WO2012108453A1 - イソシアネート化合物の製造方法 - Google Patents

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WO2012108453A1
WO2012108453A1 PCT/JP2012/052820 JP2012052820W WO2012108453A1 WO 2012108453 A1 WO2012108453 A1 WO 2012108453A1 JP 2012052820 W JP2012052820 W JP 2012052820W WO 2012108453 A1 WO2012108453 A1 WO 2012108453A1
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WO
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group
compound
hollow
carrier gas
reaction tube
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PCT/JP2012/052820
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English (en)
French (fr)
Inventor
達也 川口
山本　祥史
敏之 松下
原田　崇司
Original Assignee
宇部興産株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C263/00—Preparation of derivatives of isocyanic acid
    • C07C263/04—Preparation of derivatives of isocyanic acid from or via carbamates or carbamoyl halides

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an isocyanate compound. More specifically, the present invention relates to a method for producing an isocyanate compound by thermally decomposing a carbamate compound (carbamic acid ester compound). More specifically, the present invention relates to a method capable of producing an isocyanate compound with high selectivity by rapidly raising a carbamate compound to a thermal decomposition temperature and then rapidly cooling the carbamate compound.
  • isocyanate compounds have been industrially produced from the reaction between amines and phosgene.
  • this method has problems such as (1) phosgene is extremely toxic and needs to be handled with care, and (2) by-produces a large amount of hydrogen chloride that corrodes the apparatus. For this reason, the industrial manufacturing method of isocyanates replaced with this method is strongly desired.
  • Patent Document 3 There is known a method of performing a gas phase using an oxide sintered body of at least one element selected from the group consisting of Group IIIa elements, Group IVa elements and Group Va elements as a catalyst (for example, see Patent Document 4). Yes.
  • a method of synthesizing a carbamate compound from an amine compound and an alkylaryl carbonate, recovering a low boiling point component from the reaction solution as a gas phase component, and then thermally decomposing using a tin catalyst to obtain an isocyanate compound for example, patents) Reference 5
  • a method of synthesizing a carbamate compound from an amine compound and dialkyl carbonate using sodium methoxide, distilling off low boiling components from the reaction solution, and then obtaining an isocyanate compound by thermal decomposition with a tin catalyst for example, Patent Document 6
  • a method of synthesizing a carbamate compound from an amine compound and dialkyl carbonate using sodium methoxide, distilling off low-boiling components from the reaction solution, and then obtaining an isocyanate compound by thermal decomposition with a tin catalyst for example, see Patent Document 7
  • an amine compound and diphenyl carbonate. was synthesized vammin acid phenyl este
  • JP 2004-262892 A JP-A-56-65857 JP 50-117745 A JP-A-5-186415 Japanese Patent No. 4298995 International Publication No. 2008/084824 International Publication No. 2009/139062 International Publication No. 2009/139061
  • Patent Documents 1 to 4 have problems such as insufficient catalyst activity or difficulty in recovering and reusing the catalyst. Further, since the inside of the reaction tube is filled with a solid catalyst or a packing, there is a problem that the reaction tube is blocked. Therefore, a method for producing an isocyanate compound capable of preventing the reaction tube from being blocked has been desired. In addition, a method capable of producing an isocyanate compound from a carbamate compound at a high reaction rate and in a high yield has been desired.
  • Patent Documents 5 to 7 have a problem that it is necessary to recover a low boiling point component from a reaction solution containing a carbamate compound before thermal decomposition.
  • Patent Document 8 Since the method of Patent Document 8 uses highly reactive diphenyl carbonate, a very large number of urea compounds which are undesirable in carbamate formation are by-produced, and the apparatus must be periodically cleaned during thermal decomposition. was there. Further, since phenol having a high melting point is used, there is a problem that it is difficult to recover and reuse the raw material.
  • the object of the present invention is to prevent clogging of a reaction tube when an isocyanate compound is produced. Moreover, it aims at manufacturing an isocyanate compound with a high reaction rate and a high yield only by thermal decomposition.
  • the method of the present invention is as follows.
  • a method for producing an isocyanate compound comprising: Supplying a carbamate compound together with a carrier gas into a hollow space not containing a solid catalyst and / or packing; Thermally decomposing the carbamate compound in the hollow space, A value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas is 0.001 or more and 2 or less.
  • the carbamate compound is preferably thermally decomposed at a temperature of 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.
  • the carbamate compound is preferably a compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 and R 2 represent a hydrocarbon group.
  • R 1 and R 2 may be the same as or different from each other.
  • R 1 and R 2 may have a substituent.
  • N is an integer of 1 or more and 4 or less.
  • an amine compound represented by the following general formula (2) and a carbonate compound represented by the following general formula (3) are placed in the reaction vessel in the presence or absence of a solvent. And the step of supplying the resulting reaction liquid to the hollow space after the reaction under
  • the solvent is preferably at least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and acyclic ethers.
  • R 1 represents a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • N represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • R 2 represents a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • the isocyanate compound is preferably a compound represented by the following general formula (4).
  • R 1 represents a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • N represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • the aromatic compound is preferably toluene or xylene.
  • a fixed bed on which the enzyme is fixed is installed inside the reaction vessel.
  • reaction solution is passed through a filter and then supplied to the hollow space.
  • the reaction tube when an isocyanate compound is produced, the reaction tube can be prevented from being blocked. Moreover, an isocyanate compound can be produced at a high reaction rate and in a high yield only by thermal decomposition.
  • the manufacturing apparatus of the isocyanate compound provided with the hollow space is shown.
  • the manufacturing apparatus of the isocyanate compound provided with the hollow space is shown.
  • a rod-shaped stainless steel wire is arranged inside the hollow space.
  • a hollow reaction tube is used in which the cross-sectional shape of an arbitrary part from the inlet to the outlet is substantially equal.
  • a hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube it is preferable to use a metal circular tube of an arbitrary length having a circular cross-sectional shape.
  • a metal member having a cross-sectional shape such as a rectangle or a polygon can be used in addition to a circle.
  • the hollow reaction tube does not contain a solid catalyst and / or packing (for example, particulate stainless steel, copper wire, quartz, etc.).
  • a partition member inside the hollow reaction tube.
  • the inside of the hollow reaction tube can be partitioned into a plurality of spaces.
  • the temperature inside the hollow reaction tube can be easily controlled by arranging the partition member.
  • the partition member it is preferable to use a member that does not easily block the reaction tube.
  • a partition member it is preferable to use the rod-shaped member extended along the longitudinal direction of a reaction tube.
  • the carbamate compound used in the method of the present invention is represented by the following general formula (1).
  • the carbamate compound is a substance having at least one urethane bond (—NHCO 2 —) in the molecule.
  • R 1 and R 2 represent a hydrocarbon group.
  • R 1 and R 2 may be the same as or different from each other.
  • R 1 and R 2 may have a substituent.
  • N is an integer of 1 or more and 4 or less.
  • examples of the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl.
  • Alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms such as a group, nonyl group, decyl group, dodecyl group and octadecyl group; alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms such as a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group and a hexenyl group; an ethylidene group Alkylidene groups having 2 to 6 carbon atoms such as propylidene group, butylidene group, pentylidene group, hexylidene group; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, cyclooctyl group, dimethylcyclohexyl group, isophorone Group, norbornylene group, decalin group, adamantyl group, etc.
  • an aryl group having 6 to 14 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, a biphenyl-4-yl group, an anthryl group and
  • a cycloalkylene group an arylene group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthrylene group, and a trimethylphenylene group; and a 3 to 20 carbon atom group such as a methylenebisphenylene group Examples thereof include an alkylarylene group containing a monocyclic or polycyclic aromatic ring. These groups include various isomers.
  • the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 may have a substituent.
  • substituents include a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, an amino group, an alkylamino group, a carboxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, and a (meth) acryloyloxy group. It is done.
  • n is an integer of 1 or more and 4 or less. Note that n is determined by the valence of R 1 .
  • R 1 is a monovalent group (for example, a cyclohexyl group)
  • n is 1.
  • R 1 is a divalent group (for example, cyclohexylene group)
  • n is 2.
  • carbamate compounds used in the method of the present invention include methyl (N-hexyl) carbamate, methyl (N-octyl) carbamate, methyl (N-dodecyl) carbamate, methyl (N-octadecyl) carbamate, 1,4- Bis (methoxycarbonylamino) butane, 1,4-bis (ethoxycarbonylamino) butane, 1,4-bis (butoxycarbonylamino) butane, 1,5-bis (methoxycarbonylamino) pentane, 1,6-bis ( Methoxycarbonylamino) hexane, 1,6-bis (ethoxycarbonylamino) hexane, 1,6-bis (butoxycarbonylamino) hexane, 1,8-bis (methoxycarbonylamino) octane, 1,8-bis (butoxycarbonyl) Amino) octane, 1,8-bis
  • the amine compound used in the method of the present invention is represented by the following general formula (2).
  • R 1 represents a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • N represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • examples of the hydrocarbon group represented by R 1 include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, Alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms such as decyl group, dodecyl group and octadecyl group; alkenyl groups having 2 to 6 carbon atoms such as propenyl group, butenyl group, pentenyl group and hexenyl group; ethylidene group, propylidene group and butylidene Group, pentylidene group, hexylidene group and the like having 2 to 6 carbon atoms; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, cycloocty
  • Linear or branched alkylene group ; cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, methylene-cyclopentylene-methylene group, ethylene-cyclopentylene-ethylene group, methylene-cyclo Hexylene-methylene group, methylene-trimethylcyclohexyl group, Bisshi Monocyclic or polycyclic cycloalkylene groups having 3 to 20 carbon atoms such as lohexylene group, methylenebiscyclohexylene group, bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diyl group, adamantylene group, etc.
  • An arylene group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthrylene group or a trimethylphenylene group; a monocyclic group having 3 to 20 carbon atoms such as a methylenebisphenylene group or Examples thereof include an alkylarylene group containing a polycyclic aromatic ring. These groups include various isomers.
  • the hydrocarbon group represented by R 1 may have a substituent.
  • substituents include a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, and a (meth) acryloyloxy group.
  • n is an integer of 1 or more and 4 or less. Note that n is determined by the valence of R 1 .
  • R 1 is a monovalent group (for example, a cyclohexyl group)
  • n is 1.
  • R 1 is a divalent group (for example, cyclohexylene group)
  • n is 2.
  • amine compounds used in the method of the present invention include hexylamine, octylamine, dodecylamine, octadecylamine, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,8 -Aliphatic amine compounds such as diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,12-diaminododecane, 1,3,6-triaminohexane; 1,3- or 1,4- Diaminocyclohexane, 1,3- or 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 2,4′- or 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2,2,1 ] Heptane, 2,6-bis (aminomethyl)
  • the carbonate compound used in the method of the present invention is represented by the following general formula (3).
  • R 2 represents a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • examples of the hydrocarbon group represented by R 2 include straight chain having 1 to 20 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group and the like. Or a branched alkyl group.
  • the hydrocarbon group represented by R 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.
  • the hydrocarbon group represented by R 2 may have a substituent.
  • substituents include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms such as methoxyl group, ethoxyl group, propoxyl group and butoxyl group, cyano group, A nitro group etc. are mentioned.
  • carbonate compounds examples include dimethyl carbonate and diethyl carbonate. These carbonate compounds may be used alone or in admixture of two or more.
  • the amount of the carbonate compound used is preferably 1 mol or more and 100 mol or less, more preferably 1 mol or more and 50 mol or less, still more preferably 2 mol or more and 20 mol per mol of the amine compound represented by the above formula (2).
  • the amount is not more than mol, particularly preferably not less than 2 mol and not more than 15 mol, most preferably not less than 2 mol and not more than 10 mol.
  • Examples of enzymes used in the method of the present invention include protease, esterase, lipase and the like.
  • the enzyme include porcine liver-derived esterase (PLE), porcine liver-derived lipase (PPL), lipase of microorganisms that can be isolated from yeast or bacteria; more preferably, Burkholderia cepacia (Burkholderia cepacia) Lipases originating from (Pseudomonas cepacia)) (for example, Amano PS (manufactured by Amano Enzyme) etc.), lipases originating from Candida antarctica (eg, Novozym 435 (manufactured by Novozyme) etc.) Lipases derived from Rhizomucor Miehei (for example, Lipozyme RM IM (manufactured by Novozyme), etc.), Thermomyces lanugino Scan lipase to (Thermomyces lanuginos
  • the enzymes mentioned as examples above can also be used after chemical treatment or physical treatment.
  • a buffer solution an organic solvent may be present if necessary
  • the solution is directly or stirred and then freeze-dried.
  • This lyophilization refers to, for example, J. Org. Am. Chem. Soc. , 122 (8), 1565-1571 (2000)
  • the aqueous solution or water-containing substance is rapidly frozen at a temperature below the freezing point, and the pressure is reduced below the water vapor pressure of the frozen product to sublimate the water and remove it. It is a method of drying a substance. By such treatment, catalytic activity (reactivity, selectivity, etc.) can be improved.
  • the enzyme is preferably immobilized on a fixed bed.
  • the fixed bed is provided with a carrier, and an enzyme is immobilized on the carrier.
  • the fixed bed is preferably installed inside the reaction vessel.
  • the amount of the enzyme used is preferably 0.1 mg or more and 1000 mg or less, more preferably 1 mg or more and 200 mg or less, still more preferably 10 mg or more and 100 mg or less with respect to 1 g of the amine compound represented by the above formula (2).
  • the method for producing an isocyanate compound of the present invention comprises a step of supplying a carbamate compound together with a carrier gas into a hollow space not containing a solid catalyst and / or a filler, and a step of thermally decomposing the carbamate compound in the hollow space.
  • the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas is preferably 0.001 or more and 2.0 or less. It is more preferably 0.002 or more and 0.1 or less, further preferably 0.002 or more and 0.04 or less, and particularly preferably 0.004 or more and 0.02 or less.
  • the unit of volume of the hollow space is [milliliter].
  • the unit of the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas is [milliliter / minute]. Therefore, the unit of the value (N) obtained by dividing the former by the latter is [minute]. This value (N) is sometimes called the residence time.
  • the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas is expressed as a volume flow rate of the gas at the thermal decomposition temperature of the carbamate compound.
  • the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas satisfies the following relationship.
  • the carbamate compound By setting the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas within the above range, pressure loss when supplying the carbamate compound to the hollow space can be reduced. Moreover, it is possible to prevent the hollow space from being blocked by the sequential reaction product.
  • the carbamate compound can be heated to a predetermined thermal decomposition temperature in a short time.
  • the thermal decomposition temperature of the carbamate compound is preferably 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.
  • the thermal decomposition temperature is lower than 450 ° C., a practical thermal decomposition rate may not be obtained.
  • the thermal decomposition temperature exceeds 550 ° C., undesirable side reactions such as polymerization of isocyanate compounds may occur.
  • the method of the present invention can be carried out, for example, by feeding a carbamate compound into a hollow reaction tube heated from the outside.
  • a carbamate compound is a solid, it is preferable to heat the carbamate compound in advance to make it liquid.
  • the heating temperature of the hollow reaction tube is preferably 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower. By setting the heating temperature of the hollow reaction tube within this range, generation of by-products can be suppressed.
  • the inside of the hollow reaction tube may be in a pressurized state or a reduced pressure state.
  • the inside of the hollow reaction tube may be pressurized as long as the liquid phase is not formed in the heated portion of the hollow reaction tube.
  • the inside of the hollow reaction tube may be decompressed.
  • the reaction time for the thermal decomposition reaction of the carbamate compound is preferably 0.1 second or more and 2.0 seconds or less, and more preferably 0.5 or more and 1.0 seconds or less. By setting the reaction time within this range, the thermal decomposition reaction of the carbamate compound can sufficiently proceed, and the generation of by-products can be suppressed.
  • the amine compound represented by the general formula (2) and the carbonate compound represented by the general formula (3) are reacted in the presence or absence of a solvent inside the reaction vessel. It is preferable to have the process of supplying the obtained reaction liquid to the said hollow space after making it react under.
  • the method of the present invention preferably includes a step of reacting the amine compound represented by the general formula (2) with the carbonate compound represented by the general formula (3).
  • the reaction liquid obtained by this reaction contains a carbamate compound as a raw material.
  • An isocyanate compound can be produced by supplying this reaction liquid to the hollow space and thermally decomposing the carbamate compound contained in the reaction liquid.
  • the solvent is not particularly limited as long as it does not deactivate the enzyme.
  • the solvent is preferably at least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and acyclic ethers.
  • Examples include substituted cycloalkanes having 5 to 10 carbon atoms.
  • An unsubstituted cycloalkane having 5 to 10 carbon atoms is preferred, and cyclohexane is more preferred.
  • These aliphatic hydrocarbons may be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic hydrocarbons examples include benzene, toluene, xylene, mesitylene and the like. Preferably it is toluene or xylene. In addition, these aromatic hydrocarbons may be used independently and may mix and use 2 or more types.
  • acyclic ether examples include dialkyl ethers having 2 to 8 carbon atoms such as diethyl ether, t-butyl methyl ether, diisopropyl ether, etc .; carbon atoms such as cyclopentyl methyl ether, cyclopentyl ethyl ether, etc.
  • dialkyl ethers having 2 to 8 carbon atoms such as diethyl ether, t-butyl methyl ether, diisopropyl ether, etc .
  • carbon atoms such as cyclopentyl methyl ether, cyclopentyl ethyl ether, etc.
  • examples include cycloalkyl alkyl ethers having 5 to 18 carbon atoms; aromatic ethers having 7 to 18 carbon atoms such as benzyl phenyl ether, benzyl methyl ether, diphenyl ether, di (p-tolyl) ether, and dibenzyl
  • the amount of the solvent used is preferably 2 mL or more and 200 mL or less, more preferably 2 mL or more and 50 mL or less, and further preferably 5 mL or more and 20 mL or less with respect to 1 g of the amine compound represented by the above formula (2).
  • the step of reacting the amine compound represented by the general formula (2) and the carbonate compound represented by the general formula (3) can be performed, for example, by the following method (a) or (b).
  • (A) An amine compound represented by the above formula (2), a carbonate compound represented by the above formula (3), and an enzyme are mixed and reacted with stirring.
  • the temperature at which the amine compound and the carbonate compound are reacted is not particularly limited as long as the enzyme does not deactivate, but is preferably 55 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and further preferably 65 ° C. It is 90 degrees C or less.
  • the reaction pressure is not particularly limited, but is preferably normal pressure or reduced pressure.
  • the reaction conditions are preferably set in accordance with the characteristics of the enzyme used.
  • the pH of the reaction solution is not particularly limited, but is preferably a pH value of 5 to 9, more preferably a pH value of 6 to 8.5, and even more preferably a pH value of 6.5 to 8.
  • the step of reacting the amine compound and the carbonate compound may be performed by any apparatus.
  • a general production apparatus such as a reaction vessel, a heating apparatus, or a cooling apparatus can be used.
  • a general production apparatus such as a reaction vessel, a heating apparatus, or a cooling apparatus can be used.
  • an apparatus having a fixed bed on which the enzyme is fixed it is preferable to use an apparatus having a fixed bed on which the enzyme is fixed.
  • the fixed bed is installed inside the reaction vessel.
  • the fixed bed includes a carrier on which an enzyme is fixed.
  • the reaction solution obtained by reacting the amine compound represented by the above general formula (2) with the carbonate compound represented by the above general formula (3) is used as it is without performing operations such as isolation and purification. It can be used in the thermal decomposition process. That is, the reaction liquid obtained by reacting the amine compound represented by the general formula (2) and the carbonate compound represented by the general formula (3) is supplied as it is to the hollow reaction tube (hollow space). Can do.
  • the reaction solution obtained by reacting the amine compound and the carbonate compound is allowed to pass through a filter, and then the reaction solution is supplied to the hollow reaction tube.
  • the reaction solution obtained by reacting the amine compound and the carbonate compound is allowed to pass through a filter, and then the reaction solution is supplied to the hollow reaction tube.
  • the amine compound may remain in the reaction solution obtained by reacting the amine compound and the carbonate compound. After the amine compound is consumed substantially completely, the reaction solution is preferably sent to the next pyrolysis step. Thereby, the production
  • the reaction solution obtained by reacting the amine compound represented by the general formula (2) with the carbonate compound represented by the general formula (3) contains a carbamate compound.
  • Specific examples of the carbamate compound are as described above.
  • an isocyanate compound can be produced at a high reaction rate and in a high yield only by thermal decomposition.
  • the reaction tube can be prevented from being blocked.
  • isocyanate compounds obtained by the method of the present invention include hexyl isocyanate, octyl isocyanate, dodecyl isocyanate, octadecyl isocyanate, 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanato. Hexane, 1,8-diisocyanatooctane, 1,9-diisocyanatononane, 1,10-diisocyanatodecane, 1,12-diisocyanatododecane, 1,3,6-triisocyanatohexane, etc.
  • Aliphatic isocyanate compounds 1,3- or 1,4-diisocyanatocyclohexane, 1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane 4,4-diisocyanate, dicyclohexylmethane 2,4 '-Diisocyanate, Bishi B [2,2,1] heptane-2,5-diisocyanate, bicyclo [2,2,1] heptane-2,6-diisocyanate, 2,5-bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2,2,1] Heptane, 2,6-bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5- (isocyanatomethyl) -cyclohexane, 4,4'-diisocyanato -Aliphatic isocyanate compounds such as -2,2-
  • the conversion rate means the conversion rate of the carbamate compound.
  • a yield means the yield of an isocyanate compound.
  • Selectivity means the selectivity of an isocyanate compound.
  • the conversion rate means the conversion rate of the amine compound.
  • a yield means the yield of an isocyanate compound.
  • Selectivity means the selectivity of an isocyanate compound.
  • Example 1 In Example 1, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized according to the following formula.
  • Example 1 the apparatus shown in FIG. 1 was used.
  • the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 0.5 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 600 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying a carbamate compound as a raw material and a carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • a methyl n-hexylcarbamate (carbamate compound) was added to the inlet of the hollow reaction tube by using a syringe pump. It was fed at a flow rate of 1 mL / min. At this time, the residence time of methyl n-hexylcarbamate was 0.1 seconds.
  • Example 1 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.002 [min].
  • the target product (isocyanate compound) collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography.
  • Example 2 to 4 and Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. In Examples 2 to 4 and Comparative Example 1, various conditions were changed as shown in Table 1 below.
  • Example 5 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized according to the following formula.
  • Example 5 the apparatus shown in FIG. 1 was used.
  • the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 1200 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying a carbamate compound as a raw material and a carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane (using a syringe pump at the inlet of the hollow reaction tube) Carbamate compound) was fed at a flow rate of 0.1 mL / min.
  • the residence time of 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane was 0.2 seconds. Note that 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane was heated to a melting point or higher before being sent to the hollow reaction tube.
  • Example 5 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.004 [min].
  • Example 6 In the same manner as in Example 5, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized. In Examples 6 to 12, various conditions were changed as shown in Table 2 below. In Examples 6-7, the hollow reaction tube was heated to 550 ° C. In Examples 8-11, the hollow reaction tube was heated to 500 ° C. In Example 12, the hollow reaction tube was heated to 600 ° C.
  • Example 13 isophorone diisocyanate (isocyanate compound) was synthesized according to the following formula.
  • Example 13 the apparatus shown in FIG. 1 was used.
  • the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 1200 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying a carbamate compound as a raw material and a carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • isophorone dicarbamic acid dimethyl ester (carbamate compound) is added to the inlet of the hollow reaction tube by a syringe pump to a value of 0. It was fed at a flow rate of 1 mL / min. At this time, the residence time of isophorone dicarbamic acid dimethyl ester was 1.2 seconds. In addition, the isophorone dicarbamic acid dimethyl ester was heated to the melting point or higher and melted before being fed into the hollow reaction tube.
  • Example 13 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.02 [min].
  • the isophorone diisocyanate collected in the product collection trap was induced into a diurea using diethylamine and quantified by an absolute calibration curve method using liquid chromatography (Table 3).
  • Example 14 In the same manner as in Example 13, isophorone diisocyanate (isocyanate compound) was synthesized. In Example 14, various conditions were changed as shown in Table 3 below. In Example 14, the hollow reaction tube was heated to 550 ° C.
  • Example 15 In Example 15, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized according to the following formula.
  • Example 15 the apparatus shown in FIG. 2 was used.
  • the apparatus shown in FIG. 2 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm.
  • a hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • a partition member is installed inside the hollow space.
  • the partition member is composed of one rod-shaped stainless steel wire having an outer diameter of 0.5 mm (a plurality of stainless steel wires are shown in FIG. 2).
  • the hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 1200 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying a carbamate compound as a raw material and a carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • methyl N-hexylcarbamate (carbamate compound) was added to the inlet of the hollow reaction tube using a syringe pump. It was fed at a flow rate of 1 mL / min. At this time, the residence time of methyl N-hexylcarbamate was 0.6 seconds.
  • Example 15 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.01 [min].
  • n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography (Table 4).
  • Example 16 In the same manner as in Example 15, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. In Example 16, various conditions were changed as shown in Table 4 below. In Example 16, a hollow reaction tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm was used. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube. A partition member is installed inside the hollow space. The partition member is composed of ten stainless steel wires having an outer diameter of 0.1 mm (FIG. 2).
  • Example 17 n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). . Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step). N-hexyl isocyanate was synthesized by carrying out the first step and the second step in succession.
  • reaction liquid 1 a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared.
  • reaction liquid 1 was passed through a filter, and then the reaction liquid 1 was directly transferred to the apparatus shown in FIG.
  • Example 17 the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 2400 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the reaction liquid 1 and the carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • the reaction solution 1 is fed into the inlet of the hollow reaction tube at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 1 was 1.1 seconds.
  • the reaction liquid 1 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.
  • Example 17 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.019 [min].
  • n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. The results are shown in Table 5.
  • Example 18 In the same manner as in Example 17, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. In Examples 18 to 19, various conditions were changed as shown in Table 5 below.
  • Example 20 In Example 20, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). . Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step). N-hexyl isocyanate was synthesized by carrying out the first step and the second step in succession.
  • reaction solution 2 a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared.
  • reaction solution 2 was passed through a filter, and then the reaction solution 2 was directly transferred to the apparatus shown in FIG.
  • Example 20 the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 3600 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the reaction solution 2 and the carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • the reaction solution 2 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 2 was 1.6 seconds.
  • the reaction solution 2 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.
  • Example 20 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.026 [min].
  • n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. The results are shown in Table 6.
  • Example 21 In the same manner as in Example 20, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. In Examples 21 to 22, various conditions were changed as shown in Table 6 below.
  • Example 20 the liquid feeding amount in the second step was set to 0.1 mL / min. In Example 21, the liquid feeding amount in the second step was set to 0.5 mL / min. In Example 22, the liquid feeding amount in the second step was set to 1.0 mL / min.
  • the amount of liquid fed in the second step means the amount of liquid fed to the hollow reaction tube of the reaction liquid 2.
  • the liquid feeding amount in the second step can be rephrased as “substrate solution feeding amount”.
  • Example 23 n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). . Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step). N-hexyl isocyanate was synthesized by carrying out the first step and the second step in succession.
  • reaction liquid 3 a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared.
  • reaction liquid 3 was passed through a filter.
  • 20 mL of toluene was passed through the filter.
  • the reaction solution 3 and toluene were directly transferred to the apparatus shown in FIG.
  • Example 23 the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 500 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 1200 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the reaction solution 3 and the carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • the reaction liquid 3 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 3 was 0.6 second.
  • the reaction solution 3 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.
  • Example 23 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.009 [min].
  • n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. As a result, the conversion was 100 mol%, the yield of n-hexyl isocyanate was 87 mol%, and the selectivity was 87 mol%.
  • Example 24 In Example 24, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). . Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step). N-hexyl isocyanate was synthesized by carrying out the first step and the second step in succession.
  • reaction liquid 4 a glass container having a volume of 100 mL equipped with a stirring device, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared.
  • this vessel 5 g (49 mmol) of n-hexylamine, 27 g (296 mmol) of dimethyl carbonate, 50 mL of toluene, and 0.25 g of lipase derived from Candida antarctica (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) ). And these were made to react for 7 hours, mixing and stirring at 70 degreeC inside a container.
  • reaction liquid 4 was passed through a filter, and then the reaction liquid 4 was directly transferred to the apparatus shown in FIG.
  • Example 24 the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 2400 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the reaction solution 4 and the carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • the reaction liquid 4 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction solution 4 was 1.1 seconds.
  • the reaction solution 4 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.
  • Example 24 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.018 [min].
  • n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. The results are shown in Table 7 below.
  • Example 25 In the same manner as in Example 24, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. In Example 25, various conditions were changed as shown in Table 7 below.
  • Example 26 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized. First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). . Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step). 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane was synthesized by continuously performing the first step and the second step.
  • reaction liquid 5 a glass container having a volume of 200 mL equipped with a stirrer, a temperature control device, and an upper cooling device was prepared.
  • reaction liquid 5 was passed through a filter.
  • 20 mL of toluene was passed through the filter.
  • the reaction solution 5 and toluene were directly transferred to the apparatus shown in FIG.
  • Example 26 the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 2400 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the reaction solution 5 and the carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • the reaction solution 5 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction solution 5 was 1.1 seconds.
  • the reaction solution 5 contains a carbamate compound that is a reaction product of 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane and dimethyl carbonate.
  • Example 26 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.018 [min].
  • Example 27 In the same manner as in Example 26, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized. In Example 27, various conditions were changed as shown in Table 8 below.
  • Example 28 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized. First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). . Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step). 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane was synthesized by continuously performing the first step and the second step.
  • reaction liquid 6 (hereinafter referred to as “reaction liquid 6”) was passed through a filter. Subsequently, 20 mL of toluene was passed through the filter. Thereafter, the reaction solution 6 and toluene were directly transferred to the apparatus shown in FIG.
  • Example 28 the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 600 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 3600 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the reaction liquid 6 and the carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • the reaction liquid 6 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.5 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 6 was 0.5 second.
  • the reaction solution 6 contains a carbamate compound that is a reaction product of 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane and dimethyl carbonate.
  • Example 28 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.008 [min].
  • Example 29 In the same manner as in Example 28, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (isocyanate compound) was synthesized. In Example 29, various conditions were changed as shown in Table 9 below.
  • Example 30 In Example 30, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. First, in the presence of an enzyme, an amine compound represented by the above formula (2) and a carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted in the presence of a solvent inside the reaction vessel (first step). . Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step). N-hexyl isocyanate was synthesized by carrying out the first step and the second step in succession.
  • reaction liquid 7 The reaction liquid obtained by this reaction (hereinafter referred to as “reaction liquid 7”) was directly transferred to the apparatus shown in FIG.
  • Example 30 the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 550 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 1200 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the reaction liquid 7 and the carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • the reaction liquid 7 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 7 was 0.6 second.
  • the reaction solution 7 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.
  • Example 30 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.01 [min].
  • n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. The results are shown in Table 10 below.
  • Example 31 In the same manner as in Example 30, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. In Example 31, various conditions were changed as shown in Table 10 below.
  • Example 32 In Example 32, n-hexyl isocyanate (isocyanate compound) was synthesized. First, in the presence of an enzyme, the amine compound represented by the above formula (2) and the carbonate compound represented by the above formula (3) were reacted inside the reaction vessel (first step). Next, the reaction solution obtained in the first step was supplied to the hollow reaction tube (second step). N-hexyl isocyanate was synthesized by carrying out the first step and the second step in succession.
  • reaction liquid 8 The reaction liquid obtained by this reaction (hereinafter referred to as “reaction liquid 8”) was directly transferred to the apparatus shown in FIG.
  • Example 32 the apparatus shown in FIG. 1 includes a reaction hollow tube made of a stainless steel tube having an inner diameter of 1.0 mm. A hollow space is formed inside the hollow reaction tube.
  • the hollow reaction tube is heated to 600 ° C. from the outside by an annular furnace.
  • the heated part of the hollow reaction tube is a pyrolysis zone.
  • the length of the pyrolysis zone is 1200 mm.
  • An inlet is provided above the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the reaction solution 8 and the carrier gas is connected to the inlet.
  • An outlet is provided below the pyrolysis zone of the hollow reaction tube.
  • a pipe for supplying the outlet carrier gas, a trap for collecting the product, and a trap for collecting methanol are connected to the outlet.
  • the product collection trap is heated to 70 ° C and the methanol collection trap is cooled to -78 ° C.
  • an inlet carrier gas was supplied to the inlet of the hollow reaction tube, and an outlet carrier gas was supplied to the outlet of the hollow reaction tube. Nitrogen was used as the carrier gas.
  • the reaction liquid 8 is fed into the hollow reaction tube inlet at a flow rate of 0.1 mL / min using a syringe pump. It is. At this time, the residence time of the reaction liquid 8 was 0.5 second.
  • the reaction solution 8 contains a carbamate compound that is a reaction product of n-hexylamine and dimethyl carbonate.
  • Example 32 the value (N) obtained by dividing the volume of the hollow space by the total supply amount per unit time of the carbamate compound and the carrier gas was 0.008 [min].
  • n-hexyl isocyanate collected in the product collection trap was quantified by an internal standard method using gas chromatography. As a result, the conversion was 94 mol%, the yield of n-hexyl isocyanate was 69 mol%, and the selectivity was 73 mol%.
  • the isocyanate compound could be continuously produced at a high reaction rate by reacting the amine compound and the carbonate compound and supplying the obtained reaction solution to a heated hollow reaction tube.
  • the selectivity and yield were high.
  • the reaction tube when an isocyanate compound is produced, the reaction tube can be prevented from being blocked. Moreover, an isocyanate compound can be produced at a high reaction rate and in a high yield only by thermal decomposition.

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Abstract

　イソシアネート化合物を製造する際において、反応管の閉塞を防止する。熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率で、イソシアネート化合物を製造する。　本発明のイソシアネート化合物の製造方法は、固体触媒及び／又は充填物を含まない中空空間にカルバメート化合物をキャリアガスとともに供給する工程と、前記中空空間内で前記カルバメート化合物を熱分解させる工程と、を有している。前記中空空間の容積を、前記カルバメート化合物及び前記キャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）が、０．００１以上２以下である。

Description

イソシアネート化合物の製造方法
　本発明は、イソシアネート化合物の製造方法に関する。より詳しくは、カルバメート化合物（カルバミン酸エステル化合物）を熱分解させてイソシアネート化合物を製造する方法に関する。更に詳しくは、カルバメート化合物を熱分解温度まで急速に昇温させた後に急速に冷却することによって、高選択的にイソシアネート化合物を製造することのできる方法に関する。
　従来から、イソシアネート化合物は、アミンとホスゲンとの反応から工業的に製造されている。しかし、この方法は、（１）ホスゲンは猛毒性を有しており、その取り扱いに注意が必要である、（２）装置を腐食する塩化水素を大量に副生する、等の問題がある。このため、この方法に代わるイソシアネート類の工業的な製造方法が強く望まれている。
　最近、ホスゲンを使用しないイソシアネート化合物の製造方法が検討されている。例えば、高沸点溶媒中、シリケート等の固体触媒及び有機スズ化合物を用いて減圧下で行う方法（例えば、特許文献１参照）、高沸点溶媒中、亜鉛、アルミニウム、チタン、鉄、クロム、コバルト又はニッケルを触媒として用いる方法（例えば、特許文献２参照）、３５０～５５０℃でステンレス鋼、銅線、石英を充填した反応管内で減圧下にて気相で行う方法（例えば、特許文献３参照）、ＩＩＩａ属元素、ＩＶａ属元素及びＶａ族元素からなる群より選ばれる少なくとも一種以上の元素の酸化物焼結体を触媒として気相で行う方法（例えば、特許文献４参照）、が知られている。
　さらに、アミン化合物とアルキルアリールカーボネートから、カルバメート化合物を合成し、該反応液から低沸点成分を気相成分として回収してから、スズ触媒を用い熱分解してイソシアネート化合物を得る方法（例えば、特許文献５参照）、ナトリウムメトキシドを用いアミン化合物と炭酸ジアルキルからカルバメート化合物を合成し、該反応液から低沸点成分を留去してからスズ触媒での熱分解によりイソシアネート化合物を得る方法（例えば、特許文献６参照）、ナトリウムメトキシドを用いアミン化合物と炭酸ジアルキルから、カルバメート化合物を合成し、該反応液から低沸点成分を留去してからスズ触媒での熱分解によりイソシアネート化合物を得る方法（例えば、特許文献７参照）、アミン化合物と炭酸ジフェニルから、カルバミン酸フェニルエステルを合成し、熱分解によりイソシアネート化合物を得る方法（例えば、特許文献８参照）、が知られている。
特開２００４－２６２８９２号公報 特開昭５６－６５８５７号公報 特開昭５０－１１７７４５号公報 特開平５－１８６４１５号公報 特許第４２９８９９５号公報 国際公開第２００８／０８４８２４号 国際公開第２００９／１３９０６２号 国際公開第２００９／１３９０６１号
　しかしながら、特許文献１から４に記載の方法は、触媒の活性が十分でない、あるいは、触媒を回収して再利用することが困難である等の問題があった。また、反応管の内部に固体触媒や充填物が充填されているために、反応管が閉塞してしまうという問題があった。そのため、反応管の閉塞を防止ことのできるイソシアネート化合物の製造方法が望まれていた。また、カルバメート化合物からイソシアネート化合物を、高い反応速度で、かつ、高い収率で製造することができる方法が望まれていた。
　特許文献５から７に記載の方法は、熱分解の前にカルバメート化合物を含む反応液から低沸点成分を回収することが必要である等の問題があった。
　特許文献８の方法は、反応性が高い炭酸ジフェニルを用いるため、カルバメート化において望ましくない非常に多くの種類の尿素化合物が副生し、熱分解時に定期的に装置を洗浄しなければいけないという問題があった。また、融点が高いフェノールを使用するため、原料を回収して再利用することが困難であるという問題があった。
　本発明は、イソシアネート化合物を製造する際において、反応管の閉塞を防止することを目的とする。また、熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率で、イソシアネート化合物を製造することを目的とする。
　本発明の方法は、以下の通りである。
　イソシアネート化合物の製造方法であって、
　固体触媒及び／又は充填物を含まない中空空間にカルバメート化合物をキャリアガスとともに供給する工程と、
　前記中空空間内で前記カルバメート化合物を熱分解させる工程と、を有し、
　前記中空空間の容積を、前記カルバメート化合物及び前記キャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）が、０．００１以上２以下である、
　イソシアネート化合物の製造方法。
　本発明の方法において、前記カルバメート化合物を４５０℃以上６００℃以下の温度で熱分解させることが好ましい。
　本発明の方法において、前記カルバメート化合物が、下記一般式（１）で示される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 （式中、Ｒ１及びＲ２は、炭化水素基を表す。Ｒ１及びＲ２は、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。Ｒ１及びＲ２は、置換基を有していてもよい。ｎは、１以上４以下の整数を示す。）
　本発明の方法において、酵素の存在下、下記一般式（２）で示されるアミン化合物と下記一般式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下又は非存在下で反応させた後、得られた反応液を前記中空空間に供給する工程を有しており、
　前記溶媒は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、及び非環状エーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 （式中、Ｒ１は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。ｎは、１以上４以下の整数を示す。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 （式中、Ｒ２は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。）
　本発明の方法において、前記イソシアネート化合物が、下記一般式（４）で示される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 （式中、Ｒ１は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。ｎは、１以上４以下の整数を示す。）
　本発明の方法において、前記芳香族化合物は、トルエン又はキシレンであることが好ましい。
　本発明の方法において、前記酵素が固定された固定床が前記反応容器の内部に設置されていることが好ましい。
　本発明の方法において、前記反応液をフィルターに通過させた後に前記中空空間に供給することが好ましい。
　本発明によれば、イソシアネート化合物を製造する際において、反応管の閉塞を防止することができる。また、熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率で、イソシアネート化合物を製造することができる。
中空空間を備えたイソシアネート化合物の製造装置を示している。 中空空間を備えたイソシアネート化合物の製造装置を示している。中空空間の内部には、棒状のステンレスワイヤーが配置されている。
　以下、本発明の実施形態について説明する。
　本発明の方法では、入口から出口までの任意の部分の断面形状がほぼ等しい中空反応管を使用する。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管を加熱することによって、中空反応管の内部でカルバメート化合物の熱分解反応を進行させることができる。
　中空反応管としては、円形の断面形状を有する任意の長さの金属製の円管を使用することが好ましい。中空反応管としては、円形以外に、矩形、多角形等の断面形状を有する金属製の部材を使用することもできる。
　中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。
　中空反応管の内部には、固体触媒及び／又は充填物（例えば、粒子状のステンレス鋼、銅線、石英等）が含まれていない。
　中空反応管の内部には、仕切り部材を配置することが好ましい。仕切り部材を配置することによって、中空反応管の内部を複数の空間に仕切ることができる。また、仕切り部材を配置することによって、中空反応管の内部の温度を容易に制御することができる。
　仕切り部材としては、反応管の閉塞を起こしにくい部材を使用することが好ましい。例えば、仕切り部材としては、反応管の長手方向に沿って延びる棒状部材を使用することが好ましい。
　本発明の方法において使用されるカルバメート化合物は、下記一般式（１）で表される。カルバメート化合物は、分子内に少なくとも１つのウレタン結合（－ＮＨＣＯ２－）を有する物質である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 （式中、Ｒ１及びＲ２は、炭化水素基を表す。Ｒ１及びＲ２は、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。Ｒ１及びＲ２は、置換基を有していてもよい。ｎは、１以上４以下の整数を示す。）
　上記式（１）において、Ｒ１及びＲ２で表される炭化水素基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２－エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基等の炭素原子数１～１８のアルキル基；プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の炭素原子数２～６のアルケニル基；エチリデン基、プロピリデン基、ブチリデン基、ペンチリデン基、ヘキシリデン基等の炭素原子数２～６のアルキリデン基；シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジメチルシクロヘキシル基、イソホロン基、ノルボルニレン基、デカリン基、アダマンチル基等の炭素原子数３～１０のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル－４－イル基、アントリル基、トリメチルフェニル基等の炭素原子数６～１４のアリール基；メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、２－メチルプロピレン基、２－メチルへキシレン基、テトラメチルエチレン基等の炭素原子数１～２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基；シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、メチレン－シクロペンチレン－メチレン基、エチレン－シクロペンチレン－エチレン基、メチレン－シクロへキシレン－メチレン基、メチレン－トリメチルシクロヘキシル基、ビシクロへキシレン基、メチレンビスシクロへキシレン基、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン－２，６－ジイル基、アダマンチレン基等の炭素原子数３～２０の単環又は多環のシクロアルキレン基；フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントリレン基、トリメチルフェニレン基等の炭素原子数６～２０のアリーレン基；メチレンビスフェニレン基等の炭素原子数３～２０の単環又は多環の芳香環を含むアルキルアリーレン基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。
　上記式（１）において、Ｒ１及びＲ２で表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、アルキルアミノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、（メタ）アクリロイルオキシ基等が挙げられる。
　上記式（１）において、ｎは、１以上４以下の整数である。なお、ｎは、Ｒ１の結合価数により定まる。Ｒ１が１価の基（例えば、シクロヘキシル基）である場合には、ｎは１である。Ｒ１が２価の基（例えば、シクロへキシレン基）である場合には、ｎは２である。
　本発明の方法において使用されるカルバメート化合物の例として、メチル（Ｎ－ヘキシル）カルバメート、メチル（Ｎ－オクチル）カルバメート、メチル（Ｎ－ドデシル）カルバメート、メチル（Ｎ－オクタデシル）カルバメート、１，４－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ブタン、１，４－ビス（エトキシカルボニルアミノ）ブタン、１，４－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ブタン、１，５－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ペンタン、１，６－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ヘキサン、１，６－ビス（エトキシカルボニルアミノ）ヘキサン、１，６－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ヘキサン、１，８－ビス（メトキシカルボニルアミノ）オクタン、１，８－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）オクタン、１，８－ビス（フェノキシカルボニルアミノ）－４－（フェノキシカルボニルアミノメチル）オクタン、１，９－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ノナン、１，９－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ノナン、１，１０－ビス（メトキシカルボニルアミノ）－デカン、１，１２－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）－ドデカン、１，１２－ビス（メトキシカルボニルアミノ）－ドデカン、１，１２－ビス（フェノキシカルボニルアミノ）－ドデカン、１，３，６－トリス（メトキシカルボニルアミノ）ヘキサン、１，３，６－トリス（フェノキシカルボニルアミノ）ヘキサン等の脂肪族系カルバメート化合物；１，３－又は１，４－ビス（メトキシカルボニルアミノ）シクロヘキサン、１，３－又は１，４－ビス（エトキシカルボニルアミノ）シクロヘキサン、１，３－又は１，４－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）シクロヘキサン、１，３－又は１，４－ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン、１，３－又は１，４－ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン、１，３－又は１，４－ビス（ブトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン、２，４’－又は４，４’－ビス（エトキシカルボニルアミノ）ジシクロヘキサンメタン、２，４’－又は４，４’－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ジシクロヘキシルメタン、２，４’－又は４，４’－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ジシクロヘキシルメタン、２，５－ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、２，５－ビス（ブトキシカルボニルアミノメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、２，６－ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、２，６－ビス（ブトキシカルボニルアミノメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、１－（メトキシカルボニルアミノ）－３，３，５－トリメチル－５－（メトキシカルボニルアミノメチル）－シクロヘキサン、１－（ブトキシカルボニルアミノ）－３，３，５－トリメチル－５－（ブトキシカルボニルアミノメチル）－シクロヘキサン、３－メトキシカルボニルアミノメチル－３，５，５－トリメチル－１－メトキシカルボニルアミノシクロヘキサン、４，４’－ビス（メトキシカルボニルアミノ）－２，２’－ジシクロヘキシルプロパン、４，４’－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）－２，２’－ジシクロヘキシルプロパン等の脂環族系カルバメート化合物；１，３－又は１，４－ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３－又は１，４－ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３－又は１，４－ビス（ブトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３－又は１，４－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ベンゼン、１，３－又は１，４－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ベンゼン、２，４’－又は４，４’－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、２，４’－ビス（エトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、２，４’－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、４，４’－ビス（フェノキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、１，５－又は２，６－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ナフタレン、１，５－又は２，６－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ナフタレン、４，４’－ビス（メトキシカルボニルアミノ）ビフェニル、４，４’－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ビフェニル、２，４－又は２，６－ビス（メトキシカルボニルアミノ）トルエン、２，４－又は２，６－ビス（エトキシカルボニルアミノ）トルエン、２，４－又は２，６－ビス（ブトキシカルボニルアミノ）トルエン、２，２－ビス（４－プロポキシカルボニルアミノフェニル）プロパン等の芳香族系カルバメート化合物等が挙げられる。なお、これら化合物のＮ又はＯ上の置換基は、各種異性体を含む。これらカルバメート化合物は、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。
　本発明の方法において使用されるアミン化合物は、下記一般式（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 （式中、Ｒ１は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。ｎは、１以上４以下の整数を示す。）
　上記式（２）において、Ｒ１で表される炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２－エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基等の炭素原子数１～１８のアルキル基；プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の炭素原子数２～６のアルケニル基；エチリデン基、プロピリデン基、ブチリデン基、ペンチリデン基、ヘキシリデン基等の炭素原子数２～６のアルキリデン基；シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジメチルシクロヘキシル基、イソホロン基、ノルボルニレン基、デカリン基、アダマンチル基等の炭素原子数３～１０のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル－４－イル基、アントリル基、トリメチルフェニル基等の炭素原子数６～１４のアリール基；メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、２－メチルプロピレン基、２－メチルへキシレン基、テトラメチルエチレン基等の炭素原子数１～２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基；シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、メチレン－シクロペンチレン－メチレン基、エチレン－シクロペンチレン－エチレン基、メチレン－シクロへキシレン－メチレン基、メチレン－トリメチルシクロヘキシル基、ビシクロへキシレン基、メチレンビスシクロへキシレン基、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン－２，６－ジイル基、アダマンチレン基等の炭素原子数３～２０の単環又は多環のシクロアルキレン基；フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントリレン基、トリメチルフェニレン基等の炭素原子数６～２０のアリーレン基；メチレンビスフェニレン基等の炭素原子数３～２０の単環又は多環の芳香環を含むアルキルアリーレン基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。
　上記式（２）において、Ｒ１で表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、（メタ）アクリロイルオキシ基等が挙げられる。
　上記式（２）において、ｎは、１以上４以下の整数である。なお、ｎは、Ｒ１の結合価数により定まる。Ｒ１が１価の基（例えば、シクロヘキシル基）である場合には、ｎは１である。Ｒ１が２価の基（例えば、シクロへキシレン基）である場合には、ｎは２である。
　本発明の方法において使用されるアミン化合物の例として、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、１，４－ジアミノブタン、１，５－ジアミノペンタン、１，６－ジアミノヘキサン、１，８－ジアミノオクタン、１，９－ジアミノノナン、１，１０－ジアミノデカン、１，１２－ジアミノドデカン、１，３，６－トリアミノヘキサン等の脂肪族系アミン化合物；１，３－又は１，４－ジアミノシクロヘキサン、１，３－又は１，４－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、２，４’－又は４，４’－ジアミノジシクロヘキシルメタン、２，５－ビス（アミノメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、２，６－ビス（アミノメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、１－アミノ－３，３，５－トリメチル－５－（アミノメチル）－シクロヘキサン、３－アミノメチル－３，５，５－トリメチル－１－アミノシクロヘキサン、４，４’－ジアミノ－２，２’－ジシクロヘキシルプロパン等の脂環族系アミン化合物；１，３－又は１，４－ジアミノメチルベンゼン、１，３－又は１，４－ジアミノベンゼン、２，４’－又は４，４’－ジアミノジフェニルメタン、１，５－又は２，６－ジアミノナフタレン、４，４’－ジアミノビフェニル、２，４－又は２，６－ジアミノトルエン、２，２－ビス（４－アミノフェニル）プロパン等の芳香族系アミン化合物が挙げられる。
　本発明の方法において使用されるカーボネート化合物は、下記一般式（３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 （式中、Ｒ２は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。）
　上記式（３）において、Ｒ２で表される炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基等の炭素原子数１～２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。Ｒ２で表される炭化水素基は、好ましくは炭素原子数１～６の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、より好ましくはメチル基またはエチル基である。
　上記式（３）において、Ｒ２で表される炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数１～４のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
　本発明の方法に使用することのできるカーボネート化合物の例として、ジメチルカーボネート、及び、ジエチルカーボネートが挙げられる。これらカーボネート化合物は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
　前記カーボネート化合物の使用量は、上記式（２）で示されるアミン化合物１モルに対して、好ましくは１モル以上１００モル以下、より好ましくは１モル以上５０モル以下、さらに好ましくは２モル以上２０モル以下、特に好ましくは２モル以上１５モル以下、最も好ましくは２モル以上１０モル以下である。
　本発明の方法において使用される酵素の例として、プロテアーゼ、エステラーゼ、リパーゼ等が挙げられる。酵素としては、豚肝臓由来のエステラーゼ（ＰＬＥ）、豚肝臓由来のリパーゼ（ＰＰＬ）、酵母又は細菌から単離可能な微生物のリパーゼ；より好ましくはバルクホルデリア・セパシア（シュードモナス・セパシア）（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ　ｃｅｐａｃｉａ　（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｃｅｐａｃｉａ））を起源とするリパーゼ（例えば、Ａｍａｎｏ　ＰＳ（アマノエンザイム社製）等）、カンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）を起源とするリパーゼ（例えば、Ｎｏｖｏｚｙｍ　４３５（ノボザイム社製）等）、リゾムコール・ミエヘイ（Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ　Ｍｉｅｈｅｉ）を起源とするリパーゼ（例えば、Ｌｉｐｏｚｙｍｅ　ＲＭ　ＩＭ（ノボザイム社製）等）、サーモマイセス・ラヌギノサス（Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ　ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ）を起源とするリパーゼ（Ｌｉｐａｓｅ　ＴＬ）、ムコール・ミエヘイ（Ｍｕｃｏｒ　Ｍｉｅｈｅｉ）を起源とするリパーゼ（Ｌｉｐａｓｅ　ＭＭ）、さらに好ましくはＣａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａを起源とするリパーゼが使用される。なお、これらの酵素は、天然の形で使用してもよく、固定化酵素として市販品をそのまま使用してもよい。これらの酵素は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
　上記に例として挙げた酵素は、化学的処理又は物理的処理を行った後に使用することもできる。例えば、酵素を緩衝液に溶解させた後（必要に応じて有機溶媒が存在してもよい）、この溶解液をそのまま、又は攪拌した後、凍結乾燥する等の方法が挙げられる。この凍結乾燥とは、例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２２（８），１５６５－１５７１（２０００）記載の水溶液又は水分を含む物質を急速に氷点以下の温度で凍結させ、その凍結物の水蒸気圧以下に減圧して水を昇華させて除去し、物質を乾燥させる方法である。このような処理によって、触媒活性（反応性や選択性等）を向上させることができる。
　本発明の方法において、酵素は固定床に固定されていることが好ましい。固定床は、担体を備えており、この担体に酵素が固定されている。固定床は、反応容器の内部に設置されていることが好ましい。
　酵素の使用量は、上記式（２）で示されるアミン化合物１ｇに対して、好ましくは０．１ｍｇ以上１０００ｍｇ以下、より好ましくは１ｍｇ以上２００ｍｇ以下、さらに好ましくは１０ｍｇ以上１００ｍｇ以下である。
　本発明のイソシアネート化合物の製造方法は、固体触媒及び／又は充填物を含まない中空空間にカルバメート化合物をキャリアガスとともに供給する工程と、前記中空空間内で前記カルバメート化合物を熱分解させる工程と、を有している。
　本発明の方法においては、中空空間の容積を、カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．００１以上２．０以下であることが好ましく、０．００２以上０．１以下であることがより好ましく、０．００２以上０．０４以下であることがさらに好ましく、０．００４以上０．０２以下であることが特に好ましい。
　中空空間の容積の単位は、［ミリリットル］である。カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量の単位は、［ミリリットル／分］である。したがって、前者を後者で割った値（Ｎ）の単位は、［分］である。この値（Ｎ）は、滞留時間と呼ばれる場合もある。なお、カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量は、カルバメート化合物の熱分解温度におけるガスの体積流量として表される。
　本発明の方法では、カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量が、以下の関係を満たしている。
　Ｎ＝（中空空間の容積［ミリリットル］）／（カルバメート化合物及びキャリアガスの合計供給量［ミリリットル／分］）＝０．００１～２．０［分］
　カルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量が上記の範囲に設定されることによって、中空空間にカルバメート化合物を供給する際の圧力損失を小さくすることができる。また、逐次反応物によって中空空間が閉塞することを防止することができる。また、カルバメート化合物を所定の熱分解温度に短時間で昇温させることが可能となる。
　カルバメート化合物の熱分解温度は、好ましくは４５０℃以上６００℃以下、より好ましくは５００℃以上５５０℃以下である。熱分解温度が４５０℃よりも低いと、実用的な熱分解速度が得られない場合がある。熱分解温度が５５０℃を超えると、イソシアネート化合物の重合等、好ましくない副反応を生じる場合がある。
　本発明の方法は、例えば、外部から加熱されている中空反応管の内部に、カルバメート化合物を送り込むことによって実施することができる。カルバメート化合物が固体である場合は、カルバメート化合物を予め加熱して液体にしておくことが好ましい。中空反応管の加熱温度は、好ましくは４５０℃以上６００℃以下であり、より好ましくは５００℃以上５５０℃以下である。中空反応管の加熱温度をこの範囲に設定することによって、副生成物の発生を抑えることができる。
　本発明の方法では、中空反応管の内部は加圧された状態でもよく、減圧された状態でもよい。中空反応管の加熱されている部分で液相が形成されない範囲であれば、中空反応管の内部は加圧されてもよい。中空反応管の内部で液相が形成されることを防止するために、中空反応管の内部を減圧してもよい。
　本発明の方法では、中空反応管の出口の圧力が常圧となるように、中空反応管の内部の圧力を設定することが好ましい。これにより、反応装置の構成をシンプルにすることができる。
　カルバメート化合物の熱分解反応の反応時間は、０．１秒以上２．０秒以下であることが好ましく、０．５以上１．０秒以下であることがより好ましい。反応時間をこの範囲に設定することによって、カルバメート化合物の熱分解反応を十分に進行させることができるとともに、副生生成物の発生も抑制することができる。
　本発明の方法では、酵素の存在下、上記一般式（２）で示されるアミン化合物と上記一般式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下又は非存在下で反応させた後、得られた反応液を前記中空空間に供給する工程を有することが好ましい。
　つまり、本発明の方法は、上記一般式（２）で示されるアミン化合物と上記一般式（３）で示されるカーボネート化合物とを反応させる工程を有することが好ましい。この反応によって得られる反応液には、原料であるカルバメート化合物が含まれている。この反応液を中空空間に供給し、反応液に含まれるカルバメート化合物を熱分解させることによって、イソシアネート化合物を製造することができる。
　前記溶媒は、酵素を失活させない溶媒であれば特に限定されない。
　前記溶媒は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、及び非環状エーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
　溶媒として用いることのできる脂肪族炭化水素の例としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、イソプロピルシクロヘキサン等の炭素原子数５～１０の非置換のシクロアルカン；クロロシクロペンタン、クロロシクロヘキサン等のハロゲンで置換された炭素原子数５～１０のシクロアルカン等が挙げられる。好ましくは炭素原子数５～１０の非置換のシクロアルカンであり、より好ましくはシクロヘキサンである。なお、これらの脂肪族炭化水素は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
　溶媒として用いることのできる芳香族炭化水素の例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等が挙げられる。好ましくはトルエンまたはキシレンである。なお、これらの芳香族炭化水素は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
　溶媒として用いることのできる非環状エーテルの例としては、ジエチルエーテル、ｔ－ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等の炭素原子数２～８のジアルキルエーテル類；シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル等の炭素原子数５～１８のシクロアルキルアルキルエーテル類；ベンジルフェニルエーテル、ベンジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジ（ｐ－トリル）エーテル、ジベンジルエーテル等の炭素原子数７～１８の芳香族エーテル類が挙げられる。好ましくは脂肪族エーテル類であり、より好ましくはジイソプロピルエーテルである。なお、これらの非環状エーテルは、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。
　溶媒の使用量は、上記式（２）で示されるアミン化合物１ｇに対して、好ましくは２ｍＬ以上２００ｍＬ以下、より好ましくは２ｍＬ以上５０ｍＬ以下、さらに好ましくは５ｍＬ以上２０ｍＬ以下である。
　上記一般式（２）で示されるアミン化合物と上記一般式（３）で示されるカーボネート化合物とを反応させる工程は、例えば、以下の（ａ）又は（ｂ）の方法によって行うことができる。
　（ａ）上記式（２）で示されるアミン化合物、上記式（３）で示されるカーボネート化合物、及び酵素を混合して、これらを攪拌しながら反応させる。
　（ｂ）上記式（２）で示されるアミン化合物、上記式（３）で示されるカーボネート化合物、酵素、及び溶媒を混合して、これらを攪拌しながら反応させる。
　アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる温度は、酵素が失活しない温度であれば特に制限されないが、好ましくは５５℃以上９０℃以下、より好ましくは６０℃以上９０℃以下、さらに好ましくは６５℃以上９０℃以下である。また、反応圧力は、特に制限されないが、常圧下又は減圧下であることが好ましい。
　アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる工程は、使用する酵素の特性に合わせて反応条件を設定することが好ましい。反応溶液のｐＨは、特に制限されないが、好ましくはｐＨ値５以上９以下、より好ましくはｐＨ値６以上８．５以下、さらに好ましくはｐＨ値６．５以上８以下である。
　アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる工程は、どのような装置で行ってもよい。例えば、反応容器、加熱装置、冷却装置等、一般的な製造装置を使用することができる。
　アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる工程では、酵素が固定された固定床を備えた装置を使用することが好ましい。固定床は、反応容器の内部に設置されている。固定床は、酵素が固定された担体を備えている。
　上記一般式（２）で示されるアミン化合物と上記一般式（３）で示されるカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液は、単離・精製等の操作を行わずに、そのまま、次の熱分解工程に使用することができる。
　すなわち、上記一般式（２）で示されるアミン化合物と上記一般式（３）で示されるカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液は、そのまま、中空反応管（中空空間）に供給することができる。
　なお、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液を中空反応管に供給する前に、必要に応じて反応液に含まれる溶媒の量を調整してもよい。
　特に、酵素が固定床に固定されていない場合には、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液をフィルターに通過させた後に、当該反応液を中空反応管に供給することが好ましい。
　アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液には、アミン化合物が残存している場合がある。このアミン化合物を実質的に完全に消費した後に、反応液を次の熱分解工程に送ることが好ましい。これにより、ウレア化合物の生成を抑制することができる。
　上記一般式（２）で示されるアミン化合物と上記一般式（３）で示されるカーボネート化合物とを反応させて得られた反応液には、カルバメート化合物が含まれている。カルバメート化合物の具体的な例は、上述した通りである。
　本発明の方法によれば、熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率でイソシアネート化合物を製造することができる。また、本発明の方法によれば、反応管の閉塞を防止することができる。
　本発明の方法によって得られるイソシアネート化合物の例として、ヘキシルイソシアネート、オクチルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート、１，４－ジイソシアナトブタン、１，５－ジイソシアナトペンタン、１，６－ジイソシアナトヘキサン、１，８－ジイソシアナトオクタン、１，９－ジイソシアナトノナン、１，１０－ジイソシアナトデカン、１，１２－ジイソシアナトドデカン、１，３，６－トリイソシアナトヘキサン等の脂肪族系イソシアネート化合物；１，３－又は１，４－ジイソシアナトシクロヘキサン、１，３－又は１，４－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン４，４-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン２，４’-ジイソシアネート、ビシクロ［２，２，１］ヘプタン－２，５－ジイソシアネート、ビシクロ［２，２，１］ヘプタン－２，６－ジイソシアネート、２，５－ビス（イソシアナトメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、２，６－ビス（イソシアナトメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、１－イソシアナト－３，３，５－トリメチル－５－（イソシアナトメチル）－シクロヘキサン、４，４’－ジイソシアナト－２，２－ジシクロヘキシルプロパン等の脂環族系イソシアネート化合物；１，３－又は１，４－ビス（イソシアナトメチル）ベンゼン、１，３－又は１，４－フェニレンジイソシアネート、２，４’－又は４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ビス（イソシアナトメチル）ジフェニルメタン、１，５－又は２，６－ジイソシアナトナフタレン、４，４’－ジイソシアナトビフェニル、２，４－又は２，６－トリレンジイソシアネート、２，２－ビス（４－イソシアナトフェニル）プロパン等の芳香族系イソシアネート化合物等が挙げられる。なお、これら化合物のイソシアネート基に結合している置換基は、各種異性体を含む。
　次に、本発明の具体的な実施例について説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。なお、実施例１～１４及び比較例１においては、図１に示す反応装置を使用した。実施例１５～１６においては、図２に示す反応装置を使用した。
　以下の実施例１～１６において、転化率とは、カルバメート化合物の転化率を意味する。収率とは、イソシアネート化合物の収率を意味する。選択率とは、イソシアネート化合物の選択率を意味する。これらは、下記の式によって求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　以下の実施例１７～３０において、転化率とは、アミン化合物の転化率を意味する。収率とは、イソシアネート化合物の収率を意味する。選択率とは、イソシアネート化合物の選択率を意味する。これらは、下記の式によって求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
［実施例１］
　実施例１では、以下の式により、イソシアン酸ｎ－ヘキシル（イソシアネート化合物）を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　実施例１では、図１に示す装置を使用した。
　図１に示す装置は、内径０．５ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５００℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、６００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、原料であるカルバメート化合物及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１２ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が１５ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、ｎ－ヘキシルカルバミン酸メチル（カルバメート化合物）を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、ｎ－ヘキシルカルバミン酸メチルの滞留時間は、０．１秒であった。
　実施例１において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．００２［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集された目的物（イソシアネート化合物）は、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。
［実施例２～４、及び、比較例１］
　実施例１と同様に、イソシアン酸ｎ－ヘキシル（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例２～４、及び、比較例１では、各種の条件を、以下の表１に示す通りに変更した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
［実施例５］
　実施例５では、以下の式により、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（イソシアネート化合物）を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　実施例５では、図１に示す装置を使用した。
　実施例５において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５５０℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、１２００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、原料であるカルバメート化合物及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が２２ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が７０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、１，３－ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン（カルバメート化合物）を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、１，３－ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの滞留時間は、０．２秒であった。なお、１，３－ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンは、中空反応管に送り込む前に、融点以上に加熱して溶融させておいた。
　実施例５において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．００４［ｍｉｎ］であった。
　生成物捕集トラップに捕集された１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンをジエチルアミンを用いてジウレア体に誘導し、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により定量した（表２）。
［実施例６～１２］
　実施例５と同様に、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例６～１２では、各種の条件を、以下の表２に示す通りに変更した。
　実施例６～７では、中空反応管を５５０℃に加熱した。
　実施例８～１１では、中空反応管を５００℃に加熱した。
　実施例１２では、中空反応管を６００℃に加熱した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
［実施例１３］
　実施例１３では、以下の式により、イソホロンジイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　実施例１３では、図１に示す装置を使用した。
　実施例１３において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５００℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、１２００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、原料であるカルバメート化合物及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１０ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が７０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、イソホロンジカルバミン酸ジメチルエステル（カルバメート化合物）を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、イソホロンジカルバミン酸ジメチルエステルの滞留時間は、１．２秒であった。なお、イソホロンジカルバミン酸ジメチルエステルは、中空反応管に送り込む前に、融点以上に加熱して溶融させておいた。
　実施例１３において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．０２［ｍｉｎ］であった。
　生成物捕集トラップに捕集されたイソホロンジイソシアネートをジエチルアミンを用いてジウレア体に誘導し、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により定量した（表３）。
［実施例１４］
　実施例１３と同様に、イソホロンジイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例１４では、各種の条件を、以下の表３に示す通りに変更した。
　実施例１４では、中空反応管を５５０℃に加熱した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
［実施例１５］
　実施例１５では、以下の式により、イソシアン酸ｎ－ヘキシル（イソシアネート化合物）を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
　実施例１５では、図２に示す装置を使用した。
　実施例１５において、図２に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空空間の内部には、仕切り部材が設置されている。仕切り部材は、外径０．５ｍｍの棒状のステンレスワイヤー１本によって構成されている（図２では、複数本のステンレスワイヤーが示されている）。中空反応管は、環状炉によって外部から５００℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、１２００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、原料であるカルバメート化合物及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１５ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が７０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、Ｎ－ヘキシルカルバミン酸メチル（カルバメート化合物）を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、Ｎ－ヘキシルカルバミン酸メチルの滞留時間は、０．６秒であった。
　実施例１５において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．０１［ｍｉｎ］であった。
　生成物捕集トラップに捕集されたイソシアン酸ｎ－ヘキシルを、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した（表４）。
［実施例１６］
　実施例１５と同様に、イソシアン酸ｎ－ヘキシル（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例１６では、各種の条件を、以下の表４に示す通りに変更した。
　実施例１６では、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる中空反応管を用いた。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空空間の内部には、仕切り部材が設置されている。仕切り部材は、外径０．１ｍｍのステンレスワイヤー１０本によって構成されている（図２）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
［実施例１７］
　実施例１７では、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　まず、酵素の存在下、上記式（２）で示されるアミン化合物と上記式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた（第１工程）。
　つぎに、第１工程で得られた反応液を中空反応管に供給した（第２工程）。
　第１工程及び第２工程を連続して実施することによって、ｎ－ヘキシルイソシアネートを合成した。
　（第１工程）
　まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積２００ｍＬのガラス製容器を準備した。この容器に、ｎ－ヘキシルアミン１０ｇ（９９ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル５３ｇ（５９３ｍｍｏｌ）、トルエン１００ｍＬ、及びカンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）由来のリパーゼ０．５ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を投入した。そして、これらを容器の内部で７０℃にて混合及び攪拌しながら２２時間反応させた。反応終了後、得られた反応液（以下「反応液１」と称す）をフィルターに通過させた後、その反応液１を、直接的に、図１に示す装置へ移送した。
　（第２工程）
　実施例１７において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５００℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、２４００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液１及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１７ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が１０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液１を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、反応液１の滞留時間は、１．１秒であった。
　なお、反応液１には、ｎ－ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。
　実施例１７において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．０１９［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集されたｎ－ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。結果を表５に示す。
［実施例１８～１９］
　実施例１７と同様に、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例１８～１９では、各種の条件を、以下の表５に示す通りに変更した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
［実施例２０］
　実施例２０では、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　まず、酵素の存在下、上記式（２）で示されるアミン化合物と上記式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた（第１工程）。
　つぎに、第１工程で得られた反応液を中空反応管に供給した（第２工程）。
　第１工程及び第２工程を連続して実施することによって、ｎ－ヘキシルイソシアネートを合成した。
　（第１工程）
　まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積２００ｍＬのガラス製容器を準備した。この容器に、ｎ－ヘキシルアミン１０ｇ（９９ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル５３ｇ（５９３ｍｍｏｌ）、トルエン１００ｍＬ、及びカンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）由来のリパーゼ０．５ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を投入した。そして、これらを容器の内部で７０℃にて混合及び攪拌しながら２２時間反応させた。反応終了後、得られた反応液（以下「反応液２」と称す）をフィルターに通過させた後、その反応液２を、直接的に、図１に示す装置へ移送した。
　（第２工程）
　実施例２０において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５５０℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、３６００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液２及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１７ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が１０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液２を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、反応液２の滞留時間は、１．６秒であった。
　なお、反応液２には、ｎ－ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。
　実施例２０において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．０２６［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集されたｎ－ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。結果を表６に示す。
［実施例２１～２２］
　実施例２０と同様に、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例２１～２２では、各種の条件を、以下の表６に示す通りに変更した。
　実施例２０では、第２工程の送液量を、０．１ｍＬ／ｍｉｎに設定した。
　実施例２１では、第２工程の送液量を、０．５ｍＬ／ｍｉｎに設定した。
　実施例２２では、第２工程の送液量を、１．０ｍＬ／ｍｉｎに設定した。
　第２工程の送液量とは、反応液２の中空反応管への送液量のことを意味する。
　第２工程の送液量は、「基質溶液送液量」と言い換えることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
［実施例２３］
　実施例２３では、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　まず、酵素の存在下、上記式（２）で示されるアミン化合物と上記式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた（第１工程）。
　つぎに、第１工程で得られた反応液を中空反応管に供給した（第２工程）。
　第１工程及び第２工程を連続して実施することによって、ｎ－ヘキシルイソシアネートを合成した。
　（第１工程）
　まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積２００ｍＬのガラス製容器を準備した。この容器に、ｎ－ヘキシルアミン１０ｇ（９９ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル５３ｇ（５９３ｍｍｏｌ）、トルエン１００ｍＬ、及びカンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）由来のリパーゼ０．５ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を投入した。そして、これらを容器の内部で７０℃にて混合及び攪拌しながら２２時間反応させた。反応終了後、得られた反応液（以下「反応液３」と称す）をフィルターに通過させた。続けて、当該フィルターにトルエン２０ｍＬを通過させた。その後、反応液３及びトルエンを、直接的に、図１に示す装置へ移送した。
　（第２工程）
　実施例２３において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５００℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、１２００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液３及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１７ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が１０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液３を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、反応液３の滞留時間は、０．６秒であった。
　なお、反応液３には、ｎ－ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。
　実施例２３において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．００９［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集されたｎ－ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。その結果、転化率１００ｍｏｌ％、ｎ－ヘキシルイソシアネートの収率が８７ｍｏｌ％、選択率が８７ｍｏｌ％であった。
［実施例２４］
　実施例２４では、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　まず、酵素の存在下、上記式（２）で示されるアミン化合物と上記式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた（第１工程）。
　つぎに、第１工程で得られた反応液を中空反応管に供給した（第２工程）。
　第１工程及び第２工程を連続して実施することによって、ｎ－ヘキシルイソシアネートを合成した。
　（第１工程）
　まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積１００ｍＬのガラス製容器を準備した。この容器に、ｎ－ヘキシルアミン５ｇ（４９ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル２７ｇ（２９６ｍｍｏｌ）、トルエン５０ｍＬ、及びカンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）由来のリパーゼ０．２５ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を投入した。そして、これらを容器の内部で７０℃にて混合及び攪拌しながら７時間反応させた。反応終了後、得られた反応液（以下「反応液４」と称す）をフィルターに通過させた後、その反応液４を、直接的に、図１に示す装置へ移送した。
　（第２工程）
　実施例２４において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５５０℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、２４００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液４及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１７ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が１０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液４を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、反応液４の滞留時間は、１．１秒であった。
　なお、反応液４には、ｎ－ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。
　実施例２４において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．０１８［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集されたｎ－ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。結果を以下の表７に示す。
［実施例２５］
　実施例２４と同様に、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例２５では、各種の条件を、以下の表７に示す通りに変更した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
［実施例２６］
　実施例２６では、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（イソシアネート化合物）を合成した。
　まず、酵素の存在下、上記式（２）で示されるアミン化合物と上記式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた（第１工程）。
　つぎに、第１工程で得られた反応液を中空反応管に供給した（第２工程）。
　第１工程及び第２工程を連続して実施することによって、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンを合成した。
　（第１工程）
　まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積２００ｍＬのガラス製容器を準備した。この容器に、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン１０ｇ（７０ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル３８ｇ（４２２ｍｍｏｌ）、トルエン１００ｍＬ、及びカンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）由来のリパーゼ１．０ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を投入した。そして、これらを容器の内部で７０℃にて混合及び攪拌しながら２５時間反応させた。反応終了後、得られた反応液（以下「反応液５」と称す）をフィルターに通過させた。続けて、当該フィルターにトルエン２０ｍＬを通過させた。その後、反応液５及びトルエンを、直接的に、図１に示す装置へ移送した。
　（第２工程）
　実施例２６において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５５０℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、２４００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液５及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１７ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が１０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液５を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、反応液５の滞留時間は、１．１秒であった。
　なお、反応液５には、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。
　実施例２６において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．０１８［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集された１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンは、ジエチルアミンを用いてジウレア体に誘導し、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により定量した。結果を以下の表８に示す。
［実施例２７］
　実施例２６と同様に、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例２７では、各種の条件を、以下の表８に示す通りに変更した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
［実施例２８］
　実施例２８では、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（イソシアネート化合物）を合成した。
　まず、酵素の存在下、上記式（２）で示されるアミン化合物と上記式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた（第１工程）。
　つぎに、第１工程で得られた反応液を中空反応管に供給した（第２工程）。
　第１工程及び第２工程を連続して実施することによって、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンを合成した。
　（第１工程）
　まず、攪拌装置、温度調節装置、及び上部冷却装置を備えた容積２００ｍＬのガラス製容器を準備した。この容器に、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン１０ｇ（７０ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル３８ｇ（４２２ｍｍｏｌ）、トルエン１００ｍＬ、及びカンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）由来のリパーゼ１．０ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）を投入した。そして、これらを容器の内部で７０℃にて混合及び攪拌しながら４８時間反応させた。反応終了後、得られた反応液（以下「反応液６」と称す）をフィルターに通過させた。続けて、当該フィルターにトルエン２０ｍＬを通過させた。その後、反応液６及びトルエンを、直接的に、図１に示す装置へ移送した。
　（第２工程）
　実施例２８において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から６００℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、３６００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液６及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１７ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が５０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液６を０．５ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、反応液６の滞留時間は、０．５秒であった。
　なお、反応液６には、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。
　実施例２８において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．００８［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集された１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンは、ジエチルアミンを用いてジウレア体に誘導し、液体クロマトグラフィーを用いて絶対検量線法により定量した。結果を以下の表９に示す。
［実施例２９］
　実施例２８と同様に、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例２９では、各種の条件を、以下の表９に示す通りに変更した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
［実施例３０］
　実施例３０では、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　まず、酵素の存在下、上記式（２）で示されるアミン化合物と上記式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下で反応させた（第１工程）。
　つぎに、第１工程で得られた反応液を中空反応管に供給した（第２工程）。
　第１工程及び第２工程を連続して実施することによって、ｎ－ヘキシルイソシアネートを合成した。
　（第１工程）
　まず、内径１．６ｍｍ、長さ５５０ｍｍのＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）製チューブを準備した。このチューブの内部には、カンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）由来のリパーゼ０．３ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）が固定された固定床が装着されている。このチューブは８０℃に加熱されている。この加熱されたチューブへ、ｎ－ヘキシルアミン７質量％、炭酸ジメチル３６質量％のトルエン溶液を、シリンジポンプを用いて、０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。これにより、ｎ－ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとを反応させた。この反応によって得られた反応液（以下「反応液７」と称す）を、直接的に、図１に示す装置へ移送した。
　（第２工程）
　実施例３０において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から５５０℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、１２００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液７及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１３ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が１０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液７を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、反応液７の滞留時間は、０．６秒であった。
　なお、反応液７には、ｎ－ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。
　実施例３０において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．０１［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集されたｎ－ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。結果を以下の表１０に示す。
［実施例３１］
　実施例３０と同様に、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　なお、実施例３１では、各種の条件を、以下の表１０に示す通りに変更した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
［実施例３２］
　実施例３２では、ｎ－ヘキシルイソシアネート（イソシアネート化合物）を合成した。
　まず、酵素の存在下、上記式（２）で示されるアミン化合物と上記式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で反応させた（第１工程）。
　つぎに、第１工程で得られた反応液を中空反応管に供給した（第２工程）。
　第１工程及び第２工程を連続して実施することによって、ｎ－ヘキシルイソシアネートを合成した。
　（第１工程）
　まず、内径１．６ｍｍ、長さ５５０ｍｍのＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）製チューブを準備した。このチューブの内部には、カンジダ・アンタークティカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）由来のリパーゼ０．３ｇ（Ｎｏｖｏｚｙｍ ４３５（商品名）；ノボザイム社製）が固定された固定床が装着されている。このチューブは８０℃に加熱されている。この加熱されたチューブへ、ｎ－ヘキシルアミン１０質量％、炭酸ジメチル９０質量％の溶液を、シリンジポンプを用いて、０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。これにより、ｎ－ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとを反応させた。この反応によって得られた反応液（以下「反応液８」と称す）を、直接的に、図１に示す装置へ移送した。
　（第２工程）
　実施例３２において、図１に示す装置は、内径１．０ｍｍのステンレス管からなる反応中空管を備えている。中空反応管の内部には、中空空間が形成されている。中空反応管は、環状炉によって外部から６００℃に加熱されている。中空反応管の加熱された部分は、熱分解帯である。熱分解帯の長さは、１２００ｍｍである。
　中空反応管の熱分解帯よりも上方には、入口が設けられている。この入口には、反応液８及びキャリアガスを供給するための配管が接続されている。
　中空反応管の熱分解帯よりも下方には、出口が設けられている。この出口には、出口キャリアガスを供給するための配管、生成物を捕集するためのトラップ、及び、メタノールを捕集するためのトラップが接続されている。生成物捕集トラップは７０℃に加熱されており、メタノール捕集トラップは－７８℃に冷却されている。
　まず、中空反応管の入口に入口キャリアガスを供給し、中空反応管の出口に出口キャリアガスを供給した。キャリアガスとしては、窒素を使用した。
　入口キャリアガスの流量が１７ｍＬ／ｍｉｎ、出口キャリアガスの流量が１０ｍＬ／ｍｉｎで安定した後、中空反応管の入口に、シリンジポンプを用いて、反応液８を０．１ｍＬ／ｍｉｎの流速で送り込んだ。このとき、反応液８の滞留時間は、０．５秒であった。
　なお、反応液８には、ｎ－ヘキシルアミンと炭酸ジメチルとの反応生成物であるカルバメート化合物が含まれている。
　実施例３２において、中空空間の容積をカルバメート化合物及びキャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）は、０．００８［ｍｉｎ］であった。
　なお、生成物捕集トラップに捕集されたｎ－ヘキシルイソシアネートは、ガスクロマトグラフィーを用いて内部標準法により定量した。その結果、転化率が９４ｍｏｌ％、ｎ－ヘキシルイソシアネートの収率が６９ｍｏｌ％、選択率が７３ｍｏｌ％であった。
　以上の実施例では、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて、得られた反応液を加熱した中空反応管に供給することによって、イソシアネート化合物を高い反応速度で連続的に製造することができた。
　特に、実施例１９、２０、２１及び２９については、選択率及び収率が高かった。
　本発明によれば、イソシアネート化合物を製造する際において、反応管の閉塞を防止することができる。また、熱分解のみによって、高い反応速度で、かつ、高い収率で、イソシアネート化合物を製造することができる。

Claims (8)

  1. 　イソシアネート化合物の製造方法であって、
    　固体触媒及び／又は充填物を含まない中空空間にカルバメート化合物をキャリアガスとともに供給する工程と、
    　前記中空空間内で前記カルバメート化合物を熱分解させる工程と、を有し、
    　前記中空空間の容積を、前記カルバメート化合物及び前記キャリアガスの単位時間当たりの合計供給量で割った値（Ｎ）が、０．００１以上２以下である、
    　イソシアネート化合物の製造方法。
  2. 　前記カルバメート化合物を４５０℃以上６００℃以下の温度で熱分解させる、請求項１に記載のイソシアネート化合物の製造方法。
  3. 　前記カルバメート化合物が、下記一般式（１）で示される化合物である、請求項１又は請求項２に記載のイソシアネート化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ１及びＲ２は、炭化水素基を表す。Ｒ１及びＲ２は、互いに同一でもよく、異なっていてもよい。Ｒ１及びＲ２は、置換基を有していてもよい。ｎは、１以上４以下の整数を示す。）
  4. 　酵素の存在下、下記一般式（２）で示されるアミン化合物と下記一般式（３）で示されるカーボネート化合物とを、反応容器の内部で、溶媒の存在下又は非存在下で反応させた後、得られた反応液を前記中空空間に供給する工程を有しており、
    　前記溶媒は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、及び非環状エーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のイソシアネート化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式中、Ｒ１は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。ｎは、１以上４以下の整数を示す。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式中、Ｒ２は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。）
  5. 　前記イソシアネート化合物が、下記一般式（４）で示される化合物である、請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のイソシアネート化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （式中、Ｒ１は、置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。ｎは、１以上４以下の整数を示す。）
  6. 　前記芳香族化合物は、トルエン又はキシレンである、請求項４に記載のイソシアネート化合物の製造方法。
  7. 　前記酵素が固定された固定床が前記反応容器の内部に設置されている、請求項４に記載のイソシアネート化合物の製造方法。
  8. 　前記反応液をフィルターに通過させた後に前記中空空間に供給する、請求項４に記載のイソシアネート化合物の製造方法。
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KOGYO HANNO SOCHI -SENTEI·SEKKEI·JITSUREI, 25 February 1984 (1984-02-25), pages 12 - 13 *

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