JPH0115499B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は第1級の脂肪族、脂環式及び複素環式
のジアミン、ポリアミン又はこれらの混合物から
なる群より選択される複数の第1級ジアミン、ポ
リアミン、尿素及びアルコールから、高温で、触
媒の不存在下において脂肪族、脂環式及び複素環
式のジウレタン及び/又はポリウレタンを製造す
る方法に関する。 N−置換ウレタンは、工業的には通例アルコー
ルとイソシアネートか又はアミンとクロル炭酸エ
ステルの反応によつて製造され、この場合イソシ
アネートもクロル炭酸エステルも、相応するアミ
ンをホスゲン化しかつ塩化水素を分離することに
よつてか又はアルコールをホスゲン化することに
よつて得られる。(Houben−Weyl、“Methoden
der organischen Chemie”、第8巻、第137頁、
第120頁及び第101頁、Georg Thieme Verlag
(Stuttgart)社刊、1952年)この方法は、工業的
に極めて費用がかかり;さらに、ホスゲンの使用
は、それと結び付く安全性及び環境保護の理由か
ら著しい欠点をもたらす。 N−置換ウレタンは、中間生成物及び最終生成
物として使用される。ドイツ連邦共和国特許出願
公開第2635490号明細書又は米国特許第3919278号
明細書の記載によれば、N−置換ウレタンは例え
ばイソシアネートの製造に好適である。従つて、
N−置換ウレタンに対する他の製造法の重要性は
ますます増大しつつある。 すなわち、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
2160111号明細書には、有機カルボネートと第一
級又は第二級のアミンとをルイス酸の存在下に反
応させることによるN−置換ウレタンの製造法が
記載されている。この方法の欠点は、反応速度が
実際に低く、それに応じて反応時間が長く;さら
に副生成物として付加的に常にN−アルキル−ア
リールアミンを製出することにある。 米国特許第2834799号明細書の記載によれば、
カルバミド酸エステル及び炭酸エステルは、尿素
とアルコールとを三弗化硼素の存在下に反応させ
ることによつて製造される。この場合の欠点は、
三弗化硼素を触媒として等モル量必要とするの
で、生成されるカルバミド酸エステル1分子当り
三弗化硅素少なくとも1分子及び生成される炭酸
エステル1分子当り三弗化硼素少なくとも2分子
が消費されることにある。これによつて、この方
法は費用がかかるだけでなく、著しい環境汚染も
起こす。それというのも、三弗化硼素はH2N・
BF3−アダクトの形で生じるからである。 更に、メチル−N−フエニルウレタンは、一般
化炭素、硫黄、アニリン及びメタノールから製造
することができる(R.A.Franz他、“J.Org.
Chem”、第28巻、第585頁(1963年)。この場合
に殊に、長い反応時間でも25%を上廻らない僅か
な収率は不利である。 米国特許第2409712号明細書の記載によれば、
N−アルキルウレタン及びN−アリールウレタン
は、モノアミンと尿素、N,N′−ジアルキル−
又はN,N′−ジアリール尿素及びアルコールと
を、150℃〜350℃の温度で、場合により高められ
た圧力下で反応させることによつて製造すること
ができる。しかしながら、N−アルキルウレタン
の製造だけは前記方法により実施が記載されてい
るが、N,N′−ジ置換ジウレタン及びポリウレ
タンの製造は記載されていない。 N−置換モノウレタンを製造するために、尿素
を米国特許第2677698号明細書の記載によりまず
モノアミンを用いて相応するN,N′−ジ置換尿
素に変え、この尿素を精製し、引続きアルコール
と反応させる。 前記方法の欠点は、費用及び手間のかかる技術
であるとともに、特にN,N′−ジ置換尿素を製
造し、かつ精製することによつても、収率は僅か
で、改善することができないことである。 これらの欠点は、米国特許第2806051号明細書
(この明細書には尿素とモノアミンとアルコール
からモノウレタンを製造する方法が開示されてい
る。)による方法を用いても排除することはでき
ない。この特許明細書の記載によれば、例えばn
−ヘキシルアミンと尿素及びアルコールとをモル
比1.0:1.2:2.0で200℃以下、有利に120℃〜160
℃の温度で反応させる。また、有利に前記温度範
囲内でも、工業的に有利な反応時間でこの方法に
よりN−置換ウレタンは僅かな収率でのみ得られ
る。それ故に、N−アルキルウレタン及びN−シ
クロアルキルウレタンの製造が記載されているそ
の後の米国特許第3076007号明細書には、場合に
よつては置換されていてもよい尿素を用いる前記
方法は記載されておらず;これに反して、ホスゲ
ンとアルコールとを反応させてクロルアルキルホ
ルメートにし、引続きアミンと後反応させてウレ
タンに変えることが述べてあり、ウレタンの製造
に特に有利なものとしてアミンと炭酸エチレンと
の反応が推奨されることは驚異的なこととはいえ
ない。 米国特許第2806051号明細書に記載の実施例と
同様の方法で実験を試みた。即ちこの場合モノア
ミンの代りにジアミン、例えばヘキサメチレンジ
アミンを反応させると、前記の公知技術に相応し
て高い収率で、沈澱物の形で、構造がジアミンと
ポリイソシアネートとからなる公知のポリ尿素と
十分に同一視得る生成物が得られた。このことは
米国特許第2806051号明細書に記載の製造方法が
モノアミンを原料として用いる反応に限定されて
いることを意味している。したがつて前記明細書
に脂肪族及び/又は脂環式及び/又は複素環式の
ジアミン、ポリアミンから出発するジウレタン及
び/又はポリウレタンの製造方法が、この別法で
あつたとしても、全く記載されていないことは当
然で驚くにはあたらない。 本発明の課題は、脂肪族及び/又は脂環式及
び/又は複素環式のジウレタン及び/又はポリウ
レタンを容易に入手しうる出発成分からできるだ
け経済的に許容しうる条件下での反応工程で良好
な収率で製造することにある。激しい毒性の出発
物質、例えばホスゲン、一酸化炭素又は有害であ
るかあるいは反応の経過中に有害な化合物を形成
する触媒、例えば硫化水素の使用は、十分に回避
するのが好ましい。 この課題は、第1級の脂肪族、脂環式及び複素
環式のジアミン、ボリアミン又はこれらのアミン
の混合物からなる群より選択される複数の第1級
ジアミン、ポリアミンを、尿素及びアルコール
と、触媒の不存在下、160℃〜300℃の範囲の温度
において反応させ、そして生成するアンモニアを
分離することを特徴とする脂肪族、脂環式及び複
素環式のジ−及び/又はポリウレタンの製造方法
によつて解決された。 この反応は、次の方程式によつて説明すること
ができる: 脂肪族、脂環式及び複素環式のジウレタン及
び/又はポリウレタンが、殊に処理過程で良好な
収率で形成することは、特に驚異的なことといえ
る。それというのも、公知の思想によりジアミン
及び尿素によつて、例えばヘキサメチレンジアミ
ン及び尿素ヘキサメチレン−ジ尿素からの相当す
るジ尿素が得られるからである。尿素及びアルコ
ールからウレタンは得ることもできるが、しかし
ウレタンはアミンの存在下で後反応してN,
N′−ジ置換尿素に変わる(Houben−Weyl、
“Methoden der organischen Chemie”、第8
巻、第151頁及び第140頁、Georg Thieme
Verlag(Stuttgart)社刊、1952年)。更に、ジ尿
素の代りに、ドイツ連邦共和国特許第896412号明
細書によれば、炭酸のジアミド、例えばアミノ基
が3よりも多い原子の鎖によつて分離されている
尿素及びジアミンから紡糸可能な高分子縮合生成
物を製造することができる。例えば、8000〜
10000及びそれ以上の分子量を有する高分子ポリ
尿素も、ジウレタンとジアミンとを約150℃〜300
℃の温度で縮合させると得られる(米国特許第
2181663号明細書及び同第2568885号明細書)。更
に、モノウレタン及びポリウレタンは、イソシア
ネート、アルコール及び場合によりオレフイン、
二酸化炭素、尿素及びカルボジイミドに熱分解さ
れ、その際に得られる分解生成物は、さらに数多
くの後続生成物、例えばビユレツト、アロフアネ
ート、イソシアヌレート、ポリカルボジイミド等
を形成しうる(“J.A.C.S.”、第80巻、第5495頁
(1958年)及び同書第78巻、第1946頁(1956年)
ので、本発明方法により極めて類似した反応条件
下で脂肪族、脂環式及び複素環式のジウレタン及
び/又はポリウレタンが良好な収率で得られると
は予想することができなかつた。このことは、ジ
ウレタンを前記生成物から本発明による反応条件
により製造する試験は意図したものではなかつた
ので、特に意外なことであつた。 尿素及びアルコールを用いる本発明による反応
には、式R−(NH2)oのアミンが好適であり、こ
の場合Rは多価の、場合によつては置換されてい
てもよい脂肪族又は脂環式の基、又はこの種の混
合基を表わし、nは値がRの原子価に相当しかつ
少なくとも2、特に2〜5、殊に2である整数を
表わす。脂肪族基は、2〜20個、特に3〜16個、
殊に4〜12個の炭素原子を含有し;この基は、直
鎖状又は分枝鎖状構造を有しかつ押込まれたヘテ
ロ原子、例えば酸素原子、硫黄原子又は第三級窒
素原子、又は2価の複素環式基を架橋員として結
合して含有しうる。脂環式基は、5〜12個、有利
に6〜12個の炭素原子を含有し、この種の混合基
は、8〜50個、有利に10〜15個の炭素原子を有す
る。詳細には、例えば次のものが挙げられる: 脂肪族ジアミン、例えばエチレンジアミン、
1,3−プロピレンジアミン、1,2−プロピレ
ンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロピ
レンジアミン、1,4−ブチレンジアミン、1,
5−ペンタメチレン−ジアミン、1,6−ヘキサ
メチレン−ジアミン、2,2,4−トリメチル−
1,6−ヘキサメチレン−ジアミン、1,8−オ
クタメチレン−ジアミン、1,10−デシレンジア
ミン及び1,12−ドデシレン−ジアミン、脂環式
ジアミン、例えば1,2−シクロヘキサン−ジア
ミン、1,3−シクロヘキサン−ジアミン、1,
4−シクロヘキサン−ジアミン、2,4−ヘキサ
ヒドロトルイレン−ジアミン、2,6−ヘキサヒ
ドロトルイレン−ジアミン及び相応する異性体混
合物、脂肪族脂環式ジアミン、例えば1,4−ヘ
キサヒドロキシリレン−ジアミン、4,4′−ジア
ミノ−ジシクロヘキシルメタン、2,4′−ジアミ
ノ−ジシクロヘキシルメタン、2,2′−ジアミノ
−ジシクロヘキシルメタン及び相応する異性体混
合物である2,2−ジ(4−アミノシクロヘキシ
ル)−プロパン、3−アミノメチル−3,5,5
−トリメチル−シクロヘキシルアミン及び式: で示されるジシクロペンタジエニル化合物、ポリ
アミン、例えば式: 〔式中、nは1〜4を表わす〕で示されるポリシ
クロヘキシル−ポリメチレン−ポリアミン及びジ
アミノ−ジシクロヘキシルメタンとポリシクロヘ
キシル−ポリメチレン−ポリアミンとから成る混
合物ならびにヘテロ原子又は複素環式基を結合し
て含有するジアミン、例えば3,3′−ジアミノ−
ジプロピルエーテル、場合によつては置換されて
いてもよいN,N′−ビス−(アミノアルキル−)ピ
ペラジン、例えばN,N′−ビス−(2,2−ジメ
チル3−アミノプロピル−)ピペラジン及びN,
N′−ビス−(アミノプロピル−)ピペラジン。この
種のジウレタンを従来の方法により、例えばホス
ゲン又はクロル炭酸エステルを用いて製造する場
合には、副生成物として著量の塩が生じる。 特殊なものが有効であるので有利には、1,6
−ヘキサメチレン−ジアミン、2,2,4−トリ
メチル−1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,
4−ヘキサヒドロキシリレン−ジアミン、2,4
−ヘキサヒドロトルイレン−ジアミン、2,6−
ヘキサヒドロトルイレン−ジアミン及び相応する
異性体混合物、4,4′−ジアミノ−ジシクロヘキ
シルメタン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、
2,2−ジ−(4−アミノシクロヘキシル)−プロ
パン及び3−アミノメチル−3,5,5−トリメ
チル−シクロヘキシルアミンが使用される。 本発明方法に対するアルコールとしては、任意
の場合によつては置換されていてもよい第一級又
は第二級の脂肪族アルコール及び芳香族脂肪族ア
ルコールならびにその混合物を使用することがで
きる。例えば、1〜20個の炭素原子、有利に1〜
10個の炭素原子を有する第一級脂肪族モノアルコ
ールには、例えばメタノール、エタノール、プロ
パノール、n−ブタノール、イソブタノール、2
−メチルブタノール、3−メチルブタノール、ネ
オペンチルアルコール、ペンタノール、2−メチ
ル−ペンタノール、n−ヘキサノール、2−エチ
ルヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタ
ノール、n−ノナノール、n−デカノール、n−
ドデカノール、2−フエニルプロパノール及びベ
ンジルアルコールがこれに該当し、3〜15個の炭
素原子、有利に3〜6個の炭素原子を有する第二
級の脂肪族及び脂環式のモノアルコールには、例
えばイソプロパノール、s−ブタノール、s−イ
ソアミルアルコール、シクロペンタノール、シク
ロヘキサノール、2,3−メチル−シクロヘキサ
ノール、4−メチル−シクロヘキサノール及び4
−t−ブチル−シクロヘキサノールがこれらに該
当する。有利には、モノアルコールとしてメタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノール、
イソブタノール、2−メチル−ブタノール、3−
メチル−ブタノール、2−エチルブタノール、ペ
ンタノール、2−メチル−ペンタノール、ヘキサ
ノール、2−エチルヘキサノール、ヘプタノー
ル、オクタノール及びシクロヘキサノールが使用
される。 本発明方法により脂肪族、脂環式及び複素環式
のジウレタン及び/又はポリウレタンを製造する
ために、前記第1級の脂肪族、脂環式及び複素環
式のジアミン、ポリアミン及びアルコールと尿素
とを、アミンのNH2基と尿素とアルコールのヒ
ドロキシル基との比率が1:0.7〜10:1〜50、
特に1:0.9〜2.5:1.25〜15、殊に1:1〜2:
1.25〜10であるような量で反応させる。 この反応は、有利に溶剤及び試薬としての過剰
量のアルコールの存在下で及び触媒の不在下でか
又は場合により触媒の存在下で高められた温度で
及び場合によつては減圧下でか又は高められた圧
力下で実施され、その際に生成されるアンモニア
を直接に反応混合物から、例えば蒸留によつて分
離するのが有利であることが判明した。 すでに前記したように、反応は有利にアルコー
ル過剰で実施されるので、アルコールは反応成分
として及び同時に溶剤として作用する。しかしな
がら、アルコールの代りにアルコールと反応条件
下で不活性の他の有機溶剤とからなる混合物も使
用することができる。 脂肪族、脂環式及び複素環式のジウレタン及
び/又はポリウレタン、有利にジウレタンの製造
は、本発明により有利に触媒の不在下に実施され
る。それというのも、反応は常法で経済的に許容
しうる反応時間で良好な収率で行なわれるからで
ある。この方法では、触媒を得られる最終生成物
から分離するための費用のかかる精製操作は省略
される。 反応速度を高めるために、有利に低い温度で反
応を触媒の存在下で実施する場合には、この触媒
は、有利に第一級のジアミン又はポリアミンの重
量に対して0.1〜20重量%、特に0.5〜10重量%、
殊に1〜5重量%の量で使用される。触媒として
は、周期律の第A族、第B族、第A族、第
B族、第A族、第B族、第A族、第B
族、第A族、第B族、第B族、第B族及
び第族の群の金属の1個以上、有利に1個のカ
チオン(“Handbook of Chemistry and
Physics、”第14版、Chemical Rubber
Publishing Co.(2310 Superior Ave.N.E.
Cleveland、Ohio)社刊、に規定されている)を
含有する無機又は有機化合物、例えばその塩化物
及び臭化物のようなハロゲン化物、硫酸塩、燐酸
塩、硝酸塩、硼酸塩、アルコレート、フエノレー
ト、スルホネート、オキシド、オキシドヒドレー
ト、ヒドロキシド、カルボキシレート、キレー
ト、カルボネート及びチオ−又はジチオカルバメ
ートが好適である。次の金属のカチオンが例示で
きる:リチウム、カリウム、マグネシウム、カル
シウム、アルミニウム、ガリウム、錫、鉛、蒼
船、アンチモン、銅、銀、金、亜鉛、水銀、セリ
ウム、チタン、バナジウム、クロム、モリブデ
ン、マンガン、鉄、コバルト及びニツケル。有利
には、リチウム、カルシウム、アルミニウム、
錫、蒼船、アンチモン、銅、亜鉛、チタン、バナ
ジウム、クロム、モリブデン、マンガン、鉄及び
コバルトが使用される。触媒は、その欠点が明ら
かに確認されなくとも水和物又はアンモニア化物
の形で使用することもできる。 反応は160℃〜300℃、特に180℃〜250℃、殊に
185℃〜230℃の温度で0.1〜120バール、特に0.5
〜60バール、殊に1〜40バールの圧力で実施され
る。この温度範囲に関して、0.1〜50時間、特に
1〜20時間、殊に4〜12時間の反応時間が得られ
る。更に、反応は、前記温度で有利に加圧下で実
施され、その際に生成されるアンモニアは選択的
に混合物から留去させることができる。これに相
応する値は、アンモニア及びアルコールの物理的
特性値の表から知ることができる。 本発明方法により、ジウレタン及び/又はポリ
ウレタンは有利に次のようにして製造される:出
発成分を相応するモル比で混合し、これを触媒の
不存在下で、アンモニアの分離装置を備える反応
容器又は場合により圧力容器中で加熱する。生成
されるアンモニアは、反応の終結後に分離するこ
とができるが。有利にはすでに反応の経過中に留
去させる。この場合には、殊に低分子アルコール
の反応の際に加圧下で、アンモニアを反応条件下
で不活性の剥離剤、例えば窒素のようなガスを用
いて分離するのが有利である。 一般に、反応時間の著しい減少をもたらす特に
優れた実施態様により、第1級の脂肪族及び/又
は脂環式及び/又は複素環式のジアミン・ポリア
ミン、尿素及びアルコールを、第一にアミンの
NH2基と尿素とアルコールとの比率1:1〜
1.5:1〜2、有利に1:1〜1.25:1.25〜1.75で
1〜4時間、有利に2〜3時間反応させ、その後
に反応混合物に付加的にアルコールを、使用され
るアミンのNH2基1個当り2.5〜7.5モル、有利に
3〜6モルであるような量で注入し、反応を全体
で4〜20時間、有利に5〜12時間で完結させる。
引続き、得られる反応混合物から、場合によつて
は触媒の分離後及び/又は固体の別後に、ジウ
レタン及び/又はポリウレタンは、例えばアルコ
ール及び/又は溶剤ならびに場合によつては副生
成物として形成されるO−アルキルカルバメート
の留去によつて、アルコールの部分的留去かつ晶
出によつて、晶出によつて、他の溶剤を用いる沈
殿によつて又は他の溶剤からの再結晶によつて単
離される。 本発明方法により製造された脂肪族及び/又は
脂環式のジウレタン及び/又はポリウレタンは、
重要な最終生成物及び中間生成物である。該ウレ
タンは、例えば害虫駆除剤として使用される。中
間生成物としては、これは、重縮合系及び重合体
系の成分として使用されるが、殊にアルコールの
脱離下で相応するイソシアネートに変わり、この
場合にジイソシアネート及びポリイソシアネート
はポリウレタンの製造のために使用される。 実施例、比較例及び参考例中に記載した“部”
は、“重量部”に対するものである。元素組成及
び構造は、元素分析、質量分光分析ならびに赤外
スペクトル及び核磁気共鳴スペクトルによつて証
明される。 実施例 1 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部及びn−オクタノール−(1)1300部とを強力
撹拌下でアンモニアの留去下で20時間還流温度
(185℃〜200℃常圧)まで加熱する。反応生成物
を反応混合物の冷却時に晶出させる。この生成物
を過しかつ乾燥させることによつて使用物質で
ある1,6−ヘキサメチレン−ジアミン及び尿素
に対して理論値の91%に相当する1,6−ジ−
(オクトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサン389
部、C24H48N2O4(分子量428)が得られる。融点
108℃〜109℃。 実施例 2 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部、オクチル酸ナトリウム1.5部及びn−オク
タノール−(1)1300部とを実施例1と同様にして16
時間還流温度まで加熱する。この混合物を冷却
し、過し、n−オクタノール−(1)で洗浄しかつ
乾燥させた後に、理論値の92.5%に相当する1.6
−ジ−(オクトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサ
ン396部が得られる。融点106℃〜108℃。 実施例 3 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
132部及びn−オクタノール−(1)1300部とを実施
例1と同様にして反応させる。1,6−ヘキサメ
チレンジアミンに対して理論値の93%に相当する
1,6−ジ−(オクトキシカルボニル−アミノ)−
ヘキサン398部が得られる。融点107℃〜109℃。 実施例 4 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
132部及びn−オクタノール−(1)390部とを還流温
度(185℃〜200℃)で10時間撹拌する。約100℃
まで冷却された反応混合物から不溶性固体を別
し、反応生成物を室温まで冷却することによつて
晶出させ、過し、n−オクタノール−(1)で洗浄
しかつ乾燥させることによつて1.6−ヘキサメチ
レンジアミンに対して理論値の77%に相当する
1,6−ジ−(オクトキシカルボニル−アミノ)−
ヘキサン329部を得る(純度約95%)。融点104℃
〜106℃。 実施例 5 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
132部及びn−オクタノール−(1)390部とを還流温
度(185℃〜200℃)で2時間撹拌する。次に、付
加的にn−オクタノール−(1)520部を反応混合物
中に流入させ、反応を還流温度で8時間で完結さ
せる。反応生成物を冷却することによつて晶出さ
せ、過し、n−オクタノール−(1)で洗浄しかつ
乾燥させることによつて1,6−ヘキサメチレン
ジアミンに対して理論値の96%に相当する1,6
−ジ−(オクトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサ
ン411部を得る。融点107℃〜108℃。 実施例 6 1,6−ヘキサメチレンジアミン232部と尿素
264部及びn−ブタノール450部とを、反応混合物
1当り毎時窒素10の通過量で浸漬管を介して
還流温度(185℃〜195℃)で6〜7バールで3時
間撹拌する。次に、付加的にn−ブタノール450
部を反応混合物中に流入させ、反応を195℃〜200
℃(7バール)で8時間継続させる。反応混合物
を冷却することによつて反応生成物を晶出させ、
過しかつアセトン/水から再結晶させた後に、
1,6−ヘキサメチレンジアミンに対して理論値
の94%に相当する1,6−ジ−(ブトキシカルボ
ニル−アミノ)−ヘキサン594部、C16H32N2O4(分
子量316)、を得る。融点90℃〜92℃。 実施例 7 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部及びエタノール130部とを、反応混合物1
当り毎時窒素7の通過量で浸漬管を介して還流
温度(185℃〜195℃)で23〜25バールで2時間撹
拌する。次に、付加的にエタノール200部を反応
混合物中に流入させ、反応を195℃〜200℃で8時
間継続させる。反応混合物をエタノールの留去に
よつて濃縮させ、晶出する生成物を過し、アセ
トン/水からの再結晶後に1,6−ヘキサメチレ
ンジアミンに対して理論値の87%に相当するジ−
(エトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサン227部、
C12H24N2O4(分子量260)、を得る。融点80℃〜82
℃。 実施例 8 4,4′−ジアミノ−ジシクロヘキシル−メタン
210部と尿素132部及びn−オクタノール−(1)390
部とを還流温度(185℃〜205℃)でアンモニアの
留去下に2時間撹拌する。次に、付加的にn−オ
クタノール−(1)510部を流入させ、反応を還流温
度で10時間継続させる。100℃まで冷却された反
応混合物を過し、室温まで冷却することによつ
て反応生成物を晶出させ、過し、オクタノール
で洗浄しかつ乾燥させることによつて4,4′−ジ
アミノ−ジシクロヘキシル−メタンに対して理論
値の94.6%に相当するジ−(4−オクトキシ−カ
ルボニル−アミノシクロヘキシル)−メタン494
部、C31H58N2O4(分子量522)、を得る。融点129
℃〜131℃(酢酸エチルから) 比較例 (米国特許第2806051号明細書によるモノウレ
タンの製造に相当) 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
144部及びn−ブタノール150部とを、120℃〜150
℃で1〜3バールで20時間撹拌する。著量の無定
形固体が分離され、(過しかつ乾燥させた後の)
その赤外スペクトルは、ポリ−ヘキサメチレン−
尿素のスペクトルと十分に一致する。この固体
は、n−ブタノール中での加熱時に190℃で6〜
7バールで2時間経つても完全に溶解しない。こ
の反応混合物の液からは、ジ−(ブトキシカル
ボニルアミノ)−ヘキサンを単離することはでき
なかつた。 このように、米国特許第2806051号に記載され
たモノアミンからモノウレタンを製造する方法
は、本願発明に係るジ−及び/又はポリウレタン
の製造方法へ移項適用できないことを示してい
る。このことは比較例における反応条件特に温度
条件下では不溶性のポリ尿素が形成され、これは
それに続く190℃の温度での熱処理によつてもモ
ノマーのポリウレタンに分解されることはできな
いからである。 実施例 9 1,4−ヘキサヒドロ−キシリレン−ジアミン
142部と尿素126部及びn−オクタノール−(1)400
部とを還流温度(185℃〜200℃)でアンモニアの
留去下に2時間撹拌する。次に、付加的にn−オ
クタノール−(1)600部を反応混合物中に流入させ、
反応を還流温度で8時間継続させる。110℃まで
冷却された反応混合物を過し、室温まで冷却す
ることによつて反応生成物を晶出させ、過し、
n−オクタノール−(1)で洗浄しかつ乾燥させた後
に1,4−ヘキサヒドロ−キシリレンジアミンに
対して理論値の95.4%に相当する1,4−ジ−
(オクトキシカルボニル−アミノメチル)−シクロ
ヘキサン434部、C26H50N2O4(分子量454)、を得
る。融点122℃(酢酸エチルから)。 実施例 10 1,4−ジアミノ−シクロヘキサン114部と尿
素120部及びn−オクタノール−(1)390部とを、還
流温度(185℃〜200℃)でアンモニアの留去下に
3時間撹拌する。次に、付加的にn−オクタノー
ル−(1)610部を反応混合物中に流入させ、反応を
還流温度で7時間継続させる。反応生成物を冷却
によつて晶出させ、過し、オクタノール−(1)で
洗浄しかつ乾燥させた後に1,4−ジアミノ−シ
クロヘキサンに対して理論値の91.8%に相当する
1,4−ジ−(オクトキシ−カルボニル−アミノ)
−シクロヘキサン391部C24H46N2O4(分子量426)、
を得る。 実施例 11 ヘキサメチレンジアミン116部と尿素135部及び
ヘキサデカノール−(1)1300部とを、アンモニアの
留去下で195℃〜205℃で18時間撹拌する。この反
応混合物を冷却させ、エタノール/アセトン
(1/1)の混合物2000部で温漬し、かつ過す
る。残滓として、1,6−ヘキサメチレンジアミ
ンに対して理論値の63%に相当する1,6−ジ−
(ヘキサデコキシ−カルボニル−アミノ)−ヘキサ
ン411部、C40H80N2O4(分子量652)が残留する。
融点114℃〜116℃(酢酸エチルから)。液は、
付加的含分の1,6−ジ−(ヘキサデコキシ−カ
ルボニル−アミノ)−ヘキサンを含有する。 実施例 12 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
132部及び2−ブトキシ−エタノール−(1)350部と
を還流温度(180℃〜200℃)でアンモニアの留去
下で撹拌する。次に、付加的に2−ブトキシエタ
ノール−(1)650部を反応混合物中に流入させ、反
応を還流温度で8時間継続させる。非反応のブト
キシエタノールを水流ポンプで十分に留去し、残
滓をメタノールに吸収し、水の添加によつて生成
物を生じる。この生成物を過しかつ乾燥させた
後に1,6−ヘキサメチレンジアミンに対して理
論値の93.6%に相当する1,6−ジ−(2−ブト
キシ−エトキシ−カルボニル−アミノ)−ヘキサ
ン378部、C20H40N2O6(分子量404)、を得る。融
点64℃〜66℃。 実施例 13 ジ−(3−アミノプロピル)−エーテル156部と
尿素132部及びn−オクタノール−(1)390部とを、
アンモニアの留去下で還流温度(185℃〜200℃)
で2時間撹拌する。次に、付加的にn−オクタノ
ール610部を反応混合物中に流入させ、反応を還
流温度で6時間継続させる。非反応のオクタノー
ル及び0−オクチルカルバメートを塔底温度が約
180℃になるまで2ミリバールで留去し、ジ−(3
−アミノプロピル)−エーテルに対して理論値の
97.3%に相当する、冷却時に結晶化する残滓であ
るジ−(3−オクトキシカルボニル−アミノ−プ
ロピル)−エーテル432部、C24H48N2O5(分子量
444)、を得る。(純度約96%)。融点61℃(酢酸エ
チルから)。 実施例 14 N,N′−ビス−(2,2−ジメチル−3−アミ
ノプロピル)−ピペラジン256部と尿素126部及び
n−オクタノール−(1)1300部とを、アンモニアの
留去下で還流温度(185℃〜200℃)で16時間撹拌
する。非反応のオクタノール及び0−オクチルカ
ルバメートを塔底温度が180℃〜200℃になるまで
2ミリバールで迅速に留去させ、残滓としてN,
N′−ビス−(2,2−ジメチル−3−アミノプロ
ピル)−ピペラジンに対して理論値の99%に相当
するN,N′−ビス−(2,2−ジメチル−3−オ
クトキシカルボニル−アミノ−プロピル)−ピペ
ラジン559部、C32H64N4O4(分子量568)、を得る
(純度約94%)。融点67℃〜68℃(アセトン/水か
ら)。 実施例 15 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170部と尿素120部及び
n−オクタノール400部とをアンモニアの留去下
で還流温度(185℃〜200℃)で2時間撹拌する。
次に、付加的にn−オクタノール500部を反応混
合物中に流入させ、反応を還流温度で10時間継続
させる。この反応混合物を蒸留によつて塔底温度
が約200℃になるまで2ミリバールで迅速に濃縮
させ、部分的結晶残滓として理論値の96%に相当
する3−(オクトキシカルボニル−アミノメチル)
−3,5,5−トリメチル−1−(オクトキシカ
ルボニル−アミノ)−シクロヘキサン463部、
C28H54N2O4(分子量482)、を得る。(純度約95%) 実施例 16 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部及び2−エチルヘキサノール400部とを、ア
ンモニアの留去下で還流温度(185℃〜190℃)で
3時間撹拌する。次に、さらに2−エチルヘキサ
ノール800部を添加し、反応を還流温度で15時間
継続させる。この反応混合物を塔底温度が190℃
〜200℃になるまで2ミリバールで迅速に留去さ
せ、徐々に結晶化する残滓として1,6−ジ−
(2−エチルヘキソキシ−カルボニル−アミノ)−
ヘキサン445部、C24H28N2O4(分子量428)、を得
る(純度約75%)。 実施例 17 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部及びシクロヘキサノール1000部とを、アン
モニアの留去下に還流温度(185℃〜195℃)で2
〜3バールで18時間撹拌する。この反応混合物を
約100℃まで冷却させ、過し、液を蒸留によ
つて塔底温度が約180℃になるまで5〜10ミリバ
ールで濃縮させる。残滓をメタノール/水から結
晶させることによつて理論値の86%に相当する
1,6−ジ−(シクロヘキソキシカルボニル−ア
ミノ)−ヘキサン317部、C20H36N2O4(分子量
368)、を得る。融点98℃〜100℃。 実施例 18 2,4−ヘキサヒドロ−トルイレンジアミン
128部と尿素144部及びn−オクタノール1300部と
を、アンモニアの留去下で還流温度(185℃〜195
℃)で18時間撹拌する。この反応混合物からn−
オクタノール及び0−オクチルカルバメートを塔
底温度が約200℃になるまで2〜3ミリバールで
迅速に留去させ、残滓を熱い酢酸エチルに吸収
し、冷却の際に晶出する2,4−ヘキサヒドロ−
トルイレン−ジアミンの環式尿素を別し、溶剤
の留去後に淡黄色のロウ様残滓として2,4−ヘ
キサヒドロ−トルイレン−ジアミンに対して理論
値の60%に相当する2,4−ジ−(オクトキシカ
ルボニル−アミノ)−メチルシクロヘキサン264
部、C25H48N2O4(分子量440)、を得る。(純度約
94%)。 実施例 19 ジアミノ−ネオペンタン102部と尿素180部及び
n−オクタノール1000部とを、アンモニアの留去
下で還流温度(185℃〜200℃)で18時間撹拌す
る。この反応混合物からn−オクタノール及びO
−オクチルカルバメートを塔底温度が約200℃に
なるまで2〜3ミリバールで迅速に留去させ、残
滓を熱い酢酸エチルに吸収し、冷却の際に晶出す
る5,5−ジメチル−ヘキサヒドロピリミジン−
2−オンを別し、溶剤の留去後に淡黄色の油状
残滓としてジアミノ−ネオペンタンに対して理論
値の47.8%に相当するジ−(オクトキシカルボニ
ル−アミノ)−ネオペンタン198部、C23H46N2O4
(分子量414)、を得る(純度95%)。 実施例 20 1,6−ヘキサメチレンジアミン5.8部と尿素
7.2部及びエタノール9.2部とを、反応混合物1
当り毎時窒素7の通過量で浸漬管を介して13時
間170℃〜175℃まで加熱し、その際に反応容器中
の圧力弁によつて15〜16バールの圧力に調節する
ので、反応混合物は沸騰する。冷却した後に、反
応混合物を“ドイツ連邦共和国標準規格
(Internen)Standard)”の方法によるガスクロ
マトグラフイーにより検査する。この場合、1,
6−ヘキサメチレンジアミンは実際に完全に反応
し、その際に1,6−ジ−(エトキシカルボニル
アミノ)−ヘキサン10.9部(反応した1,6−ヘ
キサメチレンジアミンに対して理論値の83.8%)
が生成していることを示す。これは、37.8g/
.h.の空時収量に相当する。 参考例 1〜5 実施例20の記載と同様にして実施するが、反応
混合物に付加的に触媒0.1部を添加する。 使用される触媒、反応時間及び得られる収率
は、次表に纏められている。 【表】
のジアミン、ポリアミン又はこれらの混合物から
なる群より選択される複数の第1級ジアミン、ポ
リアミン、尿素及びアルコールから、高温で、触
媒の不存在下において脂肪族、脂環式及び複素環
式のジウレタン及び/又はポリウレタンを製造す
る方法に関する。 N−置換ウレタンは、工業的には通例アルコー
ルとイソシアネートか又はアミンとクロル炭酸エ
ステルの反応によつて製造され、この場合イソシ
アネートもクロル炭酸エステルも、相応するアミ
ンをホスゲン化しかつ塩化水素を分離することに
よつてか又はアルコールをホスゲン化することに
よつて得られる。(Houben−Weyl、“Methoden
der organischen Chemie”、第8巻、第137頁、
第120頁及び第101頁、Georg Thieme Verlag
(Stuttgart)社刊、1952年)この方法は、工業的
に極めて費用がかかり;さらに、ホスゲンの使用
は、それと結び付く安全性及び環境保護の理由か
ら著しい欠点をもたらす。 N−置換ウレタンは、中間生成物及び最終生成
物として使用される。ドイツ連邦共和国特許出願
公開第2635490号明細書又は米国特許第3919278号
明細書の記載によれば、N−置換ウレタンは例え
ばイソシアネートの製造に好適である。従つて、
N−置換ウレタンに対する他の製造法の重要性は
ますます増大しつつある。 すなわち、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
2160111号明細書には、有機カルボネートと第一
級又は第二級のアミンとをルイス酸の存在下に反
応させることによるN−置換ウレタンの製造法が
記載されている。この方法の欠点は、反応速度が
実際に低く、それに応じて反応時間が長く;さら
に副生成物として付加的に常にN−アルキル−ア
リールアミンを製出することにある。 米国特許第2834799号明細書の記載によれば、
カルバミド酸エステル及び炭酸エステルは、尿素
とアルコールとを三弗化硼素の存在下に反応させ
ることによつて製造される。この場合の欠点は、
三弗化硼素を触媒として等モル量必要とするの
で、生成されるカルバミド酸エステル1分子当り
三弗化硅素少なくとも1分子及び生成される炭酸
エステル1分子当り三弗化硼素少なくとも2分子
が消費されることにある。これによつて、この方
法は費用がかかるだけでなく、著しい環境汚染も
起こす。それというのも、三弗化硼素はH2N・
BF3−アダクトの形で生じるからである。 更に、メチル−N−フエニルウレタンは、一般
化炭素、硫黄、アニリン及びメタノールから製造
することができる(R.A.Franz他、“J.Org.
Chem”、第28巻、第585頁(1963年)。この場合
に殊に、長い反応時間でも25%を上廻らない僅か
な収率は不利である。 米国特許第2409712号明細書の記載によれば、
N−アルキルウレタン及びN−アリールウレタン
は、モノアミンと尿素、N,N′−ジアルキル−
又はN,N′−ジアリール尿素及びアルコールと
を、150℃〜350℃の温度で、場合により高められ
た圧力下で反応させることによつて製造すること
ができる。しかしながら、N−アルキルウレタン
の製造だけは前記方法により実施が記載されてい
るが、N,N′−ジ置換ジウレタン及びポリウレ
タンの製造は記載されていない。 N−置換モノウレタンを製造するために、尿素
を米国特許第2677698号明細書の記載によりまず
モノアミンを用いて相応するN,N′−ジ置換尿
素に変え、この尿素を精製し、引続きアルコール
と反応させる。 前記方法の欠点は、費用及び手間のかかる技術
であるとともに、特にN,N′−ジ置換尿素を製
造し、かつ精製することによつても、収率は僅か
で、改善することができないことである。 これらの欠点は、米国特許第2806051号明細書
(この明細書には尿素とモノアミンとアルコール
からモノウレタンを製造する方法が開示されてい
る。)による方法を用いても排除することはでき
ない。この特許明細書の記載によれば、例えばn
−ヘキシルアミンと尿素及びアルコールとをモル
比1.0:1.2:2.0で200℃以下、有利に120℃〜160
℃の温度で反応させる。また、有利に前記温度範
囲内でも、工業的に有利な反応時間でこの方法に
よりN−置換ウレタンは僅かな収率でのみ得られ
る。それ故に、N−アルキルウレタン及びN−シ
クロアルキルウレタンの製造が記載されているそ
の後の米国特許第3076007号明細書には、場合に
よつては置換されていてもよい尿素を用いる前記
方法は記載されておらず;これに反して、ホスゲ
ンとアルコールとを反応させてクロルアルキルホ
ルメートにし、引続きアミンと後反応させてウレ
タンに変えることが述べてあり、ウレタンの製造
に特に有利なものとしてアミンと炭酸エチレンと
の反応が推奨されることは驚異的なこととはいえ
ない。 米国特許第2806051号明細書に記載の実施例と
同様の方法で実験を試みた。即ちこの場合モノア
ミンの代りにジアミン、例えばヘキサメチレンジ
アミンを反応させると、前記の公知技術に相応し
て高い収率で、沈澱物の形で、構造がジアミンと
ポリイソシアネートとからなる公知のポリ尿素と
十分に同一視得る生成物が得られた。このことは
米国特許第2806051号明細書に記載の製造方法が
モノアミンを原料として用いる反応に限定されて
いることを意味している。したがつて前記明細書
に脂肪族及び/又は脂環式及び/又は複素環式の
ジアミン、ポリアミンから出発するジウレタン及
び/又はポリウレタンの製造方法が、この別法で
あつたとしても、全く記載されていないことは当
然で驚くにはあたらない。 本発明の課題は、脂肪族及び/又は脂環式及
び/又は複素環式のジウレタン及び/又はポリウ
レタンを容易に入手しうる出発成分からできるだ
け経済的に許容しうる条件下での反応工程で良好
な収率で製造することにある。激しい毒性の出発
物質、例えばホスゲン、一酸化炭素又は有害であ
るかあるいは反応の経過中に有害な化合物を形成
する触媒、例えば硫化水素の使用は、十分に回避
するのが好ましい。 この課題は、第1級の脂肪族、脂環式及び複素
環式のジアミン、ボリアミン又はこれらのアミン
の混合物からなる群より選択される複数の第1級
ジアミン、ポリアミンを、尿素及びアルコール
と、触媒の不存在下、160℃〜300℃の範囲の温度
において反応させ、そして生成するアンモニアを
分離することを特徴とする脂肪族、脂環式及び複
素環式のジ−及び/又はポリウレタンの製造方法
によつて解決された。 この反応は、次の方程式によつて説明すること
ができる: 脂肪族、脂環式及び複素環式のジウレタン及
び/又はポリウレタンが、殊に処理過程で良好な
収率で形成することは、特に驚異的なことといえ
る。それというのも、公知の思想によりジアミン
及び尿素によつて、例えばヘキサメチレンジアミ
ン及び尿素ヘキサメチレン−ジ尿素からの相当す
るジ尿素が得られるからである。尿素及びアルコ
ールからウレタンは得ることもできるが、しかし
ウレタンはアミンの存在下で後反応してN,
N′−ジ置換尿素に変わる(Houben−Weyl、
“Methoden der organischen Chemie”、第8
巻、第151頁及び第140頁、Georg Thieme
Verlag(Stuttgart)社刊、1952年)。更に、ジ尿
素の代りに、ドイツ連邦共和国特許第896412号明
細書によれば、炭酸のジアミド、例えばアミノ基
が3よりも多い原子の鎖によつて分離されている
尿素及びジアミンから紡糸可能な高分子縮合生成
物を製造することができる。例えば、8000〜
10000及びそれ以上の分子量を有する高分子ポリ
尿素も、ジウレタンとジアミンとを約150℃〜300
℃の温度で縮合させると得られる(米国特許第
2181663号明細書及び同第2568885号明細書)。更
に、モノウレタン及びポリウレタンは、イソシア
ネート、アルコール及び場合によりオレフイン、
二酸化炭素、尿素及びカルボジイミドに熱分解さ
れ、その際に得られる分解生成物は、さらに数多
くの後続生成物、例えばビユレツト、アロフアネ
ート、イソシアヌレート、ポリカルボジイミド等
を形成しうる(“J.A.C.S.”、第80巻、第5495頁
(1958年)及び同書第78巻、第1946頁(1956年)
ので、本発明方法により極めて類似した反応条件
下で脂肪族、脂環式及び複素環式のジウレタン及
び/又はポリウレタンが良好な収率で得られると
は予想することができなかつた。このことは、ジ
ウレタンを前記生成物から本発明による反応条件
により製造する試験は意図したものではなかつた
ので、特に意外なことであつた。 尿素及びアルコールを用いる本発明による反応
には、式R−(NH2)oのアミンが好適であり、こ
の場合Rは多価の、場合によつては置換されてい
てもよい脂肪族又は脂環式の基、又はこの種の混
合基を表わし、nは値がRの原子価に相当しかつ
少なくとも2、特に2〜5、殊に2である整数を
表わす。脂肪族基は、2〜20個、特に3〜16個、
殊に4〜12個の炭素原子を含有し;この基は、直
鎖状又は分枝鎖状構造を有しかつ押込まれたヘテ
ロ原子、例えば酸素原子、硫黄原子又は第三級窒
素原子、又は2価の複素環式基を架橋員として結
合して含有しうる。脂環式基は、5〜12個、有利
に6〜12個の炭素原子を含有し、この種の混合基
は、8〜50個、有利に10〜15個の炭素原子を有す
る。詳細には、例えば次のものが挙げられる: 脂肪族ジアミン、例えばエチレンジアミン、
1,3−プロピレンジアミン、1,2−プロピレ
ンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロピ
レンジアミン、1,4−ブチレンジアミン、1,
5−ペンタメチレン−ジアミン、1,6−ヘキサ
メチレン−ジアミン、2,2,4−トリメチル−
1,6−ヘキサメチレン−ジアミン、1,8−オ
クタメチレン−ジアミン、1,10−デシレンジア
ミン及び1,12−ドデシレン−ジアミン、脂環式
ジアミン、例えば1,2−シクロヘキサン−ジア
ミン、1,3−シクロヘキサン−ジアミン、1,
4−シクロヘキサン−ジアミン、2,4−ヘキサ
ヒドロトルイレン−ジアミン、2,6−ヘキサヒ
ドロトルイレン−ジアミン及び相応する異性体混
合物、脂肪族脂環式ジアミン、例えば1,4−ヘ
キサヒドロキシリレン−ジアミン、4,4′−ジア
ミノ−ジシクロヘキシルメタン、2,4′−ジアミ
ノ−ジシクロヘキシルメタン、2,2′−ジアミノ
−ジシクロヘキシルメタン及び相応する異性体混
合物である2,2−ジ(4−アミノシクロヘキシ
ル)−プロパン、3−アミノメチル−3,5,5
−トリメチル−シクロヘキシルアミン及び式: で示されるジシクロペンタジエニル化合物、ポリ
アミン、例えば式: 〔式中、nは1〜4を表わす〕で示されるポリシ
クロヘキシル−ポリメチレン−ポリアミン及びジ
アミノ−ジシクロヘキシルメタンとポリシクロヘ
キシル−ポリメチレン−ポリアミンとから成る混
合物ならびにヘテロ原子又は複素環式基を結合し
て含有するジアミン、例えば3,3′−ジアミノ−
ジプロピルエーテル、場合によつては置換されて
いてもよいN,N′−ビス−(アミノアルキル−)ピ
ペラジン、例えばN,N′−ビス−(2,2−ジメ
チル3−アミノプロピル−)ピペラジン及びN,
N′−ビス−(アミノプロピル−)ピペラジン。この
種のジウレタンを従来の方法により、例えばホス
ゲン又はクロル炭酸エステルを用いて製造する場
合には、副生成物として著量の塩が生じる。 特殊なものが有効であるので有利には、1,6
−ヘキサメチレン−ジアミン、2,2,4−トリ
メチル−1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,
4−ヘキサヒドロキシリレン−ジアミン、2,4
−ヘキサヒドロトルイレン−ジアミン、2,6−
ヘキサヒドロトルイレン−ジアミン及び相応する
異性体混合物、4,4′−ジアミノ−ジシクロヘキ
シルメタン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、
2,2−ジ−(4−アミノシクロヘキシル)−プロ
パン及び3−アミノメチル−3,5,5−トリメ
チル−シクロヘキシルアミンが使用される。 本発明方法に対するアルコールとしては、任意
の場合によつては置換されていてもよい第一級又
は第二級の脂肪族アルコール及び芳香族脂肪族ア
ルコールならびにその混合物を使用することがで
きる。例えば、1〜20個の炭素原子、有利に1〜
10個の炭素原子を有する第一級脂肪族モノアルコ
ールには、例えばメタノール、エタノール、プロ
パノール、n−ブタノール、イソブタノール、2
−メチルブタノール、3−メチルブタノール、ネ
オペンチルアルコール、ペンタノール、2−メチ
ル−ペンタノール、n−ヘキサノール、2−エチ
ルヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタ
ノール、n−ノナノール、n−デカノール、n−
ドデカノール、2−フエニルプロパノール及びベ
ンジルアルコールがこれに該当し、3〜15個の炭
素原子、有利に3〜6個の炭素原子を有する第二
級の脂肪族及び脂環式のモノアルコールには、例
えばイソプロパノール、s−ブタノール、s−イ
ソアミルアルコール、シクロペンタノール、シク
ロヘキサノール、2,3−メチル−シクロヘキサ
ノール、4−メチル−シクロヘキサノール及び4
−t−ブチル−シクロヘキサノールがこれらに該
当する。有利には、モノアルコールとしてメタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノール、
イソブタノール、2−メチル−ブタノール、3−
メチル−ブタノール、2−エチルブタノール、ペ
ンタノール、2−メチル−ペンタノール、ヘキサ
ノール、2−エチルヘキサノール、ヘプタノー
ル、オクタノール及びシクロヘキサノールが使用
される。 本発明方法により脂肪族、脂環式及び複素環式
のジウレタン及び/又はポリウレタンを製造する
ために、前記第1級の脂肪族、脂環式及び複素環
式のジアミン、ポリアミン及びアルコールと尿素
とを、アミンのNH2基と尿素とアルコールのヒ
ドロキシル基との比率が1:0.7〜10:1〜50、
特に1:0.9〜2.5:1.25〜15、殊に1:1〜2:
1.25〜10であるような量で反応させる。 この反応は、有利に溶剤及び試薬としての過剰
量のアルコールの存在下で及び触媒の不在下でか
又は場合により触媒の存在下で高められた温度で
及び場合によつては減圧下でか又は高められた圧
力下で実施され、その際に生成されるアンモニア
を直接に反応混合物から、例えば蒸留によつて分
離するのが有利であることが判明した。 すでに前記したように、反応は有利にアルコー
ル過剰で実施されるので、アルコールは反応成分
として及び同時に溶剤として作用する。しかしな
がら、アルコールの代りにアルコールと反応条件
下で不活性の他の有機溶剤とからなる混合物も使
用することができる。 脂肪族、脂環式及び複素環式のジウレタン及
び/又はポリウレタン、有利にジウレタンの製造
は、本発明により有利に触媒の不在下に実施され
る。それというのも、反応は常法で経済的に許容
しうる反応時間で良好な収率で行なわれるからで
ある。この方法では、触媒を得られる最終生成物
から分離するための費用のかかる精製操作は省略
される。 反応速度を高めるために、有利に低い温度で反
応を触媒の存在下で実施する場合には、この触媒
は、有利に第一級のジアミン又はポリアミンの重
量に対して0.1〜20重量%、特に0.5〜10重量%、
殊に1〜5重量%の量で使用される。触媒として
は、周期律の第A族、第B族、第A族、第
B族、第A族、第B族、第A族、第B
族、第A族、第B族、第B族、第B族及
び第族の群の金属の1個以上、有利に1個のカ
チオン(“Handbook of Chemistry and
Physics、”第14版、Chemical Rubber
Publishing Co.(2310 Superior Ave.N.E.
Cleveland、Ohio)社刊、に規定されている)を
含有する無機又は有機化合物、例えばその塩化物
及び臭化物のようなハロゲン化物、硫酸塩、燐酸
塩、硝酸塩、硼酸塩、アルコレート、フエノレー
ト、スルホネート、オキシド、オキシドヒドレー
ト、ヒドロキシド、カルボキシレート、キレー
ト、カルボネート及びチオ−又はジチオカルバメ
ートが好適である。次の金属のカチオンが例示で
きる:リチウム、カリウム、マグネシウム、カル
シウム、アルミニウム、ガリウム、錫、鉛、蒼
船、アンチモン、銅、銀、金、亜鉛、水銀、セリ
ウム、チタン、バナジウム、クロム、モリブデ
ン、マンガン、鉄、コバルト及びニツケル。有利
には、リチウム、カルシウム、アルミニウム、
錫、蒼船、アンチモン、銅、亜鉛、チタン、バナ
ジウム、クロム、モリブデン、マンガン、鉄及び
コバルトが使用される。触媒は、その欠点が明ら
かに確認されなくとも水和物又はアンモニア化物
の形で使用することもできる。 反応は160℃〜300℃、特に180℃〜250℃、殊に
185℃〜230℃の温度で0.1〜120バール、特に0.5
〜60バール、殊に1〜40バールの圧力で実施され
る。この温度範囲に関して、0.1〜50時間、特に
1〜20時間、殊に4〜12時間の反応時間が得られ
る。更に、反応は、前記温度で有利に加圧下で実
施され、その際に生成されるアンモニアは選択的
に混合物から留去させることができる。これに相
応する値は、アンモニア及びアルコールの物理的
特性値の表から知ることができる。 本発明方法により、ジウレタン及び/又はポリ
ウレタンは有利に次のようにして製造される:出
発成分を相応するモル比で混合し、これを触媒の
不存在下で、アンモニアの分離装置を備える反応
容器又は場合により圧力容器中で加熱する。生成
されるアンモニアは、反応の終結後に分離するこ
とができるが。有利にはすでに反応の経過中に留
去させる。この場合には、殊に低分子アルコール
の反応の際に加圧下で、アンモニアを反応条件下
で不活性の剥離剤、例えば窒素のようなガスを用
いて分離するのが有利である。 一般に、反応時間の著しい減少をもたらす特に
優れた実施態様により、第1級の脂肪族及び/又
は脂環式及び/又は複素環式のジアミン・ポリア
ミン、尿素及びアルコールを、第一にアミンの
NH2基と尿素とアルコールとの比率1:1〜
1.5:1〜2、有利に1:1〜1.25:1.25〜1.75で
1〜4時間、有利に2〜3時間反応させ、その後
に反応混合物に付加的にアルコールを、使用され
るアミンのNH2基1個当り2.5〜7.5モル、有利に
3〜6モルであるような量で注入し、反応を全体
で4〜20時間、有利に5〜12時間で完結させる。
引続き、得られる反応混合物から、場合によつて
は触媒の分離後及び/又は固体の別後に、ジウ
レタン及び/又はポリウレタンは、例えばアルコ
ール及び/又は溶剤ならびに場合によつては副生
成物として形成されるO−アルキルカルバメート
の留去によつて、アルコールの部分的留去かつ晶
出によつて、晶出によつて、他の溶剤を用いる沈
殿によつて又は他の溶剤からの再結晶によつて単
離される。 本発明方法により製造された脂肪族及び/又は
脂環式のジウレタン及び/又はポリウレタンは、
重要な最終生成物及び中間生成物である。該ウレ
タンは、例えば害虫駆除剤として使用される。中
間生成物としては、これは、重縮合系及び重合体
系の成分として使用されるが、殊にアルコールの
脱離下で相応するイソシアネートに変わり、この
場合にジイソシアネート及びポリイソシアネート
はポリウレタンの製造のために使用される。 実施例、比較例及び参考例中に記載した“部”
は、“重量部”に対するものである。元素組成及
び構造は、元素分析、質量分光分析ならびに赤外
スペクトル及び核磁気共鳴スペクトルによつて証
明される。 実施例 1 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部及びn−オクタノール−(1)1300部とを強力
撹拌下でアンモニアの留去下で20時間還流温度
(185℃〜200℃常圧)まで加熱する。反応生成物
を反応混合物の冷却時に晶出させる。この生成物
を過しかつ乾燥させることによつて使用物質で
ある1,6−ヘキサメチレン−ジアミン及び尿素
に対して理論値の91%に相当する1,6−ジ−
(オクトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサン389
部、C24H48N2O4(分子量428)が得られる。融点
108℃〜109℃。 実施例 2 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部、オクチル酸ナトリウム1.5部及びn−オク
タノール−(1)1300部とを実施例1と同様にして16
時間還流温度まで加熱する。この混合物を冷却
し、過し、n−オクタノール−(1)で洗浄しかつ
乾燥させた後に、理論値の92.5%に相当する1.6
−ジ−(オクトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサ
ン396部が得られる。融点106℃〜108℃。 実施例 3 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
132部及びn−オクタノール−(1)1300部とを実施
例1と同様にして反応させる。1,6−ヘキサメ
チレンジアミンに対して理論値の93%に相当する
1,6−ジ−(オクトキシカルボニル−アミノ)−
ヘキサン398部が得られる。融点107℃〜109℃。 実施例 4 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
132部及びn−オクタノール−(1)390部とを還流温
度(185℃〜200℃)で10時間撹拌する。約100℃
まで冷却された反応混合物から不溶性固体を別
し、反応生成物を室温まで冷却することによつて
晶出させ、過し、n−オクタノール−(1)で洗浄
しかつ乾燥させることによつて1.6−ヘキサメチ
レンジアミンに対して理論値の77%に相当する
1,6−ジ−(オクトキシカルボニル−アミノ)−
ヘキサン329部を得る(純度約95%)。融点104℃
〜106℃。 実施例 5 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
132部及びn−オクタノール−(1)390部とを還流温
度(185℃〜200℃)で2時間撹拌する。次に、付
加的にn−オクタノール−(1)520部を反応混合物
中に流入させ、反応を還流温度で8時間で完結さ
せる。反応生成物を冷却することによつて晶出さ
せ、過し、n−オクタノール−(1)で洗浄しかつ
乾燥させることによつて1,6−ヘキサメチレン
ジアミンに対して理論値の96%に相当する1,6
−ジ−(オクトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサ
ン411部を得る。融点107℃〜108℃。 実施例 6 1,6−ヘキサメチレンジアミン232部と尿素
264部及びn−ブタノール450部とを、反応混合物
1当り毎時窒素10の通過量で浸漬管を介して
還流温度(185℃〜195℃)で6〜7バールで3時
間撹拌する。次に、付加的にn−ブタノール450
部を反応混合物中に流入させ、反応を195℃〜200
℃(7バール)で8時間継続させる。反応混合物
を冷却することによつて反応生成物を晶出させ、
過しかつアセトン/水から再結晶させた後に、
1,6−ヘキサメチレンジアミンに対して理論値
の94%に相当する1,6−ジ−(ブトキシカルボ
ニル−アミノ)−ヘキサン594部、C16H32N2O4(分
子量316)、を得る。融点90℃〜92℃。 実施例 7 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部及びエタノール130部とを、反応混合物1
当り毎時窒素7の通過量で浸漬管を介して還流
温度(185℃〜195℃)で23〜25バールで2時間撹
拌する。次に、付加的にエタノール200部を反応
混合物中に流入させ、反応を195℃〜200℃で8時
間継続させる。反応混合物をエタノールの留去に
よつて濃縮させ、晶出する生成物を過し、アセ
トン/水からの再結晶後に1,6−ヘキサメチレ
ンジアミンに対して理論値の87%に相当するジ−
(エトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサン227部、
C12H24N2O4(分子量260)、を得る。融点80℃〜82
℃。 実施例 8 4,4′−ジアミノ−ジシクロヘキシル−メタン
210部と尿素132部及びn−オクタノール−(1)390
部とを還流温度(185℃〜205℃)でアンモニアの
留去下に2時間撹拌する。次に、付加的にn−オ
クタノール−(1)510部を流入させ、反応を還流温
度で10時間継続させる。100℃まで冷却された反
応混合物を過し、室温まで冷却することによつ
て反応生成物を晶出させ、過し、オクタノール
で洗浄しかつ乾燥させることによつて4,4′−ジ
アミノ−ジシクロヘキシル−メタンに対して理論
値の94.6%に相当するジ−(4−オクトキシ−カ
ルボニル−アミノシクロヘキシル)−メタン494
部、C31H58N2O4(分子量522)、を得る。融点129
℃〜131℃(酢酸エチルから) 比較例 (米国特許第2806051号明細書によるモノウレ
タンの製造に相当) 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
144部及びn−ブタノール150部とを、120℃〜150
℃で1〜3バールで20時間撹拌する。著量の無定
形固体が分離され、(過しかつ乾燥させた後の)
その赤外スペクトルは、ポリ−ヘキサメチレン−
尿素のスペクトルと十分に一致する。この固体
は、n−ブタノール中での加熱時に190℃で6〜
7バールで2時間経つても完全に溶解しない。こ
の反応混合物の液からは、ジ−(ブトキシカル
ボニルアミノ)−ヘキサンを単離することはでき
なかつた。 このように、米国特許第2806051号に記載され
たモノアミンからモノウレタンを製造する方法
は、本願発明に係るジ−及び/又はポリウレタン
の製造方法へ移項適用できないことを示してい
る。このことは比較例における反応条件特に温度
条件下では不溶性のポリ尿素が形成され、これは
それに続く190℃の温度での熱処理によつてもモ
ノマーのポリウレタンに分解されることはできな
いからである。 実施例 9 1,4−ヘキサヒドロ−キシリレン−ジアミン
142部と尿素126部及びn−オクタノール−(1)400
部とを還流温度(185℃〜200℃)でアンモニアの
留去下に2時間撹拌する。次に、付加的にn−オ
クタノール−(1)600部を反応混合物中に流入させ、
反応を還流温度で8時間継続させる。110℃まで
冷却された反応混合物を過し、室温まで冷却す
ることによつて反応生成物を晶出させ、過し、
n−オクタノール−(1)で洗浄しかつ乾燥させた後
に1,4−ヘキサヒドロ−キシリレンジアミンに
対して理論値の95.4%に相当する1,4−ジ−
(オクトキシカルボニル−アミノメチル)−シクロ
ヘキサン434部、C26H50N2O4(分子量454)、を得
る。融点122℃(酢酸エチルから)。 実施例 10 1,4−ジアミノ−シクロヘキサン114部と尿
素120部及びn−オクタノール−(1)390部とを、還
流温度(185℃〜200℃)でアンモニアの留去下に
3時間撹拌する。次に、付加的にn−オクタノー
ル−(1)610部を反応混合物中に流入させ、反応を
還流温度で7時間継続させる。反応生成物を冷却
によつて晶出させ、過し、オクタノール−(1)で
洗浄しかつ乾燥させた後に1,4−ジアミノ−シ
クロヘキサンに対して理論値の91.8%に相当する
1,4−ジ−(オクトキシ−カルボニル−アミノ)
−シクロヘキサン391部C24H46N2O4(分子量426)、
を得る。 実施例 11 ヘキサメチレンジアミン116部と尿素135部及び
ヘキサデカノール−(1)1300部とを、アンモニアの
留去下で195℃〜205℃で18時間撹拌する。この反
応混合物を冷却させ、エタノール/アセトン
(1/1)の混合物2000部で温漬し、かつ過す
る。残滓として、1,6−ヘキサメチレンジアミ
ンに対して理論値の63%に相当する1,6−ジ−
(ヘキサデコキシ−カルボニル−アミノ)−ヘキサ
ン411部、C40H80N2O4(分子量652)が残留する。
融点114℃〜116℃(酢酸エチルから)。液は、
付加的含分の1,6−ジ−(ヘキサデコキシ−カ
ルボニル−アミノ)−ヘキサンを含有する。 実施例 12 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
132部及び2−ブトキシ−エタノール−(1)350部と
を還流温度(180℃〜200℃)でアンモニアの留去
下で撹拌する。次に、付加的に2−ブトキシエタ
ノール−(1)650部を反応混合物中に流入させ、反
応を還流温度で8時間継続させる。非反応のブト
キシエタノールを水流ポンプで十分に留去し、残
滓をメタノールに吸収し、水の添加によつて生成
物を生じる。この生成物を過しかつ乾燥させた
後に1,6−ヘキサメチレンジアミンに対して理
論値の93.6%に相当する1,6−ジ−(2−ブト
キシ−エトキシ−カルボニル−アミノ)−ヘキサ
ン378部、C20H40N2O6(分子量404)、を得る。融
点64℃〜66℃。 実施例 13 ジ−(3−アミノプロピル)−エーテル156部と
尿素132部及びn−オクタノール−(1)390部とを、
アンモニアの留去下で還流温度(185℃〜200℃)
で2時間撹拌する。次に、付加的にn−オクタノ
ール610部を反応混合物中に流入させ、反応を還
流温度で6時間継続させる。非反応のオクタノー
ル及び0−オクチルカルバメートを塔底温度が約
180℃になるまで2ミリバールで留去し、ジ−(3
−アミノプロピル)−エーテルに対して理論値の
97.3%に相当する、冷却時に結晶化する残滓であ
るジ−(3−オクトキシカルボニル−アミノ−プ
ロピル)−エーテル432部、C24H48N2O5(分子量
444)、を得る。(純度約96%)。融点61℃(酢酸エ
チルから)。 実施例 14 N,N′−ビス−(2,2−ジメチル−3−アミ
ノプロピル)−ピペラジン256部と尿素126部及び
n−オクタノール−(1)1300部とを、アンモニアの
留去下で還流温度(185℃〜200℃)で16時間撹拌
する。非反応のオクタノール及び0−オクチルカ
ルバメートを塔底温度が180℃〜200℃になるまで
2ミリバールで迅速に留去させ、残滓としてN,
N′−ビス−(2,2−ジメチル−3−アミノプロ
ピル)−ピペラジンに対して理論値の99%に相当
するN,N′−ビス−(2,2−ジメチル−3−オ
クトキシカルボニル−アミノ−プロピル)−ピペ
ラジン559部、C32H64N4O4(分子量568)、を得る
(純度約94%)。融点67℃〜68℃(アセトン/水か
ら)。 実施例 15 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170部と尿素120部及び
n−オクタノール400部とをアンモニアの留去下
で還流温度(185℃〜200℃)で2時間撹拌する。
次に、付加的にn−オクタノール500部を反応混
合物中に流入させ、反応を還流温度で10時間継続
させる。この反応混合物を蒸留によつて塔底温度
が約200℃になるまで2ミリバールで迅速に濃縮
させ、部分的結晶残滓として理論値の96%に相当
する3−(オクトキシカルボニル−アミノメチル)
−3,5,5−トリメチル−1−(オクトキシカ
ルボニル−アミノ)−シクロヘキサン463部、
C28H54N2O4(分子量482)、を得る。(純度約95%) 実施例 16 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部及び2−エチルヘキサノール400部とを、ア
ンモニアの留去下で還流温度(185℃〜190℃)で
3時間撹拌する。次に、さらに2−エチルヘキサ
ノール800部を添加し、反応を還流温度で15時間
継続させる。この反応混合物を塔底温度が190℃
〜200℃になるまで2ミリバールで迅速に留去さ
せ、徐々に結晶化する残滓として1,6−ジ−
(2−エチルヘキソキシ−カルボニル−アミノ)−
ヘキサン445部、C24H28N2O4(分子量428)、を得
る(純度約75%)。 実施例 17 1,6−ヘキサメチレンジアミン116部と尿素
120部及びシクロヘキサノール1000部とを、アン
モニアの留去下に還流温度(185℃〜195℃)で2
〜3バールで18時間撹拌する。この反応混合物を
約100℃まで冷却させ、過し、液を蒸留によ
つて塔底温度が約180℃になるまで5〜10ミリバ
ールで濃縮させる。残滓をメタノール/水から結
晶させることによつて理論値の86%に相当する
1,6−ジ−(シクロヘキソキシカルボニル−ア
ミノ)−ヘキサン317部、C20H36N2O4(分子量
368)、を得る。融点98℃〜100℃。 実施例 18 2,4−ヘキサヒドロ−トルイレンジアミン
128部と尿素144部及びn−オクタノール1300部と
を、アンモニアの留去下で還流温度(185℃〜195
℃)で18時間撹拌する。この反応混合物からn−
オクタノール及び0−オクチルカルバメートを塔
底温度が約200℃になるまで2〜3ミリバールで
迅速に留去させ、残滓を熱い酢酸エチルに吸収
し、冷却の際に晶出する2,4−ヘキサヒドロ−
トルイレン−ジアミンの環式尿素を別し、溶剤
の留去後に淡黄色のロウ様残滓として2,4−ヘ
キサヒドロ−トルイレン−ジアミンに対して理論
値の60%に相当する2,4−ジ−(オクトキシカ
ルボニル−アミノ)−メチルシクロヘキサン264
部、C25H48N2O4(分子量440)、を得る。(純度約
94%)。 実施例 19 ジアミノ−ネオペンタン102部と尿素180部及び
n−オクタノール1000部とを、アンモニアの留去
下で還流温度(185℃〜200℃)で18時間撹拌す
る。この反応混合物からn−オクタノール及びO
−オクチルカルバメートを塔底温度が約200℃に
なるまで2〜3ミリバールで迅速に留去させ、残
滓を熱い酢酸エチルに吸収し、冷却の際に晶出す
る5,5−ジメチル−ヘキサヒドロピリミジン−
2−オンを別し、溶剤の留去後に淡黄色の油状
残滓としてジアミノ−ネオペンタンに対して理論
値の47.8%に相当するジ−(オクトキシカルボニ
ル−アミノ)−ネオペンタン198部、C23H46N2O4
(分子量414)、を得る(純度95%)。 実施例 20 1,6−ヘキサメチレンジアミン5.8部と尿素
7.2部及びエタノール9.2部とを、反応混合物1
当り毎時窒素7の通過量で浸漬管を介して13時
間170℃〜175℃まで加熱し、その際に反応容器中
の圧力弁によつて15〜16バールの圧力に調節する
ので、反応混合物は沸騰する。冷却した後に、反
応混合物を“ドイツ連邦共和国標準規格
(Internen)Standard)”の方法によるガスクロ
マトグラフイーにより検査する。この場合、1,
6−ヘキサメチレンジアミンは実際に完全に反応
し、その際に1,6−ジ−(エトキシカルボニル
アミノ)−ヘキサン10.9部(反応した1,6−ヘ
キサメチレンジアミンに対して理論値の83.8%)
が生成していることを示す。これは、37.8g/
.h.の空時収量に相当する。 参考例 1〜5 実施例20の記載と同様にして実施するが、反応
混合物に付加的に触媒0.1部を添加する。 使用される触媒、反応時間及び得られる収率
は、次表に纏められている。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1級の脂肪族、脂環式及び複素環式のジア
ミン、ポリアミン又はこれらアミンの混合物から
なる群より選択される複数の第1級ジアミン、ポ
リアミンを、尿素及びアルコールの存在下、160
℃〜300℃の範囲の温度において反応させ、そし
て生成するアンモニアを分離することを特徴とす
る脂肪族、脂環式及び複素環式のジ−及び/又は
ポリウレタンの製造方法。 2 前記第1級ジアミン、ポリアミンと尿素とア
ルコールのヒドロキシル基との比率が1:0.7〜
10:1〜50であるような量で反応させせる、特許
請求の範囲第1項に記載の製造方法。 3 生成するアンモニアを反応経過中に分離す
る、特許請求の範囲第1項に記載の製造方法。 4 反応を0.1〜120バールの圧力で実施する、特
許請求の範囲第1項に記載の製造方法。 5 脂肪族ジアミンとして1,6−ヘキサメチレ
ン−ジアミン、脂環式のジアミンとして1,4−
ヘキサヒドロキシリレン−ジアミン、2,4−ヘ
キサヒドロトルイレン−ジアミン及び2,6−ヘ
キサヒドロトルイレン−ジアミンならびに相応す
る異性体混合物である4,4′−ジアミノ−ジシク
ロヘキシルメタン、1,4−ジアミノシクロヘキ
サン、2,2−ジ−(4−アミノシクロヘキシル)
−プロパン及び3−アミノメチル−3,5,5−
トリメチル−シクロヘキシルアミンを使用する、
特許請求の範囲第1項に記載の製造方法。 6 アルコールとして脂肪族及び脂環式のアルコ
ールを使用する、特許請求の範囲第1項に記載の
製造方法。 7 アルコールとしてメタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノール、イソブタノール、2
−メチルブタノール、3−メチルブタノール、2
−エチルブタノール、ペンタノール、2−メチル
−ペンタノール、ヘキサノール、2−エチルヘキ
サノール、ヘプタノール、オクタノール及びシク
ロヘキサノールを使用する、特許請求の範囲第7
項に記載の製造方法。 8 前記第1級ジアミン、ポリアミンのNH2基
と尿素とアルコールとの比率を1:1〜1.5:1
〜2で1〜4時間縮合させ、反応混合物に付加的
にアルコールを上記アミンのNH2基とアルコー
ルとの比率が1:2.5〜7.5であるような量で注入
し、反応を完結させる、特許請求の範囲第1項に
記載の製造方法。
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