JPS5811942B2 - Aromatic urethane purification method - Google Patents

Aromatic urethane purification method

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JPS5811942B2
JPS5811942B2 JP5126477A JP5126477A JPS5811942B2 JP S5811942 B2 JPS5811942 B2 JP S5811942B2 JP 5126477 A JP5126477 A JP 5126477A JP 5126477 A JP5126477 A JP 5126477A JP S5811942 B2 JPS5811942 B2 JP S5811942B2
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aromatic
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diurethane
aromatic urethane
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寛 平井
勝治 宮田
誠 相賀
一成 新田
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は芳香族ニトロ化合物と含水酸基有機化合物およ
び一酸化炭素を白金族金属またはその化合物を含む触媒
系を用いて反応させて得られた芳香族ウレタンを酸性水
溶液で処理することを特徴とする芳香族ウレタンの精製
方法に関するものであり、その目的とするところは上記
反応によって生成した芳香族ウレタンを熱分解して相当
する芳香族イソシアナートを製造するのに適した熱安定
のよい芳香族ウレタンを得ることにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention deals with the production of an aromatic urethane obtained by reacting an aromatic nitro compound, a hydrous acid group organic compound, and carbon monoxide using a catalyst system containing a platinum group metal or its compound, in an acidic aqueous solution. This invention relates to a method for purifying aromatic urethane, which is characterized by treating aromatic urethane, and its purpose is to thermally decompose the aromatic urethane produced by the above reaction to produce a corresponding aromatic isocyanate. The objective is to obtain an aromatic urethane with good thermal stability.

従来、イソシアナートはアミン化合物とホスゲンとから
製造されてきたが、近来イソシアナートを製造するため
の原料資源の不足、価格の高騰、中間原料の強い毒性な
どの面から新規な製造方法が開発されてきた。
Conventionally, isocyanates have been produced from amine compounds and phosgene, but in recent years, new production methods have been developed due to the lack of raw material resources, soaring prices, and the strong toxicity of intermediate raw materials for producing isocyanates. It's here.

それらの方法の1つとしてアルコール、一酸化炭素およ
び芳香族ニトロ化合物から芳香族ウレタンを製造してそ
の芳香族ウレタンを熱分解することにより相当する芳香
族イソシアナートを製造する方法がある。
One of these methods is to produce an aromatic urethane from alcohol, carbon monoxide and an aromatic nitro compound, and then thermally decompose the aromatic urethane to produce the corresponding aromatic isocyanate.

アルコール、一酸化炭素および芳香族ニトロ化合物から
芳香族ウレタンを製造する場合、従来の公知の方法では
大部分が、白金族金属化合物を主触媒としルイス酸を含
む化合物を助触媒とする触媒系を使用している。
When producing aromatic urethanes from alcohol, carbon monoxide, and aromatic nitro compounds, most of the conventionally known methods employ a catalyst system in which a platinum group metal compound is used as a main catalyst and a compound containing a Lewis acid is used as a promoter. I am using it.

たとえば触媒として第■族の金属カルボニル基含有誘導
体と2つ以上の原子価状態で存在する金属の塩を用いる
方法(特公昭43−23939)、触媒としてパラジウ
ムとルイス酸を用いる方法(USP3,531,512
)触媒として塩化ロジウムと塩化第二鉄を用いる方法(
特公昭45−24137)などが知られている。
For example, a method using a Group Ⅰ metal carbonyl group-containing derivative and a salt of a metal existing in two or more valence states as a catalyst (Japanese Patent Publication No. 43-23939), a method using palladium and a Lewis acid as a catalyst (US Pat. No. 3,531) ,512
) A method using rhodium chloride and ferric chloride as catalysts (
Special Publication No. 45-24137) is known.

これらの方法は多量の触媒を用いて長時間反応させても
目的物の収率が低いか、または高収率を得るためには一
酸化炭素の初圧190〜350kg/cm2、温度19
0〜200℃というきびしい反応条件が必要であるか、
あるいは塩化第二鉄などのルイス酸を用いるために反応
器が著るしく腐食されるなどの欠点がある他に、これら
の方法で得られる芳香族ウレタンを熱分解して芳香族イ
ソシアネートを製造するための原料としては熱安定性が
劣り、品質的に不満足であることがわかった。
In these methods, even if a large amount of catalyst is used and the reaction is carried out for a long time, the yield of the target product is low, or in order to obtain a high yield, the initial pressure of carbon monoxide is 190 to 350 kg/cm2 and the temperature is 19
whether strict reaction conditions of 0 to 200°C are required;
Alternatively, in addition to disadvantages such as severe corrosion of the reactor due to the use of Lewis acids such as ferric chloride, aromatic isocyanates are produced by thermally decomposing the aromatic urethane obtained by these methods. It was found that it had poor thermal stability and was unsatisfactory in terms of quality as a raw material.

また本発明者らはさきに芳香族ニトロ化合物、含水酸基
化合物および一酸化炭素を後述するような触媒系を用い
て反応させることにより、比較的温和な反応条件で、収
率よく芳香族ウレタンを製造しうることを発見し、特許
を出願した。
In addition, the present inventors first reacted an aromatic nitro compound, a hydrous acid group compound, and carbon monoxide using a catalyst system as described below, thereby producing an aromatic urethane in good yield under relatively mild reaction conditions. He discovered that it could be manufactured and applied for a patent.

しかしこのような方法で得られる芳香族ウレタンも熱に
不安定であり、これを熱分解してイソシアネートを得よ
うとする場合は目的とするイソシアネート以外のタール
性物質を生じやすく、そのため目的のイソシアネートの
収率が低いことがわかった。
However, the aromatic urethane obtained by such a method is also unstable under heat, and when trying to obtain isocyanate by thermally decomposing it, tar substances other than the target isocyanate are likely to be produced, so that the target isocyanate cannot be obtained. It was found that the yield was low.

そこで本発明者らはこのようにして得られる芳香族ウレ
タンの精製法について鋭意検討した結果、簡単な操作に
よりイソシアネートの製造に適した高品質の芳香族ウレ
タンを得る方法を発見し、本発明方法を完成するに至っ
た。
Therefore, the present inventors conducted intensive studies on the method for purifying the aromatic urethane obtained in this way, and as a result, discovered a method for obtaining high-quality aromatic urethane suitable for producing isocyanates through simple operations, and the method of the present invention I was able to complete it.

すなわち、本発明方法は芳香族ニトロ化合物と含水酸基
化合物および一酸化炭素を白金族金属またはその化合物
とルイス酸と含窒素ヘテロ芳香族化合物とからなる触媒
系を用いて反応させて得られる芳香族ウレタンを酸性水
溶液で処理して不純物を除くことを特徴とする芳香族ウ
レタンの精製方法である。
That is, the method of the present invention is an aromatic nitro compound obtained by reacting an aromatic nitro compound, a hydrous acid group compound, and carbon monoxide using a catalyst system consisting of a platinum group metal or its compound, a Lewis acid, and a nitrogen-containing heteroaromatic compound. This method of purifying aromatic urethane is characterized by treating urethane with an acidic aqueous solution to remove impurities.

芳香族ニトロ化合物、含水酸基化合物および一酸化炭素
より芳香族ウレタンを合成する反応においては次に記す
ような原料および触媒系を用いることができる。
In the reaction for synthesizing aromatic urethane from an aromatic nitro compound, a hydrous acid group compound, and carbon monoxide, the following raw materials and catalyst systems can be used.

主原料として用いる芳香族ニトロ化合物は、モノニトロ
化合物、あるいはポリニトロ化合物のいずれでもよい。
The aromatic nitro compound used as the main raw material may be either a mononitro compound or a polynitro compound.

例えば、その中にはニトロベンゼン類、ジニトロベンゼ
ン類、ジニトロトルエン類、ニトロベンゼン類、ニトロ
アンスラセン類、ニトロビフェニル類、ビスにトロフェ
ニル)アルカン類、ビスにトロフェニル)エーテル類、
ビスにトロフェニル)チオエーテル類、ビスにトロフェ
ニル)スルホン類、ニトロジフェノキシアルカン類ニト
ロフェノチアジン類あるいは5−ニトロピリミジンのよ
うなヘテロ芳香族化合物などがある。
For example, these include nitrobenzenes, dinitrobenzenes, dinitrotoluenes, nitrobenzenes, nitroanthracenes, nitrobiphenyls, bis-trophenyl) alkanes, bis-trophenyl) ethers,
Examples include heteroaromatic compounds such as bis-trophenyl) thioethers, bis-trophenyl) sulfones, nitrodiphenoxyalkanes, nitrophenothiazines, and 5-nitropyrimidine.

また含水酸基化合物には、第一、第二または第三級水酸
基を含む一価アルコールまたは多価アルコールおよび一
価フェノールおよび多価フェノールが含まれる。
Further, the hydrous acid group compounds include monohydric alcohols or polyhydric alcohols, monohydric phenols, and polyhydric phenols containing primary, secondary, or tertiary hydroxyl groups.

代表的な化合物としてエタノールおよびフェノールがあ
げられる。
Typical compounds include ethanol and phenol.

主触媒として用いられる白金族金属およびその化合物は
パラジウム、ロジウムおよびルテニウム系であり、単体
あるいは化合物の形で1種又はそれ以上を混合して用い
られる。
The platinum group metals and their compounds used as the main catalyst are palladium, rhodium, and ruthenium, and are used alone or in the form of a compound or a mixture of one or more of them.

化合物の形としてはハロゲン化物、シアン化物チオシア
ン化物、イソシアン化物、酸化物、硫酸塩、硝酸塩、カ
ルボニル化合物、トリエチルアミン、ピリジン、イソキ
ノリンなどの第三アミン類との付加化合物または錯体あ
るいはトリフェニルホスフィンなどの有機リン化合物と
の錯体などが用いられる。
Forms of compounds include halides, cyanides, thiocyanides, isocyanides, oxides, sulfates, nitrates, carbonyl compounds, addition compounds or complexes with tertiary amines such as triethylamine, pyridine, isoquinoline, and triphenylphosphine. A complex with an organic phosphorus compound is used.

これらはそのまま反応に用いてもよければ担体に担持さ
せて用いてもよい。
These may be used in the reaction as they are, or may be supported on a carrier.

さらにはこれらの担体は前記触媒とは別に反応器に仕入
んでもよい。
Furthermore, these carriers may be supplied to the reactor separately from the catalyst.

助触媒としてルイス酸が用いられるが、ここでいうルイ
ス酸とは例えばJack HineのPhyaical
Organic Chomistry、1962.(M
e Grow HillBook、CO,、New Y
ork)で述べられているようなもので、ブレンステッ
ド酸も包含される。
A Lewis acid is used as a promoter, and the Lewis acid referred to here is, for example, Jack Hine's Phyaical
Organic Chomistry, 1962. (M
e Grow HillBook, CO,, New Y
Brønsted acids are also included.

たとえば、錫、チタン、ゲルマニウム、アルミニウム、
鉄、銅、ニッケル、亜鉛、コバルト、マンガンなどのハ
ロゲン化物、硫酸塩、酢酸塩、リン酸塩、硝酸塩などが
あげられる。
For example, tin, titanium, germanium, aluminum,
Examples include halides, sulfates, acetates, phosphates, and nitrates of iron, copper, nickel, zinc, cobalt, manganese, etc.

より具体的には塩化第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二錫、
塩化第一錫、塩化アルミニウム、塩化第二銅、塩化第一
銅、酢酸銅などがあげられる。
More specifically, ferric chloride, ferrous chloride, tin chloride,
Examples include stannous chloride, aluminum chloride, cupric chloride, cuprous chloride, and copper acetate.

特に好ましいルイス酸は塩化第一鉄および塩化第二鉄で
ある。
Particularly preferred Lewis acids are ferrous chloride and ferric chloride.

助触媒としてルイス酸と共に用いる含窒素ヘテロ芳香族
化合物は無置換の形でもよければ本反応に対し不活性な
適当な置換基、たとえはハロゲン原子、アルキル基、ア
リール基、アルケニル基、シアン基、アルデヒド基、ア
ルコキシ基、フェノキシ基、チオアルコキシ基、チオフ
ェノキシ基、カルボアルコキシ基、カルバミル基、カル
ボアリルオキシ基、チオカルバミル基などの置換基を有
していてもよい。
The nitrogen-containing heteroaromatic compound used together with the Lewis acid as a cocatalyst may be in an unsubstituted form, or may have a suitable substituent inert to this reaction, such as a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, a cyan group, It may have a substituent such as an aldehyde group, an alkoxy group, a phenoxy group, a thioalkoxy group, a thiophenoxy group, a carbalkoxy group, a carbamyl group, a carboallyloxy group, or a thiocarbamyl group.

また含窒素へテロ芳香族化合物の単塩たとえば硝酸塩、
ハロゲン化水素酸塩、硫酸塩、酢酸塩なども使用できる
Also, single salts of nitrogen-containing heteroaromatic compounds, such as nitrates,
Hydrohalides, sulfates, acetates, etc. can also be used.

さらに含窒素へテロ芳香族化合物の第4級塩、含窒素へ
テロ芳香族化合物の酸化物も使用できる。
Furthermore, quaternary salts of nitrogen-containing heteroaromatic compounds and oxides of nitrogen-containing heteroaromatic compounds can also be used.

これらの含窒素へテロ芳香族化合物は原料および他の触
媒成分と別々に反応器に加えてもよければ、あらかじめ
触媒系の他の成分の一部と共に処理して錯体や付加物な
どの適当な化合物に変えて使用することもできる。
These nitrogen-containing heteroaromatic compounds may be added to the reactor separately from the feedstock and other catalyst components, or they may be treated with some of the other components of the catalyst system beforehand to form appropriate complexes, adducts, etc. It can also be used in place of other compounds.

これらの錯体は通常の錯体の調製法に従がって調製でき
る。
These complexes can be prepared according to conventional methods for preparing complexes.

たとえば、調製しようとする錯体の成分をベンゼン、モ
ノクロルベンゼン、ジクロルベンゼン、エタノールなど
の適当な溶媒または過剰の含窒素へテロ芳香族化合物中
でかきまぜることにより容易に錯体を形成させることが
できる。
For example, a complex can be easily formed by stirring the components of the complex to be prepared in a suitable solvent such as benzene, monochlorobenzene, dichlorobenzene, ethanol, etc. or in an excess of a nitrogen-containing heteroaromatic compound.

使用する溶媒および錯体成分からはできるだけ水分を除
去することが望ましい。
It is desirable to remove as much water as possible from the solvent and complex components used.

また、錯体調製を一酸化炭素雰囲気で行うと、より活性
の強い錯体が得られる場合がある。
Furthermore, if the complex is prepared in a carbon monoxide atmosphere, a more active complex may be obtained.

必要によっては溶媒または過剰の含窒素化合物を留去す
る。
If necessary, the solvent or excess nitrogen-containing compound is distilled off.

これらの含窒素へテロ芳香族化合物はすべてルイス酸に
よる材質腐食を押える。
All of these nitrogen-containing heteroaromatic compounds suppress material corrosion caused by Lewis acids.

この目的のために加える含窒素へテロ芳香族化合物の量
はルイス酸の陰イオンに対して0.5モル比相当量ない
し5モル比相当量であることが好ましく、特にほぼ等モ
ル比相当量用いるのが適当である。
The amount of the nitrogen-containing heteroaromatic compound added for this purpose is preferably an amount equivalent to 0.5 molar ratio to 5 molar ratio relative to the anion of the Lewis acid, particularly an approximately equimolar equivalent amount. It is appropriate to use

本ウレタン化反応においては、使用した触媒系の大部分
は反応波固形物として反応液から分離回収される。
In this urethanization reaction, most of the catalyst system used is separated and recovered from the reaction liquid as a reaction wave solid.

回収触媒の形態は明らかではないが、これはそのまま或
は溶媒洗浄法などの適当な方法で精製した後、循環使用
することができる。
Although the form of the recovered catalyst is not clear, it can be recycled as it is or after being purified by an appropriate method such as a solvent washing method.

また触媒を回収したのち濾液を冷却し、析出した粗ウレ
タンを分離して得られる反応母液は回収触媒または新触
媒を加えて再び反応系に循環使用することができる。
Further, after recovering the catalyst, the filtrate is cooled, and the reaction mother liquor obtained by separating the precipitated crude urethane can be recycled to the reaction system again after adding the recovered catalyst or a new catalyst.

本ウレタン化反応は、溶媒を存在させずに行うことがで
きる。
This urethanization reaction can be carried out without the presence of a solvent.

反応は、ニトロ化合物のニトロ基に対して、少なくとも
当モル比以上の水酸基を含有する有機化合物と一酸化炭
素を用いて行うことが望ましい。
The reaction is preferably carried out using an organic compound containing a hydroxyl group in at least an equimolar ratio to the nitro group of the nitro compound and carbon monoxide.

ニトロ化合物に対して用いられる白金族金属の量はその
種類、他の反応条件との関係で広範囲に変化しうるが、
ニトロ化合物に対して、金属単体として重量比で1〜1
×10−5、好ましくは5×10−2〜1×10−4の
範囲で用いられる。
The amount of platinum group metal used for the nitro compound can vary widely depending on the type and other reaction conditions;
1 to 1 in weight ratio as a single metal to the nitro compound
x10-5, preferably in the range of 5 x 10-2 to 1 x 10-4.

助触媒として用いるルイス酸は、ニトロ基に対して重量
比で2〜2×10−3、好ましくは1〜5×10−2の
範囲で使用される。
The Lewis acid used as a promoter is used in a weight ratio of 2 to 2 x 10-3, preferably 1 to 5 x 10-2, based on the nitro group.

仕入みの方法に特に制限はないが、ニトロ化合物とルイ
ス酸は含水酸基化合物もしくは適当な溶媒に溶解あるい
は一部溶解した後に加えるのが望ましい。
Although there are no particular restrictions on the method of supply, it is desirable to add the nitro compound and Lewis acid after dissolving or partially dissolving them in a hydrous acid group compound or a suitable solvent.

添加の順序にも制限はないが、用いる装置の制約内で変
えることができる。
The order of addition is also not limited, but can be varied within the constraints of the equipment used.

例えば、オートクレーブのような適当な圧力反応器に、
含水酸基化合物、触媒、アミン類および有機ニトロ化合
物を仕込み、一酸化炭素を圧入し、次いで目的の反応が
終了するまで加熱かく拌する。
For example, in a suitable pressure reactor such as an autoclave,
A hydrous acid group compound, a catalyst, an amine, and an organic nitro compound are charged, carbon monoxide is introduced under pressure, and the mixture is heated and stirred until the desired reaction is completed.

反応進行と共に生成する炭酸ガスを排気し、一酸化炭素
を断続的または連続的に供給することもできる。
Carbon monoxide can also be supplied intermittently or continuously by exhausting carbon dioxide gas generated as the reaction progresses.

反応はバッチ、半連続、連続のいずれの方法で行っても
よいそして反応終了後の過剰の一酸化炭素は、循環使用
することもできる。
The reaction may be carried out in a batch, semi-continuous or continuous manner, and excess carbon monoxide after the reaction can be recycled.

反応温度は一般には80°〜230℃の範囲に保たれる
が、特に140°〜200℃の範囲が好ましい。
The reaction temperature is generally maintained in the range of 80° to 230°C, with a range of 140° to 200°C being particularly preferred.

温度の高い方が反応は速く進行するが、通常150〜1
60℃の温度で十分である。
The reaction proceeds faster at higher temperatures, but usually 150-1
A temperature of 60°C is sufficient.

ニトロ化合物の濃度が高く、反応中に分解する恐れがあ
る時には、ドイツ特許第1,924,429号に示され
るように二段階の温度で、たとえば一段目の反応を16
0℃付近の温度で行った後、二段目の反応を190℃付
近の温度で行ってもよいが通常はそのような方法は必要
でない。
When the concentration of nitro compounds is high and there is a risk of decomposition during the reaction, the first stage reaction may be carried out at two temperatures, for example at
After carrying out the reaction at a temperature around 0°C, the second stage reaction may be carried out at a temperature around 190°C, but usually such a method is not necessary.

適当な反応時間は、用いるニトロ化合物の性質、反応温
度、反応圧力、触媒の種類と量それに反応装置などによ
ってかわるが、一般には5分〜6時間の範囲で行われる
The appropriate reaction time varies depending on the nature of the nitro compound used, the reaction temperature, the reaction pressure, the type and amount of the catalyst, the reaction apparatus, etc., but is generally carried out in the range of 5 minutes to 6 hours.

反応が終了した後、反応混合物を冷却し、排気した後反
応生成品を濾過、蒸留または他の適当な分離法を含む慣
用の方法によって処理し、未反応物質、副生物、溶媒、
触媒などからウレタンの分離を行う。
After the reaction is complete, the reaction mixture is cooled and evacuated, and the reaction products are processed by conventional methods including filtration, distillation or other suitable separation methods to remove unreacted materials, by-products, solvents,
Separates urethane from catalysts, etc.

このようにして得られたウレタンを酸性水溶液で処理し
て含有する微量の不純物を除くことにより、熱分解して
芳香族イソシアネートを得るための原料として十分満足
しうる熱安定性のよい芳香族ウレタンを得ることができ
る。
By treating the urethane thus obtained with an acidic aqueous solution to remove trace amounts of impurities, the aromatic urethane has good thermal stability and can be used as a raw material for obtaining aromatic isocyanates by thermal decomposition. can be obtained.

ここで酸性水溶液とは水溶性の無機および有機の酸を意
味し、たとえば塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などの鉱酸お
よびギ酸、蓚酸、酢酸などの有機カルボン酸があげられ
る。
Here, the acidic aqueous solution refers to water-soluble inorganic and organic acids, such as mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid, and organic carboxylic acids such as formic acid, oxalic acid, and acetic acid.

酸性水溶液での処理は芳香族ウレタンまたはその溶液と
酸性水溶液を接触させることによって行われる。
The treatment with the acidic aqueous solution is carried out by bringing the aromatic urethane or its solution into contact with the acidic aqueous solution.

たとえば反応液から分離された粗製の芳香族ウレタンを
酸性水溶液中でかきまぜるか、粗製芳香族ウレタンをク
ロロホルム、ジクロルエタン、四塩化炭素、ベンゼン、
トルエン、o−ジクロルベンゼンなどの適当な溶媒に溶
解させた溶液と酸性水溶液を混合しかきまぜるなどの方
法が有効である。
For example, the crude aromatic urethane separated from the reaction solution may be stirred in an acidic aqueous solution, or the crude aromatic urethane may be mixed with chloroform, dichloroethane, carbon tetrachloride, benzene, etc.
An effective method is to mix and stir a solution dissolved in a suitable solvent such as toluene or o-dichlorobenzene and an acidic aqueous solution.

酸性水溶液の濃度は50%以下、特に5〜10%が適当
である。
The concentration of the acidic aqueous solution is preferably 50% or less, particularly 5 to 10%.

50%以上でも使用できるが、余り高濃度であると芳香
族ウレタンが分解する恐れがある。
Although it can be used at a concentration of 50% or more, if the concentration is too high, there is a risk that the aromatic urethane will decompose.

同様な理由で処理温度もできるだけ低温、好ましくは1
00℃以下が適当である。
For the same reason, the processing temperature is as low as possible, preferably 1
A temperature of 00°C or lower is suitable.

酸性水溶液の使用量は処理すべき粗製の芳香族ウレタン
の品質、使用する酸の種類および濃度、処理温度などに
より異なるが、一般には芳香族ウレタンに対して重量比
で0.5〜100倍、好ましくは1〜50倍が使用され
る。
The amount of the acidic aqueous solution used varies depending on the quality of the crude aromatic urethane to be treated, the type and concentration of the acid used, the treatment temperature, etc., but is generally 0.5 to 100 times the weight of the aromatic urethane. Preferably 1 to 50 times is used.

酸性水溶液の使用量の影響についての具体例は実施例1
で述べる。
A specific example of the effect of the amount of acidic aqueous solution used is Example 1.
It will be described in

処理後、付着または混入している微量の酸成越を除くた
めに水洗し、次いで芳香族ウレタンを乾燥または芳香族
ウレタン溶液を濃縮、脱溶媒して精芳香族ウレタンを得
る。
After the treatment, the product is washed with water to remove traces of attached or mixed acid residue, and then the aromatic urethane is dried or the aromatic urethane solution is concentrated and the solvent is removed to obtain a pure aromatic urethane.

酸性水溶液での精製工程で芳香族ウレタンの実質的な損
失はほとんどない。
There is almost no substantial loss of aromatic urethane during the purification process in acidic aqueous solution.

このようにして精製された芳香族ウレタンは熱安定性が
優れており、加熱による熱劣化は少なく、熱劣化の程度
は純品の芳香族ウレタンと同じである。
The aromatic urethane purified in this way has excellent thermal stability and is less subject to thermal deterioration due to heating, and the degree of thermal deterioration is the same as that of pure aromatic urethane.

一方、酸処理をしない場合には熱劣化が激しく、たとえ
ば熱分解により芳香族イソシアネートを得るための原料
として原料貯槽に加温下に融解して貯蔵している間に劣
化し、純度が低下する。
On the other hand, when acid treatment is not performed, thermal deterioration is severe.For example, when the raw material is melted and stored under heating in a raw material storage tank as a raw material for obtaining aromatic isocyanate by thermal decomposition, it deteriorates and the purity decreases. .

さらにこのような芳香族ウレタンを熱分解すると得られ
る芳香族イソシアネートの収率が低い。
Furthermore, when such aromatic urethane is thermally decomposed, the yield of aromatic isocyanate obtained is low.

芳香族ウレタンの熱分解法としては、種々の方法が提案
されている。
Various methods have been proposed for the thermal decomposition of aromatic urethanes.

例えば、400〜600℃の高温で気相で熱分解する方
法(特公昭44−17773、特開昭50−11774
5等)、250℃以下の比較的低温で溶媒を用いて液相
で熱分解する方法(米国特許2409712号、特開昭
50−30832、特開昭52−19624)があり、
一般には液相法の方が熱分解の収率がよい。
For example, a method of thermal decomposition in the gas phase at a high temperature of 400 to 600°C (Japanese Patent Publication No. 44-17773, Japanese Patent Publication No. 11774-1983)
5, etc.), a method of thermal decomposition in a liquid phase using a solvent at a relatively low temperature of 250°C or less (US Pat. No. 2,409,712, JP-A-50-30832, JP-A-52-19624).
Generally, the liquid phase method has a better thermal decomposition yield.

特開昭52−19624号に記載の方法を用いて、本発
明方法により精製した芳香族ウレタンを熱分解するとイ
ソシアネート化合物の収率は、いずれとも90%以上で
あるが、未精製品では70%以下となり熱分解中のター
ルが大きい。
When the aromatic urethane purified by the method of the present invention is thermally decomposed using the method described in JP-A-52-19624, the yield of isocyanate compounds is 90% or more in all cases, but 70% in the unpurified product. The amount of tar during thermal decomposition is large.

本発明は下記の実施例によってさらに詳細に説明される
が、下記の例で制限されるものではない。
The invention is explained in more detail by the following examples without being restricted thereto.

これらの創生では反応は全て、ステンレス鋼(SUS3
2)製の電磁かきまぜ式オートクレーブを用いた。
In these creations, all reactions were performed using stainless steel (SUS3).
2) was used.

また材質の腐食は、かく拌羽根(SUS32)の重量減
少と表面積から計算した。
In addition, material corrosion was calculated from the weight loss and surface area of the stirring blade (SUS32).

実施例で示す転化率、収率および純度はガスクロマドグ
ラス分析および液体クロマトグラス分析の結果から算出
したものである。
The conversion rate, yield, and purity shown in the examples were calculated from the results of gas chromatography glass analysis and liquid chromatography glass analysis.

なお、純度は次式より求めた。Note that the purity was determined using the following formula.

(サンプル中のジウレタン含有量(g))/(分析に用
いたサンプル重量(g))×100(%)注)−クロル
ニトロベンセンを内標とする液体クロマトグラフィー分
析による。
(Diurethane content in sample (g))/(Sample weight used for analysis (g)) x 100 (%) Note) - Based on liquid chromatography analysis using chlornitrobenzene as an internal standard.

実施例 1 内容積11のオートクレーブに2,4−ジニトロトルエ
ン36.4g、エタノール300m1.5%パラジウム
−炭素3.12g、塩化第二鉄8.4gおよびピリジン
12.6gを仕込み、系内を窒素ガスで置換後−酸化炭
素を初圧70kg/cm2Gになるように充てんした。
Example 1 36.4 g of 2,4-dinitrotoluene, 3.12 g of 1.5% palladium-carbon, 8.4 g of ferric chloride, and 12.6 g of pyridine were placed in an autoclave with an internal volume of 11, and the system was purged with nitrogen. After replacing with gas, carbon oxide was filled to an initial pressure of 70 kg/cm2G.

内溶物をかきまぜながら160℃まで昇温し、同温度で
150分間反応させると圧力降下が認められなくなり、
反応は終了した。
When the internal solution was heated to 160℃ while stirring and allowed to react at the same temperature for 150 minutes, no pressure drop was observed.
The reaction has finished.

オートクレーブを60℃まで冷却したのち排気し、反応
液を排出した。
After the autoclave was cooled to 60°C, it was evacuated and the reaction solution was discharged.

反応液中の不溶物を60℃で濾別し、回収触媒20.2
gを得た。
The insoluble matter in the reaction solution was filtered at 60°C, and the recovered catalyst 20.2
I got g.

濾液を室温まで冷却し、析出した結晶を濾過して30m
1の冷エタノールで洗浄後、乾燥して生成物34.6g
を得た。
The filtrate was cooled to room temperature, and the precipitated crystals were filtered to 30 m
After washing with cold ethanol in Step 1, drying yielded 34.6 g of product.
I got it.

生成物の分析結果はジエチルトルエン−2,4−シカ−
バメート(以下ジウレタンと略する)として純度が99
.0%であった。
The analysis result of the product is diethyltoluene-2,4-cyca-
Purity is 99 as bamate (hereinafter abbreviated as diurethane)
.. It was 0%.

このようにして得られた粗製ジウレタン(A)10.0
gを5%塩酸水溶液20m1に加え50℃でよくかきま
ぜたのち濾過する操作を2回行ったのち、同量の水で2
回洗浄後乾燥し、精製ジウレタン(B)9.9g(純度
99%以上)を得た。
Crude diurethane (A) thus obtained: 10.0
g was added to 20 ml of 5% aqueous hydrochloric acid solution, stirred well at 50°C, filtered twice, and then mixed with the same amount of water.
After washing twice and drying, 9.9 g of purified diurethane (B) (purity of 99% or more) was obtained.

また粗製ジウレタン(A)10.0gをベンゼン10m
1に溶解したのち、5%塩酸水溶液25m1を加え50
℃でふりまぜたのち分液する操作を4回行ったのち同量
の水で3回ベンゼン層を水洗後、濃縮乾固して精製ジウ
レタン(C)9.9g(純度99%以上)を得た。
In addition, 10.0 g of crude diurethane (A) was added to 10 m of benzene.
1, add 25ml of 5% hydrochloric acid aqueous solution and
After stirring at ℃ and separating the liquid four times, the benzene layer was washed three times with the same amount of water, and concentrated to dryness to obtain 9.9 g of purified diurethane (C) (purity of 99% or more). Ta.

また、別途に2,4−ジイソシアネートトルエンとエタ
ノールを反応させて合成したジウレタンをエタノールで
3回再結晶して純品の標品ジウレタン(D)を得れ(純
度99%以上)。
Further, a diurethane synthesized separately by reacting 2,4-diisocyanatetoluene and ethanol was recrystallized three times with ethanol to obtain a pure standard diurethane (D) (purity of 99% or more).

以上の方法で得た粗ジウレタン(A)、精製ジウレタン
(B)、(C)および標品ジウレタン(D)をそれぞれ
1gずつ試験管にとり、窒素雰囲気下で、200℃で1
〜5時間加熱したのち、冷却しエタノールにとかして純
度を測定した。
1 g each of the crude diurethane (A), purified diurethane (B), (C), and standard diurethane (D) obtained by the above method was placed in a test tube, and heated at 200°C under a nitrogen atmosphere for 1 g.
After heating for ~5 hours, it was cooled and dissolved in ethanol to measure purity.

加熱時間とジウレタンの純度の関係を表1に示す。Table 1 shows the relationship between heating time and diurethane purity.

加熱後のジウレタンの液体クロマトグラフには主成分の
ジウレタンのピークの他に高分子量の化合物のピークが
認められた。
In the liquid chromatograph of diurethane after heating, in addition to the peak of diurethane, the main component, peaks of high molecular weight compounds were observed.

これはジウレタンの一部が熱劣化し、尿素結合、アロフ
ァネート結合、カルボジイミド結合などを有するポリマ
ーに変化したものと思われる。
This is thought to be because a part of the diurethane was thermally degraded and changed into a polymer having urea bonds, allophanate bonds, carbodiimide bonds, etc.

実施例 2 2,4−ジニトロトルエン36.4g、塩化パラジウム
0.05g、塩化第二鉄8.4g、ピリジン12.6g
およびエタノール300m1を用いて実施例1と同様に
反応させ、相ジウレタン34.2gを得た。
Example 2 36.4 g of 2,4-dinitrotoluene, 0.05 g of palladium chloride, 8.4 g of ferric chloride, 12.6 g of pyridine
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using 300 ml of ethanol and 34.2 g of phase diurethane was obtained.

純度99%。99% purity.

このようにして得られた粗ジウレタン10.0gをo−
ジクロルベンゼン10m1にとかし、50℃で3%硫酸
水溶液各40m1と共にふりまぜ分液を3回繰り返した
のち同量の水で3回洗浄後o−ジクロルベンゼン層を濃
縮乾固して精ジウレタン9.9gを得た。
10.0 g of the crude diurethane thus obtained was
Dissolved in 10 ml of dichlorobenzene, stirred with 40 ml each of 3% sulfuric acid aqueous solution at 50°C, separated three times, washed three times with the same amount of water, and concentrated and dried the o-dichlorobenzene layer to obtain refined diurethane. 9.9g was obtained.

これを200℃で5時間加熱した後の純度は88%であ
った。
The purity after heating this at 200° C. for 5 hours was 88%.

硫酸処理をしない粗ジウレタンを同様に加熱したところ
純度は35%に低下した。
When crude diurethane without sulfuric acid treatment was similarly heated, the purity decreased to 35%.

実施例 3 実施例2において反応後のジウレタンを3%硫酸水溶液
で処理するかわりに5%硝酸水溶液を用いて同様に精製
したところ、実施例2と同様の熱安定性のよいジウレタ
ンが得られた。
Example 3 When the diurethane after the reaction was purified in the same manner as in Example 2 using a 5% nitric acid aqueous solution instead of treating it with a 3% sulfuric acid aqueous solution, a diurethane with good thermal stability similar to that of Example 2 was obtained. .

実施例 4 通常の方法でトルエンをジニトロ化して得られた粗製ジ
ニトロトルエン混合物(2,4−ジニトロトルエン76
%、2,6−ジニトロトルエン19%2.3−および3
,4−ジニトロトルエン4%)365g、エタノール1
0100O、塩化第一鉄−ピリジン錯体(塩化第一鉄1
モルとピリジン2モルとから調整)27.3g、塩化パ
ラジウム0.26gを内容積51のオートクレーブに仕
込み一酸化炭素を室温で90kg/cm2Gまで圧入し
たのちかきまぜながら昇温し170℃で5時間保った。
Example 4 A crude dinitrotoluene mixture (2,4-dinitrotoluene 76
%, 2,6-dinitrotoluene 19% 2.3- and 3
, 4-dinitrotoluene 4%) 365 g, ethanol 1
0100O, ferrous chloride-pyridine complex (ferrous chloride 1
27.3 g (adjusted from 2 moles of pyridine and 2 moles of pyridine) and 0.26 g of palladium chloride were placed in an autoclave with an internal volume of 51 cm, carbon monoxide was pressurized at room temperature to 90 kg/cm2G, the temperature was raised while stirring, and the temperature was kept at 170°C for 5 hours. Ta.

反応後の反応液から固体触媒を濾別し、濾液を濃縮して
過剰のエタノールを除き、粗製ジウレタン混合物831
gを得た。
After the reaction, the solid catalyst is filtered from the reaction solution, the filtrate is concentrated to remove excess ethanol, and the crude diurethane mixture 831
I got g.

分析結果は2,4−および2,6一体のジウレタンの合
計純度として91.2%であった。
The analysis result was 91.2% as a total purity of 2,4- and 2,6-mono-diurethane.

この粗ジウレタン混合物を実施例1に記した方法で20
0℃で5時間加熱したところ加熱後の純度は30%に低
下した。
This crude diurethane mixture was prepared in the manner described in Example 1 for 20
When heated at 0° C. for 5 hours, the purity after heating decreased to 30%.

粗ジウレタン100gを300m1ジクロルエタンにと
かし60℃で5%塩酸水溶液500m1と共に振りまぜ
たのち分液する操作を3回行ったのち500m1の水で
洗浄後、ジクロルエタン層を濃縮乾固して精ジウレタン
混合物93gを得た。
Dissolve 100 g of crude diurethane in 300 ml of dichloroethane, shake at 60°C with 500 ml of 5% aqueous hydrochloric acid solution, perform liquid separation three times, wash with 500 ml of water, and concentrate and dry the dichloroethane layer to obtain 93 g of purified diurethane mixture. I got it.

純度は(2,4一体および2,6一体合計として)98
%であった。
Purity is (as 2,4 unit and 2,6 unit total) 98
%Met.

この精ジウレタンを200℃で5時間加熱したところ加
熱後の純度は88%であった。
When this purified diurethane was heated at 200° C. for 5 hours, the purity after heating was 88%.

実施例 5 実施例4において粗ジウレタン混合物100gを5%塩
酸水溶液を用いる代わりに10%酢酸水溶液500m1
を用いて同様に処理した。
Example 5 In Example 4, 100 g of the crude diurethane mixture was replaced with 500 ml of 10% acetic acid aqueous solution instead of using 5% hydrochloric acid aqueous solution.
The same treatment was performed using

得られた精ジウレタンは92gで純度は98%であった
The purified diurethane obtained weighed 92 g and had a purity of 98%.

この精ジウレタンを200℃で5時間加熱したところ加
熱後の純度は86%であった。
When this purified diurethane was heated at 200° C. for 5 hours, the purity after heating was 86%.

実施例 6 特公昭45−24137号明細書に記されている方法に
従ってニトロベンゼン100g、メタノール50g、ト
ルエン350g三塩化ロジウム1gおよび塩化第二鉄5
gを内溶積11のオートクレーブに仕込み一酸化炭素を
初圧80kg/cm2Gで圧入し、かきまぜながら15
0℃に昇温し13時間反応させた。
Example 6 According to the method described in Japanese Patent Publication No. 45-24137, 100 g of nitrobenzene, 50 g of methanol, 350 g of toluene, 1 g of rhodium trichloride and 5 ferric chloride
Put 15 g of carbon monoxide into an autoclave with an internal volume of 11, pressurize it with carbon monoxide at an initial pressure of 80 kg/cm2G, and add 15 g while stirring.
The temperature was raised to 0°C and the reaction was continued for 13 hours.

反応後、反応液を濾過し微量の不溶物を除いたのち減圧
蒸留しトルエンおよび過剰のメタノールを留去し精製の
メチル−N−フェニルウレタン120gを得た。
After the reaction, the reaction solution was filtered to remove trace amounts of insoluble matter, and then distilled under reduced pressure to remove toluene and excess methanol, yielding 120 g of purified methyl-N-phenyl urethane.

粗製ウレタンの純度は70%であった。The purity of the crude urethane was 70%.

粗製ウレタンを150℃で2時間加熱処理すると純度は
30%に低下した。
When the crude urethane was heat-treated at 150°C for 2 hours, the purity decreased to 30%.

粗製ウレタン100gをクロロホルム200m1にとか
し5%塩酸水溶液300m1で3回ふりまぜたのち水洗
しクロロホルム層を濃縮、クロロホルムを留去して精ウ
レタン72gを得た(純度97%)。
100 g of crude urethane was dissolved in 200 ml of chloroform, mixed three times with 300 ml of 5% aqueous hydrochloric acid solution, washed with water, the chloroform layer was concentrated, and the chloroform was distilled off to obtain 72 g of purified urethane (purity 97%).

この精ウレタンを150°で2時間加熱したのちの純度
は90%であった。
After heating this refined urethane at 150° for 2 hours, the purity was 90%.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 芳香族ニトロ化合物と含水酸基有機化合物および一
酸化炭素を白金族金属またはその化合物を主触媒としル
イス酸を含む化合物を助触媒とする触媒系を用いて反応
させて得られる芳香族ウレタンを酸性水溶液で処理する
ことを特徴とする芳香族ウレタンの精製方法。
1. An aromatic urethane obtained by reacting an aromatic nitro compound, a hydrous acid group organic compound, and carbon monoxide using a catalyst system in which a platinum group metal or its compound as a main catalyst and a compound containing a Lewis acid as a cocatalyst. A method for purifying aromatic urethane, characterized by treatment with an aqueous solution.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6229735U (en) * 1985-08-07 1987-02-23

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