサン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチル−1−アミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジシクロヘキシルプロパン等の脂環族系アミン化合物;1,3−又は1,4−ジアミノメチルベンゼン、1,3−又は1,4−ジアミノベンゼン、2,4’−又は4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,5−又は2,6−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミノビフェニル、2,4−又は2,6−ジアミノトルエン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン等の芳香族系アミン化合物が挙げられる。   Examples of amine compounds used in the method of the present invention include hexylamine, octylamine, dodecylamine, octadecylamine, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,8 -Aliphatic amine compounds such as diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,12-diaminododecane, 1,3,6-triaminohexane; 1,3- or 1,4- Diaminocyclohexane, 1,3- or 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 2,4′- or 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2,2,1 ] Heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 1-amino-3,3,5-trimethyl Alicyclic amine compounds such as -5- (aminomethyl) -cyclohexane, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-1-aminocyclohexane, 4,4'-diamino-2,2'-dicyclohexylpropane 1,3- or 1,4-diaminomethylbenzene, 1,3- or 1,4-diaminobenzene, 2,4′- or 4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,5- or 2,6-diamino; Aromatic amine compounds such as naphthalene, 4,4′-diaminobiphenyl, 2,4- or 2,6-diaminotoluene, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane and the like can be mentioned.

本発明の方法において使用されるカーボネート化合物は、下記一般式(3)で表される。   The carbonate compound used in the method of the present invention is represented by the following general formula (3).

(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。) (In the formula, R 2 represents a hydrocarbon group which may have a substituent.)

上記式(3)において、Rで表される炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基等の炭素原子数1〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。Rで表される炭化水素基は、好ましくは炭素原子数1〜6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、より好ましくはメチル基またはエチル基である。In the above formula (3), examples of the hydrocarbon group represented by R 2 are straight chain having 1 to 20 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, etc. Or a branched alkyl group. The hydrocarbon group represented by R 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.

上記式(3)において、Rで表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数1〜4のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。In the above formula (3), the hydrocarbon group represented by R 2 may have a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms such as methoxyl group, ethoxyl group, propoxyl group and butoxyl group, cyano group, A nitro group etc. are mentioned.

本発明の方法に使用することのできるカーボネート化合物の例として、ジメチルカーボネート、及び、ジエチルカーボネートが挙げられる。これらカーボネート化合物は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。   Examples of carbonate compounds that can be used in the method of the present invention include dimethyl carbonate and diethyl carbonate. These carbonate compounds may be used alone or in admixture of two or more.

前記カーボネート化合物の使用量は、上記式(2)で示されるアミン化合物1モルに対して、好ましくは1モル以上100モル以下、より好ましくは1モル以上50モル以下、さらに好ましくは2モル以上20モル以下、特に好ましくは2モル以上15モル以下、最も好ましくは2モル以上10モル以下である。   The amount of the carbonate compound used is preferably 1 mol or more and 100 mol or less, more preferably 1 mol or more and 50 mol or less, still more preferably 2 mol or more and 20 mol per mol of the amine compound represented by the above formula (2). The amount is not more than mol, particularly preferably not less than 2 mol and not more than 15 mol, most preferably not less than 2 mol and not more than 10 mol.

本発明の方法において使用される酵素の例として、プロテアーゼ、エステラーゼ、リパーゼ等が挙げられる。酵素としては、豚肝臓由来のエステラーゼ(PLE)、豚肝臓由来のリパーゼ(PPL)、酵母又は細菌から単離可能な微生物のリパーゼ;より好ましくはバルクホルデリア・セパシア(シュードモナス・セパシア)(Burkholderia cepacia (Pseudomonas cepacia))を起源とするリパーゼ(例えば、Amano PS(アマノエンザイム社製)等)、カンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)を起源とするリパーゼ(例えば、Novozym 435(ノボザイム社製)等)、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor Miehei)を起源とするリパーゼ(例えば、Lipozyme RM IM(ノボザイム社製)等)、サーモマイセス・ラヌギノサス(Thermomyces lanuginosus)を起源とするリパーゼ(Lipase TL)、ムコール・ミエヘイ(Mucor Miehei)を起源とするリパーゼ(Lipase MM)、さらに好ましくはCandida antarcticaを起源とするリパーゼが使用される。なお、これらの酵素は、天然の形で使用してもよく、固定化酵素として市販品をそのまま使用してもよい。これらの酵素は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。   Examples of the enzyme used in the method of the present invention include protease, esterase, lipase and the like. Examples of the enzyme include porcine liver-derived esterase (PLE), porcine liver-derived lipase (PPL), lipase of microorganisms that can be isolated from yeast or bacteria; more preferably, Burkholderia cepacia (Burkholderia cepacia) Lipase originating from (Pseudomonas cepacia) (eg Amano PS (manufactured by Amano Enzyme), etc.), lipase originating from Candida antarctica (eg, Novozym 435 (manufactured by Novozyme) etc.) Lipases originating from Rhizomucor Miehei (for example, Lipozyme RM IM (manufactured by Novozyme), etc.), Thermomyces lanuginosus ( Hermomyces lanuginosus) lipase originating (Lipase TL), lipase (Lipase MM to Mucor miehei the (Mucor Miehei) origin), more preferably used is a lipase originating from Candida antarctica. These enzymes may be used in a natural form, or commercially available products may be used as they are as immobilized enzymes. These enzymes may be used alone or in combination of two or more.

上記に例として挙げた酵素は、化学的処理又は物理的処理を行った後に使用することもできる。例えば、酵素を緩衝液に溶解させた後(必要に応じて有機溶媒が存在してもよい)、この溶解液をそのまま、又は攪拌した後、凍結乾燥する等の方法が挙げられる。この凍結乾燥とは、例えば、J.Am.Chem.Soc.,122(8),1565−1571(2000)記載の水溶液又は水分を含む物質を急速に氷点以下の温度で凍結させ、その凍結物の水蒸気圧以下に減圧して水を昇華させて除去し、物質を乾燥させる方法である。このような処理によって、触媒活性(反応性や選択性等)を向上させることができる。   The enzymes mentioned above as examples can also be used after chemical or physical treatment. For example, after the enzyme is dissolved in a buffer solution (an organic solvent may be present if necessary), the solution is directly or stirred and then freeze-dried. This lyophilization refers to, for example, J. Org. Am. Chem. Soc. 122 (8), 1565-1571 (2000), the aqueous solution or water-containing substance is rapidly frozen at a temperature below the freezing point, and the pressure is reduced below the water vapor pressure of the frozen product to sublimate the water and remove it. It is a method of drying a substance. By such treatment, catalytic activity (reactivity, selectivity, etc.) can be improved.

本発明の方法において、酵素は固定床に固定されていることが好ましい。固定床は、担体を備えており、この担体に酵素が固定されている。固定床は、反応容器の内部に設置されていることが好ましい。   In the method of the present invention, the enzyme is preferably immobilized on a fixed bed. The fixed bed is provided with a carrier, and an enzyme is immobilized on the carrier. The fixed bed is preferably installed inside the reaction vessel.

酵素の使用量は、上記式(2)で示されるアミン化合物1gに対して、好ましくは0.1mg以上1000mg以下、より好ましくは1mg以上200mg以下、さらに好ましくは10mg以上100mg以下である。   The amount of the enzyme used is preferably 0.1 mg or more and 1000 mg or less, more preferably 1 mg or more and 200 mg or less, and further preferably 10 mg or more and 100 mg or less with respect to 1 g of the amine compound represented by the above formula (2).

本発明のイソシアネート化合物の製造方法は、固体触媒及び/又は充填物を含まない中空空間にカルバメート化合物をキャリアガスとともに供給する工程と、前記中空空間内で前記カルバメート化合物を熱分解させる工程と、を有している。   The method for producing an isocyanate compound of the present invention comprises a step of supplying a carbamate compound together with a carrier gas into a hollow space not containing a solid catalyst and / or a filler, and a step of thermally decomposing the carbamate compound in the hollow space. Have.

本発明の方法においては、中空空間の容積を、カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.001以上2.0以下であることが好ましく、0.002以上0.1以下であることがより好ましく、0.002以上0.04以下であることがさらに好ましく、0.004以上0.02以下であることが特に好ましい。   In the method of the present invention, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas is preferably 0.001 or more and 2.0 or less. It is more preferably 0.002 or more and 0.1 or less, further preferably 0.002 or more and 0.04 or less, and particularly preferably 0.004 or more and 0.02 or less.

中空空間の容積の単位は、[ミリリットル]である。カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量の単位は、[ミリリットル/分]である。したがって、前者を後者で割った値(N)の単位は、[分]である。この値(N)は、滞留時間と呼ばれる場合もある。なお、カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量は、カルバメート化合物の熱分解温度におけるガスの体積流量として表される。   The unit of the volume of the hollow space is [milliliter]. The unit of the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas is [milliliter / minute]. Therefore, the unit of the value (N) obtained by dividing the former by the latter is [minute]. This value (N) is sometimes called the residence time. The total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas is expressed as a volume flow rate of the gas at the thermal decomposition temperature of the carbamate compound.

本発明の方法では、カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量が、以下の関係を満たしている。
N=(中空空間の容積[ミリリットル])/(カルバメート化合物及びキャリアガスの合計供給量[ミリリットル/分])=0.001〜2.0[分]
In the method of the present invention, the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas satisfies the following relationship.
N = (volume of hollow space [milliliter]) / (total supply amount of carbamate compound and carrier gas [milliliter / min]) = 0.001 to 2.0 [min]

カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量が上記の範囲に設定されることによって、中空空間にカルバメート化合物を供給する際の圧力損失を小さくすることができる。また、逐次反応物によって中空空間が閉塞することを防止することができる。また、カルバメート化合物を所定の熱分解温度に短時間で昇温させることが可能となる。   By setting the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas within the above range, the pressure loss when supplying the carbamate compound to the hollow space can be reduced. Moreover, it is possible to prevent the hollow space from being blocked by the sequential reaction product. In addition, the carbamate compound can be heated to a predetermined thermal decomposition temperature in a short time.

カルバメート化合物の熱分解温度は、好ましくは450℃以上600℃以下、より好ましくは500℃以上550℃以下である。熱分解温度が450℃よりも低いと、実用的な熱分解速度が得られない場合がある。熱分解温度が550℃を超えると、イソシアネート化合物の重合等、好ましくない副反応を生じる場合がある。   The thermal decomposition temperature of the carbamate compound is preferably 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower. When the thermal decomposition temperature is lower than 450 ° C., a practical thermal decomposition rate may not be obtained. When the thermal decomposition temperature exceeds 550 ° C., undesirable side reactions such as polymerization of isocyanate compounds may occur.

本発明の方法は、例えば、外部から加熱されている中空反応管の内部に、カルバメート化合物を送り込むことによって実施することができる。カルバメート化合物が固体である場合は、カルバメート化合物を予め加熱して液体にしておくことが好ましい。中空反応管の加熱温度は、好ましくは450℃以上600℃以下であり、より好ましくは500℃以上550℃以下である。中空反応管の加熱温度をこの範囲に設定することによって、副生成物の発生を抑えることができる。   The method of the present invention can be carried out, for example, by feeding a carbamate compound into a hollow reaction tube heated from the outside. When the carbamate compound is a solid, it is preferable to heat the carbamate compound in advance to make it liquid. The heating temperature of the hollow reaction tube is preferably 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower. By setting the heating temperature of the hollow reaction tube within this range, generation of by-products can be suppressed.

本発明の方法では、中空反応管の内部は加圧された状態でもよく、減圧された状態でもよい。中空反応管の加熱されている部分で液相が形成されない範囲であれば、中空反応管の内部は加圧されてもよい。中空反応管の内部で液相が形成されることを防止するために、中空反応管の内部を減圧してもよい。   In the method of the present invention, the inside of the hollow reaction tube may be in a pressurized state or in a reduced pressure state. The inside of the hollow reaction tube may be pressurized as long as the liquid phase is not formed in the heated portion of the hollow reaction tube. In order to prevent a liquid phase from being formed inside the hollow reaction tube, the inside of the hollow reaction tube may be decompressed.

本発明の方法では、中空反応管の出口の圧力が常圧となるように、中空反応管の内部の圧力を設定することが好ましい。これにより、反応装置の構成をシンプルにすることができる。   In the method of the present invention, it is preferable to set the pressure inside the hollow reaction tube so that the pressure at the outlet of the hollow reaction tube becomes a normal pressure. Thereby, the structure of the reaction apparatus can be simplified.

カルバメート化合物の熱分解反応の反応時間は、0.1秒以上2.0秒以下であることが好ましく、0.5以上1.0秒以下であることがより好ましい。反応時間をこの範囲に設定することによって、カルバメート化合物の熱分解反応を十分に進行させることができるとともに、副生生成物の発生も抑制することができる。   The reaction time for the thermal decomposition reaction of the carbamate compound is preferably 0.1 second or more and 2.0 seconds or less, and more preferably 0.5 or more and 1.0 seconds or less. By setting the reaction time within this range, the thermal decomposition reaction of the carbamate compound can sufficiently proceed, and the generation of by-products can be suppressed.

本発明の方法では、酵素の存在下、上記一般式(2)で示されるアミン化合物と上記一般式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下又は非存在下で反応させた後、得られた反応液を前記中空空間に供給する工程を有することが好ましい。   In the method of the present invention, in the presence of an enzyme, the amine compound represented by the general formula (2) and the carbonate compound represented by the general formula (3) are reacted in the presence or absence of a solvent inside the reaction vessel. It is preferable to have the process of supplying the obtained reaction liquid to the said hollow space after making it react under.

つまり、本発明の方法は、上記一般式(2)で示されるアミン化合物と上記一般式(3)で示されるカーボネート化合物とを反応させる工程を有することが好ましい。この反応によって得られる反応液には、原料であるカルバメート化合物が含まれている。この反応液を中空空間に供給し、反応液に含まれるカルバメート化合物を熱分解させることによって、イソシアネート化合物を製造することができる。   That is, the method of the present invention preferably includes a step of reacting the amine compound represented by the general formula (2) with the carbonate compound represented by the general formula (3). The reaction liquid obtained by this reaction contains a carbamate compound as a raw material. An isocyanate compound can be produced by supplying this reaction liquid to the hollow space and thermally decomposing the carbamate compound contained in the reaction liquid.

前記溶媒は、酵素を失活させない溶媒であれば特に限定されない。
前記溶媒は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、及び非環状エーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
The solvent is not particularly limited as long as it does not deactivate the enzyme.
The solvent is preferably at least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and acyclic ethers.

溶媒として用いることのできる脂肪族炭化水素の例としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、イソプロピルシクロヘキサン等の炭素原子数5〜10の非置換のシクロアルカン;クロロシクロペンタン、クロロシクロヘキサン等のハロゲンで置換された炭素原子数5〜10のシクロアルカン等が挙げられる。好ましくは炭素原子数5〜10の非置換のシクロアルカンであり、より好ましくはシクロヘキサンである。なお、これらの脂肪族炭化水素は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。   Examples of aliphatic hydrocarbons that can be used as the solvent include unsubstituted cycloalkanes having 5 to 10 carbon atoms such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and isopropylcyclohexane; halogens such as chlorocyclopentane and chlorocyclohexane. Examples include substituted cycloalkanes having 5 to 10 carbon atoms. Preferably it is a C5-C10 unsubstituted cycloalkane, More preferably, it is a cyclohexane. These aliphatic hydrocarbons may be used alone or in combination of two or more.

溶媒として用いることのできる芳香族炭化水素の例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等が挙げられる。好ましくはトルエンまたはキシレンである。なお、これらの芳香族炭化水素は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。   Examples of aromatic hydrocarbons that can be used as the solvent include benzene, toluene, xylene, mesitylene and the like. Preferably it is toluene or xylene. In addition, these aromatic hydrocarbons may be used independently and may mix and use 2 or more types.

溶媒として用いることのできる非環状エーテルの例としては、ジエチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等の炭素原子数2〜8のジアルキルエーテル類;シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル等の炭素原子数5〜18のシクロアルキルアルキルエーテル類;ベンジルフェニルエーテル、ベンジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジ(p−トリル)エーテル、ジベンジルエーテル等の炭素原子数7〜18の芳香族エーテル類が挙げられる。好ましくは脂肪族エーテル類であり、より好ましくはジイソプロピルエーテルである。なお、これらの非環状エーテルは、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。   Examples of the acyclic ether that can be used as the solvent include dialkyl ethers having 2 to 8 carbon atoms such as diethyl ether, t-butyl methyl ether, diisopropyl ether, etc .; carbon atoms such as cyclopentyl methyl ether, cyclopentyl ethyl ether, etc. C5-C18 cycloalkyl alkyl ethers; C7-18 aromatic ethers such as benzyl phenyl ether, benzyl methyl ether, diphenyl ether, di (p-tolyl) ether, dibenzyl ether and the like. Aliphatic ethers are preferred, and diisopropyl ether is more preferred. These acyclic ethers may be used alone or in combination of two or more.

溶媒の使用量は、上記式(2)で示されるアミン化合物1gに対して、好ましくは2mL以上200mL以下、より好ましくは2mL以上50mL以下、さらに好ましくは5mL以上20mL以下である。   The amount of the solvent used is preferably 2 mL or more and 200 mL or less, more preferably 2 mL or more and 50 mL or less, and further preferably 5 mL or more and 20 mL or less with respect to 1 g of the amine compound represented by the above formula (2).

上記一般式(2)で示されるアミン化合物と上記一般式(3)で示されるカーボネート化合物とを反応させる工程は、例えば、以下の(a)又は(b)の方法によって行うことができる。
(a)上記式(2)で示されるアミン化合物、上記式(3)で示されるカーボネート化合物、及び酵素を混合して、これらを攪拌しながら反応させる。
(b)上記式(2)で示されるアミン化合物、上記式(3)で示されるカーボネート化合物、酵素、及び溶媒を混合して、これらを攪拌しながら反応させる。
The step of reacting the amine compound represented by the general formula (2) and the carbonate compound represented by the general formula (3) can be performed, for example, by the following method (a) or (b).
(A) An amine compound represented by the above formula (2), a carbonate compound represented by the above formula (3), and an enzyme are mixed and reacted with stirring.
(B) An amine compound represented by the above formula (2), a carbonate compound represented by the above formula (3), an enzyme, and a solvent are mixed and reacted while stirring.

アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる温度は、酵素が失活しない温度であれば特に制限されないが、好ましくは55℃以上90℃以下、より好ましくは60℃以上90℃以下、さらに好ましくは65℃以上90℃以下である。また、反応圧力は、特に制限されないが、常圧下又は減圧下であることが好ましい。   The temperature at which the amine compound and the carbonate compound are reacted is not particularly limited as long as the enzyme does not deactivate, but is preferably 55 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and further preferably 65 ° C. It is 90 degrees C or less. In addition, the reaction pressure is not particularly limited, but is preferably normal pressure or reduced pressure.

アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる工程は、使用する酵素の特性に合わせて反応条件を設定することが好ましい。反応溶液のpHは、特に制限されないが、好ましくはpH値5以上9以下、より好ましくはpH値6以上8.5以下、さらに好ましくはpH値6.5以上8以下である。   In the step of reacting the amine compound and the carbonate compound, the reaction conditions are preferably set in accordance with the characteristics of the enzyme used. The pH of the reaction solution is not particularly limited, but is preferably a pH value of 5 to 9, more preferably a pH value of 6 to 8.5, and even more preferably a pH value of 6.5 to 8.

アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる工程は、どのような装置で行ってもよい。例えば、反応容器、加熱装置、冷却装置等、一般的な製造装置を使用することができる。
アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる工程では、酵素が固定された固定床を備えた装置を使用することが好ましい。固定床は、反応容器の内部に設置されている。固定床は、酵素が固定された担体を備えている。
The step of reacting the amine compound and the carbonate compound may be performed by any apparatus. For example, a general production apparatus such as a reaction vessel, a heating apparatus, or a cooling apparatus can be used.
In the step of reacting the amine compound and the carbonate compound, it is preferable to use an apparatus having a fixed bed on which the enzyme is fixed. The fixed bed is installed inside the reaction vessel. The fixed bed includes a carrier on which an enzyme is fixed.

上記一般式(2)で示されるアミン化合物と上記一般式(3)で示されるカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液は、単離・精製等の操作を行わずに、そのまま、次の熱分解工程に使用することができる。
すなわち、上記一般式(2)で示されるアミン化合物と上記一般式(3)で示されるカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液は、そのまま、中空反応管(中空空間)に供給することができる。
The reaction solution obtained by reacting the amine compound represented by the above general formula (2) with the carbonate compound represented by the above general formula (3) is used as it is without performing operations such as isolation and purification. It can be used in the thermal decomposition process.
That is, the reaction liquid obtained by reacting the amine compound represented by the general formula (2) and the carbonate compound represented by the general formula (3) is supplied as it is to the hollow reaction tube (hollow space). Can do.

なお、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液を中空反応管に供給する前に、必要に応じて反応液に含まれる溶媒の量を調整してもよい。   In addition, before supplying the reaction liquid obtained by making an amine compound and a carbonate compound react to a hollow reaction tube, you may adjust the quantity of the solvent contained in a reaction liquid as needed.

特に、酵素が固定床に固定されていない場合には、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液をフィルターに通過させた後に、当該反応液を中空反応管に供給することが好ましい。   In particular, when the enzyme is not fixed to the fixed bed, the reaction solution obtained by reacting the amine compound and the carbonate compound is allowed to pass through a filter, and then the reaction solution is supplied to the hollow reaction tube. preferable.

アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液には、アミン化合物が残存している場合がある。このアミン化合物を実質的に完全に消費した後に、反応液を次の熱分解工程に送ることが好ましい。これにより、ウレア化合物の生成を抑制することができる。   The amine compound may remain in the reaction solution obtained by reacting the amine compound and the carbonate compound. After the amine compound is consumed substantially completely, the reaction solution is preferably sent to the next pyrolysis step. Thereby, the production | generation of a urea compound can be suppressed.

上記一般式(2)で示されるアミン化合物と上記一般式(3)で示されるカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液には、カルバメート化合物が含まれている。カルバメート化合物の具体的な例は、上述した通りである。   The reaction solution obtained by reacting the amine compound represented by the general formula (2) with the carbonate compound represented by the general formula (3) contains a carbamate compound. Specific examples of the carbamate compound are as described above.

本発明の方法によれば、熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率でイソシアネート化合物を製造することができる。また、本発明の方法によれば、反応管の閉塞を防止することができる。   According to the method of the present invention, an isocyanate compound can be produced at a high reaction rate and in a high yield only by thermal decomposition. In addition, according to the method of the present invention, the reaction tube can be prevented from being blocked.

本発明の方法によって得られるイソシアネート化合物の例として、ヘキシルイソシアネート、オクチルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート、1,4−ジイソシアナトブタン、1,5−ジイソシアナトペンタン、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,8−ジイソシアナトオクタン、1,9−ジイソシアナトノナン、1,10−ジイソシアナトデカン、1,12−ジイソシアナトドデカン、1,3,6−トリイソシアナトヘキサン等の脂肪族系イソシアネート化合物;1,3−又は1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3−又は1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン4,4-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン2,4’-ジイソシアネート、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,5−ジイソシアネート、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,6−ジイソシアネート、2,5−ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、4,4’−ジイソシアナト−2,2−ジシクロヘキシルプロパン等の脂環族系イソシアネート化合物;1,3−又は1,4−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3−又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4’−又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ビス(イソシアナトメチル)ジフェニルメタン、1,5−又は2,6−ジイソシアナトナフタレン、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、2,2−ビス(4−イソシアナトフェニル)プロパン等の芳香族系イソシアネート化合物等が挙げられる。なお、これら化合物のイソシアネート基に結合している置換基は、各種異性体を含む。   Examples of isocyanate compounds obtained by the method of the present invention include hexyl isocyanate, octyl isocyanate, dodecyl isocyanate, octadecyl isocyanate, 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanato. Hexane, 1,8-diisocyanatooctane, 1,9-diisocyanatononane, 1,10-diisocyanatodecane, 1,12-diisocyanatododecane, 1,3,6-triisocyanatohexane, etc. Aliphatic isocyanate compounds; 1,3- or 1,4-diisocyanatocyclohexane, 1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane 4,4-diisocyanate, dicyclohexylmethane 2,4 '-Diisocyanate, Bisiku [2,2,1] heptane-2,5-diisocyanate, bicyclo [2,2,1] heptane-2,6-diisocyanate, 2,5-bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane 2,6-bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5- (isocyanatomethyl) -cyclohexane, 4,4′-diisocyanato- Alicyclic isocyanate compounds such as 2,2-dicyclohexylpropane; 1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) benzene, 1,3- or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4'- or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-bis (isocyanatomethyl) diphenylmethane, 1,5- or 2,6-diisocyana And aromatic isocyanate compounds such as tonaphthalene, 4,4′-diisocyanatobiphenyl, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate, and 2,2-bis (4-isocyanatophenyl) propane. . In addition, the substituent couple | bonded with the isocyanate group of these compounds contains various isomers.

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。なお、実施例1〜14及び比較例1においては、図1に示す反応装置を使用した。実施例15〜16においては、図2に示す反応装置を使用した。   Next, specific examples of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following examples. In Examples 1 to 14 and Comparative Example 1, the reaction apparatus shown in FIG. 1 was used. In Examples 15 to 16, the reactor shown in FIG. 2 was used.

以下の実施例1〜16において、転化率とは、カルバメート化合物の転化率を意味する。収率とは、イソシアネート化合物の収率を意味する。選択率とは、イソシアネート化合物の選択率を意味する。これらは、下記の式によって求めることができる。   In the following Examples 1 to 16, the conversion rate means the conversion rate of the carbamate compound. A yield means the yield of an isocyanate compound. Selectivity means the selectivity of an isocyanate compound. These can be obtained by the following equations.

以下の実施例17〜30において、転化率とは、アミン化合物の転化率を意味する。収率とは、イソシアネート化合物の収率を意味する。選択率とは、イソシアネート化合物の選択率を意味する。これらは、下記の式によって求めることができる。   In the following Examples 17 to 30, the conversion rate means the conversion rate of the amine compound. A yield means the yield of an isocyanate compound. Selectivity means the selectivity of an isocyanate compound. These can be obtained by the following equations.

[実施例1]
実施例1では、以下の式により、イソシアン酸n−ヘキシル(イソシアネート化合物)を合成した。
[Example 1]
In Example 1, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized according to the following formula.

実施例1では、図1に示す装置を使用した。
図1に示す装置は、内径0.5mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から500℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、600mmである。
In Example 1, the apparatus shown in FIG. 1 was used.
The apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 0.5 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 600 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、原料であるカルバメート化合物及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying a carbamate compound as a raw material and a carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が12mL/min、出口キャリアガスの流量が15mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、n−ヘキシルカルバミン酸メチル(カルバメート化合物)を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、n−ヘキシルカルバミン酸メチルの滞留時間は、0.1秒であった。   After the flow rate of the inlet carrier gas was stabilized at 12 mL / min and the flow rate of the outlet carrier gas was 15 mL / min, methyl n-hexylcarbamate (carbamate compound) was added to the inlet of the hollow reaction tube using a syringe pump to a concentration of 0. It was fed at a flow rate of 1 mL / min. At this time, the residence time of methyl n-hexylcarbamate was 0.1 seconds.

実施例1において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.002[min]であった。   In Example 1, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.002 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集された目的物(イソシアネート化合物)は、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。   The target product (isocyanate compound) collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography.

[実施例2〜4、及び、比較例1]
実施例1と同様に、イソシアン酸n−ヘキシル(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例2〜4、及び、比較例1では、各種の条件を、以下の表1に示す通りに変更した。
[Examples 2 to 4 and Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 1, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
In Examples 2 to 4 and Comparative Example 1, various conditions were changed as shown in Table 1 below.

[実施例5]
実施例5では、以下の式により、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(イソシアネート化合物)を合成した。
[Example 5]
In Example 5, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized according to the following formula.

実施例5では、図1に示す装置を使用した。
実施例5において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から550℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、1200mmである。
In Example 5, the apparatus shown in FIG. 1 was used.
In Example 5, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 1200 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、原料であるカルバメート化合物及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying a carbamate compound as a raw material and a carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が22mL/min、出口キャリアガスの流量が70mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、1,3−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)シクロヘキサン(カルバメート化合物)を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、1,3−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)シクロヘキサンの滞留時間は、0.2秒であった。なお、1,3−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)シクロヘキサンは、中空反応管に送り込む前に、融点以上に加熱して溶融させておいた。   After the inlet carrier gas flow rate was stabilized at 22 mL / min and the outlet carrier gas flow rate at 70 mL / min, 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane (using a syringe pump at the inlet of the hollow reaction tube) Carbamate compound) was fed at a flow rate of 0.1 mL / min. At this time, the residence time of 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane was 0.2 seconds. Note that 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane was heated to a melting point or higher before being sent into the hollow reaction tube.

実施例5において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.004[min]であった。   In Example 5, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.004 [min].

生成物捕集トラップに捕集された1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンをジエチルアミンを用いてジウレア体に誘導し、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により定量した(表2)。   1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane collected in the product collection trap was induced into diurea using diethylamine, and quantified by liquid calibration using an absolute calibration curve method (Table 2).

[実施例6〜12]
実施例5と同様に、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例6〜12では、各種の条件を、以下の表2に示す通りに変更した。
実施例6〜7では、中空反応管を550℃に加熱した。
実施例8〜11では、中空反応管を500℃に加熱した。
実施例12では、中空反応管を600℃に加熱した。
[Examples 6 to 12]
In the same manner as in Example 5, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized.
In Examples 6 to 12, various conditions were changed as shown in Table 2 below.
In Examples 6-7, the hollow reaction tube was heated to 550 ° C.
In Examples 8 to 11, the hollow reaction tube was heated to 500 ° C.
In Example 12, the hollow reaction tube was heated to 600 ° C.

[実施例13]
実施例13では、以下の式により、イソホロンジイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
[Example 13]
In Example 13, isophorone diisocyanate (isocyanate compound) was synthesized according to the following formula.

実施例13では、図1に示す装置を使用した。
実施例13において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から500℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、1200mmである。
In Example 13, the apparatus shown in FIG. 1 was used.
In Example 13, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 1200 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、原料であるカルバメート化合物及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying a carbamate compound as a raw material and a carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が10mL/min、出口キャリアガスの流量が70mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、イソホロンジカルバミン酸ジメチルエステル(カルバメート化合物)を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、イソホロンジカルバミン酸ジメチルエステルの滞留時間は、1.2秒であった。なお、イソホロンジカルバミン酸ジメチルエステルは、中空反応管に送り込む前に、融点以上に加熱して溶融させておいた。   After the flow rate of the inlet carrier gas is stabilized at 10 mL / min and the flow rate of the outlet carrier gas is 70 mL / min, isophorone dicarbamic acid dimethyl ester (carbamate compound) is added to the inlet of the hollow reaction tube by a syringe pump to a value of 0. It was fed at a flow rate of 1 mL / min. At this time, the residence time of isophorone dicarbamic acid dimethyl ester was 1.2 seconds. In addition, the isophorone dicarbamic acid dimethyl ester was heated to the melting point or higher and melted before being fed into the hollow reaction tube.

実施例13において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.02[min]であった。   In Example 13, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.02 [min].

生成物捕集トラップに捕集されたイソホロンジイソシアネートをジエチルアミンを用いてジウレア体に誘導し、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により定量した(表3)。   The isophorone diisocyanate collected in the product collection trap was derived into a diurea using diethylamine and quantified by an absolute calibration curve method using liquid chromatography (Table 3).

[実施例14]
実施例13と同様に、イソホロンジイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例14では、各種の条件を、以下の表3に示す通りに変更した。
実施例14では、中空反応管を550℃に加熱した。
[Example 14]
In the same manner as in Example 13, isophorone diisocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
In Example 14, various conditions were changed as shown in Table 3 below.
In Example 14, the hollow reaction tube was heated to 550 ° C.

[実施例15]
実施例15では、以下の式により、イソシアン酸n−ヘキシル(イソシアネート化合物)を合成した。
[Example 15]
In Example 15, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized according to the following formula.

実施例15では、図2に示す装置を使用した。
実施例15において、図2に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空空間の内部には、仕切り部材が設置されている。仕切り部材は、外径0.5mmの棒状のステンレスワイヤー1本によって構成されている(図2では、複数本のステンレスワイヤーが示されている)。中空反応管は、環状炉によって外部から500℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、1200mmである。
In Example 15, the apparatus shown in FIG. 2 was used.
In Example 15, the apparatus shown in FIG. 2 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. A partition member is installed inside the hollow space. The partition member is composed of one rod-shaped stainless steel wire having an outer diameter of 0.5 mm (a plurality of stainless steel wires are shown in FIG. 2). The hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 1200 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、原料であるカルバメート化合物及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying a carbamate compound as a raw material and a carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が15mL/min、出口キャリアガスの流量が70mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、N−ヘキシルカルバミン酸メチル(カルバメート化合物)を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、N−ヘキシルカルバミン酸メチルの滞留時間は、0.6秒であった。   After the flow rate of the inlet carrier gas was stabilized at 15 mL / min and the flow rate of the outlet carrier gas was 70 mL / min, methyl N-hexylcarbamate (carbamate compound) was added to the inlet of the hollow reaction tube by using a syringe pump. It was fed at a flow rate of 1 mL / min. At this time, the residence time of methyl N-hexylcarbamate was 0.6 seconds.

実施例15において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.01[min]であった。   In Example 15, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.01 [min].

生成物捕集トラップに捕集されたイソシアン酸n−ヘキシルを、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した(表4)。   The n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography (Table 4).

[実施例16]
実施例15と同様に、イソシアン酸n−ヘキシル(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例16では、各種の条件を、以下の表4に示す通りに変更した。
実施例16では、内径1.0mmのステンレス管からなる中空反応管を用いた。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空空間の内部には、仕切り部材が設置されている。仕切り部材は、外径0.1mmのステンレスワイヤー10本によって構成されている(図2)。
[Example 16]
In the same manner as in Example 15, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
In Example 16, various conditions were changed as shown in Table 4 below.
In Example 16, a hollow reaction tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm was used. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. A partition member is installed inside the hollow space. The partition member is composed of ten stainless steel wires having an outer diameter of 0.1 mm (FIG. 2).

[実施例17]
実施例17では、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
まず、酵素の存在下、上記式(2)で示されるアミン化合物と上記式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた(第1工程)。
つぎに、第1工程で得られた反応液を中空反応管に供給した(第2工程)。
第1工程及び第2工程を連続して実施することによって、n−ヘキシルイソシアネートを合成した。
[Example 17]
In Example 17, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). .
Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step).
N-hexyl isocyanate was synthesize | combined by implementing a 1st process and a 2nd process continuously.

(第1工程)
まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積200mLのガラス製容器を準備した。この容器に、n−ヘキシルアミン10g(99mmol)、炭酸ジメチル53g(593mmol)、トルエン100mL、及びカンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)由来のリパーゼ0.5g(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)を投入した。そして、これらを容器の内部で70℃にて混合及び攪拌しながら22時間反応させた。反応終了後、得られた反応液(以下「反応液1」と称す)をフィルターに通過させた後、その反応液1を、直接的に、図1に示す装置へ移送した。
(First step)
First, a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared. In this container, 10 g (99 mmol) of n-hexylamine, 53 g (593 mmol) of dimethyl carbonate, 100 mL of toluene, and 0.5 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) ). And these were made to react for 22 hours, mixing and stirring at 70 degreeC inside a container. After completion of the reaction, the obtained reaction liquid (hereinafter referred to as “reaction liquid 1”) was passed through a filter, and then the reaction liquid 1 was directly transferred to the apparatus shown in FIG.

(第2工程)
実施例17において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から500℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、2400mmである。
(Second step)
In Example 17, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 2400 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液1及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the reaction liquid 1 and the carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が17mL/min、出口キャリアガスの流量が10mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液1を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、反応液1の滞留時間は、1.1秒であった。   After the inlet carrier gas flow rate is stabilized at 17 mL / min and the outlet carrier gas flow rate is 10 mL / min, the reaction solution 1 is fed into the inlet of the hollow reaction tube at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 1 was 1.1 seconds.

なお、反応液1には、n−ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。   The reaction solution 1 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.

実施例17において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.019[min]であった。   In Example 17, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.019 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集されたn−ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。結果を表5に示す。   In addition, n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. The results are shown in Table 5.

[実施例18〜19]
実施例17と同様に、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例18〜19では、各種の条件を、以下の表5に示す通りに変更した。
[Examples 18 to 19]
In the same manner as in Example 17, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
In Examples 18 to 19, various conditions were changed as shown in Table 5 below.

[実施例20]
実施例20では、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
まず、酵素の存在下、上記式(2)で示されるアミン化合物と上記式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた(第1工程)。
つぎに、第1工程で得られた反応液を中空反応管に供給した(第2工程)。
第1工程及び第2工程を連続して実施することによって、n−ヘキシルイソシアネートを合成した。
[Example 20]
In Example 20, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). .
Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step).
N-hexyl isocyanate was synthesize | combined by implementing a 1st process and a 2nd process continuously.

(第1工程)
まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積200mLのガラス製容器を準備した。この容器に、n−ヘキシルアミン10g(99mmol)、炭酸ジメチル53g(593mmol)、トルエン100mL、及びカンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)由来のリパーゼ0.5g(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)を投入した。そして、これらを容器の内部で70℃にて混合及び攪拌しながら22時間反応させた。反応終了後、得られた反応液(以下「反応液2」と称す)をフィルターに通過させた後、その反応液2を、直接的に、図1に示す装置へ移送した。
(First step)
First, a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared. In this container, 10 g (99 mmol) of n-hexylamine, 53 g (593 mmol) of dimethyl carbonate, 100 mL of toluene, and 0.5 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) ). And these were made to react for 22 hours, mixing and stirring at 70 degreeC inside a container. After completion of the reaction, the obtained reaction solution (hereinafter referred to as “reaction solution 2”) was passed through a filter, and then the reaction solution 2 was directly transferred to the apparatus shown in FIG.

(第2工程)
実施例20において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から550℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、3600mmである。
(Second step)
In Example 20, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 3600 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液2及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the reaction solution 2 and the carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が17mL/min、出口キャリアガスの流量が10mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液2を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、反応液2の滞留時間は、1.6秒であった。   After the inlet carrier gas flow rate is stabilized at 17 mL / min and the outlet carrier gas flow rate is 10 mL / min, the reaction solution 2 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 2 was 1.6 seconds.

なお、反応液2には、n−ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。   The reaction liquid 2 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.

実施例20において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.026[min]であった。   In Example 20, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.026 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集されたn−ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。結果を表6に示す。   In addition, n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. The results are shown in Table 6.

[実施例21〜22]
実施例20と同様に、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例21〜22では、各種の条件を、以下の表6に示す通りに変更した。
[Examples 21 to 22]
In the same manner as in Example 20, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
In Examples 21 to 22, various conditions were changed as shown in Table 6 below.

実施例20では、第2工程の送液量を、0.1mL/minに設定した。
実施例21では、第2工程の送液量を、0.5mL/minに設定した。
実施例22では、第2工程の送液量を、1.0mL/minに設定した。
第2工程の送液量とは、反応液2の中空反応管への送液量のことを意味する。
第2工程の送液量は、「基質溶液送液量」と言い換えることもできる。
In Example 20, the liquid feeding amount in the second step was set to 0.1 mL / min.
In Example 21, the liquid feeding amount in the second step was set to 0.5 mL / min.
In Example 22, the liquid feeding amount in the second step was set to 1.0 mL / min.
The amount of liquid fed in the second step means the amount of liquid fed to the hollow reaction tube of the reaction liquid 2.
The liquid feeding amount in the second step can be rephrased as “substrate solution feeding amount”.

[実施例23]
実施例23では、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
まず、酵素の存在下、上記式(2)で示されるアミン化合物と上記式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた(第1工程)。
つぎに、第1工程で得られた反応液を中空反応管に供給した(第2工程)。
第1工程及び第2工程を連続して実施することによって、n−ヘキシルイソシアネートを合成した。
[Example 23]
In Example 23, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). .
Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step).
N-hexyl isocyanate was synthesize | combined by implementing a 1st process and a 2nd process continuously.

(第1工程)
まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積200mLのガラス製容器を準備した。この容器に、n−ヘキシルアミン10g(99mmol)、炭酸ジメチル53g(593mmol)、トルエン100mL、及びカンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)由来のリパーゼ0.5g(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)を投入した。そして、これらを容器の内部で70℃にて混合及び攪拌しながら22時間反応させた。反応終了後、得られた反応液(以下「反応液3」と称す)をフィルターに通過させた。続けて、当該フィルターにトルエン20mLを通過させた。その後、反応液3及びトルエンを、直接的に、図1に示す装置へ移送した。
(First step)
First, a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared. In this container, 10 g (99 mmol) of n-hexylamine, 53 g (593 mmol) of dimethyl carbonate, 100 mL of toluene, and 0.5 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) ). And these were made to react for 22 hours, mixing and stirring at 70 degreeC inside a container. After completion of the reaction, the obtained reaction liquid (hereinafter referred to as “reaction liquid 3”) was passed through a filter. Subsequently, 20 mL of toluene was passed through the filter. Thereafter, the reaction solution 3 and toluene were directly transferred to the apparatus shown in FIG.

(第2工程)
実施例23において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から500℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、1200mmである。
(Second step)
In Example 23, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 1200 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液3及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the reaction solution 3 and the carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が17mL/min、出口キャリアガスの流量が10mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液3を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、反応液3の滞留時間は、0.6秒であった。   After the inlet carrier gas flow rate is stabilized at 17 mL / min and the outlet carrier gas flow rate is 10 mL / min, the reaction liquid 3 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 3 was 0.6 second.

なお、反応液3には、n−ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。   The reaction solution 3 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.

実施例23において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.009[min]であった。   In Example 23, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.009 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集されたn−ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。その結果、転化率100mol%、n−ヘキシルイソシアネートの収率が87mol%、選択率が87mol%であった。   In addition, n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. As a result, the conversion rate was 100 mol%, the yield of n-hexyl isocyanate was 87 mol%, and the selectivity was 87 mol%.

[実施例24]
実施例24では、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
まず、酵素の存在下、上記式(2)で示されるアミン化合物と上記式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた(第1工程)。
つぎに、第1工程で得られた反応液を中空反応管に供給した(第2工程)。
第1工程及び第2工程を連続して実施することによって、n−ヘキシルイソシアネートを合成した。
[Example 24]
In Example 24, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). .
Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step).
N-hexyl isocyanate was synthesize | combined by implementing a 1st process and a 2nd process continuously.

(第1工程)
まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積100mLのガラス製容器を準備した。この容器に、n−ヘキシルアミン5g(49mmol)、炭酸ジメチル27g(296mmol)、トルエン50mL、及びカンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)由来のリパーゼ0.25g(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)を投入した。そして、これらを容器の内部で70℃にて混合及び攪拌しながら7時間反応させた。反応終了後、得られた反応液(以下「反応液4」と称す)をフィルターに通過させた後、その反応液4を、直接的に、図1に示す装置へ移送した。
(First step)
First, a glass container having a volume of 100 mL equipped with a stirring device, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared. In this container, 5 g (49 mmol) of n-hexylamine, 27 g (296 mmol) of dimethyl carbonate, 50 mL of toluene, and 0.25 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) ). And these were made to react for 7 hours, mixing and stirring at 70 degreeC inside a container. After completion of the reaction, the obtained reaction liquid (hereinafter referred to as “reaction liquid 4”) was passed through a filter, and then the reaction liquid 4 was directly transferred to the apparatus shown in FIG.

(第2工程)
実施例24において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から550℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、2400mmである。
(Second step)
In Example 24, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 2400 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液4及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the reaction solution 4 and the carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が17mL/min、出口キャリアガスの流量が10mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液4を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、反応液4の滞留時間は、1.1秒であった。   After the inlet carrier gas flow rate is stabilized at 17 mL / min and the outlet carrier gas flow rate is 10 mL / min, the reaction liquid 4 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction solution 4 was 1.1 seconds.

なお、反応液4には、n−ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。   In addition, the reaction liquid 4 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.

実施例24において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.018[min]であった。   In Example 24, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.018 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集されたn−ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。結果を以下の表7に示す。   In addition, n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. The results are shown in Table 7 below.

[実施例25]
実施例24と同様に、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例25では、各種の条件を、以下の表7に示す通りに変更した。
[Example 25]
In the same manner as in Example 24, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
In Example 25, various conditions were changed as shown in Table 7 below.

[実施例26]
実施例26では、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(イソシアネート化合物)を合成した。
まず、酵素の存在下、上記式(2)で示されるアミン化合物と上記式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた(第1工程)。
つぎに、第1工程で得られた反応液を中空反応管に供給した(第2工程)。
第1工程及び第2工程を連続して実施することによって、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを合成した。
[Example 26]
In Example 26, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized.
First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). .
Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step).
1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane was synthesized by continuously performing the first step and the second step.

(第1工程)
まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積200mLのガラス製容器を準備した。この容器に、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン10g(70mmol)、炭酸ジメチル38g(422mmol)、トルエン100mL、及びカンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)由来のリパーゼ1.0g(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)を投入した。そして、これらを容器の内部で70℃にて混合及び攪拌しながら25時間反応させた。反応終了後、得られた反応液(以下「反応液5」と称す)をフィルターに通過させた。続けて、当該フィルターにトルエン20mLを通過させた。その後、反応液5及びトルエンを、直接的に、図1に示す装置へ移送した。
(First step)
First, a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared. In this container, 10 g (70 mmol) of 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 38 g (422 mmol) of dimethyl carbonate, 100 mL of toluene, and 1.0 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (product) Name); manufactured by Novozyme). And these were made to react for 25 hours, mixing and stirring at 70 degreeC inside a container. After completion of the reaction, the obtained reaction liquid (hereinafter referred to as “reaction liquid 5”) was passed through a filter. Subsequently, 20 mL of toluene was passed through the filter. Thereafter, the reaction solution 5 and toluene were directly transferred to the apparatus shown in FIG.

(第2工程)
実施例26において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から550℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、2400mmである。
(Second step)
In Example 26, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 2400 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液5及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the reaction solution 5 and the carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が17mL/min、出口キャリアガスの流量が10mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液5を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、反応液5の滞留時間は、1.1秒であった。   After the inlet carrier gas flow rate is stabilized at 17 mL / min and the outlet carrier gas flow rate is 10 mL / min, the reaction solution 5 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction solution 5 was 1.1 seconds.

なお、反応液5には、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。   In addition, the reaction liquid 5 contains a carbamate compound that is a reaction product of 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane and dimethyl carbonate.

実施例26において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.018[min]であった。   In Example 26, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.018 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集された1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンは、ジエチルアミンを用いてジウレア体に誘導し、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により定量した。結果を以下の表8に示す。   The 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane collected in the product collection trap was derived into a diurea using diethylamine, and quantified by an absolute calibration curve method using liquid chromatography. The results are shown in Table 8 below.

[実施例27]
実施例26と同様に、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例27では、各種の条件を、以下の表8に示す通りに変更した。
[Example 27]
In the same manner as in Example 26, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized.
In Example 27, various conditions were changed as shown in Table 8 below.

[実施例28]
実施例28では、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(イソシアネート化合物)を合成した。
まず、酵素の存在下、上記式(2)で示されるアミン化合物と上記式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた(第1工程)。
つぎに、第1工程で得られた反応液を中空反応管に供給した(第2工程)。
第1工程及び第2工程を連続して実施することによって、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンを合成した。
[Example 28]
In Example 28, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized.
First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). .
Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step).
1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane was synthesized by continuously performing the first step and the second step.

(第1工程)
まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積200mLのガラス製容器を準備した。この容器に、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン10g(70mmol)、炭酸ジメチル38g(422mmol)、トルエン100mL、及びカンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)由来のリパーゼ1.0g(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)を投入した。そして、これらを容器の内部で70℃にて混合及び攪拌しながら48時間反応させた。反応終了後、得られた反応液(以下「反応液6」と称す)をフィルターに通過させた。続けて、当該フィルターにトルエン20mLを通過させた。その後、反応液6及びトルエンを、直接的に、図1に示す装置へ移送した。
(First step)
First, a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared. In this container, 10 g (70 mmol) of 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 38 g (422 mmol) of dimethyl carbonate, 100 mL of toluene, and 1.0 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (product) Name); manufactured by Novozyme). And these were made to react for 48 hours, mixing and stirring at 70 degreeC inside a container. After completion of the reaction, the obtained reaction liquid (hereinafter referred to as “reaction liquid 6”) was passed through a filter. Subsequently, 20 mL of toluene was passed through the filter. Thereafter, the reaction solution 6 and toluene were directly transferred to the apparatus shown in FIG.

(第2工程)
実施例28において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から600℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、3600mmである。
(Second step)
In Example 28, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 600 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 3600 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液6及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the reaction liquid 6 and the carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が17mL/min、出口キャリアガスの流量が50mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液6を0.5mL/minの流速で送り込んだ。このとき、反応液6の滞留時間は、0.5秒であった。   After the inlet carrier gas flow rate is stabilized at 17 mL / min and the outlet carrier gas flow rate is 50 mL / min, the reaction liquid 6 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.5 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 6 was 0.5 second.

なお、反応液6には、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。   Note that the reaction solution 6 contains a carbamate compound that is a reaction product of 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane and dimethyl carbonate.

実施例28において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.008[min]であった。   In Example 28, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.008 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集された1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンは、ジエチルアミンを用いてジウレア体に誘導し、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により定量した。結果を以下の表9に示す。   The 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane collected in the product collection trap was derived into a diurea using diethylamine, and quantified by an absolute calibration curve method using liquid chromatography. The results are shown in Table 9 below.

[実施例29]
実施例28と同様に、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例29では、各種の条件を、以下の表9に示す通りに変更した。
[Example 29]
In the same manner as in Example 28, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized.
In Example 29, various conditions were changed as shown in Table 9 below.

[実施例30]
実施例30では、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
まず、酵素の存在下、上記式(2)で示されるアミン化合物と上記式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた(第1工程)。
つぎに、第1工程で得られた反応液を中空反応管に供給した(第2工程)。
第1工程及び第2工程を連続して実施することによって、n−ヘキシルイソシアネートを合成した。
[Example 30]
In Example 30, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). .
Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step).
N-hexyl isocyanate was synthesize | combined by implementing a 1st process and a 2nd process continuously.

(第1工程)
まず、内径1.6mm、長さ550mmのPFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)製チューブを準備した。このチューブの内部には、カンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)由来のリパーゼ0.3g(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)が固定された固定床が装着されている。このチューブは80℃に加熱されている。この加熱されたチューブへ、n−ヘキシルアミン7質量%、炭酸ジメチル36質量%のトルエン溶液を、シリンジポンプを用いて、0.1mL/minの流速で送り込んだ。これにより、n−ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとを反応させた。この反応によって得られた反応液(以下「反応液7」と称す)を、直接的に、図1に示す装置へ移送した。
(First step)
First, a PFA (perfluoroalkoxy fluororesin) tube having an inner diameter of 1.6 mm and a length of 550 mm was prepared. Inside this tube, a fixed bed to which 0.3 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) is fixed. The tube is heated to 80 ° C. To this heated tube, a toluene solution of 7% by mass of n-hexylamine and 36% by mass of dimethyl carbonate was fed using a syringe pump at a flow rate of 0.1 mL / min. Thereby, n-hexylamine and dimethyl carbonate were reacted. The reaction liquid obtained by this reaction (hereinafter referred to as “reaction liquid 7”) was directly transferred to the apparatus shown in FIG.

(第2工程)
実施例30において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から550℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、1200mmである。
(Second step)
In Example 30, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 1200 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液7及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the reaction liquid 7 and the carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が13mL/min、出口キャリアガスの流量が10mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液7を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、反応液7の滞留時間は、0.6秒であった。   After the inlet carrier gas flow rate is stabilized at 13 mL / min and the outlet carrier gas flow rate at 10 mL / min, the reaction liquid 7 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 7 was 0.6 second.

なお、反応液7には、n−ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。   In addition, the reaction liquid 7 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.

実施例30において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.01[min]であった。   In Example 30, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.01 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集されたn−ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。結果を以下の表10に示す。   In addition, n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. The results are shown in Table 10 below.

[実施例31]
実施例30と同様に、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
なお、実施例31では、各種の条件を、以下の表10に示す通りに変更した。
[Example 31]
In the same manner as in Example 30, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
In Example 31, various conditions were changed as shown in Table 10 below.

[実施例32]
実施例32では、n−ヘキシルイソシアネート(イソシアネート化合物)を合成した。
まず、酵素の存在下、上記式(2)で示されるアミン化合物と上記式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で反応させた(第1工程)。
つぎに、第1工程で得られた反応液を中空反応管に供給した(第2工程)。
第1工程及び第2工程を連続して実施することによって、n−ヘキシルイソシアネートを合成した。
[Example 32]
In Example 32, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized.
First, in the presence of an enzyme, the amine compound represented by the above formula (2) and the carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted inside the reaction vessel (first step).
Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step).
N-hexyl isocyanate was synthesize | combined by implementing a 1st process and a 2nd process continuously.

(第1工程)
まず、内径1.6mm、長さ550mmのPFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)製チューブを準備した。このチューブの内部には、カンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)由来のリパーゼ0.3g(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)が固定された固定床が装着されている。このチューブは80℃に加熱されている。この加熱されたチューブへ、n−ヘキシルアミン10質量%、炭酸ジメチル90質量%の溶液を、シリンジポンプを用いて、0.1mL/minの流速で送り込んだ。これにより、n−ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとを反応させた。この反応によって得られた反応液(以下「反応液8」と称す)を、直接的に、図1に示す装置へ移送した。
(First step)
First, a PFA (perfluoroalkoxy fluororesin) tube having an inner diameter of 1.6 mm and a length of 550 mm was prepared. Inside this tube, a fixed bed to which 0.3 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) is fixed. The tube is heated to 80 ° C. A solution of 10% by mass of n-hexylamine and 90% by mass of dimethyl carbonate was fed into the heated tube at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. Thereby, n-hexylamine and dimethyl carbonate were reacted. The reaction liquid obtained by this reaction (hereinafter referred to as “reaction liquid 8”) was directly transferred to the apparatus shown in FIG.

(第2工程)
実施例32において、図1に示す装置は、内径1.0mmのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から600℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、1200mmである。
(Second step)
In Example 32, the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. The hollow reaction tube is heated to 600 ° C. from the outside by an annular furnace. The heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone. The length of the pyrolysis zone is 1200 mm.

中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液8及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは70℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは−78℃に冷却されている。
An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the reaction solution 8 and the carrier gas is connected to the inlet.
An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube. A pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet. The product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.

まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。   First, an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.

入口キャリアガスの流量が17mL/min、出口キャリアガスの流量が10mL/minで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液8を0.1mL/minの流速で送り込んだ。このとき、反応液8の滞留時間は、0.5秒であった。   After the inlet carrier gas flow rate is stabilized at 17 mL / min and the outlet carrier gas flow rate is 10 mL / min, the reaction liquid 8 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 8 was 0.5 second.

なお、反応液8には、n−ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。   The reaction solution 8 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.

実施例32において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)は、0.008[min]であった。   In Example 32, the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.008 [min].

なお、生成物捕集トラップに捕集されたn−ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。その結果、転化率が94mol%、n−ヘキシルイソシアネートの収率が69mol%、選択率が73mol%であった。   In addition, n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. As a result, the conversion was 94 mol%, the yield of n-hexyl isocyanate was 69 mol%, and the selectivity was 73 mol%.

以上の実施例では、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて、得られた反応液を加熱した中空反応管に供給することによって、イソシアネート化合物を高い反応速度で連続的に製造することができた。
特に、実施例19、20、21及び29については、選択率及び収率が高かった。
In the above examples, the isocyanate compound could be continuously produced at a high reaction rate by reacting the amine compound and the carbonate compound and supplying the obtained reaction solution to a heated hollow reaction tube. .
In particular, in Examples 19, 20, 21 and 29, the selectivity and yield were high.

本発明によれば、イソシアネート化合物を製造する際において、反応管の閉塞を防止することができる。また、熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率で、イソシアネート化合物を製造することができる。   According to the present invention, when an isocyanate compound is produced, the reaction tube can be prevented from being blocked. Moreover, an isocyanate compound can be produced at a high reaction rate and in a high yield only by thermal decomposition.

Claims (7)

イソシアネート化合物の製造方法であって、
固体触媒及び/又は充填物を含まない中空空間にカルバメート化合物をキャリアガスとともに供給する工程と、
前記中空空間内で前記カルバメート化合物を熱分解させる工程と、を有し、
前記中空空間の容積を、前記カルバメート化合物及び前記キャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値(N)が、0.001以上2以下であり、
酵素の存在下、下記一般式(2)で示されるアミン化合物と下記一般式(3)で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下又は非存在下で反応させた後、得られた反応液を前記中空空間に供給する工程を有しており、
前記溶媒は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、及び非環状エーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種である、イソシアネート化合物の製造方法。

(式中、R は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。nは、1以上4以下の整数を示す。)

(式中、R は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。)
A method for producing an isocyanate compound, comprising:
Supplying a carbamate compound together with a carrier gas into a hollow space not containing a solid catalyst and / or packing;
Thermally decomposing the carbamate compound in the hollow space,
The volume of the hollow space, wherein the carbamate compound and the total quantity supplied divided by the per unit time of the carrier gas (N) is state, and are 0.001 to 2,
After reacting an amine compound represented by the following general formula (2) and a carbonate compound represented by the following general formula (3) in the presence of an enzyme, in the presence or absence of a solvent, inside the reaction vessel And a step of supplying the obtained reaction liquid to the hollow space,
The method for producing an isocyanate compound, wherein the solvent is at least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and acyclic ethers.

(In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group which may have a substituent. N represents an integer of 1 or more and 4 or less.)

(In the formula, R 2 represents a hydrocarbon group which may have a substituent.)
前記カルバメート化合物を450℃以上600℃以下の温度で熱分解させる、請求項1に記載のイソシアネート化合物の製造方法。   The method for producing an isocyanate compound according to claim 1, wherein the carbamate compound is thermally decomposed at a temperature of 450 ° C or higher and 600 ° C or lower. 前記カルバメート化合物が、下記一般式(1)で示される化合物である、請求項1又は請求項2に記載のイソシアネート化合物の製造方法。

(式中、R及びRは、炭化水素基を表す。R及びRは、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。R及びRは、置換基を有していてもよい。nは、1以上4以下の整数を示す。)
The manufacturing method of the isocyanate compound of Claim 1 or Claim 2 whose said carbamate compound is a compound shown by following General formula (1).

(In the formula, R 1 and R 2 represent a hydrocarbon group. R 1 and R 2 may be the same as or different from each other. R 1 and R 2 may have a substituent. N is an integer of 1 or more and 4 or less.
前記イソシアネート化合物が、下記一般式(4)で示される化合物である、請求項1から請求項のうちいずれか1項に記載のイソシアネート化合物の製造方法。

(式中、Rは、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。nは、1以上4以下の整数を示す。)
The manufacturing method of the isocyanate compound of any one of Claims 1-3 whose said isocyanate compound is a compound shown by following General formula (4).

(In the formula, R 1 represents a hydrocarbon group which may have a substituent. N represents an integer of 1 or more and 4 or less.)
前記芳香族化合物は、トルエン又はキシレンである、請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載のイソシアネート化合物の製造方法。 The method for producing an isocyanate compound according to any one of claims 1 to 4, wherein the aromatic compound is toluene or xylene. 前記酵素が固定された固定床が前記反応容器の内部に設置されている、請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載のイソシアネート化合物の製造方法。 The method for producing an isocyanate compound according to any one of claims 1 to 5, wherein a fixed bed to which the enzyme is fixed is installed inside the reaction vessel. 前記反応液をフィルターに通過させた後に前記中空空間に供給する、請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載のイソシアネート化合物の製造方法。 The method for producing an isocyanate compound according to any one of claims 1 to 6, wherein the reaction solution is passed through a filter and then supplied to the hollow space.
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