JPWO2014073663A1 - アルデヒド化合物の精製方法 - Google Patents

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Abstract

本発明のアルデヒド化合物の精製方法は、下記一般式(a1)または(a2)で表される化合物を、第8〜10族金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させて得られたアルデヒド化合物を含む反応溶液に、水および塩基化合物を添加し、該反応溶液を中和する工程と、中和された前記反応溶液を蒸留する工程とを含み、前記リン化合物が、式:(R1O)3Pで表され、前記塩基化合物が、周期表第I族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩、周期表第II族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩から選択される少なくとも一種である。

Description

本発明は、アルデヒド化合物の精製方法、この精製方法を工程として含むアルデヒド化合物の製造方法、さらに当該製造方法により得られたアルデヒド化合物を用いた、アミン化合物の製造方法およびイソシアネート化合物の製造方法に関する。
ノルボルネン化合物を用いたアルデヒド化合物の製造方法としては、例えば特許文献1〜3に記載の方法が知られている。
特許文献1〜3には、触媒存在下で、H/CO混合ガスを用いてシアンノルボルネンをヒドロホルミル化させ、ホルミルシアンノルボルナンを製造する方法が開示されている。特許文献1および2には、触媒として金属化合物を用いた例が開示されている。なお、目的化合物を高選択的に得ることができ、反応圧力を低く抑制することができることから、触媒としてロジウム錯体が好ましく用いられている。
特許文献4には、金属リガンド錯体触媒に関して記載されており、金属としてロジウム、リガンドとして有機燐リガンドが挙げられている。
特許文献5には、ロジウム金属の回収を目的とした、三価のリン化合物、ロジウム化合物およびアルデヒド化合物を含む溶液の処理方法が示されている。当該文献においては、水およびNaOH等の塩基化合物を用いた加水分解を採用している。
特開昭57−193438号公報 特開昭60−72844号公報 米国特許3,143,570号公報 特表2003−505438号公報 特開平6−49554号公報
本発明者らは、アルデヒド化合物をイミノ水素化してアミン化合物を合成する場合、ヒドロホルミル化反応に用いたリン化合物由来の化合物が残存していると反応収率の低下を招いてしまうことを見出した。この反応収率の改善のため、ヒドロホルミル化反応後において、得られたアルデヒド化合物とリン化合物由来の化合物とを予め分離しておく必要がある。
しかしながら、アルデヒド化合物とリン化合物由来の化合物との沸点が近い場合、蒸留による分離が困難な場合がある。また、蒸留による分離が可能となるようにリン化合物を加水分解した場合、溶液が酸性になり、アルデヒド化合物の安定性が失われてしまう場合もある。さらに、アルデヒド化合物の安定性を改善するため、加水分解後の酸性溶液を塩基化合物で中和する場合、塩基化合物によってアルデヒド化合物の重合/分解により安定性が下がってしまうことがあった。
すなわち、本発明の課題は、目的物であるアルデヒド化合物の安定性を維持しながら、アルデヒド化合物とリン化合物由来の化合物とを分離する、アルデヒド化合物の精製技術を確立することを課題とする。
本願発明者は、上述の課題を解決するため鋭意検討したところ、所定の塩基化合物を用いることにより、アルデヒド化合物の安定性を維持しながらリン化合物由来の化合物を分離する方法を見出した。
本発明は以下に示すことができる。
[1] 下記一般式(a1)
Figure 2014073663
または、下記一般式(a2)
Figure 2014073663
(式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基を示す。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示す。)
で表される化合物を、第8〜10族金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させて得られたアルデヒド化合物を含む反応溶液に、水および塩基化合物を添加し、該反応溶液を中和する工程と、
中和された前記反応溶液を蒸留する工程と、を含み、
前記リン化合物が、式:(R1O)
(式中、複数存在するRは同一又は異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜16のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数6〜16のアリール基を示す。)
で表され、
前記塩基化合物が、周期表第I族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩、周期表第II族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩から選択される少なくとも一種である、アルデヒド化合物の精製方法。
[2] 前記塩基化合物が、炭酸水素カリウムまたは炭酸カリウムである[1]に記載のアルデヒド化合物の精製方法。
[3] 前記リン化合物は、トリフェニルホスファイト、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリプロピルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト、トリメチルフェニルホスファイト、およびトリス(2,4−ジターシャルブチルフェニル)ホスファイトよりなる群から選択される少なくとも一種である、[1]または[2]に記載のアルデヒド化合物の精製方法。
[4] 前記第8〜10族金属化合物が、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物であることを特徴とする[1]乃至[3]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の精製方法。
[5] 前記第8〜10族金属化合物が、ロジウム化合物であることを特徴とする[1]乃至[3]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の精製方法。
[6] 前記一般式(a1)で表される化合物を用い、当該化合物が下記一般式(1)
Figure 2014073663
(式(1)中、Xは一般式(a1)と同義である。)
で表される化合物であることを特徴とする[1]乃至[5]のいずれかに記載のアルデヒド化合物の精製方法。
[7] 前記反応溶液を中和する工程は、40℃以上50℃以下の温度範囲で行われる、[1]乃至[6]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の精製方法。
[8] 下記一般式(a1)
Figure 2014073663
または、下記一般式(a2)
Figure 2014073663
(式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基を示す。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示す。)
で表される化合物を、第8〜10族金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させ、アルデヒド化合物を含む反応溶液を得る工程と、
前記反応溶液に水および塩基化合物を添加し、該反応溶液を中和する工程と、
中和された前記反応溶液を蒸留し、アルデヒド化合物を精製する工程と、を含み、
前記リン化合物が、式:(R1O)
(式中、複数存在するRは同一又は異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜16のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数6〜16のアリール基を示す。)
で表され、
前記塩基化合物が、周期表第I族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩、周期表第II族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩から選択される少なくとも一種である、アルデヒド化合物の製造方法。
[9] 前記塩基化合物が、炭酸水素カリウムまたは炭酸カリウムである[8]に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[10] 前記リン化合物は、トリフェニルホスファイト、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリプロピルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト、トリメチルフェニルホスファイト、およびトリス(2,4−ジターシャルブチルフェニル)ホスファイトよりなる群から選択される少なくとも一種である、[8]または[9]に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[11] 前記第8〜10族金属化合物が、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物であることを特徴とする[8]乃至[10]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[12] 前記第8〜10族金属化合物が、ロジウム化合物であることを特徴とする[8]乃至[10]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[13] 前記一般式(a1)で表される化合物を用い、当該化合物が下記一般式(1)
Figure 2014073663
(式(1)中、Xは一般式(a1)と同義である。)
で表される化合物であることを特徴とする[8]乃至[12]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[14] 前記反応溶液を中和する工程は、40℃以上50℃以下の温度範囲で行われる、[8]乃至[13]のいずれか一つに記載のアルデヒド化合物の製造方法。
[15] [8]乃至[14]のいずれか一つに記載の製造方法により得られたアルデヒド化合物を、アンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる工程を含むことを特徴とするアミン化合物の製造方法。
[16] [15]に記載の製造方法により得られたアミン化合物を、カルボニル化剤と反応させる工程を含むことを特徴とするイソシアネート化合物の製造方法。
なお、本発明における「リン化合物」は、金属化合物と錯体を形成することができるリン化合物を意味し、金属化合物と錯体を形成しているリン化合物、および遊離しているリン化合物、のいずれをも含む。
また、本発明において、物質A 1molに対して、物質Bを1×10−6molの量で用いる場合、物質Bの量を1ppmmolと表記する。
本発明のアルデヒド化合物の精製方法によれば、アルデヒド化合物の安定性を維持しながら、リン化合物由来の化合物を分離することができる。これにより、収率を維持しつつ、リン化合物由来の化合物が分離除去されたアルデヒド化合物を得ることができる。
本発明のアルデヒド化合物の製造方法、アミン化合物の製造方法、さらに当該製造方法により得られたアミン化合物を用いたイソシアネート化合物の製造方法は、アルデヒド化合物の精製方法を一工程として含むので、これらの目的化合物の生産性および収率に優れる。
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
実施例1で得られた化合物のH−NMRチャートである。 実施例6で得られた化合物のH−NMRチャートである。 実施例7で得られた化合物のH−NMRチャートである。
以下、本実施形態のアルデヒド化合物の製造方法について説明し、アミン化合物の製造方法、次いでイソシアネート化合物の製造方法について説明する。なお、本実施形態のアルデヒド化合物の精製方法は、アルデヒド化合物の製造方法の中で説明する。
<アルデヒド化合物の製造方法>
本実施形態のアルデヒド化合物の製造方法は、下記一般式(a1)または下記一般式(a2)で表される化合物を、第8〜10族金属化合物と所定のリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させる工程を含む。
Figure 2014073663
Figure 2014073663
式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基を示す。Xとしては、シアノ基、アルデヒド基が好ましく、シアノ基がより好ましい。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示し、0または1が好ましく、1がより好ましい。
なお、一般式(a1)で表される化合物は、エンド体またはエキソ体の何れかであってもよく、これらを任意の割合で含む混合物であってもよい。
一般式(a1)で表される化合物として、具体的には以下の化合物を挙げることができる。
(1)n:0の化合物として、
シクロヘキセン、4−シアノ−1−シクロへキセン、3−シクロへキセン−1−カルボキシアルデヒド、4−イミノメチル−1−シクロヘキセンを挙げることができる。
(2)n:1の化合物として、
ビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン、ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボニトリル、ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−カルボキシアルデヒド、ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2−イルメタンアミンを挙げることができる。
(3)n:2の化合物として、
ビシクロ[2.2.2]−2−オクテン、ビシクロ[2.2.2]−5−オクテン−2−カルボニトリル、ビシクロ[2.2.2]−5−オクテン−2−カルボキシアルデヒド、ビシクロ[2.2.2]−5−ヘプテン−2−イルメタンアミンを挙げることができる。
一般式(a2)で表される化合物として、以下の化合物を挙げることができる。
(1)n:0の化合物として、
1,4−シクロヘキサジエンを挙げることができる。
(2)n:1の化合物として、
ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエンを挙げることができる。
(3)n:2の化合物として、
ビシクロ[2.2.2]オクタ−2,5−ジエンを挙げることができる。
本実施形態においては、一般式(a1)で表される化合物を用いることが好ましく、nが1であることがより好ましい。当該化合物としては、具体的に、下記一般式(1)で表される化合物を好ましく用いることができる。
Figure 2014073663
式(1)中、Xは一般式(a1)と同義であり、シアノ基またはアルデヒド基であることが好ましく、シアノ基がより好ましい。
なお、一般式(1)で表される化合物は、エンド体またはエキソ体の何れかであってもよく、これらを任意の割合で含む混合物であってもよい。
本実施形態の反応に用いられる第8〜10族金属化合物は、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物である。
ロジウム化合物としては、例えばRh(acac)(CO)、Rh(acac)、RhCl(CO)(PPh、RhCl(PPh、RhBr(CO)(PPh、Rh(CO)、Rh(CO)12、Rh(CO)16などが挙げられる。コバルト化合物としては、例えばHCo(CO)、HCo(CO)、Co(CO)、HCo(CO)などが挙げられる。ルテニウム化合物としては、例えばRu(CO)(PPh、RuCl(PPh、RuCl(PPh、Ru(CO)12などが挙げられる。また、鉄化合物としては、例えばFe(CO)、Fe(CO)PPh、Fe(CO)(PPhなどが挙げられる。なお、「acac」はアセチルアセトナトを意味する。
本実施形態の反応に用いられるロジウム化合物としては、1価のロジウム金属を含む化合物であれば特に制限されないが、ジカルボニルアセチルアセトナトロジウム(Rh(acac)(CO))、ドデカカルボニルテトラロジウム(Rh(CO)12)、ヘキサデカカルボニルヘキサロジウム(Rh(CO)16)、オクタカルボニルジロジウム(Rh(CO))等のロジウムカルボニル触媒;塩化ロジウム等を挙げることができる。
本実施形態の反応に用いられるリン化合物は、下記式で表される。
(R1O)
上記式中、複数存在するRは同一又は異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜16のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数6〜16のアリール基を示す。
炭素数1〜16のアルキル基または炭素数6〜16のアリール基の置換基としては、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルケニル基、水酸基、アミノ基、シアノ基等が挙げられる。
本実施形態において、Rとして、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数6〜16のアリール基である。
リン化合物として、具体的には、トリフェニルホスファイト、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリプロピルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト、トリメチルフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジターシャルブチルフェニル)ホスファイト等の三価のリン化合物を挙げることができ、一種または二種以上組み合わせて用いることができる。
これらの原料等を用いたヒドロホルミル化反応は、下記に示される条件(1)と、条件(2)および/または条件(3)と、を満たすように行うことができる。本実施形態においては、条件(1)と条件(2)の2条件を満たすことが好ましい。
(1)一般式(a1)または(a2)で表される前記化合物1molに対して、第8〜10族金属化合物に含まれる第8〜10族金属が、0.01〜300ppmmol、好ましくは0.15〜100ppmmol、より好ましくは0.5〜100ppmmol、特に好ましくは1〜100ppmmolである。
(2)リン化合物(mol)/第8〜10族金属化合物に含まれる第8〜10族金属(mol)で表されるモル比は、100以上、好ましくは150以上、より好ましくは200以上である。上限は、特に限定されないが、上記効果の観点から100万以下、好ましくは10万以下、より好ましくは5万以下、特に好ましくは1万以下である。これら下限値および上限値は任意に組み合わせることができる。
(3)リン化合物(mol)/一般式(a1)または(a2)で表される前記化合物(mol)で表されるモル比が、0.003〜0.05、好ましくは0.003〜0.03、さらに好ましくは0.003〜0.02である。
なお、上記(1)〜(3)の数値範囲は任意に組み合わせることができる。
このような条件を満たす方法は、第8〜10族金属の量を低減した場合であっても、アルデヒド化合物の生産性に優れかつ高収率で得ることができる。このような効果が得られる理由は、リン化合物の使用量を多くすることで、第8〜10族金属化合物の活性が予測を超えて向上するためであると推測される。また、一般式(a1)または(a2)で表される化合物が、立体的又は電子的な影響が高いことも想定される。
アルデヒド化合物の合成は、具体的には、以下のようにして行うことができる。
まず、容器内に、ロジウム化合物と、リン化合物と、原料の一般式(a1)または(a2)で表される化合物を挿入する。そこに、水素および一酸化炭素ガスを供給しながら、温度30〜120℃、圧力0.1〜1.0MPa、反応時間1〜8時間でヒドロホルミル化反応を行うことができる。なお、油相のみの均一反応系または水層および油層からなる二層反応系を適宜選択してヒドロホルミル化反応を行うことができる。
これにより、一般式(a1)または(a2)で表される化合物をヒドロホルミル化し、アルデヒド化合物が合成される。
なお、ヒドロホルミル化反応は、無溶剤中で行うこともでき、置換又は無置換の芳香族化合物、置換又は無置換の脂肪族炭化水素化合物、アルコールを用いることができ、例えばトルエン、ベンゼン、ヘキサン、オクタン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、オルソジクロルベンゼン、エタノール、ペンタノール、オクタノール等の溶剤中で行うこともできる。本実施形態におけるヒドロホルミル化反応は、高濃度における反応性にも優れるため、無溶剤中でヒドロホルミル化反応を行うことができる。これにより、溶媒を留去する工程等が必要でなくなるため、工程が簡便なものとなり、また容積効率も向上し、生産効率にも優れる。
本実施形態の製造方法により、一般式(a1)の化合物から下記一般式(b1)で表されるアルデヒド化合物が合成される。一般式(a2)の化合物から下記一般式(b2)で表されるアルデヒド化合物が合成される。
Figure 2014073663
Figure 2014073663
nが1または2でありXが水素原子以外の場合、一般式(b1)または(b2)で表される化合物は、「2位と5位が所定の基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位と6位が所定の基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
なお、nが0でありXが水素原子以外の場合、一般式(b1)または(b2)で表される化合物は、シス型、トランス型の何れかとして得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
一般式(b1)または(b2)中、Xおよびnは、一般式(a1)または(a2)と同義である。
本実施形態においては、一般式(b1)で表される化合物が好ましく得られ、当該化合物としては、下記一般式(2)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 2014073663
式(2)中、Xは一般式(1)と同義である。
なお、一般式(2)で表されるアルデヒド化合物は、「ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの2位が置換基Xで置換され、5位がアルデヒド基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位が置換基Xで置換され、6位がアルデヒド基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
ヒドロホルミル化反応終了後、後述する精製工程を行い、目的とするアルデヒド化合物を得ることができる。
<アルデヒド化合物の精製方法>
本実施形態のアルデヒド化合物の精製方法は、上述のようにして得られたアルデヒド化合物を含む反応溶液に、水および下記の塩基化合物を添加し、該反応溶液を中和する工程と、中和された前記反応溶液を蒸留する工程と、を含む。
アルデヒド化合物を含む反応溶液には、前記一般式(b1)または(b2)で表されるアルデヒド化合物、リン化合物およびロジウムを含む化合物が含まれる。なお、本実施形態における「ロジウムを含む化合物」とは、原料として加えたロジウム化合物とリン化合物およびCO/Hが錯体を形成している化合物、および遊離しているロジウム化合物のいずれをも含む。
なお、反応溶液に水および塩基化合物を添加する場合には、水と塩基化合物水溶液を添加してもよく、塩基化合物水溶液のみを添加してもよい。
混合する水の量については、混合物の溶液総量に対して2.0〜10.0重量%、好ましくは5.0〜9.0重量%、さらに好ましくは6.0〜9.0重量%である。この水の量には、塩基化合物水溶液の水の量も含まれる。
本実施形態の反応に用いられる塩基化合物は、周期表第I族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩、周期表第II族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩から選択される少なくとも一種である。
塩基化合物としては、例えば炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。
ここで、塩基化合物を加えた時点で塩基化合物およびリン化合物由来の反応生成物(不純物)の析出、また、蒸留後の釜残にて同様に反応生成物(不純物)が析出してしまう場合がある。そのため、工業的な製法という観点から塩基化合物は、炭酸水素カリウムおよび炭酸カリウムを用いることが好ましい。これらカリウムを含む塩基を用いることによれば、上述の反応生成物(不純物)の析出を抑制することができる。
この中でも炭酸カリウムは水に対する溶解度が高く、高濃度水溶液を調製することができる。このような観点から、中和効率が高くすることができ、また、入手が容易であることから大量生産時においても好適に用いることができる。
アルデヒド化合物の精製は、具体的には、以下のようにして行うことができる。
容器内に、ロジウムを含む化合物、リン化合物および一般式(b1)または(b2)で表される化合物の混合物を挿入する。そこに、水を加えて温度40〜80℃好ましくは、40〜50℃にて、常圧、反応時間2〜10時間で処理を行う。
次に塩基化合物水溶液を加えて中和処理を行う。この中和処理の条件は製造のスケール等に応じて適宜設定することができるが、当該中和処理は40℃以上50℃以下の温度範囲で行うことが好ましい。また、圧力条件は常圧が好ましく、反応時間として、1〜2時間で中和を行うのが好ましい。
また、本実施形態ではこの中和処理の後、減圧下蒸留精製を行う。
これらの工程により、一般式(b1)または(b2)で表されるアルデヒド化合物の安定性を維持しながら、リン化合物由来の化合物を好適に分離することができる。これにより、前工程で得られたアルデヒド化合物の収率を維持しつつ、リン化合物由来の化合物が分離除去されたアルデヒド化合物を得ることができる。
また、本実施形態の精製工程においては、水を加えて加熱処理を行った後、塩基化合物水溶液を加える。その際、上述の温度範囲にて塩基化合物水溶液を添加することにより、過度の冷却を必要とせず、効率的に反応系の中和を行うことができる。すなわち、上述の温度範囲にて中和を行うことで、アルデヒド化合物の安定性を保ちながら、生産効率を向上させることができる。
後述する本実施形態のアミン化合物の製造方法、さらに当該製造方法により得られたアミン化合物を用いたイソシアネート化合物の製造方法は、アルデヒド化合物の精製方法を一工程として含むので、ひいてはこれらの目的化合物の生産性および収率に優れることになる。
<アミン化合物の製造方法>
本実施形態のアミン化合物の製造方法は、以下の工程を含む。
工程(a):第8〜10族金属化合物とリン化合物の存在下で、前記一般式(a1)または(a2)で表される化合物を水素および一酸化炭素と反応させる。
工程(b):工程(a)で得られたアルデヒド化合物をアンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる。
本実施形態のアミン化合物の製造方法は、上述のアルデヒド化合物の製造方法を工程(a)として含む。そのため、工程(a)において、アルデヒド化合物の生産性および収率に優れることから、ひいては目的化合物であるアミン化合物の生産性および収率にも優れることとなる。
なお、工程(a)は、上記「アルデヒド化合物の製造方法」における工程と同一であるので、説明を省略する。
工程(b)では、工程(a)で得られた前記一般式(b1)または(b2)で表されるアルデヒド化合物を、アンモニアと反応させてイミノ化するとともに、触媒の存在下で水素添加することにより、アミン化合物を合成する。
触媒としては、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウムなどの金属触媒等を用いることができる。アルデヒド化合物が置換基としてシアノ基を有する場合、水素還元により−CH−NH基が生成される。
このように、工程(b)において、前記アルデヒド化合物が有するアルデヒド基がイミノ化によりアミノ基となり、シアノ基も水素還元によりアミノ基となるため、2つのアミノ基を有する下記一般式(c1)で表されるアミン化合物が合成される。なお、一般式(b1)のXが水素原子のアルデヒド化合物を用いた場合は、下記一般式(c2)で表されるアミン化合物が合成される。
Figure 2014073663
Figure 2014073663
式(c1)または(c2)中、nは一般式(a1)または(a2)と同義である。
nが1または2の場合、一般式(c1)で表される化合物は、「2位と5位が所定の基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位と6位が所定の基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
なお、nが0の場合、一般式(c1)で表される化合物は、シス型、トランス型の何れかとして得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
nが1または2の場合、一般式(c2)で表される化合物は、エンド体またはエキソ体として得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
一般式(c1)の化合物が好ましく得られ、当該化合物としては、nが1である、以下の化学式(3)の化合物を挙げることができる。
Figure 2014073663
なお、化学式(3)で表されるアミン化合物は、「ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの2位および5位がアミノメチル基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位および6位がアミノメチル基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
上記のイミノ化および水素添加反応は、具体的には、以下のようにして行うことができる。まず、反応容器内に、アルデヒド化合物、溶剤、触媒を仕込み、アンモニアガスを吹き込む。そして、1MPa程度の圧力まで水素を圧入し、100℃程度まで昇温し、水素を供給しながら当該温度および圧力下で、1〜10時間程度反応させる。溶媒としては、例えば、炭素数1〜8のアルコール、水等が好適に用いられる。
さらに、反応終了後、通常の触媒ろ過、脱溶媒、精製工程等を行い、目的とするアミン化合物を得ることができる。
<イソシアネート化合物の製造方法>
本実施形態のイソシアネート化合物の製造方法は、以下の工程を含む。
工程(a):第8〜10族金属化合物とリン化合物の存在下で、前記一般式(a1)または(a2)で表される化合物を水素および一酸化炭素と反応させる。
工程(b):工程(a)で得られたアルデヒド化合物をアンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる。
工程(c):工程(b)で得られたアミン化合物を、カルボニル化剤と反応させる。
本実施形態のイソシアネート化合物の製造方法は、上述のアルデヒド化合物の製造方法を工程(a)として含む。そのため、工程(a)において、アルデヒド化合物の生産性および収率に優れることから、ひいては目的化合物であるイソシアネート化合物の生産性および収率にも優れることとなる。
なお、工程(a)は、上記「アルデヒド化合物の製造方法」における工程と同一であり、工程(b)は、上記「アミン化合物の製造方法」における工程と同一であるので、説明を省略する。
工程(c)では、工程(b)で得られた一般式(c1)または(c2)で表されるアミン化合物を、所定の条件でカルボニル化剤と反応させることにより、下記一般式(d1)または(d2)で表されるイソシアネート化合物が合成される。カルボニル化剤としてはホスゲン、尿素誘導体、カーボネート誘導体、一酸化炭素等を用いることができる。
Figure 2014073663
Figure 2014073663
式(d1)または(d2)中、nは一般式(a1)または(a2)と同義である。
nが1または2の場合、一般式(d1)で表される化合物は、「2位と5位が所定の基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位と6位が所定の基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
なお、nが0の場合、一般式(d1)で表される化合物は、シス型、トランス型の何れかとして得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
nが1または2の場合、一般式(d2)で表される化合物は、エンド体またはエキソ体として得ることができ、これらを任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
一般式(d1)の化合物が好ましく得られ、当該化合物としては、nが1である、以下の化学式(4)の化合物を挙げることができる。
Figure 2014073663
なお、化学式(4)で表されるイソシアネート化合物は、「ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの2位および5位がイソシアナトメチル基で置換された化合物(以下、2,5体)」、または「2位および6位がイソシアナトメチル基で置換された化合物(以下、2,6体)」の何れか、またはこれらを任意の割合で含む混合物として得ることができる。また、2,5体および2,6体は、各々、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
工程(c)は、カルボニル化剤としてホスゲンを用いる場合、具体的には、まず、反応容器内に、アミン化合物と溶媒を装入し、塩酸により塩酸塩化させた後にホスゲンと反応させる方法や、直接ホスゲンと反応させ、カルバモイルクロライド化合物を得た後に、熱分解させる方法等を挙げることができる。さらに、反応終了後、通常の精製工程等を行い、目的とするイソシアネート化合物を得ることができる。
なお、カルボニル化剤としてホスゲンを用いる場合の反応溶媒としては、特に制限はされないが、造塩反応時には塩酸の溶解度が大きく、ホスゲン化反応時にはホスゲンの溶解度が大きく、かつ塩酸溶解度が小さい、高沸点有機芳香族化合物またはエステル化合物を用いることが好ましい。高沸点有機芳香族化合物としては、1,2−ジエチルベンゼン、1,3−ジエチルベンゼン、1,4−ジエチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、1,2,4−トリメチルベンゼン、アミルベンゼン、ジアミルベンゼン、トリアミルベンゼン、ドデシルベンゼン、p−シメン、クメンメチルフェニルエーテル、エチルフェニルエーテル、ジイソアミルエーテル、n−ヘキシルエーテル、オルソジクロロベンゼン、パラクロロトルエン、ブロムベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン等を挙げることができる。また、エステル化合物としては、特に制限されないが、酢酸イソアミル、酢酸イソオクチル等の酢酸エステルが好ましい。これら例示溶媒の中で、本発明を実施するのに特に好ましい溶媒は、芳香族ハロゲン化合物である。
本実施形態により得られるイソシアネート化合物は、光学材料の原料、塗料として用いることができる。なお、本実施形態により得られるアミン化合物は、塗料、硬化剤の原料として用いることもできる。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
[参考例]
[ビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリルの合成]
1000mlオートクレーブに、純度95%ジシクロペンタジエン195.0g(1.40モル)と、N−ニトロソジフェニルアミン0.36g(1.8ミリモル)を添加したアクリロニトリル163.6g(3.08モル)を装入し、撹拌下、160℃で5時間反応後、さらに昇温して180℃で2時間反応し終了した。得られたビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリルを含む反応液は、355.6gであり、分析したところビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリルを331.2g(2.78モル)含有していた。得られたビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル328.2g(2.75モル)を含む反応液352.4gを、500ミリリットルのフラスコに装入し、減圧下、蒸留を行い、主留分としてビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル300.7g(2.52モル)を得た。
[製造例1]
[2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
内容積0.5リットルのSUS316L製電磁攪拌式オートクレーブに、ロジウムアセチルアセトナトジカルボニル3.7mg(0.014mmol)、参考例で得られたビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル168.73g(1.4mol)、トリフェニルホスファイト4.45g(14.3mmol)、トルエン59.0gを装入し、25℃で攪拌し、Rh触媒調整液232.2gを得た。なお、条件(1)〜(3)は以下のとおりであった。
・ロジウム使用量(条件(1)):ビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル 1molに対して、ロジウムアセチルアセトナトジカルボニルに含まれるロジウムが10ppmmol
・リン化合物量(a)(条件(2)):トリフェニルホスファイト(mol)/ロジウムアセチルアセトナトジカルボニルに含まれるロジウム(mol):1000
・リン化合物量(b)(条件(3)):トリフェニルホスファイト(mol)/ビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボニトリル(mol):0.01
次いで、窒素にて充分置換した後、一酸化炭素/水素=体積比50/50の混合ガスで十分に置換した。同ガスにて、オートクレーブ内の圧力が0.6MPaGとなるまで圧入した後、攪拌下、100℃に昇温してヒドロホルミル化反応を開始した。反応の進行と共にオートクレーブ内の圧力が低下するため、圧力が 0.6MPaGを保つように、連続的に混合ガスを供給し、かつ液温が80℃を保つように調整して、6時間反応を実施した。反応終了後、窒素にて系内の混合ガスをパージし、2−シアノ−5,(6)−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む反応液を241.0g得た。その反応液を分析したところ、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを208.8g(1.4mol)含有していた。
同様の操作を10回繰り返し、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを2088.0g(14.0 mol)含有した反応液を合わせて2410.0g得た。
[実施例1]
[2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンの精製]
還流冷却管、攪拌翼、温度計が付属した内容積2リットルの4つ口反応フラスコに、製造例1で得られた反応液より溶液263.8g(2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを228.6g(1.53mol))、水14.0gを装入、攪拌し40℃まで昇温し、10時間攪拌した。得られた溶液を分析したところ、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを228.6g(1.53mol)含有しており、トリフェニルホスファイトは、検出されなかった。
上記混合溶液に20重量%の炭酸水素カリウム水溶液を6.4g(0.012mol)を、40〜45℃の温度範囲内でpH7.0になるまで滴下し、1時間〜2時間攪拌した。
次いで、減圧下蒸留精製を行い、2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを222.9g(1.49mol)含んだ溶液235.9g(収率97.5%)を得た。H−NMRチャートを図1に示す。
減圧下蒸留後、目視により釜残を確認したところ、塩の析出は認められなかった。結果を表1に示す。
[実施例2〜5、比較例1〜3]
中和に用いる炭酸水素カリウム水溶液を、表1に示した塩基化合物の20重量%水溶液に代えた以外は実施例1の方法と同様に、アルデヒド化合物を精製した。結果を表1に示す。
[実施例6]
[2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
内容積0.5リットルのステンレス製電磁攪拌式オートクレーブに、実施例1で得られた2−シアノ−5−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2−シアノ−6−ホルミルビシクロ[2.2.1]ヘプタン89.5g(0.6mol)、メタノール89.5g、およびマンガンを含有したコバルト−アルミニウム合金を展開して得たラネーコバルト触媒(コバルト94質量%、 アルミニウム3.5質量%、マンガン2.1質量%)4.5g(乾燥質量)を仕込み、アンモニアガス24.5g(1.44mol)を吹き込んだ。
次いで、窒素にて充分置換した後、続いて水素で置換した。そして、オートクレーブ内の圧力が、1.2MPaGとなるまで水素を圧入した後、攪拌下、100℃に昇温して反応を開始した。反応の進行と共にオートクレーブ内の圧力が低下するため、圧力が 1.2MPaGを保つように連続的に水素を供給し、かつ液温が100℃を保つように調整して、6時間水素化反応を実施した。
室温まで冷却を行い、濾過で触媒ラネーコバルトを除いた後にアンモニア、メタノールを4kPa、60℃で留去し、2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む溶液102.0gを得た。
得られた2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む溶液102.0を200mlフラスコに装入し、減圧下、蒸留を行い、精製された2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの混合物を79.0g得た。H−NMRチャートを図2に示す。同様の操作を2回繰り返し、精製された2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの混合物を158g得た。
[実施例7]
[2,5−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの合成]
還流冷却管、攪拌翼、温度計、ガス吹込み管、原料装入管が付属した内容積2リットルの5つ口反応フラスコにオルソジクロロベンゼン958gを装入し、原料槽に実施例6で得られた2,5−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスアミノメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン154.2g(1.0モル)及び、オルソジクロロベンゼン702gを仕込んだ。次に、0.1MPa下にて、反応容器を120℃に昇温後、塩酸吹き込み管より塩酸ガスを43.8g/hrの速度で、原料槽より溶媒で希釈したアミンを、原料装入ポンプにて428.1g/hrの速度で、同時に装入を始め、2時間掛けて全量を装入した。更に塩酸ガスを20g/hrで装入しながら、1時間熟成を行った。反応終了後、次に、塩酸塩反応マスを160℃に昇温後、ホスゲン吹き込み管より,ホスゲンを100g/hr(1.0モル/hr)で吹き込み、温度を保ちながら6時間反応した。反応終了後、窒素にて系内の未反応ホスゲン及び、塩酸ガスをパージ、脱溶媒して、2,5−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンを含む溶液200.9gを得た。更に、減圧下蒸留を行い、純度99.0%の2,5−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンおよび2,6−ビスイソシアナトメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの混合物175.7gを得た。H−NMRチャートを図3に示す。
なお、上記実施例においては、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンの2位および5位が置換された化合物(2,5体)および2位および6位が置換された化合物(2,6体)の混合物が得られる例を挙げたが、反応条件により2,5体または2,6体の何れかを得ることもできる。また、2,5体は、置換基の立体配置により、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。2,6体においても同様に、エンド−エンド体、エンド−エキソ体、エキソ−エキソ体の何れかとして得ることができ、またはこれらの少なくとも2種を任意の割合で含む混合物として得ることもできる。
Figure 2014073663
実施例1〜実施例5ではアルデヒド化合物を、90%以上の高い収率で得ることができたのに対し、比較例1〜比較例3では50%以下の低収率でしかアルデヒド化合物を得ることができなかった。また、実施例1及び実施例2では釜残に、塩基化合物およびリン化合物由来の不純物の析出は認められず、工業的に有利であることが示された。
この出願は、2012年11月9日に出願された日本出願特願2012−247464号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (16)

  1. 下記一般式(a1)
    Figure 2014073663
    または、下記一般式(a2)
    Figure 2014073663
    (式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基を示す。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示す。)
    で表される化合物を、第8〜10族金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させて得られたアルデヒド化合物を含む反応溶液に、水および塩基化合物を添加し、該反応溶液を中和する工程と、
    中和された前記反応溶液を蒸留する工程と、を含み、
    前記リン化合物が、式:(R1O)
    (式中、複数存在するRは同一又は異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜16のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数6〜16のアリール基を示す。)
    で表され、
    前記塩基化合物が、周期表第I族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩、周期表第II族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩から選択される少なくとも一種である、アルデヒド化合物の精製方法。
  2. 前記塩基化合物が、炭酸水素カリウムまたは炭酸カリウムである請求項1に記載のアルデヒド化合物の精製方法。
  3. 前記リン化合物は、トリフェニルホスファイト、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリプロピルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト、トリメチルフェニルホスファイト、およびトリス(2,4−ジターシャルブチルフェニル)ホスファイトよりなる群から選択される少なくとも一種である、請求項1または2に記載のアルデヒド化合物の精製方法。
  4. 前記第8〜10族金属化合物が、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の精製方法。
  5. 前記第8〜10族金属化合物が、ロジウム化合物であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の精製方法。
  6. 前記一般式(a1)で表される化合物を用い、当該化合物が下記一般式(1)
    Figure 2014073663
    (式(1)中、Xは一般式(a1)と同義である。)
    で表される化合物であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の精製方法。
  7. 前記反応溶液を中和する工程は、40℃以上50℃以下の温度範囲で行われる、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の精製方法。
  8. 下記一般式(a1)
    Figure 2014073663
    または、下記一般式(a2)
    Figure 2014073663
    (式(a1)中、Xは水素原子、シアノ基、アルデヒド基、−CH=NR基を示し、Rは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基を示す。式(a1)および式(a2)中、nは、0、1または2を示す。)
    で表される化合物を、第8〜10族金属化合物とリン化合物の存在下で、水素および一酸化炭素と反応させ、アルデヒド化合物を含む反応溶液を得る工程と、
    前記反応溶液に水および塩基化合物を添加し、該反応溶液を中和する工程と、
    中和された前記反応溶液を蒸留し、アルデヒド化合物を精製する工程と、を含み、
    前記リン化合物が、式:(R1O)
    (式中、複数存在するRは同一又は異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素数1〜16のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数6〜16のアリール基を示す。)
    で表され、
    前記塩基化合物が、周期表第I族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩、周期表第II族の金属の炭酸塩および炭酸水素塩から選択される少なくとも一種である、アルデヒド化合物の製造方法。
  9. 前記塩基化合物が、炭酸水素カリウムまたは炭酸カリウムである請求項8に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  10. 前記リン化合物は、トリフェニルホスファイト、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリプロピルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト、トリメチルフェニルホスファイト、およびトリス(2,4−ジターシャルブチルフェニル)ホスファイトよりなる群から選択される少なくとも一種である、請求項8または9に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  11. 前記第8〜10族金属化合物が、ロジウム化合物、コバルト化合物、ルテニウム化合物または鉄化合物であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  12. 前記第8〜10族金属化合物が、ロジウム化合物であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  13. 前記一般式(a1)で表される化合物を用い、当該化合物が下記一般式(1)
    Figure 2014073663
    (式(1)中、Xは一般式(a1)と同義である。)
    で表される化合物であることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  14. 前記反応溶液を中和する工程は、40℃以上50℃以下の温度範囲で行われる、請求項8乃至13のいずれか一項に記載のアルデヒド化合物の製造方法。
  15. 請求項8乃至14のいずれか一項に記載の製造方法により得られたアルデヒド化合物を、アンモニアと反応させるとともに、触媒の存在下で水素と反応させる工程を含むことを特徴とするアミン化合物の製造方法。
  16. 請求項15に記載の製造方法により得られたアミン化合物を、カルボニル化剤と反応させる工程を含むことを特徴とするイソシアネート化合物の製造方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3143570A (en) 1960-07-01 1964-08-04 Eastman Kodak Co Method for preparing alicyclic diamines
DE3119819A1 (de) 1981-05-19 1982-12-16 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt "verfahren zur herstellung von formylcyannorbornan"
JPS6072844A (ja) * 1983-09-29 1985-04-24 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 極性官能基含有ホルミルノルボルナンの製造方法
US4649214A (en) 1984-11-30 1987-03-10 Henkel Corporation 5(6)-hydroxymethyl-norbornane-2-carboxylic acid esters and polyurethanes prepared therefrom
JP2764081B2 (ja) * 1990-01-23 1998-06-11 三井化学株式会社 脂環式―脂肪族ジイソシアナートの製造方法
US5360938A (en) * 1991-08-21 1994-11-01 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Asymmetric syntheses
US5307024A (en) 1992-07-27 1994-04-26 Tektronix, Inc. Linearized level-shifting amplifier
DE4220267A1 (de) 1992-06-20 1993-12-23 Hoechst Ag 3,4-Dimethyl-2,5,6-tris(p-sulfonatophenyl)-1-phosphanor-bornadien, Verfahren zu seiner Herstellung und Verfahren zur Hydroformylierung von olefinisch ungesättigten Verbindungen
JPH0649554A (ja) 1992-08-04 1994-02-22 N E Chemcat Corp ロジウムの回収方法
JPH0717909A (ja) * 1993-06-29 1995-01-20 Daicel Chem Ind Ltd メタクリル酸メチルの製造方法
US5767321A (en) * 1995-12-06 1998-06-16 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Metal-ligand complex catalyzed processes
US6252121B1 (en) 1999-07-27 2001-06-26 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Metal-ligand complex catalyzed processes
JP2001261660A (ja) 2000-03-21 2001-09-26 Mitsui Chemicals Inc 着色の少ないイソシアヌレート環含有ポリイソシアナートの製造方法
DE10352258B4 (de) * 2003-11-08 2013-06-13 Oxea Gmbh Verfahren zur Herstellung von TCD-Diamin
DE10357718A1 (de) * 2003-12-09 2005-07-21 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Tricyclodecandialdehyd
JP4890107B2 (ja) * 2006-06-05 2012-03-07 株式会社クラレ 2−ヒドロキシ−4−メチルテトラヒドロピランの製造方法
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