JPH04210950A - 高トランス,トランス−異性体含有の4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンの製造方法 - Google Patents

高トランス,トランス−異性体含有の4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンの製造方法

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JPH04210950A
JPH04210950A JP3019218A JP1921891A JPH04210950A JP H04210950 A JPH04210950 A JP H04210950A JP 3019218 A JP3019218 A JP 3019218A JP 1921891 A JP1921891 A JP 1921891A JP H04210950 A JPH04210950 A JP H04210950A
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JP
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trans
isomer
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diisocyanatodicyclohexylmethane
solvent
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JP3019218A
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Stephen D Seneker
ステフアン・デイー・セネカー
Terry A Potter
テリー・エー・ポツター
Kenneth L Dunlap
ケニス・エル・ダンラツプ
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Bayer Corp
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Mobay Corp
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C265/00Derivatives of isocyanic acid
    • C07C265/14Derivatives of isocyanic acid containing at least two isocyanate groups bound to the same carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/758Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing two or more cycloaliphatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C263/20Separation; Purification

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  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この出願は1990年1月23日
付は出願の米国特許出願第07/468,542号の部
分継続出願であって、高trans、trans−異性
体含有の4,4”−ジイソシアナトジシクロヘキシルメ
タンの製造方法に関するものである。 [0002]
【従来の技術】4,4′−ジイソシアナトジシクロヘキ
シルメタン(「PICM」)は低揮発性を有する脂環式
ジイソシアネートである。PICMおよび他の脂肪族ジ
イソシアネートは、非変色性ポリウレタンの製造に有用
である。一般に、この種のイソシアネートはグリコール
および/またはポリオール並びに連鎖延長剤および/ま
たは架橋剤と反応する。この種のイソシアネートは、ポ
リウレタン被覆およびエラストマーの製造に特に有用で
ある。P I CMおよびジアミン先駆体、すなわち4
゜4”−ジアミノジシクロヘキシルメタン(rPAcM
l )は、たとえば米国特許第2,606,925号お
よび第3,789,032号、カナダ特許筒961,0
49号および第971,184号、並びに英国特許筒1
.220,715号に記載されているように3種の立体
異性型(すなわちtrans、trans;cis。 trans;およびcis、cis)で存在する。一般
に、市販紙のPACMはこれら3種の異性体を全て含有
する。 [0003] PICMを製造する最も直接的な方法は
、先ず最初にジアミノジフェニルメタンを水素化してP
ACMの立体異性体の混合物を形成させ、次いでこの混
合物をホスゲン化することである。PACMの立体異性
体の容易に入手しうる混合物(たとえば米国特許第3,
155.724号に記載された平衡混合物)を用いてP
ICMの合成を行なう場合、得られるPICMは通常の
操作温度にて固体であって約58℃の融点を有し、これ
は約54%のtrans、trans−異性体含有量に
相当する。約17〜約55重量%のtrans、tra
nS−異性体含有量を有する各種のP I CM混合物
が当業界で知られている。さらに、当業界はエラストマ
ーを製造する際に高trans、trans−異性体P
 I CMを利用するのが有利であることを認識してい
る(米国特許第3,789,032号参照)。 [0004]比較的高いtrans、trans−異性
体含有量のP I CMを製造するため、当業界は一般
に比較的高いtrans、trans−異性体含有量を
有するPACMをホスゲン化反応に用いている。必要な
高trans、trans−異性体含有量を得るべくP
ACMを処理するには各種の方法が知られている。結晶
化技術が従来技術に記載されている(たとえば米国特許
第2.494,563号、第3,153,088号、第
3.384,661号および第3,393,236号参
照)。PACMの結晶化は種々の欠点を有する。PAC
Mは二酸化炭素に露呈されると沈殿物を容易に形成して
、結晶の濾過および汚染の問題をもたらす(米国特許第
2,494,563号、第3欄、第26〜29行および
第4欄、第72〜75行参照)。さらに、PACMは一
般に過冷却液を容易に形成するので結晶化が困難である
。従来技術は、種晶を添加したり(米国特許第2,49
4.563号)、不活性溶剤を用いて粘度を低下させた
り(米国特許第2,494,563号、第3,153.
088号、第3,393,236号および第3,384
.661号)、或いはより良好に結晶化するPACMの
付加物、たとえば水和物(米国特許第3,153゜08
8号)もしくはアルコール和物(米国特許第3,384
.661号)を形成させることにより前記問題を解決し
ている。この種の付加物は、P I CMまでホスゲン
化する前に水もしくはアルコールを除去すべく処理せね
ばならない。 [0005]分別結晶化に続く減圧蒸留によりP I 
CMの工業混合物(17〜24%のtrans、tra
ns含有量を有する)からtrans、trans−異
性体を分離することも知られている。液体混合物を結晶
化が生ずるまで10℃に冷却すると共に、固体フラクシ
ョン(trans、trans−異性体)を窒素雰囲気
中での濾過によって除去する。残留物を冷ヘキサンで洗
浄して、窒素雰囲気下に貯蔵する。濾液を再冷却すると
共に、全ての新たな固形物を除去する〔ビルネ等、 「
ジイソシアネート異性体混合物から作成された脂肪族ポ
リウレタンエラストマーの研究」、ラバー・ケミストリ
ー・アンド・テクノロジー、第58巻(1985)、第
985〜996頁、並びにウォング等、 「メチレン−
ビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)の幾何学異
性体から得られる透明脂肪族ポリウレタンエラストマー
の構造−性質の関係」、アトパンシス・イン・ウレタン
・サイエンス・アンド・テクノロジー、第9巻(198
4)、第77〜101頁参照〕。この方法は2つの欠点
を有する。第一に、trans、trans−異性体の
収率が低い。第二に、室温以下への冷却が工業規模では
高価な工程となる。 [0006]  (発明の要点〕本発明は、従来技術に
伴う問題を解消する比較的多量のtrans、tran
s異性体を含有したPICMの比較的簡単な製造方法に
向けられる。より詳細には本発明は少なくとも90重量
%、好ましくは少なくとも988]最のtrans、t
rans−異性体を含有する4、4”−ジイソシアナト
ジシクロヘキシルメタンの製造方法に向けられ、この方
法は (a)少なくとも30重量%、好ましくは45〜55重
量%のtrans、trans−異性体を含有する4゜
4′−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン異性体の
混合物を溶融させ、 (b)この溶融混合物を約20〜約25℃の温度まで冷
却して (1)約18〜約25重量%のtrans、trans
異性体を含有する液相と (2)約70〜約85重量%のtrans、trans
異性体を含有する固相とを形成させ、 (C)前記液相(これは市販入手しうる生産物である)
を除去し、 (d)前記固相を溶剤中に溶解させて4,4”−ジイソ
シアナトジシクロヘキシルメタン含有溶液を形成させ、
(e)前記溶液を室温に (1)少なくとも90重量%、好ましくは少なくとも9
8重量%のtrans、trans−異性体を含有する
固相と (2)前記溶剤および30〜70重景%、軍事しくは4
5〜55重量%のtrans、trans−異性体を含
有した4、4”−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタ
ン異性体の混合物を含有する液相とを形成させるのに充
分な時間にわたって維持し、 (f)前記固相(e)  (1)を除去することを特徴
とする。 [0007]最も好適な実施態様においては、溶剤を液
相(e)  (2)から除去して工程(d)に戻すと共
に、溶剤除去後に残留する残渣を工程(a)に戻す。少
なくとも30重量%、好ましくは45〜55重量%のt
rans、trans−異性体を含有する実質的に全ゆ
るPICMの混合物を本発明による方法の工程(a)に
用いることができる。一般に、典型的には約50重電%
のtrans、trans−異性体を含有する市販混合
物を利用するのが好適である。選択した特定混合物を、
一般に60〜90℃の温度まで60〜120分間にわた
り加熱して溶融させる。次いで、溶融した混合物を約2
0〜約25℃の温度まで冷却して、上記trans、t
rans−異性体含有量を有する液相と同相とを形成さ
せる。典型的には、溶融物を必要温度まで180〜36
0分間かけて冷却すると共に、この温度に120〜36
0分間保つ。
【0008】溶融物の冷却により形成した液相と同相と
は、当業界で知られた実質的に任意の技術(たとえば濾
過、デカント、遠心分離など)によって分離することが
できる。2相を分離した後、固相を適する溶剤に溶解さ
せる。有用な溶剤はたとえばシクロヘキサン、ヘプタン
およびヘキサンのような炭化水素;たとえばトルエンの
ような芳香族溶剤;たとえばメチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトンおよびアセトンのようなケトン;た
とえば酢酸エチルおよび酢酸ブチルのようなエステル;
たとえばジエチルエーテルのようなエーテル;並びにた
とえばモノクロルベンゼンのような塩素含有溶剤を包含
する。シクロヘキサンが現在好適な溶剤である。一般に
、溶剤の使用景はP I CMと溶剤との合計軍事に対
し10〜30重量%の範囲である。勿論、それ以上の量
の溶剤も使用しうるが、全収率が低下するであろう。 [0009] PICMが溶剤中に溶解した後、得られ
た溶液を上記工程(e)に示したtrans、tran
s異性体含有量を有する2相を形成するのに充分な時間
にわたり室温(典型的には20〜25℃)に維持する。 一般に、2相を形成させるには室温にて60〜360分
間の時間で充分である。次いで、当業界で知られたほぼ
全ゆる技術により2相を分離することができる。減圧濾
過により固形物を除去すると共に、適当な減圧下での加
熱または遠心分離乾燥により残留溶剤を除去するのが現
在好適である。 [00101 【実施例]以下、限定はしないが実施例により本発明を
さらに説明し、ここで部数および%は特記しない限り全
て重量による。 実施例1 工程(a)〜(C) 50重量%のtrans、trans−異性体を含有す
る4000部の4,4′−ジイソシアナトジシクロヘキ
シルメタンを1ガロン容量のガラスジャーに充填し、8
0℃にて完全に溶融させた。次いで溶融物を室温(22
℃)まで冷却し、この温度に16時間保った。ジャーを
単に転倒させると共に液相をデカントすることにより、
液相と固相とを室温で分離した。液相は19.9重量%
のtrans、trans−異性体を含有したのに対し
、固相は75.2重量%のtrans、trans異性
体を含有した。液相と固相との重量%収率はそれぞれ4
8%および52%であった。 [0011]実施例2 工程(d)〜(f)実施例1に
おける180部の同相に20部(固形物と溶剤との合計
重量に対し10重軍事)のシクロヘキサンを添加した。 この混合物を70℃まで加熱して溶解性を得ると共に、
次いで室温(22℃)まで冷却させた。溶液をこの温度
に24時間保った。次いで固形物を減圧濾過し、残留シ
クロヘキサンを6時間にわたる減圧(1mmHg)下で
の加熱によって除去した。固形物の組成は91.9重量
%のtrans、trans−異性体を含有した。実施
例1の同相180部に対する重量%収率は78%であっ
た。91.9%trans、trans含有量の生成物
を用いて実施例2を反復することにより98.8%のt
rans、trans−異性体を含有する固形物を得、
その重量%収率は実施例1における180部の固相に対
し74%であった。 [0012]実施例3 工程(d)〜(f)実施例1に
おける160部の同相に40部(固形物と溶剤との合計
重量に対し20重量%)のシクロヘキサンを添加した。 この混合物を70℃まで加熱して溶解性を得ると共に、
次いで室温(22℃)まで冷却させた。溶液を室温に2
4時間保った。次いで固形物を減圧濾過し、残留シクロ
ヘキサンを6時間にわたる減圧(1mmHg)下での加
熱によって除去した。固形物の組成は98.1重量%の
trans、trans−異性体を含有した。 実施例1における160部の同相に対する重量%収率は
75%であった。98.1%trans、trans含
有量の生成物を用いて実施例3を反復することにより9
9.8%のtrans、trans−異性体を含有する
固相を得、その重量%収率は実施例1における160部
の固相に対し64%であった。 [0013]実施例4 工程(d)〜(f)実施例1に
おける140部の同相に60部(固形物と溶剤との合計
重量に対し30重軍事)のシクロヘキサンを添加した。 この混合物を70℃まで加熱して溶解性を得ると共に、
次いで室温(22℃)まで冷却させた。室温にこの溶液
を24時間保った。次いで固形物を減圧濾過し、残留シ
クロヘキサンを6時間にわたる減圧(1mmHg)下で
の加熱によって除去した。固形物の組成は98.9重量
%のtrans、trans−異性体を含有した。実施
例1における140部の固相に対する重量%収率は58
%であった。98.9%trans、trans含有量
の生成物を用いて実施例4を反復することにより99.
9%のtrans、trans−異性体を含有する固相
を得、その重量%収率は実施例1における140部の同
相に対し49%であった。 [0014]以下、本発明の実施態様を要約すれば次の
通りである。 1、  (a)少なくとも30重量%のtrans、t
rans−異性体を含有する4、4”−ジイソシアナト
ジシクロヘキシルメタン異性体の混合物を溶融させ、(
b)この溶融混合物を約20〜約25℃の温度まで冷却
して (1)約18〜約25重量%のtrans、trans
異性体を含有する液相と (2)約70〜約85重景%のtrans、trans
異性体を含有する固相とを形成させ、 (C)前記液相を除去し、 (d)前記固相を溶剤中に溶解させて4,4′−ジイソ
シアナトジシクロヘキシルメタン含有溶液を形成させ、
(e)前記溶液を室温に (1)少なくとも90重量%のtrans、trans
異性体を含有する固相と (2)前記溶剤および30〜70重量%のt r an
 s。 trans−異性体を含有した4、4”−ジイソシアナ
トジシクロヘキシルメタン異性体の混合物を含有する液
相とを形成させるのに充分な時間にわたって維持し、(
f)前記固相(e)  (1)を除去することを特徴と
する少なくとも90重量%、好ましくは少なくとも98
重量%のtrans、trans異性体を含有する4、
4゛−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンの製造方
法。 [0015]2.工程(a)の混合物が45〜55重量
%のtrans、trans−異性体を含有し、さらに
工程(e)の同相が少なくとも98重軍事のtrans
、trans−異性体を含有すると共に、工程(e)の
液相が溶剤および45〜55重量%のtrans、tr
ans−異性体を含有した4、4′−ジイソシアナトジ
シクロヘキシルメタン異性体の混合物を含有する上記第
1項に記載の方法。 3、  (g)溶剤を液相(e)  (2)から除去す
ると共に除去された溶剤を工程(d)に戻す工程と、 
(h)溶剤除去工程(g)の後に残留する残渣を工程(
a)に戻す工程とをさらに含む上記第1項に記載の方法
。 フロントページの続き

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項11   (a)少なくとも30重量%のtr
    ans、trans−異性体を含有する4、4゛−ジイ
    ソシアナトジシクロヘキシルメタン異性体の混合物を溶
    融させ、 (b)この溶融混合物を約20〜約25℃の温度まで冷
    却して (1)約18〜約25重量%のtrans、trans
    異性体を含有する液相と (2)約70〜約85重量%のtrans、trans
    異性体を含有する固相とを形成させ、 (c)前記液相を除去し、 (d)前記固相を溶剤中に溶解させて4,4”−ジイソ
    シアナトジシクロヘキシルメタン含有溶液を形成させ、
    (e)前記溶液を室温に (1)少なくとも90重量%のtrans、trans
    異性体を含有する固相と (2)前記溶剤および30〜70重量%のtrans。 trans−異性体を含有した4、4”−ジイソシアナ
    トジシクロヘキシルメタン異性体の混合物を含有する液
    相とを形成させるのに充分な時間にわたって維持し、(
    f)前記固相(e)  (1)を除去することを特徴と
    する少なくとも90重量%、好ましくは少なくとも98
    重量%のtrans、trans異性体を含有する4、
    4“−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンの製造方
    法。
JP3019218A 1990-01-23 1991-01-21 高トランス,トランス−異性体含有の4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンの製造方法 Pending JPH04210950A (ja)

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US07/511,155 US4983763A (en) 1990-01-23 1990-04-19 Process for preparing high trans, trans-isomer containing 4,4'-diisocyanato dicyclohexylmethane
US07/511155 1990-04-19

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