JPS6259251A - 芳香族ウレタンの製造方法 - Google Patents

芳香族ウレタンの製造方法

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JPS6259251A
JPS6259251A JP60195306A JP19530685A JPS6259251A JP S6259251 A JPS6259251 A JP S6259251A JP 60195306 A JP60195306 A JP 60195306A JP 19530685 A JP19530685 A JP 19530685A JP S6259251 A JPS6259251 A JP S6259251A
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Takao Ikariya
隆雄 碇屋
Masanori Itagaki
板垣 正紀
Masatsugu Mizuguchi
水口 雅嗣
Itaru Sakai
至 坂井
Osamu Tajima
治 田島
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Nippon Kokan Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (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】 〔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。
〔従来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
れらは芳香族ニド四化合物を出発原料とする方法と、芳
香族第1アミンを出発原料とする方法とに大別される。
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
する有機化合物(例えばアルコール類)と−酸化炭素と
を、ノ母ラジウム、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に芳香族ウレ
タンを製造する方法である、この方法は、例えに特開昭
51−98240.特開昭54−22339、特公昭4
3−23939等に提案されている。
また芳香族第1アミンを出発原料とする方法は、酸素又
は有機二)o化合物々どの酸化剤の存在下に、芳香族第
1アミン(例えばアニリン)と水酸基を含有する有機化
合物(例えばアルコール類)と−酸化炭素とを、ノ母ラ
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、酸化的に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55−1
24750、特開昭55−120551、特開昭59−
172451等に提案されている。
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、これを反応系忙
溶解している。しかしハロゲン化合物は反応容器や配管
パルプなどの金属材料に対する腐食性が大きく、このた
め耐食性の優れた高価な金属材料を使用しなければなら
ない。
更に主触媒である白金族金属化合物を反応溶液中に溶解
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へ′Orン化合物
のために反応溶液中に溶出する。しかし反応終了後反応
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@ また反応溶媒として、反応原料である水酸基含有有機化
合物を使用するが、芳香族ウレタンは、この水酸基含有
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■)Ig程度の高真空下、10
0〜150℃の中温度域で蒸留を行なわなければならな
い。
更に芳香族ニトロ化合物を出発原料とした場合、反応終
了後の溶液中に未反応の芳香族ニトロ化合物が少量残留
する・この状態で蒸留を行なうと、芳香族ウレタンが芳
香族ニトロ化合物によ)褐色に着色してしまう。
以上の如く、芳香族ウレタンを溶液から分離回収し、更
に触媒を回収して再使用することは、晶析にせよ蒸留に
せよ困難である〇 更にまた芳香族ニド四化合物を出発原料とする場合は芳
香族アミンが、芳香族第1アミンを出発原料とする場合
けN、N ’−ジ置換ウレアが副生し、芳香族ウレタン
の収率が低下する欠点がある。
〔発明の目的〕
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できるとともに、2
段の反応で芳香族ウレタンを製造することによシ、その
収率を向上し、しかも触媒及び生成した芳香族ウレタン
の回収を容易におこなえる芳香族ウレタンの製造方法を
得んとするものでめる・ 〔発明の構成〕 この発明は、芳香族モノニトロ化合物と芳香族第1アミ
ンと一酸化炭素とをロジウム錯体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1アミンと芳香族
ウレタンとを生成し、次いで芳香族第1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1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である。
〔発明の詳細な説明〕
まず下式に示すように芳香族モノニトロ化合物と芳香族
第1アミンと一酸化炭素とをロジウム錯体化合物を主体
とする触媒を使用して反応させる。
Ar−No2+ Ar−NH2+ Co −+ Ar 
−NHCNH−Arこの第1段目の反応には、通常へブ
タン、シフ四ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン
、各種石油留分のような脂肪族、脂環族および芳香族炭
化水素類が溶剤として用いられる。ただし溶剤を使用し
なくてもよい。
芳香族モノ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、ニトロアンスラセン類、ニトロビ
フェニル類などかあシ、具体的な化合物として、ニトロ
ベンゼン、0−1nl−1及びp−ニトロトルエン、0
−ニトロ−p−キシレン、2−メチル−1−二トロナフ
タレン、o−、m−、及びp−クロロニトロベンゼン、
1−プロモー4−二トロベンゼン、並びにこレラの芳香
族モノニトロ化合物の異性体更にはこれらの混合物など
が挙げられる。
芳香族第1アミンとしては、アニリン類、アミノナフタ
レン類、アミノアンスラセン類、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”’1m
−1及びp−)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εン、2−メチル−1−
アミノナフタレン、並びにこれら芳香族第1アミンの異
性体更にはこれらの混合物などが挙げられる。
−酸化炭素は、純粋なものであってもよく、又窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、炭酸ガス、炭化水素、ハロダン化炭
化水素などを含むものであってもよい。
触媒として使用するロジウム錯体化合物としては、Rh
 (Co)  、 RbH(Co)(PPh、)、 。
Rh(acac)(Co)(PPh3) * Rh(a
eae)(Co)2 +Rh(sicaa)3などが挙
げられる。ただしaOle  はアセチルアセトナート
を示す。またルテニウム錯体化合物単独に限らず、コバ
ルト、鉄、ロジウム、ノぐラジウム等を複合して使用す
ることもできる。
反応温度は通常80〜300℃、好ましくは120〜2
00℃で行なうのがよい。反応圧力は1〜500 kg
7cm”、好ましくは20〜300kg/cm”の範囲
で行なうのがよい。反応時間は反応系、触媒およびその
他の反応条件によって異なるが、通常数分乃至数時間で
ある。
しかしてこの反応で得られたN、N’−置換ウレアは前
述の溶剤に対する溶解度が低い。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fi N、N’−ジ置換ウレアを
固形物として得られる。一方触媒は溶剤とともに溶液と
して得られる。この触媒を含有し良溶剤は、この反応に
再使用可能でおる・ 次に得られたN、N’−置換ウレアと水酸基を含有する
有機化合物とを下式の如く反応させて芳香族第1アミン
と芳香族ウレタンとを生成する。
Ar −NHCNH4r + ROH−4Ar −NH
CO2R+Ar −NH2水酸基を含有する有機化合物
としては、−価アルコール類、−価フエノール類などか
あシ、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
ルの如きm個アルコール並びにフェノール、クロロフェ
ノール、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピ
ルの如きアルキルフェノールなどが挙げられる。
反応温度は、通常80〜300℃、好ましくは120〜
200℃の温度範囲で行なうのがよい。圧力は、通常使
用する水酸基含有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なう。
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。
この反応終了後、蒸留操作を行ない、芳香族ウレタンを
蒸留残留物として回収し、一方蒸留によ多芳香族第1ア
ミンを回収する。この芳香族第1アミンは第1段目のN
、N’−ジ置換ウレアの生成反応に再使用する。
〔発明の効果〕
この発明によれば、第1段目の反応において生成するN
、N/−ジ置換ウレアが溶剤に対して溶解度が低いので
、これを容易に晶析でき、濾過によシ効率よ< N、N
’−ジ置換ウレアを回収することができる。しかも触媒
は溶剤とともにF液中に含まれるもので、これを第1段
の反応に再使用することができる・ また触媒は、ロジウム錯体化合物を主体とするもので、
ハロゲン化合物を使用する必要がない。このため材料の
腐食が極めて少なく、高価な材料を使用する必要がなく
なる。
更に第1段目の反応は、副反応が少々く、高い収率でN
、N’−ジ置換ウレアを得ることができる・ また第2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1アミンと
残留水酸基含有有機化合物とは、比較的低沸点の物質で
あるため、温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1アミンは、
第1段目のN、N’−ジ置換ウレア生成反応に再使用で
きる。更にまた第2段目の反応は、第1段目の反応と同
様副反応が少ない。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。
〔実施例〕
次に本発明の実施例につき説明する。なお各実施例では
、一般的な慣用名である「ウレタン」の用語に代えて「
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。
実施例1 内容積200−の電磁攪拌式オートクレーブにニトロベ
ンゼン3.771!、アニリン2.781!、トルエン
34.031. Rh6(CO)、60.38 g、 
)リフェニルホスフィン1.24Ne入れ、系内を一酸
化炭素で置換した後、−酸化炭素を50klF/cfI
t雪となるように圧入した。攪拌しながら160備で9
時間反応した。反応終了後、室温まで冷却し、排気後反
応溶液を濾過し、結晶6.05Ilを得た。この結晶を
液体クロマトグラフィーによシ分析した結果ニトロベン
ゼン基準のN、N/−ジフェニル尿素の収率は93チで
めった。
次にこの結晶3.01+、メチルアルコールs o、o
 o pを別の内容積200−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、反応溶液を分析した結果N−フェニル
カルバミン酸メチルの収率は93チ、アニリンの収率は
941であ・つた0 比較例1 内容積200−の電磁攪拌式オートクレーブにニトロベ
ンゼy6.12II、メタノ−#37.001 %Ru
3(Co)、2 o、 11 gを入れ、系内を一酸化
炭素で置換、した後、−酸化炭素を50に9/−となる
ように圧入した。次いで攪拌しながら160℃で5時間
反応させ、反応終了後この溶液を液13一 体り四マドグラフィーにより分析した結果、ニトロベン
ゼンの転化率は32%、N−フェニルカルバミン酸メチ
ルの選択率は13%と低く、副生アニリンの選択率は4
0チであった・即ち収率で示すとN−フェニルカルバミ
ン酸メチルの収率は4L、副生アニリンの収率は13%
であった。
実施例2 触媒としてRh4(Co)、、を0.39JF使用し、
反応時間を10時間とした以外は実施例1と同様の操作
によシニト四ベンゼンとアニリンと一酸化炭素とを反応
させて、N、N’−ジフェニル尿素の結晶5.76Nを
得九。ニトロベンゼン基準のN、N/−ジフェニル尿素
の収率は95%で65 九。
次に実施例1と同様の操作によシこの結晶3.001と
エチルアルコールso、ooyとを反応させた。
反応終了後、反応溶液を分析した結果、N−7エニルカ
ルパミン酸エチルの収率は9317ニリンの収率は95
%であった。
実施例3 触媒としてRh6(Co)、6を0.38.!i’使用
し、トリフェニルホスフィンを添加しなかったこと以外
は実施例1と同様の操作によりニトロベンゼンとアニリ
ンと一酸化炭素とを反応させて、N、N’−ジフェニル
尿素の結晶1.16F′ft得た。
この結晶と反応溶液を分析した結果ニトロベンゼンの反
応率は20%、ニトロベンゼン基準のN、N’−ジフェ
ニル尿素の選択率は93%であった。
次に実施例1と同様の操作によシこの結晶1、oogと
メチルアルコール20.00 Ilとを反応させた。反
応終了後、反応溶液を分析した結果、N−フェニルカル
バミン酸メチルの収率ば92チ、アニリンの収率け93
チであった。
比較例2 内容積200m/!の電磁攪拌式オートクレープニ、ア
ニソ74.63g、ニトロベンゼン6.12g1メタノ
ール37.00 Ji’ 1Ru3(Co)12 o、
 11 Fを入れ系内金−酸化炭素で置換した後、−酸
化炭素k 50 ’Q/cm”となるように圧入した。
次いで攪拌しながら160℃で5時間反応させ、反応終
了後この溶液を液体クロマトグラフィーで分析した。そ
の結果アニリン基準のN−フェニルカルバミン酸メチル
の収率は61%であシ、N、N’−ジフェニル尿素の収
率は4チであった。
次いでこの溶液を一5℃の冷凍庫に一昼夜放置したが、
何ら結晶は析出しなかった。
昭和 年 月 日 特許庁長官  黒 1)明 雄  殿 ■、事件の表示 特願昭60−195306号 2・ 発明の名称 芳香族ウレタンの製造方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (412)  日本鋼管株式会社 4、代理人 6 補正の対象 7、補正の内容 (1)明細書第16頁第3行に「アニリン基準」とある
を「ニトロベンゼン基準」と訂正する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)芳香族モノニトロ化合物と芳香族第1アミンと一
    酸化炭素とをロジウム錯体化合物を主体とする触媒を用
    いて反応させて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
    1アミンと芳香族ウレタンとを生成し、次いで芳香族第
    1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1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。
  2. (2)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。
JP60195306A 1985-09-04 1985-09-04 芳香族ウレタンの製造方法 Granted JPS6259251A (ja)

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EP86112169A EP0217166B1 (en) 1985-09-04 1986-09-03 Method of manufacturing aromatic urethane and intermediate product thereof
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