JPH0662544B2 - Method for producing aromatic urethane - Google Patents

Method for producing aromatic urethane

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JPH0662544B2
JPH0662544B2 JP1136100A JP13610089A JPH0662544B2 JP H0662544 B2 JPH0662544 B2 JP H0662544B2 JP 1136100 A JP1136100 A JP 1136100A JP 13610089 A JP13610089 A JP 13610089A JP H0662544 B2 JPH0662544 B2 JP H0662544B2
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aromatic
reaction
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aromatic urethane
primary amine
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正紀 板垣
勅 家本
雅嗣 水口
哲男 八谷
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は芳香族ウレタンの製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an aromatic urethane.

[従来の技術及びその問題点] 従来芳香族ウレタンの製法が種々提案されているが、こ
れらは芳香族ニトロ化合物を出発原料とする方法と、芳
香族第一アミンを出発原料とする方法とに大別できる。
[Prior Art and its Problems] Various methods for producing an aromatic urethane have been proposed in the past. These methods are a method using an aromatic nitro compound as a starting material and a method using an aromatic primary amine as a starting material. It can be roughly divided.

芳香族ニトロ化合物を出発原料とする方法は、芳香族ニ
トロ化合物(例えばニトロベンゼン)と、水酸基を含有
する化合物(例えばアルコール類)と一酸化炭素とを、
パラジウム、ロジウム等の白金族金属化合物を主体とす
る触媒の存在下で反応させて還元的カルボニル化反応で
芳香族ウレタンを製造する方法である。この方法は、例
えば、特開昭51−98240号、特開昭54−223
39号、特公昭43−23939号等に提案されてい
る。
A method using an aromatic nitro compound as a starting material is a method in which an aromatic nitro compound (for example, nitrobenzene), a compound containing a hydroxyl group (for example, alcohols), and carbon monoxide are used.
This is a method of producing an aromatic urethane by a reductive carbonylation reaction by reacting in the presence of a catalyst mainly composed of a platinum group metal compound such as palladium and rhodium. This method is described, for example, in JP-A-51-98240 and JP-A-54-223.
No. 39, Japanese Patent Publication No. 43-23939, etc.

また、芳香族第一アミンを出発原料とする方法は、酸素
または有機ニトロ化合物などの酸化剤存在下に、芳香族
第一アミン(例えばアニリン)と水酸基を持つ有機化合
物(例えばアルコール類)と一酸化炭素とを、パラジウ
ム、ロジウム等の白金族金属化合物を主体とする触媒の
存在下に反応させて、酸化的カルボニル化反応で芳香族
ウレタンを製造する方法である。この方法は、例えば、
特開昭55−124050、特開昭55−120551
号、特開昭59−172451号等に提案されている。
In addition, a method using an aromatic primary amine as a starting material is a method in which an aromatic primary amine (eg, aniline) and an organic compound having a hydroxyl group (eg, alcohols) are mixed with each other in the presence of an oxidizing agent such as oxygen or an organic nitro compound. It is a method of producing an aromatic urethane by an oxidative carbonylation reaction by reacting carbon oxide with a catalyst mainly containing a platinum group metal compound such as palladium and rhodium. This method, for example,
JP-A-55-124050, JP-A-55-120551
And JP-A-59-172451.

この場合、いずれの方法も触媒主成分である白金族金属
化合物単独ではウレタン合成活性が低いため、助触媒と
して塩化鉄、オキシ塩化鉄、オキシ塩化バナジウム、ヨ
ウ化カリウム等のハロゲン化合物を用い、これを反応系
に溶解している。しかしハロゲン化合物は反応容器や配
管、バルブなどでの析出や、金属材料に対する腐蝕性が
大きく、このため耐蝕性に優れた高価な金属材料を使用
しなければならない。
In this case, in any of the methods, since the platinum group metal compound which is the main component of the catalyst alone has a low urethane synthesis activity, a halogen compound such as iron chloride, iron oxychloride, vanadium oxychloride, potassium iodide or the like is used as a cocatalyst. Are dissolved in the reaction system. However, the halogen compound has a large amount of precipitation in reaction vessels, pipes, valves and the like and is highly corrosive to metal materials. Therefore, an expensive metal material excellent in corrosion resistance must be used.

さらに、主触媒である白金族金属化合物を反応液中に溶
解させて使用する場合はもちろん、金属状態の固体とし
て使用する場合でも、白金族金属の一部は反応溶液中に
溶出することはさけられない。そのため反応終了後、反
応溶液中から白金族金属化合物を回収するには、煩雑な
操作と多大な費用を要する。
Further, when the platinum group metal compound which is the main catalyst is used by dissolving it in the reaction solution and when it is used as a solid in the metal state, a part of the platinum group metal should not be eluted in the reaction solution. I can't. Therefore, after the reaction is completed, a complicated operation and a large cost are required to recover the platinum group metal compound from the reaction solution.

また反応溶媒として、反応原料である水酸基を持つ有機
化合物を使用するが、芳香族ウレタンは、この水酸基を
持つ有機化合物に対する溶解度が非常に大きい。このた
め、反応後の溶液から芳香族ウレタンを晶析により分離
回収する場合、溶液を零下数十度の極低温まで冷却する
か、あるいは溶液を濃縮した後冷却して結晶を析出させ
る操作が必要となる。しかもこの操作を行っても芳香族
ウレタンと溶液中に溶解している触媒成分とを分別して
回収することは困難である。また芳香族ウレタンの別の
回収方法として、蒸留による方法も考えられる。しかし
この場合、溶解している触媒を蒸留残留物として回収す
るために、芳香族ウレタンを留出させなければならな
い。ところが芳香族ウレタンは高沸点化合物であり、1
mmHg程度の高真空下、100〜150℃の中温度域で蒸
留を行わなければならない。
An organic compound having a hydroxyl group, which is a reaction raw material, is used as a reaction solvent. Aromatic urethane has a very high solubility in the organic compound having a hydroxyl group. Therefore, when the aromatic urethane is separated and recovered from the solution after the reaction by crystallization, it is necessary to cool the solution to an extremely low temperature of several tens of degrees below zero, or to concentrate the solution and then cool it to precipitate crystals. Becomes Moreover, even if this operation is performed, it is difficult to separate and recover the aromatic urethane and the catalyst component dissolved in the solution. Another method of recovering the aromatic urethane may be a method by distillation. In this case, however, the aromatic urethane has to be distilled off in order to recover the dissolved catalyst as a distillation residue. However, aromatic urethane is a high-boiling compound,
Distillation must be carried out in a medium temperature range of 100 to 150 ° C. under a high vacuum of about mmHg.

以上のごとく、芳香族ウレタンを溶液から分離回収し、
さらに触媒を回収して再使用することは、晶析にせよ蒸
留にせよ困難である。
As described above, aromatic urethane is separated and recovered from the solution,
Further, it is difficult to recover the catalyst and reuse it by crystallization or distillation.

さらにまた、芳香族ニトロ化合物を出発原料とする場合
には芳香族アミン及びN,N′−ジ置換ウレアが、芳香
族第一アミンを出発原料とする場合にはN,N′−ジ置
換ウレア副生し、芳香族ウレタンの収率が低下する欠点
がある。
Furthermore, when an aromatic nitro compound is used as a starting material, an aromatic amine and an N, N'-disubstituted urea are used, and when an aromatic primary amine is used as a starting material, an N, N'-disubstituted urea is used. There is a drawback that the yield of aromatic urethane decreases as a by-product.

また、二段の反応で芳香族ウレタンを製造する方法が、
特開昭62−111958、特願昭63−012018
に提案されている。しかし、特開昭62−111958
の場合には第一段目の反応の際にルテニウム錯体触媒が
析出し、生成物である尿素化合物の結晶と共に系外に出
てしまう可能性がある。さらに特願昭63−01201
8では、第一段目の反応の際に添加溶媒により触媒の析
出が抑えられるが、溶媒の添加による反応速度の増加は
認められない。
In addition, a method of producing an aromatic urethane by a two-step reaction is
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-111958, Japanese Patent Application No. 63-012018
Has been proposed to. However, JP-A-62-111958
In such a case, the ruthenium complex catalyst may precipitate during the first-step reaction, and may go out of the system together with crystals of the product urea compound. Japanese Patent Application No. Sho 63-01201
In No. 8, the addition solvent suppresses the precipitation of the catalyst during the reaction in the first step, but the addition of the solvent does not increase the reaction rate.

[発明が解決しようとする課題] この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、ハロゲン化合物を助触媒として使用せ
ず、この使用による各種問題を解消する芳香族ウレタン
の製造方法を提供するところにある。また、この発明の
目的とするところは、カルボニル化反応による尿素類の
製造と、生成した尿素類と水酸基を持つ化合物の反応と
の二段の反応で芳香族ウレタンを製造することにより、
全体としてその収率及び選択性を向上し、しかも触媒及
び生成した芳香族ウレタンの回収を容易に行う芳香族ウ
レタンの製造方法を提供することにある。さらにこの発
明の目的とするところは、一段目に行うカルボニル化反
応によるウレア生成工程において、溶媒の一部または全
部としてアミド化合物を用いて反応速度をより高め、か
つ、触媒のリサイクルを効率よく行い、ひいては、効率
よく芳香族ウレタンを製造する方法を得んとするもので
ある。
[PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to use an aromatic urethane which does not use a halogen compound as a cocatalyst and solves various problems caused by this use. The present invention provides a method of manufacturing the same. Further, the object of the present invention is to produce an aromatic urethane by a two-step reaction between the production of ureas by a carbonylation reaction and the reaction of the produced ureas and a compound having a hydroxyl group,
An object of the present invention is to provide a method for producing an aromatic urethane, which improves the yield and selectivity as a whole and facilitates the recovery of the catalyst and the produced aromatic urethane. A further object of the present invention is to further increase the reaction rate by using an amide compound as a part or all of the solvent in the urea production step by the carbonylation reaction carried out in the first step, and to carry out efficient catalyst recycling. As a result, a method for efficiently producing an aromatic urethane is to be obtained.

[課題を解決するための手段] この発明は、三つの工程を具備した芳香族ウレタンの製
造方法である。
[Means for Solving the Problem] The present invention is a method for producing an aromatic urethane including three steps.

第一の工程においては、芳香族ニトロ化合物と芳香族第
一アミンと一酸化炭素とを、白金族金属化合物を主体と
する触媒を使用して反応させて、N,N′−ジ置換ウレ
アを生成する。ここでは、溶媒の一部または全部として
アミド化合物を用いて反応速度を高める。次いで、生成
したN,N′−ジ置換ウレアを反応液から分離回収す
る。
In the first step, an aromatic nitro compound, an aromatic primary amine and carbon monoxide are reacted with each other using a catalyst mainly composed of a platinum group metal compound to give an N, N′-disubstituted urea. To generate. Here, the reaction rate is increased by using an amide compound as a part or all of the solvent. Then, the produced N, N'-disubstituted urea is separated and recovered from the reaction solution.

第二の工程においては、第一の工程において得られた
N,N′−ジ置換ウレアと水酸基を有する有機化合物と
を反応させて、芳香族第一アミンと芳香族ウレタンとを
生成し、次いで芳香族第一アミンを分離して芳香族ウレ
タンを得る。
In the second step, the N, N′-disubstituted urea obtained in the first step is reacted with an organic compound having a hydroxyl group to produce an aromatic primary amine and an aromatic urethane, and then, The aromatic primary amine is separated to obtain an aromatic urethane.

第三の工程においては、分離した第一アミンを前記第一
の工程へと循環する。
In the third step, the separated primary amine is recycled to the first step.

つぎに発明を具体的に説明する。Next, the invention will be specifically described.

まず、第一の工程は、芳香族第一アミンと芳香族ニトロ
化合物と一酸化炭素とを、白金族金属化合物を主体とす
る触媒を使用し、さらに溶媒の一部または全部としてア
ミド化合物を用いて反応させる。この反応は以下の反応
式にしたがって進行するものと考えられる。
First, in the first step, an aromatic primary amine, an aromatic nitro compound, and carbon monoxide are used, a catalyst mainly containing a platinum group metal compound is used, and an amide compound is used as a part or all of the solvent. To react. This reaction is considered to proceed according to the following reaction formula.

芳香族第一アミンとしては、アニリン類、アミノナフタ
レン類、アミノアントラセン類、アミノビフェニル類な
どがあり、具体的な化合物として、アニリン、o−、m
−及びp−トルイジン、o−、m−及びp−クロロアニ
リン、α及びβ−ナフチルアミン、2−メチル−1−ア
ミノナフタレン、ジアミノベンゼン各異性体、トリアミ
ノベンゼン各異性体、アミノトルエン各異性体、ジアミ
ノトルエン各異性体、アミノナフタリン各異性体、なら
びに、これらの混合物などがあげられる。
Aromatic primary amines include anilines, aminonaphthalenes, aminoanthracenes, aminobiphenyls, and the like, and specific compounds include aniline, o-, and m.
-And p-toluidine, o-, m- and p-chloroaniline, α and β-naphthylamine, 2-methyl-1-aminonaphthalene, diaminobenzene isomers, triaminobenzene isomers, aminotoluene isomers , Diaminotoluene isomers, aminonaphthalene isomers, and mixtures thereof.

芳香族ニトロ化合物としては、ニトロベンゼン類、ニト
ロナフタレン類、ニトロアントラセン類、ニトロビフェ
ニル類あるいは少なくとも一個の水素が他の置換基、例
えば、ハロゲン原子、シアノ基、脂環基、芳香族基、ア
ルキル基、アルコキシ基、スルホン基、スルホキシド
基、カルボニル基、エステル基、アミド基などによって
置換されているニトロ化合物などがあり、具体的な化合
物として、ニトロベンゼン、o−,m−及びp−ニトロ
トルエン、o−ニトロ−p−キシレン、2−メチル−1
−ニトロナフタレン、ジニトロベンゼン各異性体、トリ
ニトロベンゼン各異性体、ジニトロトルエン各異性体、
ニトロナフタレン各異性体、o−,m−及びp−クロロ
ニトロベンゼン、1−ブロモ−4−ニトロベンゼン、並
びにこれらの混合物などがあげられる。ただし、芳香族
第一アミンに対応するニトロ化合物を用いるほうが好ま
しい。
Examples of the aromatic nitro compound include nitrobenzenes, nitronaphthalenes, nitroanthracenes, nitrobiphenyls, or at least one hydrogen atom as another substituent, for example, a halogen atom, a cyano group, an alicyclic group, an aromatic group, an alkyl group. , An alkoxy group, a sulfone group, a sulfoxide group, a carbonyl group, an ester group, an amide group and the like are substituted, and specific compounds include nitrobenzene, o-, m- and p-nitrotoluene, o- Nitro-p-xylene, 2-methyl-1
-Nitronaphthalene, dinitrobenzene isomers, trinitrobenzene isomers, dinitrotoluene isomers,
Examples include nitronaphthalene isomers, o-, m- and p-chloronitrobenzene, 1-bromo-4-nitrobenzene, and mixtures thereof. However, it is preferable to use a nitro compound corresponding to the aromatic primary amine.

添加するアミド化合物としては、アミド類、具体的には
N,N′−ジメチルアセトアミド、N,N′−ジメチル
ホルムアミド、N−メチル−2−ピロリジノン等、 で表される置換尿素化合物(R1,R2,R3,R4はアル
キル基及び炭素鎖で連結した3内至5の炭素原子を含む
アルキレン)、具体的にはN,N,N′,N′−テトラ
メチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノ
ン、1,3−ジメチルテトラヒドロ−2(1H)−ピリ
ミジノン等、 で、表されるホスフィン−アミド化合物、(R1,R2
炭素数1内至5のアルキル基で、nは1内至5)、 で、表されるホスフィン−アミド化合物、(R1,R2
炭素数1内至6のアルキル基、及び炭素鎖で連結した炭
素数3内至5のアルキレン)、並びにこれらの異性体、
さらにはこれらの混合物などがあげられる。
Examples of the amide compound to be added include amides, specifically N, N′-dimethylacetamide, N, N′-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidinone, and the like. A substituted urea compound represented by (R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are alkylene containing 3 to 5 carbon atoms linked by an alkyl group and a carbon chain), specifically, N, N, N ′ , N′-tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyltetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone and the like, And a phosphine-amide compound represented by the formula (wherein R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, and n is 1 to 5), And a phosphine-amide compound represented by the formula (wherein R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and alkylene having 3 to 5 carbon atoms linked by a carbon chain), and isomers thereof,
Further, a mixture of these and the like can be mentioned.

本発明のアミド化合物は、溶媒として使用することによ
り反応速度を向上する働きがあるが、さらに、触媒を安
定化させて触媒を濾液中に析出させることなく存在させ
る働きを兼ね備えているアミド化合物であれば、より好
適である。
The amide compound of the present invention has the function of improving the reaction rate by using as a solvent, and further has the function of stabilizing the catalyst and allowing the catalyst to exist in the filtrate without being precipitated. If there is, it is more suitable.

含酸素有機イオウ化合物、例えばスルホキシド類は、一
般式R1−SO−R2もしくはR1−SO2−R2で表され
る。ここでR1,R2は1内至8個の炭素原子を含むアル
キル、アルコキシ置換、またはフェニル置換、さらにR
1,R2は炭素鎖で連結した4内至7個の炭素原子を含む
アルキレンである。具体的にはジメチルスルホキシド、
ジフェニルスルホキシド、スルホラン等である。
Oxygen-containing organic sulfur compounds such as sulfoxides are represented by the general formula R 1 —SO—R 2 or R 1 —SO 2 —R 2 . Where R 1 and R 2 are alkyl, alkoxy substituted or phenyl substituted containing 1 to 8 carbon atoms, and further R
1 and R 2 are alkylene containing 4 to 7 carbon atoms linked by a carbon chain. Specifically, dimethyl sulfoxide,
Examples include diphenyl sulfoxide and sulfolane.

本発明方法においては、添加するアミド化合物のみをそ
のまま溶媒として用いることもできるが、適当な他の溶
媒との混合液中で行うことも好ましい方法である。この
ような他の溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類、ク
ロロヘキサン、クロロシクロヘキサン等のハロゲン化脂
肪族炭化水素類、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ジ
クロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳
香族炭化水素類などが用いられる。
In the method of the present invention, only the amide compound to be added can be used as a solvent as it is, but it is also preferable to perform it in a mixed solution with another suitable solvent. Examples of such other solvent include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and mesitylene, halogenated aliphatic hydrocarbons such as chlorohexane and chlorocyclohexane, chlorobenzene, bromobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene. Halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene are used.

一酸化炭素は、純粋なものであってもよく、また、窒
素、アルゴン、ヘリウム、炭酸ガス、ハロゲン化炭化水
素などを含むものであってもよい。
Carbon monoxide may be pure or may contain nitrogen, argon, helium, carbon dioxide gas, halogenated hydrocarbon and the like.

白金族金属を含む化合物は、ルテニウム、ロジウム、パ
ラジウム、白金などの白金族元素と、一酸化炭素、ホス
フィン類の配位子、または、有機基を有する有機金属化
合物類などの化合物であるが、ハロゲン元素を含まない
ものが好ましい。具体的には、Ru3(CO)12,H4
4(CO)12, [Ru2(CO)4(HCOO)2]n, Ru(CO)3(dppe),Ru(CO)3(PP
32,Ru(acac)3等のルテニウム錯体化合
物、Rh6(CO)16,RhH(CO)(PPh33
Rh(acac)(CO)(PPh3),Rh(aca
c)(CO)2,Rh(acac)3などのロジウム錯体
化合物などがあげられる。ただし、PPh3はトリフェ
ニルホスフィン、dppeはジフェニルホスフィノエタ
ン、acacはアセチルアセトナトを示す。
The compound containing a platinum group metal is a compound such as ruthenium, rhodium, palladium, a platinum group element such as platinum, carbon monoxide, a ligand of phosphines, or an organometallic compound having an organic group, Those containing no halogen element are preferred. Specifically, Ru 3 (CO) 12 , H 4 R
u 4 (CO) 12 , [Ru 2 (CO) 4 (HCOO) 2 ] n, Ru (CO) 3 (dppe), Ru (CO) 3 (PP
h 3 ) 2 , Ru (acac) 3 and other ruthenium complex compounds, Rh 6 (CO) 16 , RhH (CO) (PPh 3 ) 3 ,
Rh (acac) (CO) (PPh 3 ), Rh (aca
c) Rhodium complex compounds such as (CO) 2 and Rh (acac) 3 are listed. However, PPh 3 is triphenylphosphine, dpppe is diphenylphosphinoethane, and acac is acetylacetonate.

またこれらの錯化合物以外にも、反応系中で活性種へと
変化するような無機白金族金属化合物を用いることもで
きる。具体的には、RuO2・nH2O、Ru−ブラッ
ク、Ruカーボン等があげられる。これらの化合物は、
反応系中でカルボニル錯体へと変化して活性種を与えて
いると考えられる。
In addition to these complex compounds, it is also possible to use an inorganic platinum group metal compound that changes into an active species in the reaction system. Specific examples thereof include RuO 2 · nH 2 O, Ru-black, Ru carbon and the like. These compounds are
It is considered that in the reaction system, it is converted into a carbonyl complex to give an active species.

さらに、これらの白金族金属にコバルト、鉄、ロジウ
ム、パラジウム等を複合して使用することもできる。
Further, cobalt, iron, rhodium, palladium and the like can be used in combination with these platinum group metals.

反応温度は、通常30〜300℃、好ましくは120〜
200℃の温度範囲で行われる。反応圧力は1〜500
kg/cm2、好ましくは10〜150kg/cm2の範囲であ
り、反応時間は他の条件によって異なるが通常数分から
数時間である。
The reaction temperature is usually 30 to 300 ° C., preferably 120 to
It is carried out in the temperature range of 200 ° C. Reaction pressure is 1 to 500
kg / cm 2, preferably in the range of 10~150kg / cm 2, the reaction time varies depending on other conditions a few hours normally several minutes.

この発明方法で得られたN,N′ジ置換ウレアは、溶
媒、及び原料である芳香族アミン、芳香族ニトロ化合物
に対する溶解度が小さい。このため、反応終了後の溶液
を室温程度に冷却するだけで、生成したN,N′ジ置換
ウレアが結晶として析出してくる。従ってこの溶液を濾
過することにより、N,N′ジ置換ウレアを固形物とし
て効率よく得られる。反応後、室温に冷却し晶析する
際、反応混合物中のジ置換ウレア以外の成分は、トルエ
ン、ベンゼン等の溶剤で洗浄することにより容易に分離
でき、ジ置換ウレアのみを単独で取り出すことができ
る。
The N, N'-disubstituted urea obtained by the method of the present invention has a low solubility in the solvent and the raw material aromatic amine or aromatic nitro compound. For this reason, the N, N′-disubstituted urea that has formed precipitates as crystals only by cooling the solution after the reaction to about room temperature. Therefore, by filtering this solution, N, N 'disubstituted urea can be efficiently obtained as a solid. After the reaction, when cooled to room temperature and crystallized, the components other than the di-substituted urea in the reaction mixture can be easily separated by washing with a solvent such as toluene or benzene, and only the di-substituted urea can be taken out alone. it can.

つぎに、第二の工程では、得られたN,N′−ジ置換ウ
レアと水酸基を持つ有機化合物とを下式のごとく反応さ
せて、芳香族第一アミンと芳香族ウレタンとを生成す
る。
Next, in the second step, the obtained N, N'-disubstituted urea is reacted with an organic compound having a hydroxyl group as in the following formula to produce an aromatic primary amine and an aromatic urethane.

水酸基を持つ有機化合物としては、一価アルコール類、
一価フェノール類などがあり、具体的には、メチル、エ
チル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソ
ブチル、及びt−ブチルのごとき一価アルコール、なら
びにフェノール、クロロフェノール、メチル、エチル、
n−プロピル、イソプロピルのごときアルキル基を持つ
アルキルフェノールなどがあげられる。
As the organic compound having a hydroxyl group, monohydric alcohols,
There are monohydric phenols and the like, and specifically, monohydric alcohols such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, and t-butyl, and phenol, chlorophenol, methyl, ethyl,
Examples thereof include alkylphenols having an alkyl group such as n-propyl and isopropyl.

反応温度は、通常80〜300℃、好ましくは120〜
200℃の温度範囲で行うのがよい。圧力は、通常使用
する水酸基を含む有機化合物あるいは、溶剤の反応温度
における自生圧下で行う。そしてこの反応は、触媒を使
用することなく行うことができる。
The reaction temperature is usually 80 to 300 ° C., preferably 120 to 300 ° C.
It is preferable to carry out in the temperature range of 200 ° C. The pressure is set to an organic compound containing a hydroxyl group which is usually used, or an autogenous pressure at a reaction temperature of a solvent. And this reaction can be performed without the use of a catalyst.

この反応終了後、蒸留操作を行い、芳香族ウレタンを蒸
留残留物として回収し、一方蒸留により芳香族第一アミ
ンを回収する。この芳香族第一アミンは、第一段目の
N,N′−ジ置換ウレアの生成反応に再使用する。
After the completion of this reaction, a distillation operation is performed to recover aromatic urethane as a distillation residue, while the aromatic primary amine is recovered by distillation. This aromatic primary amine is reused in the first stage N, N'-disubstituted urea formation reaction.

以上の様に第一の工程(反応式(1))及び、第二の工
程(反応式(2))とを連続して行えば、芳香族第一ア
ミンは形式的には変化せず、芳香族ニトロ化合物のみが
反応にあずかり、全体として、芳香族ニトロ化合物が還
元的に芳香族ウレタンに転換することになり、芳香族第
一アミンを出発物質として用いるよりも経済的となる。
When the first step (reaction formula (1)) and the second step (reaction formula (2)) are continuously performed as described above, the aromatic primary amine does not formally change, Only the aromatic nitro compound participates in the reaction, and as a whole, the aromatic nitro compound is reductively converted into aromatic urethane, which is more economical than using an aromatic primary amine as a starting material.

[発明の作用、効果] この発明によれば、第一段目の反応において生成する
N,N′−ジ置換ウレアが溶媒、及び原料である芳香族
アミン、芳香族ニトロ化合物に対して溶解度が小さいの
で、これを室温まで冷却することにより容易に晶析で
き、濾過により効率よくN,N′−ジ置換ウレアを回収
することができる。しかも溶媒としてアミド化合物を用
いて反応速度を高めたので、生産性を向上することがで
きる。
According to the present invention, the N, N′-disubstituted urea produced in the first-step reaction has a solubility in the solvent and the raw material aromatic amine or aromatic nitro compound. Since it is small, it can be easily crystallized by cooling it to room temperature, and the N, N'-disubstituted urea can be efficiently recovered by filtration. Moreover, since the reaction rate is increased by using the amide compound as the solvent, the productivity can be improved.

またこの発明では、ハロゲン化合物を使用する必要がな
いので、装置材料の腐蝕がきわめて少なく、反応器に高
価な材料を使用する必要がない。
Further, in the present invention, since it is not necessary to use a halogen compound, corrosion of equipment materials is extremely small, and it is not necessary to use an expensive material for the reactor.

さらにこの一段目の反応は副反応が少なく、高い収率で
N,N′−ジ置換ウレアを得ることができる。
Furthermore, this first-step reaction has few side reactions, and N, N'-disubstituted urea can be obtained in high yield.

また、二段目の反応では、触媒を使用する必要がないの
で、芳香族ウレタンを留出させず蒸留残留物として回収
できる。しかも蒸留する物質である芳香族第一アミンと
残留する水酸基を含む有機化合物とは、比較的低沸点の
物質であるため、穏和な条件で蒸留操作を行うことがで
き、操作が容易となる。しかも、回収した芳香族第一ア
ミンは、一段目のN,N′−ジ置換ウレア生成反応に再
使用できる。さらにまた、二段目の反応は、無触媒反応
でほぼ定量的に進行し、副反応が少ない。このため、二
段階反応ではあるが、高い収率で芳香族ウレタンを製造
することができる。
Further, in the second-step reaction, since it is not necessary to use a catalyst, aromatic urethane can be recovered as a distillation residue without distilling. Moreover, since the aromatic primary amine, which is a substance to be distilled, and the residual organic compound having a hydroxyl group are substances having a relatively low boiling point, the distillation operation can be performed under mild conditions, and the operation becomes easy. Moreover, the recovered aromatic primary amine can be reused in the first stage N, N'-disubstituted urea formation reaction. Furthermore, the second-step reaction proceeds almost quantitatively with no catalyst reaction, and there are few side reactions. Therefore, although it is a two-step reaction, aromatic urethane can be produced in high yield.

[実施例] つぎに本発明の実施例について説明する。なお、各実施
例では、一般的な慣用名である「ウレタン」の用語にか
えて、「カルバミン酸アルキル」の用語を用い、個々の
物質名を明確に表示している。
[Examples] Next, examples of the present invention will be described. In each example, the term "alkyl carbamate" is used in place of the term "urethane" which is a commonly used name, and the individual substance names are clearly indicated.

実施例1 内容積200m、電磁攪拌式オートクレーブに、ニト
ロベンゼン5.6g、アニリン7.8g、トルエン27m、
N,N,N′,N′−テトラメチル尿素(以下TMUと
略す)6.3g、Ru3(CO)1220mgを入れ、系内を一
酸化炭素に置換した後、一酸化炭素を50kg/cm2とな
るように圧入した。攪拌しながら160℃で2.0時間反
応させた。反応終了後、室温まで冷却し、排気後、反応
溶液を濾過してN,N′−ジフェニル尿素の結晶3.5g
を得た。濾液をガスクロマトグラフ及び高速液体クロマ
トグラフで分析したところ、N,N′−ジフェニル尿素
0.1g、ニトロベンゼン2.9gが含まれていた。これよ
り、N,N′−ジフェニル尿素生成の触媒金属原子基準
でのTOF(Turn OverFrequency)は100h-1、ニト
ロベンゼン基準での選択率は94%であった。
Example 1 An inner volume of 200 m, a magnetic stirring type autoclave, 5.6 g of nitrobenzene, 7.8 g of aniline, 27 m of toluene,
After adding 6.3 g of N, N, N ′, N′-tetramethylurea (hereinafter abbreviated as TMU) and 20 mg of Ru 3 (CO) 12 and replacing the inside of the system with carbon monoxide, 50 kg / cm of carbon monoxide was added. Pressed so as to be 2 . The mixture was reacted at 160 ° C. for 2.0 hours with stirring. After the reaction was completed, the reaction solution was cooled to room temperature, evacuated and filtered to obtain 3.5 g of N, N'-diphenylurea crystals.
Got When the filtrate was analyzed by gas chromatography and high performance liquid chromatography, N, N'-diphenylurea
It contained 0.1 g and 2.9 g of nitrobenzene. From this, the TOF (Turn Over Frequency) on the basis of the catalytic metal atom of N, N′-diphenylurea formation was 100 h −1 , and the selectivity on the basis of nitrobenzene was 94%.

次に、単離されたN,N′−ジフェニル尿素の結晶3.0
g、メタノール50gを、別の内容積200mの電磁
攪拌式オートクレーブに仕込み、攪拌しながら160℃
で3時間反応させた。反応終了後反応溶液をガスクロマ
トグラフで分析した結果、N−フェニルカルバミン酸メ
チルの収率は96%、アニリンの収率は95%であっ
た。
Then, the isolated N, N'-diphenylurea crystal 3.0
g, 50 g of methanol are charged into another electromagnetic stirring type autoclave having an internal volume of 200 m, and the mixture is stirred at 160 ° C.
And reacted for 3 hours. As a result of gas chromatographic analysis of the reaction solution after the completion of the reaction, the yield of methyl N-phenylcarbamate was 96% and the yield of aniline was 95%.

実施例2 次に、実施例1で示したのと同様の装置、同様の操作に
おいて、TMUの量を16.4g、トルエンを15mに変
えて、N,N′−ジフェニル尿素の生成実験を行った結
果を表1に示す。
Example 2 Next, in an apparatus and operation similar to those shown in Example 1, an amount of TMU was changed to 16.4 g and toluene was changed to 15 m, and an N, N'-diphenylurea production experiment was conducted. The results are shown in Table 1.

さらに、ここで単離されたN,N′−ジフェニル尿素3.
0gと、メタノール50gとを、実施例1と同様の装置
及び操作において反応させたところ、N−フェニルカル
バミン酸メチルのおよびアニリンが、それぞれ収率95
%および94%で得られた。
Furthermore, N, N'-diphenylurea isolated here 3.
When 0 g and 50 g of methanol were reacted in the same apparatus and operation as in Example 1, methyl N-phenylcarbamate and aniline were respectively obtained in a yield of 95.
% And 94%.

比較例1 実施例1で示したのと同様の装置、同様の操作におい
て、TMUを加えず、トルエンの量を32mに変え
て、N,N′−ジフェニル尿素の生成実験を行った結果
を表1に示す。
Comparative Example 1 In the same apparatus and operation as shown in Example 1, TMU was not added, the amount of toluene was changed to 32 m, and the production experiment of N, N′-diphenylurea was conducted. Shown in 1.

比較例2 実施例1で示したのと同様の装置、同様の操作におい
て、TMUのかわりに、ピリジンを加えて、N,N′−
ジフェニル尿素の生成実験を行った結果を表1に示す。
Comparative Example 2 In the same apparatus and operation as shown in Example 1, pyridine was added instead of TMU, and N, N′-
Table 1 shows the results of the diphenylurea production experiment.

比較例3 実施例1で示したのと同様の装置、同様の操作におい
て、TMUのかわりに、ベンゾニトリルを加えて、N,
N′−ジフェニル尿素の生成実験を行った結果を表1に
示す。
Comparative Example 3 In the same apparatus and operation as shown in Example 1, benzonitrile was added instead of TMU, and N,
Table 1 shows the results of the N'-diphenylurea production experiment.

実施例3〜8 実施例1で示したのと同様の装置、同様の操作におい
て、加えるアミド化合物の溶媒を変えて、N,N′−ジ
フェニル尿素の生成実験を行った結果を表2に示す。
Examples 3 to 8 Table 2 shows the results of an experiment for producing N, N'-diphenylurea by changing the solvent of the amide compound to be added in the same apparatus and operation as those shown in Example 1. .

さらに、ここで単離されたN,N′−ジフェニル尿素3.
0gと、メタノール50gとを、各々、実施例1と同様
の装置及び操作において反応させ、N−フェニルカルバ
ミン酸メチルおよびアニリンの生成実験を行った結果
を、表3に示す。
Furthermore, N, N'-diphenylurea isolated here 3.
Table 3 shows the results of an experiment for producing methyl N-phenylcarbamate and aniline by reacting 0 g with 50 g of methanol in the same apparatus and operation as in Example 1.

実施例9 実施例1で示したのと同様の装置、同様の操作におい
て、用いる触媒を[Ru2(CO)4(HCOO)2]n
に変えて、N,N′−ジフェニル尿素の生成実験を行っ
た結果を表4に示す。
Example 9 In the same apparatus and operation as in Example 1, the catalyst used was [Ru 2 (CO) 4 (HCOO) 2 ] n.
Table 4 shows the results of the N, N′-diphenylurea production experiment.

さらに、ここで単離されたN,N′−ジフェニル尿素3.
0gと、メタノール50gとを、実施例1と同様の装置
及び操作において反応させたところ、N−フェニルカル
バミン酸メチルのおよびアニリンが、それぞれ収率95
%および95%で得られた。
Furthermore, N, N'-diphenylurea isolated here 3.
When 0 g and 50 g of methanol were reacted in the same apparatus and operation as in Example 1, methyl N-phenylcarbamate and aniline were respectively obtained in a yield of 95.
% And 95%.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水口 雅嗣 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 八谷 哲男 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中村 知道 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特公 平5−29349(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masatsugu Mizuguchi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuo Hachiya 1-2-1-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside the Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Tomochi Nakamura 1-2 1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside the Nippon Steel Pipe Co., Ltd. (56) References Japanese Patent Publication No. 5-29349 (JP, B2)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】芳香族第一アミンと芳香族ニトロ化合物と
一酸化炭素とを反応させる際に、白金族金属を含む化合
物を主体とする触媒を使用し、かつアミド化合物を溶媒
あるいは溶媒の一部として使用して、N,N′−ジ置換
ウレアを生成し、次いで生成したN,N′−ジ置換ウレ
アを反応液から分離回収するウレア生成工程と、 前記ウレア生成工程で得られたN,N′−ジ置換ウレア
と水酸基を含有する有機化合物とを反応させて芳香族第
一アミンと芳香族ウレタンとを生成し、次いで、芳香族
第一アミンを分離して芳香族ウレタンを得る工程と、 分離した芳香族第一アミンを前記ウレア生成工程へ循環
する工程と、 を具備してなる芳香族ウレタンの製造方法。
1. When a reaction of an aromatic primary amine, an aromatic nitro compound and carbon monoxide, a catalyst mainly containing a compound containing a platinum group metal is used, and an amide compound is used as a solvent or a solvent. Used as a part to produce N, N'-disubstituted urea, and then to separate and recover the produced N, N'-disubstituted urea from the reaction solution, and the N obtained in the urea production step. , N'-disubstituted urea and an organic compound containing a hydroxyl group are reacted to produce an aromatic primary amine and an aromatic urethane, and then the aromatic primary amine is separated to obtain an aromatic urethane. And a step of circulating the separated aromatic primary amine to the urea formation step, the method for producing an aromatic urethane.
【請求項2】前記ウレア生成工程は、ハロゲン化合物を
使用することなくおこなう特許請求の範囲第1項記載の
芳香族ウレタンの製造方法。
2. The method for producing an aromatic urethane according to claim 1, wherein the urea formation step is performed without using a halogen compound.
【請求項3】反応N,N′−ジ置換ウレアと水酸基を含
有する有機化合物との反応を、触媒を使用することなく
行う特許請求の範囲第1項記載の芳香族ウレタンの製造
方法。
3. The method for producing an aromatic urethane according to claim 1, wherein the reaction of the reaction N, N′-disubstituted urea with an organic compound having a hydroxyl group is carried out without using a catalyst.
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