JPS58128357A - ウレタンの製造法 - Google Patents

ウレタンの製造法

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JPS58128357A
JPS58128357A JP1086282A JP1086282A JPS58128357A JP S58128357 A JPS58128357 A JP S58128357A JP 1086282 A JP1086282 A JP 1086282A JP 1086282 A JP1086282 A JP 1086282A JP S58128357 A JPS58128357 A JP S58128357A
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Shinsuke Fukuoka
伸典 福岡
Masazumi Chono
丁野 昌純
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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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】 本発明はウレタンの製造方法に関するものであシ、さら
に畦しくいえば、白金族金属や白金族元素を含む化合物
と陰イオンがハロゲンであるオニウム化合物とから成る
触媒系を用い、酸化剤の存在下、1級アミンまたは2級
アミン(但し、芳香族アミンを除く)に−酸化炭素及び
有機ヒドロキシル化合物を反応させることによってウレ
タンを製造する方法に関するものである。
ウレタン類はカーバメイト系農薬などに用いられる重要
な化合物であるが、従来は相当するインシアナート類と
アルコール類とを反応させるか、相当するアミン類とク
ロルギ酸エステル類とを反応させる方法によって製造さ
れていた。しかしながら、これらのいずれの方法でも原
料として用いられるイソシアナート類あるいはクロルギ
酸エステル類を製造するためには、毒性が強く腐食性の
高いホスゲンを使用しなければならないなどの欠点があ
った。
一万、ホスゲンを用いないで1級アミンと一酸化炭素お
よびアルコール類から、責金族触媒を用いて酸化的にウ
レタン化する方法も提案されている。(特開昭55−1
20551号公報)しかしこの方法では、助触媒として
地化銅、塩化鉄、オキシ塩化鉄、塩化バナジウム、オキ
シ塩化バナジウムなど、ルイス酸であってしかも反応系
においてレドックス反応を行いつる元素の塩化物を反応
系中に溶解させておく必要があシ、溶解したこれらの塩
化物は反応容器や配管、バルブなどの金属材料に対する
腐食性が大きく、このため高価な金属材料を使用しなけ
ればならないという設備上の問題がある。さらに溶解し
たこれらの塩化物を生成物であるウレタン類から分離、
回収するためには、はん雑な操作と多大の費用を要する
という欠点があるばか9でなく、これらの助触媒は、レ
ドックス反応によって還元された状態において生成する
塩化水素が未反応アミンの塩酸塩となるために反応系で
の再酸化によっても元の塩化物に完全には戻らず、した
がって回収された時には部分的に還元されたものも存在
するため、反応を繰り返し行う場合には、これらの助触
媒も再調製しなければならないという欠点がある。
本発明者らは、これらの欠点を克服すべく、1級アミン
または2級アミン(但し、芳香族アミンは除く)を酸化
的にウレタン化してウレタンを製造する方法について鋭
意研究を重ねた結果、これらの欠点の主要原因となって
いるルイス酸やレドックス反応を行う元素の塩化物など
を用いないで、接触的に反応を進行させつる、まったく
新しい触媒系を見出し、この知見に基づいて本発明を完
成するに至った。
すなわち、本発明は、酸化剤の存在下、1級アミンまた
は2級アミン(但し、芳香族アミンは除く)に−酸化炭
素及び有機ヒドロキシル化合物を反応させてウレタンを
製造するに当り、(a)白金族金属及び白金族元素を含
む化合物の中から選ばれた少なくとも1種と、(b)陰
イオンがハロゲンであるオニウム化合物および反応系で
これらを生成することのできる化合物の中から選ばれた
少なくとも1種とから成る触媒系を用いることを特徴と
するウレタンの製造方法を提供するものである。
このように、本発明の大きな特徴は、白金族金属及び白
金族元素を含む化合物の中から選ばれた少なくとも1種
と、陰イオンがハロゲンであるオニウム化合物の中から
選ばれた少なくとも1種とを組合わせた触媒系を用いる
ことにあって、この触媒系を用いることによって1級ア
ミンまたは2級アミンから選択性よく、かつ高収率でウ
レタンが得られる。
このような事実は今までまったく知られていなかった実
に驚くべきことであって、前記の先行技術(特開昭55
−120551号公報)からもまったく予想できなかっ
たことである。すなわち。
この先行技術においては白金族化合物を主触媒とし、反
応系においてレドックス反応を行いうる元素の塩化物を
助触媒とする触媒系、例えば代表的なものとして実施例
にみられるような塩化パラジウムにオキシ塩化鉄を組合
わせた触媒系を用いている。このような系においては2
価のパラジウムが反応に関与しており、反応の進行とと
もに還元されて0価のパラジウムとなり、これが3価の
オキシ塩化鉄によって再酸化されて2価のパラジウムに
戻ると同時に、6価の鉄は還元されて2価の鉄となり、
さらにこの2価の鉄が酸化剤によって再酸化されて6価
の鉄に戻るといった、いわゆるワラカー反応型の触媒サ
イクルによって主生成物であるウレタンを与えているも
のと考えられる。
このように先行技術の方法では、反応系においてレドッ
クス作用を有する元素の塩化物が主触媒の再酸化剤とし
て必須であることが示されている。
このような機能を有する元素としては、周期律表のm 
a −v a族及びIb−1’1lll)族の元素の中
から選ばれたレドックス反応を受けることのできるもの
であって、具体的には銅、亜鉛、水銀、タリウム、スズ
、チタン、ヒ素、アンチモン、ビスマス、バナジウム、
クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コ
バルト、ニッケルなどが挙げられており、その中で銅、
バナジウム、マンガン及び鉄のみが実施例に記載されて
いるに過ぎず、しかもこれらの例は芳香族1級アミンの
ウレタン化反応のみであり、脂肪族アミンや脂環族アミ
ンの反応については何ら例示されていない。
これに対して本発明方法は、陰イオンがハロゲンである
オニウム化合物またはこれらを反応系で生成することの
できる化合物を用いるものであって、これらの化合物は
全く金属成分を含んでいないか、あるいは通常の反応条
件下でカチオン部はレドックス反応を行なえないもので
ある。
従って本発明の反応は先行技術に記載されている反応と
は全く異なる反応機構で進行しているものと推定される
このような陰イオニ/がハロゲンであるオニウム化合物
が本発明の反応においてどのような機構で作用している
かは不明であるが、白金族金属または白金族元素を含む
化合物と組み合わせた場合に、芳香族アミン化合物の酸
化的ウレタン化反応の触媒成分として重要な作用をして
いることは明らかである。すなわち、陰イオンがハロゲ
ンであるオニウム化合物のみでは本反応のウレタン化反
応はまったく進行しないし、また白金族金属又は白金族
元素を含む化合物のみを用いた場合でも、本反応の条件
下ではウレタン化反応はほとんど進行しないか、あるい
は進行しても少量のウレタンを与えるに過ぎず、特に金
属状態の白金族元素のみを用いた場合は、ウレタンはほ
とんど得られない。
例えば、パラジウムは本反応に対して有効な触媒成分の
1つであるが、0価の金属パラジウムであるパラジウム
黒のみでは本反応は実質的にほとんど進行しない。しか
し、これに陰イオンがハロゲンであるオニウム化合物、
例えばヨウ化テトラメチルアンモニウムなどを加えると
、はぼ定量的にウレタンが得られるようになる。
このように本発明方法においては、金属状態の固体の白
金族化合物をも触媒成分の1つとして用いることができ
、このことは高価な白金族化合物を反応系からろ過など
の簡単な方法で分離、IP1収しうろことを示しており
、工業的に有利である。
また本発明のもう1つの大きな特徴は、陰イオンがハロ
ゲンであるオニウム化合物ケ用いており、これらの化合
物はほとんどが水溶性であるので生成物からの分離1回
収が容易に行えることであって、従来用いられているよ
うな重金属類の塩化物とは異なり、生成物中に汚染物質
として混入することもない。
本発明方法において用いられる白金族金属及び白金族元
素を含む化合物については、成分としてパラジウム、ロ
ジウム、白金、ルテニウム、イリジウム、オスミウムな
どの白金族元素から選ばれた少なくとも1種を含むもの
であれば特に制限はなく、これらの元素が金属状態であ
ってもよいし、化合物を形成する成分であってもよい。
また、これらの触媒成分は活性炭、グラファイト、シリ
カ、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア、
チタニア、ジルコニア、硫酸バリウム、炭酸カルシウム
、アスベスト、ベントナイト、ケインウ士、ポリマー、
イオン交換樹脂、ゼオライト、モレキュラーシーゾ゛、
ケイ酸マグネシウム、マグネシアなどの担体に担持され
たものであってもよい。
金属状態の白金族元素として、例えばパラジウム、ロジ
ウム、白金、ルテニウム、イリジウム及びオスミウムな
どの金属、これらの金属点、これらの金属イオンを含む
触媒成分を前記のような担体に担持したのち、水素やホ
ルムアルデヒドで還元処理したもの、及びこれらの金属
を含む合金あるいは金属間化合物などが用いられる。ま
た、合金あるいは金属間化合物はこれらの白金族金属同
士のものであってもよいし、他の元素、例えばセレン、
テルル、イオウ、アンチモン、ビスマス、銅、銀、金、
亜鉛、スズ、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、水
銀、鉛、タリウム、クロム、モリブデン、タングステン
などを含むものであってもよい。
一方、白金族元素を含む化合物としては、例えばハロゲ
ン化物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩などの無
機塩類士酢酸塩、シュウ酸塩、ギ酸塩などの有機酸塩類
;シアン化物類;水酸化物頑;酸化物類;硫化物類;ニ
トロ基、シアン基、ハロゲン、シュウ酸イオンなどのア
ニオンを含む金属酸塩及びアンモニア、アミン類、ホス
フィン類、−酸化炭素キレート配位子などを含む塩又は
錯体などの金属の錯化合物類;有機配位子又は有機基を
有する有機金属化合物類などがあげられる。
これらの触媒成分の中では、パラジウム又はロジウム若
しくはその両方を含むものが特に好ましく、このような
ものとしては、例えば]i’d黒;Pd−,O、Pa−
Al2O,、、P(1−8i02、Pd−TiO2,P
d−ZrQ2、Pa−Ba5Q4、Pd Oa[:!Q
3、Pd−アスベスト、Pd−ゼオライト、 P(1−
モレキュラーシープ などの担持パラジウム触媒類; 
Pd−Pb 、Pd−Be 、 P(1−Te 。
Pd−Hg 、 Pd−Tl、Pd−P 、  Pd−
0u 、 Pd−Ag 、 Pd−Fe 1Pd−Co
 、Pa−Ni、Pd−Rhなどの合金又は金属間化合
物類;及びこれらの合金又は金属間化合物を前記のよう
な担体に担持したもの; PdO12、Pd B r 
2、Pd、I、、pa(NO3)2、paBO,などの
無機塩類;pd、(ococH3)2、シュウ酸パラジ
ウムなどの有機酸塩類;Pd(CN)2;PdO;Pd
S;M2〔Pdx4〕、M2(PdX6)で表わされる
パラジウム酸塩類(Mはアルカリ金属、アンモニウムイ
オン、ニトロ基、シアン基を表わし、xは−”ロデンを
表わす。) ; (Pd(NH3)4)X2、(Pd(
On)2)x2 i トのパラジウムのアンミン錯体類
(Xは上記と同じ意味をもち、enはエチレンジアミン
を表わす) ; pacz、、(phcN)2. pa
cl!2(pa3)2、Pa(On)(Pa3)3. 
pa(pph3)4、pacz(R) (pph3) 
2、Pd(02H4) (PPh3)2、”d(C3H
5)2などの錯化合物又は有機金属化合物類(Rは有機
基を表わす);Pd(acac)2などのキレート配位
子が配位した錯化合物類;Rh黒i Pdと同様な担持
ロジウム触媒類;paと同様なRh合金°又は金属間化
合物類及びこれらを担体に担持したもの; Rh01!
s及び水和物、Rh B r !3及び水和物、 Rh
工3及び水和物、Rh2(SO4)s及び水和物などの
無機塩類; Rh2(OCOCH3)t、1Rh203
、RhO2: M3(RhXa)及び水和物(M、又は
前記と同じ意味をもつ) ; (Rh(NH3)5:)
X3、(Rh、(θnls 〕!3などのロジウムのア
ンミン錯体類;Rha(00)12. Etha(Co
)16などのロゾウムカルヴニルクラスター類; (R
ho/(On)2)2、RhC13(Pa3) 3、R
h0J (PPh3) 3、Rhx(CO)L2(xハ
前記と同じ意味をもち、Lは有機リン化合物及び有機ヒ
素化合物からなる配位子である)、RbH(co) (
pph3) 3  などの錯化合物又は有機金属化合物
類があげられる。
本発明においては、これらの白金族金属又は白金族元素
を含む化合物を1極だけ用いてもよいしまた2種以上混
合して用いてもよく、その使用量については特に制限は
ないが、通常白金族元素を含む成分がアミンに対して、
o、o o o i〜50モル係の範囲であるのが望ま
しい。
また本発明で用いられる。陰イオンがノ・ロデンである
オニウム化合物とは、孤立電子対をもつ元素を含む化合
物において、これらの孤立電子対にプロトンあるいは他
の陽イオン形の試薬が結合して孤立電子対をもつ元素が
共有結合原子価1を増加して陽イオンとなっているもの
であって、対イオンとしてノ・ロゲンアニオンを有する
ものである。
このようなオニウム化合物としては、アンモニウム化合
物、ホスホニウム化合物((RIR2R3R4’P■)
xO)、ア/l/ 7 = ラム化合* ((FtIR
2R”R4As0) xO、スチホニfy ム化合物(
(RIR2R3R4B+)■〕xO)、オキソ=つ・化
合911 CCR・R2H・O■〕XO)、スルホ=つ
・化合物((RIR2R3S■〕X○)、オキシスルホ
ニウム化合物((R・R・R・8■(。)X○)、セ・
ノ=つ・化合物、((R’Ft2R”Be■〕x0)、
f /’ ” = ’) ’A 化合物■ ○ ((RIR2F、3Te’ )X−、スタン/ = ラ
ム化合物((R1R2R38n■〕xO)、ヨウド=ウ
ム化合物((R・R・工■〕x0  などがあげられる
。ここでR・、R・、g3.H4は水素または脂肪族基
、芳香族基、脂環族基、芳香脂肪族基から選ばれた基を
表わし、それぞれが同じであってもよいし、また場合に
よっては孤立電子対を有する元素を含む環の構成要素で
あってもよい。また又は前記の通りで2% CI!。
Br、Iから選ばれたノ・ロデンを表わす。
このようなハロゲン化オニウム化合物は、ハロゲン化水
素または有機ハロゲン化物と相当するアンモニア、アミ
ン、ホスフィン化合物、アルシン化合物、スチビン化合
物、オキシ化合物、スルフィド化合物、スルホキシド化
合物、セレニr化合物、テルリド化合物などとの反応に
よって容易に得られるものであシ、これらは反応系外で
製造されたものを用いてもよいし、反応系内でこれらを
生成させてもよい。もちろん他の方法で製造されたもの
であってもよいし、他の方法によって反応系内で生成さ
せたものであってもよい。
これらの中で好ましいのはハロゲン化アンモニウム化合
物、ハロゲン化ホスホニウム化合物、ハロゲン化アルソ
ニウム化合物およびハロゲン化スルホニウム化合物で%
特に好ましいのはハロゲン化アンモニウム化合物および
ハロゲン化ホスホニウム化合物である。
ハロゲン化アンモニウム化合物とは通常、一般式(1) で表わされるグループを有する含窒素化合物のハロゲン
化水素塩及び四級アンモニウムハライドのことである。
ここで、Nに連なる6本又は4本の線は、窒素原子と他
の原子又は基との結合手を表わし、又は前記の通りF、
O:L、Br、工を表わす。
式(1)において、9素に結合する原子又は基としては
例えば水素、アルカリ金属原子、ヒドロキシル基、脂肪
族基、脂環族基、芳香族基、芳香脂肪族基、複素環式基
などがある。また式(1)において窒素は1例えばピペ
リシン、ピリジン、キノリンのように、それ自身が環を
構成する要素となっていてもよい。
さらに式(1)で表わされるグループを分子内に2個以
上存在するものであってもよい。
このようなハロゲン化アンモニウム化合物は、相当する
含窒素化合物とハロゲン化水素との反応、含窒素化合物
とハロゲン化アルキルあるいはハロ15− rン化アリールとの反応などによって容易に得ることが
できる。
このようなハロゲン化水素、ハロゲン化アルギル又はハ
ロゲン化アリールと塩又は第四級アンモニウムハライド
を形成することのできる含窒素化合物としては、アンモ
ニア;第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン等の
アミン類;ヒドロキシルアミン類;ヒドラジン類;ヒド
ラゾン類;アミノ酸類;オキシム類、イミドエステル類
、アミド類及び種々の含窒素複素環式化合物等がある。
好ましい含窒素化合物のノ・ロゲン化水素塩としては、
塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニ
ウム等のアンモニアの塩類;本発明の原料として用いら
れる1級アミンまたは2級アミンの塩類;ジフェニルア
ミン、トリフェニルアミン等の芳香族アミンの塩類:メ
チルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルア
ミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ジメチルアミ
ン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルア
ミン、ジフェニルアミン、トリゾロぎルアミン、16− シブチルアミン、トリゾロビルアミン、メチルエチルア
ミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、
エチルブチルアミン、ジグチルメチルアミン、トリブチ
ルアミン、トリヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘ
キサメチレンジアミンアミン等の脂肪族アミンの塩類ニ
ジクロプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、N−メ
チルシクロヘキシルアミン等の脂環族アミンの塩類;ベ
ンジルアミン、N−メチルベンシルアミン、N、’N−
ジエチルベンシルアミン、ジベンジルアミン等の芳香脂
肪族アミンの塩類;ピペリジン、ぎベンジン、モルホリ
ン、ビリシン、キノリン、ヘキサメチレンテトラミン、
オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、トリアゾー
ル、ベンゾトリアゾール、ジアヂビシクロウンデセン等
の含窒素複素環式化合物の塩類;ジメチルアセトアミド
、N−メチルピロリドン等のアミドの塩類などが用いら
れる。
また第四級アンモニウムハライドとしては、ハロゲン化
テトラメチルアンモニウム、ハロゲン化テトラエチルア
ンモニウム、ハロゲン化テトラプロぎルアンモニウム、
ハロゲン化テトラブチルアンモニウム、ハロケゞン化ト
リメチルエチルアンモニウム、ハロケ9ン化トリメチル
ブチルアンモニウム、ハロゲン化ゾエチルゾブチルアン
モニウム等の脂肪族第四級アンモニウムハライド類;ハ
ロゲン化N、N、N−)リメチルシクロヘキシルアンモ
ニウム等の脂環族第四級アンモニウムハライド類纂ハロ
ゲン化テトラベンジルアンモニウム、ハロゲン化トリメ
チルペンシルアンモニウム等の芳香脂肪族第四級アンモ
ニウムハライド類;ハロゲン化NININ−)!Jメチ
ルフェニルアンモニウム、ハロゲン化N、N、N−トリ
エチルフェニルアンモニウム等の芳香族第四級アンモニ
ウムハライド類;ハロゲン化N−メチルぎりジニウム、
ハロゲン化N−エチルぎりゾニウム、ハロゲン化N−メ
チルキノリニウム、ハロゲン化N−エチルキノリニウム
、ハロゲン化N、N−ジメチルピペリジニウム、ハロゲ
ン化N 、 N’−ジメチルイミダゾリニウム等の複素
環式第四級アンモニウムハライド等が好ましく用いられ
る。
ハロゲン化ホスホニウム化合物としては例えば、ハロゲ
ン化テトラメナルホスホニウム、ハロゲン化テトラエチ
ルポスホニウム、−・ロゲン化テトラノロビルホスホニ
ウム、ハロゲン化テトラズチルホスホニウム、ハロゲン
化テトラヘキシルホスホニウム等の対称形テトラアルキ
ルホスホニウム化合物類;ハロゲン化エチルトリメチル
ホスホニウム、ハロゲン化ジエチルジメチルホスホニウ
ム等の非対称形テトラアルキルホスホニウム化合物類;
ハロケゞン化テトラフェニルホスホニウム、ノ10ゲン
化テトラ(p−トリル)ホスホニウム等の対称形テトラ
アリールホスホニウム化合物類;ノ・ロデン化(α−ナ
フチル)トリフェニルホスホニウム等の非対称形テトラ
アリールホスホニウム化合物類zハロゲン化メチルトリ
フェニルホスホニウム、ハロゲン化エチルトリフェニル
ホスホニウム、ノ・ロダン化フェニル、トリメチルホス
ホニウム等のアルキルアリール混合ホスホニウム化合物
類ノ10ゲン化テトラベンジルホスホニウム等のテトラ
アラルキルホスホニウム化合物類などが好ましく用いら
れる。
ハロゲン化スルホニウム化合物としては例えばハロゲン
化テトラメチルアルソニウム、ハロゲン化テトラメチル
アルソニウム等の対称形テトラアルキルアルソニウム化
合物類;ハロゲン化メチルトリエチルアルソニウム、ハ
ロゲン化ゾメチルジエチルアルソニウム等の非対称形テ
トラアルキルアルソニウム化合物類;ハロゲン化テトラ
フェニルアルソニウム等の対称形テトラアリールアルソ
ニウム化合物類;ハロゲン化メチルトリフェニルアルソ
ニウム、ハロゲン化エチルトリフェニルアルソニウム、
ハロゲン化フェニルトリメチルアルソニウム等のアルキ
ルアリール混合アルソニウム化合物類などが好ましく用
いられる。
またハロゲン化スルホニウム化合物としては例エバ、ハ
ロゲン化トリメチルスルホニウム、ハロゲン化トリエチ
ルスルホニウム、ハロゲン化メチルジエチルスルホニウ
ム等の対称又は非対称形アルキルスルホニウム化合物類
;ハロr、ン化トリフェニルスルホニウム等のアリール
スルホニウム化合物a +ハロゲン化ゾメチルフェニル
スルホニウム、ハロゲン化メチルジフェニルスルホニウ
ム等のアルキルアリールスルホニウム化合物m;ノーロ
ケ9ン化ビシクロ−(2,2,1’)−へブタン−1−
スルホニウム、ハロゲン化チオピリリウム等の環状スル
ホニウム化合物類などが好ましく用いられる。
これらのハロゲン化オニウム化合物は1種だけで用いる
こともできるし、2種以上を混合して用いることもでき
る。もちろん1分子内に同じかまたは異なる・・ロデン
化オニウムグループを2個以上含むものであってもよい
またこのようなハロゲン化オニウム化合物の中ではハロ
ゲン種が臭素またはヨウ素であるものが好ましく用いら
れ、特に好ましいのはヨウ素を含むものである。
本発明において用いられる前記のハロゲン化オニウム化
合物の量については、特に制限はないが、使用される白
金族元素を含む成分の中の金属元素の量に対して、通常
0.001〜10.OD 0倍モルの範囲で使用される
のが好ましい。
本発明の原料として用いる1級アミンまたは2級アミン
(但し、芳香族アミンは除く)とは次式で示されるよう
なアミン基を1分子中に少くとも1つ含む化合物のこと
である。ここで、Nに連なる2本の線は、窒素原子と他
の原子又は基との結合手を表わす。このような原子又は
基としては水素、ハロゲン、アルカリ金属原子、ヒドロ
キシル基、アミノ基、脂肪族基、脂環族基、芳香脂肪族
基、複素環式基などがある。またこの窒素はビロール、
ピペリジン、ぎペラジン、モルホリンなどのように、そ
れ自身が環を構成する要素となっていてもよい。
このような1級アミンとしては例えば、アンモニア、メ
チルアミン、エチルアミン、プロピルアミン(各異性体
)、ブチルアミン(各異性体)、ペンチルアミン(各異
性体)、ヘキシルアミン(各異性体)、ドデシルアミン
(各異性体)等の脂肪族1級モノアミン類;エチレンジ
アミン、ジアミノプロパン(各異性体)、ジアミノブタ
ン(各異性体)、ジアミノペンタン(各異性体)、ジア
ミノヘキサン(各異性体)、シアミノデカン(各異性体
)等の脂肪族1級ジアミン類; 1 、2゜3−トリア
ミノゾロパン、トリアミノへキサン(各異性体)、トリ
アミノノナン(各異性体)、トリアミノドデカン(各異
性体)等の脂肪族1級トリアミン類;シクロノロビルア
ミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シ
クロヘキシルアミン、ジアミノシクロブタン、ジアミノ
シクロヘキサン(各異性体)、トリアミノシクロヘキサ
ン(各異性体)等の脂環族1級モノ及びホ0リアミン類
でベンジルアミン、ゾ(アミノメチル)ベンゼン(各異
性体)、アミノメチルピリジン(各異性体)、ゾ(アミ
ンメチル)ピリシン(各異性体)、アミノメチルナフタ
レン(各異性体)、ゾ(アミノメチル)ナフタレン(各
異性体)等の芳香脂肪族1級モノ及びポリアミン類;ア
ミノフラン(各異性体)、アミノテトラヒドロフラン(
各異性体)、アミノチオフェン(各異性体)、アミノビ
ロール(各異性体)、アミノピロリジン(各異性体)な
どの複素環式1級アミン類などが好ましく用いられる。
また2級アミンとしては例えば、ジメチルアミン、ジエ
チルアミン、ゾノロビルアミン、ジブチルアミン、ジペ
ンチルアミン、ゾヘキシルアミン、エチルメチルアミン
、エチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、エチル
ヘキシルアミン等の脂肪族2級アミン類;ジシクロプロ
ピルアミン、ジシクロヘキシルアミン、メチルシクロヘ
キシルアミン等の脂環族2級アミン頬:ゾベンゾルアミ
ン、エチルベンジルアミン、ジエチルアミン等の芳香脂
肪族2級アミン類づジフラニルアミン、ジチオフェニル
アミン等の複素環式2級アミン類;ピロリジン、ビロー
ル、3−ピロリドン、インドール、カルバゾール、ピペ
リジン、ピペラジン、β−ピペリドン、γ−ピペリドン
、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ベンゾイ
ミダプール、モルホリン、1.6−オキサジン等の環状
2級アミン類などが好ましく用いられる。
またこれらの1級アミン及び2級アミンにおいて窒素に
結合する有機基の1個以上の水素が他の置換基1例えば
低級脂肪族基、アミン基、カルブキシル基、エステル基
、アルコキシ基、シアン基、ハロゲン、ニトロ基、ウレ
タン基、スルホキシド基、スルホン基、カルボニル基、
アミド基、芳香族基、芳香脂肪族基などによって置換さ
れているものであってもよい。さらにこれらの1級アミ
ン及び2級アミンにおいて、不飽和結合を有するもので
あってもよい。
また前記のようなアミン基が直接窒素原子を有する有機
基とN−Nで結合しているヒドラゾン型の化合物であっ
てもよい。
また分子内にアミン基とヒドロキシル基を有する化合物
1例えばエタノールアミン、ゾロパノールアミンなども
本反応に用いることができ、このような場合に゛は環状
ウレタンを製造することができる。
これらの1級アミン及び2級アミンは1 ffiまたは
それ以上で用いられる。
(J人工↑白) 本発明に用いる有機ヒドロキシル化合物は、−価又は多
価の了ノ!−コール類、あるいは−価又は多佃1σ)フ
ェノール奔4であり、このようなアルコール類1として
は、例えば炭素#91〜2Dの面釦又は分朴剣ζσ)−
佃(又は多価アルカノールや了ルケノール、−価又は’
4 @lのシクロ了Jlカノールやシクロアルケノール
やアラルキルアノ1.コールなどがあけられる。さらに
これらのアルコール類は不油性な仙の置換基、例えばハ
ロゲン原子、シアノ基、7)1.コキシ基、スルホキシ
ド基、スルホン基、カルボニル基、エステル基、アミド
基々とt含んでいてもよい。
こσ)ようなアルコール類の具体例として、メタノール
、エタノール、プロパツール(各異性体)、ブタノール
(各異性体)、ペンタノール(各異性体)、ヘキサノー
ノ+(各異性体)、ヘプタツール(各異性体)、オクタ
ツール(名異性体)、ノニノ1アルコール(各異性体)
、デシルアルコール(各異性体)、ウンデシルアルコー
ル(各!/4性体)、ラウリノ1アルコール(各異性体
)、トリデシルアルコール(各異性体) 、テトラヂシ
ノしアルコール(令#i’性体)、ベンタデジノ1了A
・コーノしく 令−94[14体)−fxトσ)Mk=
 肪’114−アルコール類:シク0ヘキャノール、シ
フOへブタノ−7Lなどのシクロ了ルカノーノ1数:工
丹レンゲリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
−7Lモノエチルエーテル、ゾエチレングリコールモノ
メチノ1エーテル、ゾエチレングリコーノ[七ノエチル
ユーテル、トリエチレングリコ−71モノメチルエーテ
ル、トリエチレングリコールモノエチルエーテA%デロ
ビレンク11コールモノメ子ルエーテル、−1’ o 
eレン〃ゞリコールモノエチルエーテルなどのアルキレ
ングリコールモノニーフル類;エチレングリコール、7
’ o ヒレングリコール、ジエチレングリコール、シ
ゾロビレングIIコール、l“7)セリン、ヘキザント
リオール、トリメチロールプロパンなどの多価アルコー
ル類;ベンジノアルコールなどのアラルキルアルコール
九〕なとが用いらねる。
穿たフェノール類としては例えば、フェノール、各釉ア
ルキルフェノール、各河アルコ片ジフェノール、各枠ハ
alp”ン化フェノール、ジヒドロキシベンゼン、4 
、4’−シヒドロキシーゾフェニルメタン、ビスツユノ
ール−A1ヒトミキシナフタレンなどが用いられろ。
不発、明において用いられる酸化剤としては、通苓σ)
酸化剤ケ使用しうるが、好!シ、いものは分子状酸素又
は右横・ニトロ化合物若しくはこれらの混合物である。
%に好ましいのは分子状酸素である。
この分子状酸素とは純酸素又は酸素を含むものであって
空灸でもよいし、あるいは空気又は純酸繁にル応ケー害
しない仙のガス、例えは1Lアルゴン、ヘリ1ツム、炭
酸ガスなどの不活性ガスを加メて希釈したもσ)であっ
てもよい。また和合によっては、水素、−酸化炭素、炭
化水素、ハc1ゲン化辰化水紫などσ)がヌを含んでい
てもよい。
また、有機ニトロ化合物としては脂環族、脂肪族及び芳
香族σ)いずれの二)o化合物で々・つてもよい。脂環
族ニトロ化合物としては、例えはニトロシクロブタン、
ニトロシクロペンタン、ニドaシクロヘキザン、ゾニ)
oシクロヘキャン(各異fi体)、ビス−にトロシクロ
ヘキシル)−メタンなどが、脂肪族ニトロ化合物として
は、例乏はニドOメタン、ニトロエタン、ニトロプロパ
ン(各累性体)、ニトロブタン(各異性体)、二l・ロ
ベンタン(各異性体)、ニドC1ヘキサン(各異性体)
、二)c+デカン(各異性体)、1,2−ゾニ)0エタ
ン、ゾニ)oプロパンl異[f体)、ジニトロブタン(
谷か!fl、体)、ンニトロベンクン(各異性体)、ゾ
ニトoヘキサン(各黄性体)、ジニトロデカン(各異性
体)、フエニノI、ニトロメタン、ビス−にトロメチル
)−シクロヘキサン、ビス−にトoメチル)−ベンゼン
などが、)香か4ニトロ化合物とし、では、例えばニト
ロベンゼン、ゾニトロペンセゝン(各異性体)、ニドa
トルエン(各jg&体)、ジニトロトルエン(各JR’
tE体)、ニトロピリジン(各異性体)、ジニトロビリ
ジン(各異性体)、ニトロナフタレン(各異性体)、ゾ
ニトaナフタレン(各異性体)等があけられる。
また、これらのニトロ化合物において、少なくとも1イ
β1の水素が他の置換基、例えばノ・o)f″′′ン加
子ミノ基、シアノ基、アルキル基、脂環族基、芳香族基
、アラルキル基、アルコキシ基、スルホキシド基、スル
ホン基、カルボニル基、エステル卑・、了ミド基などで
W換されていてもよい。
本発明において酸化剤が分子状酸素の場合は、例えI′
f、19アミンの反応は次のような一般的な反応式に従
って進行する。
R5(NH2)n+ 0.5 n・02 + n・(3
0+ n:R60H−→R5(N)1000:R6)n
+ n−R20(ここでR5は1級アミンの有機残基を
、R6は有機ヒトミキモル化合物の有機残基’l’、n
はアミン化合物1分子中における1糾了ミノ基の数を表
わす) 分子状酸又は光量よりも少なくても、多くてもよいが、
酸素/−酸化炭素又は酸素/有機ヒト0キシル仕合物の
渭合物は爆発限界外で使用すべきでメhる。
ti、有hニドrfy化合物を酸化剤として用いる場合
、有機ニトロ化合物自体も反応に与かりウレタンとなる
σ)で、その構造がアミン化合物と異なれは、それぞれ
の構造に応じたウレタン化合物が得らね、両省σ)構造
が同じであれは同じウレタン化合物が得られることはい
う才でもない。
この場合、ウレタン化反応は例λけ1級アミンの反圧1
、は次のような反圧、式に従って進行する。
2 R’(NH2)m+R7(NO2)In+3m−(
30+3m  R60H−→2R5(NHC00R6)
m+R7(NHO○0R6)In+2m−R20(ごこ
でR5人びR6は前記と同じ無味ケもち R7は有極ニ
トロ化合物の有機lk基ン、mは了ミノ化合物及びニト
ロ化合物中におけるアミノ基とニトロ基の数を表わf) 有機ニトロ化合物だけケ酸ダンとして用いる場合、アミ
ン化合物と有機ニトロ化合物の音片は、アミ7基2モル
当りニトロ基1モルとなるようにするのが好ましいが、
もちろんこの化学1111片から離れたところで実施し
てもかまわない。一般にアミノ基のニトロ基に対する尚
弗化は1.1 : 1ないし4:1、好まし7くは1.
5 : 1ないし2.5=1で実施される。
もちろん分子状酸素あるいはその仙σ)酸化剤を同時に
使用する場合には有機ニトロ化合物は化学量論量より少
なくてもよい。
本発明方法においては、反応溶媒として有機ヒドロキシ
ル化合物を鍋5hに用いることが好ましいが、必要に応
じて反応に不活性な溶kを用いることもできろ。こV)
ような溶媒としては、例えはベンゼン、トルエン、キシ
レン、メシチレン−tzトノ芳芳香族化化水素類クロル
ベンゼン、ジクロルベンゼン、トリクロルベンゼン、フ
ルオロベンゼン、クロノ寡トルエン、クロルナフタレン
、フロムナフタリンなどのハCI)f+ン化芳香族炭化
水素類;クロルヘキサン、クロルシクロヘキャン、トリ
クロルトリフルオロエタン、増化メチレン、1堵化炭素
などのハロケゞン化脂肪族炭化水素あるいはハロゲン化
脂球族炭化水紫類;アセトニトリル、ベンゾニトリルな
どのニドIIル知;スルホラン、メチルスルホラン、ジ
メチルスルホランなどのスルホン類;つ′トラヒトCフ
ラン、1.4−シメキサン、1.2−ジメトキシエタン
などのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトンなど
のケトン知;酢酸エチル、安息香酸エチルなどのエヌテ
ル類;N、N−ゾメチルホルムアミド、N、N−ジメチ
ルアセトアミl−”、 N−メチルピロリドン、テトラ
メチル尿素、ヘギサメチルホスホルアミISなどのアミ
ド類なとがあけら刺る。
本発明方法において、反応ケより効率的に行うために必
要に応じて他の添加物を反応糸に加えることもできる。
このような添加物として、例オはゼオライト類、6糾ア
ミン類、およびハロゲン化水素酸、ホウ酸、アルミン酸
、FA酸、ケイ酸、有機酸などの酸のアルカリ金鞍増や
アルカリ土類金り塩類が好運1である。
本発明方法において、反応は通常80〜600°Q好ま
しくは120〜220℃の温度範囲で行われる。またル
応圧力は5〜500シ/眞2、好ましくは20〜3r)
OK?10−2の東・囲であり、ル応時間はル応糸、剛
IIA糸汲ひその他のル応揉件によって異なるが、通常
数分〜数時間である。
また、本発明の欣応は回分式でも実施しうるし7、連に
的に反応・欣分乞供給しながら連続的に反応液を抜きa
’、j連綿・方式でも実施しうる。
次VC実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明はこれらの費施例に限定されろものではない。
費施例1 内容8140 meσ)かきまぜ式オートクレーブにシ
クロヘキシルアミン43 m malt 、エタノール
40wte、パラゾウム黒0.5 fngatom、ヨ
ウ化テトラメチルアンモニウム2 m moiY入れ系
内を一酸化炭素で置換したのち、−酸化炭素ン80し/
眞2、次いで酸素6Kp / mb2を圧入した。かき
まぜながら160℃で1時間反応さぜた後、反応混合物
ケろ過して淡黄色溶液を得た。この溶液ケ分析した結果
、シクロヘキシルアミンの反応率は82チ、N−シクロ
へキシルカルバミン酸エチルの収率は80%で選折率は
98チであっに0 この溶液から減圧下にエタノールケ留去すると淡黄色結
晶が析出し・た。この粗結晶は純#98%のN−フェニ
ルカルバミン酸エチルであり、1回エタノールから杓結
晶させることによって純度100係の出合結晶が得られ
た。
ゾL71′1、例2〜16 ヨウ化テトラメチルアンモニウムσ” 代’) [f−
i11々のハロゲン化オニウム化合物2 nn mo、
、gを用いた以外はダ・於・例1と同様の反「ン行った
結果を第1表に示て。
第1表 辻較例1 ハロゲン化オニウム化合物ケ全く用いないでパラジウム
黒のみを用いて丈施例1と同様の反応をhつた結果、シ
クロヘキシルアミンの&ff1i4は10チで、N−シ
クロへキシルカルバミン酸エチルは、わずか3%の収率
で生JljW L、ているに過ぎなかった。
実施例17 内@釉200献のかきまぜ式オートクレーブにβ−フェ
ネチルアミン53 m moノ、エタノール5ONt/
、活性炭に5W%のロジウムを相持したRh/C!1F
、ヨウ化テトラメチルアンモニウム3 m mo/ケ入
J1、系内ンー酸化炭アで置換[、た後、−酸(1[v
 80 Kp/alI、′、次いで酸素6Kt/6−”
ケバ−人した。かきまぜながら160℃で1時間反応さ
せた後、反応混合物をろ過l−てろ液ケ分析しり結芽、
β−フェネチルアミンの反応率は80%、N−(β−フ
ェネチル)カルバミン酸エチルの収率は72%で選択率
は90%であった。
比転例2 ヨウ化テトラメチルアンモニウムケ用いないで集尿・例
17と同じ反応ケ行ったが、β−フェネチルアミンの反
応率は9%で、N−フェニルカルバミン酸エチルの収率
は2チ以下であった。
実施例18 Rh10の代りに、 ルテニウム黒Q、5 m mo、
e ’fl用いた以外は実旅1例17と同様の反応を行
った結果、β−フェネチルアミンの反応率は55%で、
N−(β−7エネチノ1、)カルバミン酸エチルの収率
は45%で選択率は82%であった。
1七 車9 例 6 ヨウ化テトラメチルアンモニウムケ用いないで実施例1
8と同じ反1;、を行ったが、β−フエネチルアミンノ
反応率は8%で、N−フェニルカルバミン酸エチルの収
率は2チ却下であった。
実施例19 内容8i200 mlのかきませ式オートクレーブにn
−オクチルアミン3 Q m rnojt 、ニドoベ
ンセゝンl 5 m mail、メタノール50屑11
地化バラゾウムQ、5 m moノ、ヨウ化テトラブチ
ルアンモニウム6m mo、1ヶ入れ、系内ンー酸化炭
シで置換し、た後、−酸化炭素140&/””’Y圧入
した。かきまぜながら180℃で5時間反応させた。r
y、応沿を分析した計5果、n−オフナルアミン汲びニ
トロベンゼンの反応率はそれぞれ35%及び42%で、
N−n−オクチルカルバミン酸メチル及びN−フェニル
カルバミン酸メチルがそれぞれ7 m moikひ3 
m mo、l生Jl+V していた。
実施例20〜26 実か1例1においてパラジウム黒の代すに釉々の白金族
金属又は白金族元素ケ含t・化合物ケ用いて同様の反1
.ケ行った結果ケ第2表に示す。
(J大工余白) 第 2 夢 なお、これらの実施例において白金族金属又は白金族化
合物は金私元素として0.51nyatom ’Y用い
、%ネを示は相持された触媒成分のルI−%を示−f。
pa−’rθ/Cは活性炭に塩イヒパラゾウムと二酸化
テルルンモル片で107!3の割合で共相持した後、3
50°Cで水素還元したものである。
実施例27 窄〆加・例1におけるシクロヘキシルアミンの代すにシ
ーn−ブチルアミン1!lQ m mo−eヶ、ヨウ化
テトラメチルアンモニウムの(′(りにヨウ化メチノ1
トリフエニノ1ホヌホニウム2 m moJ! V用い
て実施例1と全く同材・のル1ケbつた紗4朶、シーn
−ブチルアミンのル斤1、軍は85%で、N、N−シー
n−ブチノトツフルバミン酸エチ/Lの収率は78%で
芦折率は92%であった。
実施例28 丈m1lJ1におけるシクロヘキシルアミンの代すにピ
ベラゾン43 m molケ用いた月〕外は実施例1と
全く巨1様のル応ケ行った結果、ビペラゾンの反応率は
83チでN−エトキシ力ルポニルビベラゾンf)数片、
は78%で選択率は94%であった。
実施例29 !’ M:+ 1+!I 1におけるシクロヘキシルア
ミンの代すに1.6−ヘギサメ千しンゾ了ミン15mm
0.g’a’用いた以外は実施例1と全くN林の反応を
行ったに床、1.6−へギサメチレンゾ了ミンσ)反応
率は94%で、1,6−へキサメチレンジカルバミン酸
シエ千ノ【の収率は87%で奢折率は93%で2Lへ 
つ 7ン二 。
ワ−左4例ろ0 シクロヘキシJアミン4 〔1m mo)、エタノール
20rni、パラジウムk、;、 (1,5wIato
m及びヨウ化水%3m moltケ含t・エタノール浴
液2CJmlケオートクレープに入れ実加11例1と1
j1様に反■[、しそ〕つた糺。
来、シクロヘキシルアミンのル庄、率は80%で、N−
シフOへキシルカルバミン酸エチルの収率は70%で彫
折峯は88%であった。
特許出願人 旭化成工業株式会d

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸化剤の存在下に1級アミンまたは2級アミン(但
    し、芳香族アミンを除く)を−酸化炭素および有機ヒド
    ロキシル化合物と反応させてウレタンを製造する方法に
    おいて、 (a)  白金族金属および白金族元素を含む化合物の
    中から選ばれた少くとも1釉と (b)陰イオンがハロゲンであるオニウム化合物および
    反応系でこれらを生成することのできる化合物の中から
    選ばれた少くとも18Iとから成る触媒系を用いること
    を特徴とするウレタンの製造法。 2、酸化剤が分子状酸素または有機ニトロ化合物若しく
    はその両方である特許請求の範囲第1項記載の方法。 6、 酸化剤が分子状酸素である特許請求の範囲第2項
    記載の方法。 4、 白金族金属及び白金族元素を含む化合物がパラジ
    ウム、ロジウム、パラジウム化合物及びロジウム化合物
    である特許請求の範囲第1項乃至第6項記載の方法。 5、 オニウム化合物がアンモニウム化合物、ホスホニ
    ウム化合物、アルソニウム化合物、スルホニウム化合物
    である特許請求の範囲第1項乃至第4項記載の方法。 6、ハロゲン種がヨウ素である特許請求の範囲第1項乃
    至@5項記載の方法。
JP1086282A 1981-12-25 1982-01-28 ウレタンの製造法 Granted JPS58128357A (ja)

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DE8282111989T DE3275464D1 (en) 1981-12-25 1982-12-24 Production of urethane compounds
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60139659A (ja) * 1983-12-28 1985-07-24 Asahi Chem Ind Co Ltd ウレタンの製造方法

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JPS60139659A (ja) * 1983-12-28 1985-07-24 Asahi Chem Ind Co Ltd ウレタンの製造方法

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