JPH11180963A - ビスシアノエチルイソシアヌレートの製造方法 - Google Patents

ビスシアノエチルイソシアヌレートの製造方法

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JPH11180963A
JPH11180963A JP36708197A JP36708197A JPH11180963A JP H11180963 A JPH11180963 A JP H11180963A JP 36708197 A JP36708197 A JP 36708197A JP 36708197 A JP36708197 A JP 36708197A JP H11180963 A JPH11180963 A JP H11180963A
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JP
Japan
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isocyanuric acid
isocyanurate
biscyanoethyl
reaction
acrylonitrile
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JP36708197A
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English (en)
Inventor
Yukio Miyauchi
由紀夫 宮内
Naoki Kano
直喜 狩野
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Shikoku Chemicals Corp
Original Assignee
Shikoku Chemicals Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 イソシアヌル酸とアクリロニトリルを出発原
料とするビスシアノエチルイソシアヌレートの製造方法
において、当該化合物を収率良く選択的に合成する方法
を提供する。 【解決手段】 イソシアヌル酸にアルカリ金属、アルカ
リ土類金属及び遷移金属の水酸化物、重炭酸塩または炭
酸塩を反応させて、イソシアヌル酸金属塩を合成し、こ
れにアクリロニトリルを反応させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はビスシアノエチル
イソシアヌレートの製造方法に関するものであり、本発
明方法によって合成されるビスシアノエチルイソシアヌ
レートは、ポリアミド樹脂及びポリエステル樹脂の合成
原料となるビスカルボキシエチルイソシアヌレート並び
にポリアミド樹脂の合成原料及び耐熱性エポキシ樹脂の
硬化剤として使用されるビスアミノプロピルイソシアヌ
レートの合成原料として有用なものである。
【0002】
【従来の技術】従来知られているシアノエチルイソシア
ヌレートの合成法は、イソシアヌル酸とアクリロニトリ
ルとを反応させる方法に関するものであり、(1)溶媒
としてジメチルホルムアミドを用いる方法(例えば、
J.O.C.,Vol.25,p1944(196
0))、(2)pHを4〜9の範囲に調製した水性媒体
中で反応させる方法(特開昭43−6626号)、
(3)有機カルボン酸アルカリ金属塩またはこれを水酸
化アルカリとの混合触媒の存在する水性媒体中で反応さ
せる方法(特公昭43−27869号)、または(4)
トリエチルアミンを触媒としてジメチルスルホキシドと
トルエンの混合溶媒中で反応させる方法(特開昭51−
101093号)などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記い
ずれの方法においてもビスシアノエチルイソシアヌレー
トが選択的に得られず、反応生成物中に多くのトリスシ
アノエチルイソシアヌレートが副生し、煩雑な処理を必
要とするためビスシアノエチルイソシアヌレートを量産
する方法としては、必ずしも満足しうるものではなかっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、イソシアヌル酸と
アクリロニトリルを出発物質として、ビスシアノエチル
イソシアヌレートを合成する方法において、イソシアヌ
ル酸にアルカリ金属、アルカリ土類金属及び遷移金属の
水酸化物、重炭酸塩または炭酸塩を反応させてイソシア
ヌル酸の金属塩を合成し、前記イソシアヌル酸の金属塩
にアクリロニトリルを反応させることにより、ビスシア
ノエチルイソシアヌレートを選択的に合成することがで
き、且つ工業的規模の生産に適することを見い出し本発
明を完成した。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の方法は、イソシアヌル酸
にアルカリ金属、アルカリ土類金属及び遷移金属の水酸
化物、重炭酸塩または炭酸塩を反応させてイソシアヌル
酸の金属塩を合成する第1工程と、イソシアヌル酸の金
属塩とアクリロニトリルを反応させてビスシアノエチル
イソシアヌレートを合成する第2工程とからなるもので
あり、イソシアヌル酸の金属塩の合成においてアルカリ
金属塩を用いた場合の反応式は次のとおりである。
【0006】
【化1】
【0007】イソシアヌル酸の金属塩は次の方法によっ
て合成することができる。その1つはイソシアヌル酸と
所定量のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化
物、重炭酸塩及び炭酸塩を水媒中で直接反応させる方法
である。イソシアヌル酸の金属塩を合成するために使用
する金属の水酸化物、重炭酸塩あるいは炭酸塩の代表的
なものとしては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウ
ム、水酸化バリウム、重炭酸リチウム、重炭酸ナトリウ
ム、重炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭
酸バリウムなどが挙げられる。この場合のイソシアヌル
酸に対する各種アルカリ金属塩の量は0.6〜1.2倍
モル,望ましくは0.8〜1.2倍モルであり、アルカ
リ土類金属塩の量は0.3〜1.2倍モル,望ましくは
0.5〜1.0倍モルである。なお、反応温度は室温で
も良いし、加温しても良い。
【0008】他の一つのイソシアヌル酸の金属塩の合成
法としては、水中でイソシアヌル酸とアルカリ金属の塩
例えばイソシアヌル酸のジナトリウム塩を合成し、銅な
どの遷移金属例えば、水酸化銅、塩基性炭酸銅、硫酸
銅、塩化第二銅と反応させる方法がある。この場合の遷
移金属の添加量、反応温度も上記と同様である。
【0009】本発明の実施における中間体であるイソシ
アヌル酸の金属塩としては、LiC3H2N3O3・H2O , NaC3H2
N3O3・H2O , KC3H2N3O3 ・H2O ,Mg(C3H2N3O3)2 ・14H2O
, Ca(C3H2N3O3)2 ・8H2O , CaC3HN3O3・3H2O ,Ba(C3HN
3O3)2 , Cu(C3HN3O3)・2H2O 等が挙げられる。
【0010】前記のいずれかの方法によって合成された
イソシアヌル酸の金属塩は、アクリロニトリルと反応さ
せるに当って反応混合物から単離しても良いし、そのま
まアクリロニトリルと反応させても構わない。イソシア
ヌル酸の金属塩とアクリロニトリルを反応させる条件と
しては、イソシアヌル酸の金属塩に対しアクリロニトリ
ルを0.5〜4倍モル、好ましくは2〜3倍モルを使用
すべきであり、これよりも少量では目的のビスシアノエ
チルイソシアヌレートの収率が低下し、またこれよりも
多い場合は副生成物であるトリスシアノエチルイソシア
ヌレートが多く生成するので好ましくない。
【0011】反応温度は100℃〜150℃が望まし
い。この条件よりも低い場合は反応率が悪く、高い場合
は分解反応が起きる。この条件で反応を行うには、アク
リロニトリルの空気中へ逸散を防ぐことができるオート
クレーブの使用が望ましい。また、溶媒は水溶媒が望ま
しい。水以外の溶媒ではイソシアヌル酸の金属塩の溶解
度並びに反応率が低くなり、ジメチルホルムアミドある
いはジメチルホルムアミドと水の混合溶媒を用いた場合
においても、反応収率は著しく低下する。
【0012】ビスシアノエチルイソシアヌレートを含む
反応生成物は、通常の方法で単離精製することができ
る。即ち反応終了後、水に難溶のトリスシアノエチルイ
ソシアヌレートを濾別し、濾液に塩酸または硫酸を加え
pH3付近に調整し、析出する結晶を濾取することによ
り得られる。再結晶は水またはエタノールで行うことが
できる。このようにして得られたビスシアノエチルイソ
シアヌレートの物性は次のとおりである。
【0013】 外 観 :無色粉末状結晶 溶解度 :ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド易溶。水、メタ ノール、エタノール可溶。アセトン難溶。 m.p. :216〜218℃(エタノール) IRν (cm-1):3460,3400,3200,3100,2900,2840,2250,1700,1450, 1365,1300, 1245,1230,1185,1155,1140,1015,980,955,850,810,755,715 1H-NMR(DMSO-d6, δppm): 2.79(4H,t) , 3.96(4H,t) , 11.92(1H,s)
【0014】ビスシアノエチルイソシアヌレートは、反
応性置換基であるシアノ基を持っているので、各種反応
性資材として利用することが可能であり、例えば加水分
解をしてビスカルボキシエチルイソシアヌレートに転換
することができ、ポリアミド樹脂またはポリエステル樹
脂の有用な原料に成り得る化合物である。
【0015】
【実施例】〔実施例1〕回転式撹拌機、温度計及び圧力
計を備えたステンレス製で内容量が1.5リットルのオ
ートクレーブに、水1リットル、イソシアヌル酸129
g及び炭酸ナトリウム53gを仕込み、60℃の温度で
1時間反応させた。次いでこのオートクレーブにアクリ
ロニトリル159gを仕込み、撹拌しながら外部より加
熱して反応系の温度を120℃に維持し4時間反応を継
続した。この間圧力は2.15kg/cm2 から1.6
0kg/cm2 に降下した。反応後オートクレーブから
反応液を取り出し、析出物を濾別乾燥して17gの結晶
を得た。この結晶の融点は224〜226℃であり、ト
リスシアノエチルイソシアヌレートであることが確認さ
れた。
【0016】前記反応濾液に濃塩酸を加えると無色の結
晶が得られ、これを乾燥すると153gの結晶が得られ
た。融点は205〜210℃であり、当該結晶はビスシ
アノエチルイソシアヌレートであることが確認された。
ビスシアノエチルイソシアヌレートの収率は理論値の6
5.0%であり、また高速液体クロマトグラフィーによ
る純度測定の結果は96.7%であった。
【0017】〔実施例2〕オートクレーブに水1リット
ル、イソシアヌル酸129g及び水酸化ナトリウム40
gを仕込み、60℃の温度で1時間反応させた。次いで
このオートクレーブにアクリロニトリル159gを仕込
み、前記実施例と同様の処理を行なった結果、析出物と
してトリスシアノエチルイソシアヌレート15gが得ら
れ、濾液よりビスシアノエチルイソシアヌレートが15
1g得られた。ビスシアノエチルイソシアヌレートの収
率は、理論値の64.3%であり、その純度は95.2
%であった。
【0018】〔実施例3〕回転式撹拌器、環流冷却器及
び温度計を備えた2リットルの三つ口フラスコに、水1
リットル及びイソシアヌル酸129gを仕込み、水酸化
ナトリウム40gを60℃の温度で1時間反応させ、反
応生成物を冷却し濾別乾燥することにより160gの結
晶を得た。分析の結果、この結晶はイソシアヌル酸のモ
ノナトリウム塩・1水和物であると認められ、収率は理
論値の94.6%であった。
【0019】前記イソシアヌル酸のナトリウム塩と1リ
ットルの水及びアクリロニトリル150gをオートクレ
ーブ中に仕込み、実施例1と同様の条件によって処理を
すると、析出物としてトリスシアノエチルイソシアヌレ
ート36gが得られ、濾液よりビスシアノエチルイソシ
アヌレート134.5gが得られた。ビスシアノエチル
イソシアヌレートの収率は理論値の60.4%であり、
その純度は95.0%であった。
【0020】〔実施例4〕回転式撹拌器、環流冷却器並
びに温度計を備えた2リットルの三つ口フラスコに、水
0.5リットル及びイソシアヌル酸129gを仕込み、
水酸化カリウム56.1gを60℃の温度で1時間反応
させ、次いで反応生成物を冷却し濾別乾燥することによ
り171gの結晶を得た。この結晶はイソシアヌル酸の
モノカリウム塩・1水和物であり、収率は理論値の9
2.3%であった。
【0021】前記イソシアヌル酸のモノカリウム塩と5
00ccの水及びアクリロニトリル147gをオートク
レーブ中に仕込み、実施例1と同様の条件で処理をする
と、析出物としてトリスシアノエチルイソシアヌレート
73.4gが得られ、濾液よりビスシアノエチルイソシ
アヌレート125gが得られた。ビスシアノエチルイソ
シアヌレートの収率は理論値の57.6%であり、その
純度は95.0%であった。
【0022】〔実施例5〕回転式撹拌器、環流冷却器並
びに温度計を備えた1リットルの三つ口フラスコに、水
0.5リットル及びイソシアヌル酸129gを仕込み、
水酸化リチウム24gを60℃の温度で1時間反応さ
せ、次いで反応生成物を冷却し濾別乾燥することにより
145gの結晶を得た。この結晶はイソシアヌル酸のモ
ノリチウム塩・1水和物であり、収率は理論値の94.
8%であった。前記イソシアヌル酸のモノリチウム塩と
500ccの水及びアクリロニトリル150gをオート
クレーブ中に仕込み、実施例1と同様の条件で処理をす
ると、析出物としてトリスシアノエチルイソシアヌレー
ト87.8gが得られ、濾液よりビスシアノエチルイソ
シアヌレート101.3gが得られた。ビスシアノエチ
ルイソシアヌレートの収率は理論値の45.5%であ
り、その純度は95.4%であった。
【0023】〔実施例6〕オートクレーブに水1リット
ル、イソシアヌル酸129g及び水酸化マグネシウム5
8gを仕込み、60℃の温度で1時間反応させ、次いで
これにアクリロニトリル159gを滴下し、実施例1と
同様の条件で処理したのち、その濾液よりビスシアノエ
チルイソシアヌレート47gを得た。前記ビスシアノエ
チルイソシアヌレートの収率は理論値の20.0%であ
り、その純度は94.0%であった。
【0024】〔実施例7〕回転式撹拌器、環流冷却器並
びに温度計を備えた2リットルの三つ口フラスコに、水
1リットル、イソシアヌル酸129g及び水酸化ナトリ
ウム80gをを仕込み、60℃の温度で1時間反応させ
たのち、硫酸銅5水和物を249.7gをさらに加えて
析出するイソシアヌル酸の銅塩の結晶を濾別し、乾燥し
た。前記イソシアヌル酸の銅塩と1リットルの水及びア
クリロニトリル159gをオートクレーブ中に仕込み、
実施例1と同様の条件で処理をすると、濾液よりビスシ
アノエチルイソシアヌレート40.0gが得られた。こ
のビスシアノエチルイソシアヌレートの収率は理論値の
17%であり、その純度は93.0%であった。
【0025】
【発明の効果】この発明によれば、ビスシアノエチルイ
ソシアヌル酸を収率よく選択的に得ることができ、また
反応工程並びに後処理工程が甚だ簡単であるため、工業
的規模の量産に適している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イソシアヌル酸とアクリロニトリルを
    出発物質としてビスシアノエチルイソシアヌレートを合
    成する方法において、イソシアヌル酸にアルカリ金属、
    アルカリ土類金属及び遷移金属の水酸化物、重炭酸塩ま
    たは炭酸塩を反応させてイソシアヌル酸の金属塩を合成
    し、前記イソシアヌル酸の金属塩にアクリロニトリルを
    反応させることを特徴とするビスシアノエチルイソシア
    ヌレートの製造方法。
JP36708197A 1997-12-24 1997-12-24 ビスシアノエチルイソシアヌレートの製造方法 Pending JPH11180963A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017066076A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 四国化成工業株式会社 1,3,4,6−テトラキス(アミノアルキル)グリコールウリル化合物、合成方法およびエポキシ樹脂用硬化剤

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017066076A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 四国化成工業株式会社 1,3,4,6−テトラキス(アミノアルキル)グリコールウリル化合物、合成方法およびエポキシ樹脂用硬化剤

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