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苯二甲撑二氨基甲酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法、苯二甲撑二异氰酸酯、及苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法

摘要

本发明的苯二甲撑二氨基甲酸酯,按质量基准计以下述式(1)~(4)所示的杂质的总量低于100ppm的比例含有下述式(1)~(4)所示的杂质(上述式(1)~(4)中,R表示1价的烃基)。

著录项

  • 公开/公告号CN105143178A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-12-09

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 三井化学株式会社;

    申请/专利号CN201480013332.1

  • 发明设计人 高松孝二;曾根秀记;佐佐木祐明;

    申请日2014-03-28

  • 分类号C07C269/08;C07C263/04;C07C265/14;C07C271/12;

  • 代理机构北京市金杜律师事务所;

  • 代理人杨宏军

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-18 12:40:40

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-08-24

    授权

    授权

  • 2016-01-06

    实质审查的生效 IPC(主分类):C07C269/08 申请日:20140328

    实质审查的生效

  • 2015-12-09

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及苯二甲撑二氨基甲酸酯、使用该苯二甲撑二氨基甲 酸酯的苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法、通过该苯二甲撑二异氰酸 酯的制造方法得到的苯二甲撑二异氰酸酯、及可降低杂质的含量的 苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法。

背景技术

一直以来,苯二甲撑二氨基甲酸酯等氨基甲酸酯(carbamates) (氨酯化合物:urethanecompound)作为医药、农药等的原料、另外 作为各种精细化工的原料、进而作为醇类的分析试剂等,作为具有 广泛用途的工业原料,是有用的有机化合物。

另外,近年来,对于将这样的氨基甲酸酯作为不使用光气的异 氰酸酯的制造原料,进行了各种研究。

即,异氰酸酯是含有异氰酸酯基的有机化合物,作为聚氨酯的 原料已被广泛使用,在工业上,通过胺与光气的反应来制造(光气 法)。

然而,光气的毒性及腐蚀性强,不方便处理,因而,近年来, 作为代替光气法的异氰酸酯的制造方法,研究了通过将氨酯化合物 (氨基甲酸酯)热分解来制造异氰酸酯的方法。

具体而言,例如,提出了以下方法:在甲醇共存下使甲酰胺化 合物与碳酸二甲酯反应,通过蒸馏将生成的甲酸甲酯排出到体系外, 并且,将得到的氨酯化合物热分解,从而得到异氰酸酯化合物。

另外,对于这样的氨酯化合物的热分解反应装置,提出了以下 方案:使氨酯化合物的存储槽(原料槽)为氮气氛;另外,当得到 的氨酯化合物常温为固体时,从向热分解反应装置输送时的作业性 的观点考虑,将该氨酯化合物的固体加热熔融而将其存储(例如, 参见专利文献1。)。

另外,作为代替光气法的异氰酸酯的制造方法,除了上述方法 之外,例如还研究了以下方法:通过二胺与醇及脲及/或脲衍生物的 反应而合成二氨基甲酸酯(氨酯化合物),然后,将得到的氨基甲 酸酯(氨酯化合物)热分解,由此制造二异氰酸酯(例如,参见专 利文献2。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平10-7641号公报

专利文献2:日本特开2005-68146号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另一方面,在这样的异氰酸酯的制造中,若在加热状态下存储 氨基甲酸酯(氨酯化合物),则有时因氨基甲酸酯的变质等而产生 杂质。

尤其是,作为芳香脂肪族二异氰酸酯的苯二甲撑二异氰酸酯具 有与其他的二异氰酸酯(例如脂环式二异氰酸酯等)相比更容易产 生杂质的性质。

而且,若将含有大量杂质的苯二甲撑二氨基甲酸酯热分解,则 存在得到的苯二甲撑二异氰酸酯的收率降低这样的不良情况。

关于该点,例如,如专利文献1中所记载,也研究了通过使氨 基甲酸酯的存储槽为氮气氛,从而抑制杂质产生,但通过这种方法 有时无法充分抑制杂质产生。

本发明的目的在于提供降低了杂质含量的苯二甲撑二氨基甲酸 酯、使用该苯二甲撑二氨基甲酸酯的苯二甲撑二异氰酸酯的制造方 法、通过该苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法得到的苯二甲撑二异氰 酸酯、及能降低杂质含量的苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的,本发明的苯二甲撑二氨基甲酸酯的特征在 于,按质量基准计,以下述式(1)~(4)所示的杂质的总量低于 100ppm的比例含有下述式(1)~(4)所示的杂质。

(上述式(1)~(4)中,R表示1价的烃基。)

另外,本发明的苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法的特征在于, 通过将上述苯二甲撑二氨基甲酸酯热分解而得到苯二甲撑二异氰酸 酯。

另外,本发明的苯二甲撑二异氰酸酯的特征在于,是通过上述 苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法而得到的。

另外,本发明的苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法的特征在于, 在50~180℃的加热下进行保存,以使得按质量基准计以下述式 (1)~(4)所示的杂质的总量低于100ppm的比例含有下述式(1)~ (4)所示的杂质。

(上述式(1)~(4)中,R表示1价的烃基。)

另外,本发明的苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法中,优选使 相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯的、在将苯二甲撑二氨基甲酸酯填充 到容器时被封闭到空间部的氧量和苯二甲撑二氨基甲酸酯中溶解的 氧量的总氧量低于100ppm。

发明的效果

本发明的苯二甲撑二氨基甲酸酯中,上述式(1)~(4)所示 的杂质的含量按质量基准计低于100ppm,因而在各种用途中的品质 优异,尤其是,通过热分解可高收率地生成苯二甲撑二异氰酸酯。

另外,本发明的苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法中,由于使用 本发明的苯二甲撑二氨基甲酸酯,所以可高收率地得到本发明的苯 二甲撑二异氰酸酯。

另外,本发明的苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法中,即使在 加热下,上述式(1)~(4)所示的杂质的含量按质量基准计也低 于100ppm,因而可维持熔融状态,可确保输送时的作业性,此外, 该保存的苯二甲撑二氨基甲酸酯在各种用途中的品质优异,尤其是, 可通过热分解高效地生成苯二甲撑二异氰酸酯。

附图说明

[图1]表示在液相色谱图中于保留时间[4.587]出现的峰的质谱。

[图2]表示在液相色谱图中于保留时间[6.328]出现的峰的质谱。

[图3]表示在液相色谱图中于保留时间[8.588]出现的峰的质谱。

[图4]表示在液相色谱图中于保留时间[10.187]出现的峰的质 谱。

具体实施方式

本发明中,作为苯二甲撑二氨基甲酸酯,例如,可举出1,2- 苯二甲撑二氨基甲酸酯、1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯、1,4-苯 二甲撑二氨基甲酸酯及它们的混合物等,可优选举出1,3-苯二甲 撑二氨基甲酸酯、1,4-苯二甲撑二氨基甲酸酯,可更优选举出1, 3-苯二甲撑二氨基甲酸酯。

这样的苯二甲撑二氨基甲酸酯没有特别限制,可通过例如用碳 酸二烷基酯将苯二甲胺进行氨基甲酸酯化的方法(碳酸酯法)、例 如在醇存在下用脲、N-无取代氨基甲酸酯等将苯二甲胺进行氨基甲 酸酯化的方法(脲法)等已知的方法得到。

这样的苯二甲撑二氨基甲酸酯例如如下述式(5)所示。

(上述式(5)中,R表示1价的烃基。)

上述式(5)中,作为R所示的1价的烃基,例如,可举出烷基、 芳基等。

作为烷基,可举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、 异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、异辛基、2- 乙基己基等碳原子数1~8的直链状或支链状的饱和烃基、例如环己 基、环十二烷基等碳原子数5~10的脂环式饱和烃基等。

作为芳基,可举出例如苯基、甲苯基、二甲苯基、联苯基、萘 基、蒽基、菲基等碳原子数6~18的芳香族烃基。

上述1价的烃基可单独使用或并用2种以上。

作为1价的烃基,可优选举出烷基,更优选举出碳原子数1~8 的直链状或支链状的饱和烃基,进一步优选举出碳原子数1~6的直 链状或支链状的饱和烃基,特别优选举出碳原子数2~6的直链状的 饱和烃基。

另外,这样的1价的烃基可具有取代基。作为这样的取代基, 可举出例如羟基、卤素原子(例如氯、氟、溴及碘等)、氰基、氨 基、羧基、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等碳原 子数1~4的烷氧基等)、芳基氧基(例如苯氧基等)、烷基硫基(例 如甲基硫基、乙基硫基、丙基硫基、丁基硫基等碳原子数1~4的烷 基硫基等)及芳基硫基(例如苯基硫基等)等。另外,在烃基上取 代的取代基可以是单个(1个),还可以是多个(2个以上)。相对 于1价的烃基,上述的取代基取代多个时,各取代基可以彼此相同, 也可以分别不同。另外,作为1价的烃基,可优选举出不具有取代 基的1价的烃基。

这样的苯二甲撑二氨基甲酸酯可单独使用或并用2种以上。

而且,苯二甲撑二氨基甲酸酯含有下述式(1)~(4)所示的 杂质。

(上述式(1)~(4)中,R表示1价的烃基。)

上述式(1)~(4)中,R表示与上述式(5)同样的1价的烃 基。

推测这些上述式(1)~(4)所示的杂质例如是由于上述苯二 甲撑二氨基甲酸酯被氧化而得到的化合物(氧化物)。需要说明的 是,上述式(1)所示的化合物可被称为甲酰基-苄基氨基甲酸酯(醛 体)。另外,上述式(2)所示的化合物可被称为羧基-苄基氨基甲 酸酯(羧酸体)。另外,上述式(3)所示的化合物可被称为羰基氨 基甲酸酯-苄基氨基甲酸酯(酰亚胺体)。另外,上述式(4)所示 的化合物可被称为氨基甲酰基-苄基氨基甲酸酯(酰胺体)。

对于苯二甲撑二氨基甲酸酯中的上述式(1)~(4)所示的杂 质的含有比例而言,按质量基准计,它们的总量低于100ppm,优选 为80ppm以下,更优选为40ppm以下,特别优选为10ppm以下,通 常为1ppm以上。

若杂质的含量为上述范围,则可实现苯二甲撑二氨基甲酸酯在 各种用途中的品质提高,尤其是,可实现通过热分解而生成苯二甲 撑二异氰酸酯时的收率的提高。

即,当苯二甲撑二氨基甲酸酯含有大量的杂质时,存在以下这 样的不良情况:将该苯二甲撑二氨基甲酸酯热分解时,得到的苯二 甲撑二异氰酸酯的收率降低。

另一方面,由于上述苯二甲撑二氨基甲酸酯中的杂质的含量为 上述范围,所以通过将上述苯二甲撑二氨基甲酸酯热分解,可高收 率地生成苯二甲撑二异氰酸酯。需要说明的是,苯二甲撑二氨基甲 酸酯的杂质的含量可通过后述的高效液相色谱法(HPLC)等求出。

而且,当这样的苯二甲撑二氨基甲酸酯作为苯二甲撑二异氰酸 酯的制造原料使用时,例如,首先,将被保存在存储槽中的苯二甲 撑氨基甲酸酯压力输送至热分解装置等中,然后在热分解装置中加 热及热分解。在这种情况下,由于热分解前的苯二甲撑二氨基甲酸 酯常温为固体(熔点也取决于氨基甲酸酯基中的碳原子数等,例如 为50~150℃),所以从输送时的作业性的观点考虑,可在存储槽中 加热至规定的温度,在熔融状态(流动状态)下保存。

然而,在加热下保存苯二甲撑二氨基甲酸酯时,根据其保存条 件的不同,有时发生苯二甲撑二氨基甲酸酯的变质等,从而产生上 述式(1)~(4)所示的那样的杂质。因此,在加热下进行保存时, 要求可抑制杂质产生、降低苯二甲撑二氨基甲酸酯中的杂质的含量 的保存方法。

以下,对可抑制杂质产生的苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法 进行详细说明。

即,该苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法中,保存苯二甲撑二 氨基甲酸酯,以使得按质量基准计以下述式(1)~(4)所示的杂 质的总量低于100ppm的比例含有下述式(1)~(4)所示的杂质。

作为苯二甲撑二氨基甲酸酯的加热条件,例如为50℃以上、优 选为70℃以上、更优选为90℃以上,例如为180℃以下、优选为170 ℃以下、更优选为160℃以下。

加热条件为上述范围时,可在苯二甲撑二氨基甲酸酯不发生热 分解的范围内维持熔融状态,可实现输送时的作业性的提高。

另外,该苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法中,使相对于苯二 甲撑二氨基甲酸酯的、在将苯二甲撑二氨基甲酸酯填充到容器中时 被封闭到空间部的氧量和苯二甲撑二氨基甲酸酯中溶解的氧量的总 氧量低于100ppm。

更具体而言,相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯的、在将苯二甲撑 二氨基甲酸酯填充到容器中时被封闭到空间部的氧量和苯二甲撑二 氨基甲酸酯中溶解的氧量的总氧量低于100ppm,优选为50ppm以 下、更优选为20ppm以下、进一步优选为10ppm以下,通常为1ppm 以上。

氧量为上述范围时,可抑制苯二甲撑二氨基甲酸酯的氧化,可 抑制上述式(1)~(4)所示的杂质产生。

作为使相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯的、在将苯二甲撑二氨基 甲酸酯填充到容器中时被封闭到空间部的氧量和苯二甲撑二氨基甲 酸酯中溶解的氧量的总氧量为上述范围的方法,没有特别限制,可 举出例如用非活性气体填充苯二甲撑二氨基甲酸酯的存储槽的方 法,例如对苯二甲撑二氨基甲酸酯的存储槽进行减压处理从而进行 真空化的方法等,可优选举出用非活性气体填充苯二甲撑二氨基甲 酸酯的存储槽的方法。

作为非活性气体,可举出例如氦气、氖气、氩气、氪气等稀有 气体,例如氮气等,可优选举出氮气。

非活性气体的纯度例如大于99.99体积%,优选为99.999体积% 以上,通常为100体积%以下。

非活性气体的纯度为上述范围时,可将相对于苯二甲撑二氨基 甲酸酯的、被封闭到空间部的氧量和苯二甲撑二氨基甲酸酯中溶解 的氧量的总氧量调节至上述范围,可抑制杂质产生。

即,非活性气体的纯度为上述下限以下时(例如使用纯度为 99.99体积%的工厂用氮气时),即使在用非活性气体填充存储槽的 情况下,也存在如下情况,即,无法充分降低相对于苯二甲撑二氨 基甲酸酯的、被封闭到空间部的氧量和苯二甲撑二氨基甲酸酯中溶 解的氧量的总氧量,在苯二甲撑二氨基甲酸酯中产生大量的杂质。

需要说明的是,通常在工厂等工业生产设备中作为非活性气体 使用的氮气,通常可利用PSA(PressureSwingAdsorption:变压吸 附)法工业生产。然而,对于通过该方法得到的氮气而言,由于氮 气的纯度为99.99体积%以下,所以即使用于填充存储槽,也无法充 分降低相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯的、被封闭到空间部的氧量和 苯二甲撑二氨基甲酸酯中溶解的氧量的总氧量。

另一方面,非活性气体的纯度为上述范围时,通过用非活性气 体填充存储槽,可充分降低相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯的、被封 闭到空间部的氧量和苯二甲撑二氨基甲酸酯中溶解的氧量的总氧 量,可抑制苯二甲撑二氨基甲酸酯中的杂质的生成。

另外,当用非活性气体填充苯二甲撑二氨基甲酸酯的存储槽时, 非活性气体的通气速度、压力等没有特别限制,可根据目的及用途 适当设定。

另外,这样的苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法中,存储槽中 的苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存时间例如为72小时以下、优选为48 小时以下、更优选为24小时以下,通常为30分钟以上。

另外,对于通过这样的苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法保存 的苯二甲撑二氨基甲酸酯的上述杂质的含有比例而言,以它们的总 量计,按质量基准计低于100ppm、优选为80ppm以下、更优选为 40ppm以下、特别优选为10ppm以下,通常为1ppm以上。

而且,通过上述苯二甲撑二氨基甲酸酯的保存方法,即使在加 热下,也可使上述式(1)~(4)所示的杂质的含量按质量基准计 低于100ppm,所以可维持熔融状态,可确保输送时的作业性。此外, 该保存的苯二甲撑二氨基甲酸酯在各种用途中的品质优异,尤其是, 通过热分解可高收率地生成苯二甲撑二异氰酸酯。

因此,通过上述保存方法保存的苯二甲撑二氨基甲酸酯,可作 为用于通过热分解来制造苯二甲撑二异氰酸酯的制造原料,合适地 使用。

具体而言,通过苯二甲撑二氨基甲酸酯的热分解,生成对应于 苯二甲撑二氨基甲酸酯的苯二甲撑二异氰酸酯(1,2-苯二甲撑二 异氰酸酯、1,3-苯二甲撑二异氰酸酯、1,4-苯二甲撑二异氰酸 酯及它们的混合物等)、及作为副产物的下述通式(6)所示的醇。

R-OH(6)

(式中,R与上述式(1)~(4)中的R含义相同。)

该热分解没有特别限制,例如可使用液相法、气相法等已知的 分解方法。

在气相法中,通过热分解而生成的苯二甲撑二异氰酸酯及醇可 通过分级凝缩从气体状的生成混合物中分离。另外,在液相法中, 通过热分解而生成的苯二甲撑二异氰酸酯及醇例如可使用蒸馏、作 为载带物质的溶剂及/或非活性气体进行分离。

作为热分解,从作业性的观点考虑,可优选举出液相法。

在这样的方法中,苯二甲撑二氨基甲酸酯优选在非活性溶剂的 存在下被热分解。

非活性溶剂只要是至少溶解苯二甲撑二氨基甲酸酯、相对于苯 二甲撑二氨基甲酸酯及苯二甲撑二异氰酸酯为非活性、并且在热分 解时不反应即可(即,稳定即可),就没有特别限制,为了高效地 实施热分解反应,优选其沸点高于生成的苯二甲撑二异氰酸酯的沸 点。

作为这样的非活性溶剂,可根据苯二甲撑二氨基甲酸酯的碳原 子数、压力条件等适当选择,例如可举出芳香族类烃类等。

作为芳香族烃类,例如,可举出苯(沸点:80℃)、甲苯(沸 点:111℃)、邻二甲苯(沸点:144℃)、间二甲苯(沸点:139℃)、 对二甲苯(沸点:138℃)、乙基苯(沸点:136℃)、异丙基苯(沸 点:152℃)、丁基苯(沸点:185℃)、环己基苯(沸点:237~340 ℃)、四氢化萘(沸点:208℃)、氯苯(沸点:132℃)、邻二氯 苯(沸点:180℃)、1-甲基萘(沸点:245℃)、2-甲基萘(沸 点:241℃)、1-氯萘(沸点:263℃)、2-氯萘(沸点:264~266 ℃)、三苯基甲烷(沸点:358~359℃(754mmHg))、1-苯基萘 (沸点:324~325℃)、2-苯基萘(沸点:357~358℃)、联苯(沸 点:255℃)、二苄基甲苯(沸点:391℃)等。

另外,这样的溶剂也可以市售品形式获得,例如,可举出Barrel Process油B-01(芳香族烃类、沸点:176℃)、BarrelProcess油 B-03(芳香族烃类、沸点:280℃)、BarrelProcess油B-04AB (芳香族烃类、沸点:294℃)、BarrelProcess油B-05(芳香族烃 类、沸点:302℃)、BarrelProcess油B-27(芳香族烃类、沸点: 380℃)、BarrelProcess油B-28AN(芳香族烃类、沸点:430℃)、 BarrelProcess油B-30(芳香族烃类、沸点:380℃)、BarrelTherm 200(芳香族烃类、沸点:382℃)、BarrelTherm300(芳香族烃类、 沸点:344℃)、BarrelTherm400(芳香族烃类、沸点:390℃)、 BarrelTherm1H(芳香族烃类、沸点:215℃)、BarrelTherm2H(芳 香族烃类、沸点:294℃)、BarrelTherm350(芳香族烃类、沸点: 302℃)、BarrelTherm470(芳香族烃类、沸点:310℃)、BarrelTherm PA(芳香族烃类、沸点:176℃)、BarrelTherm330(芳香族烃类、 沸点:257℃)、BarrelTherm430(芳香族烃类、沸点:291℃)(以 上,松村石油公司制)、NeoSK-OIL1400(芳香族烃类、沸点:391 ℃)、NeoSK-OIL1300(芳香族烃类、沸点:291℃)、NeoSK- OIL330(芳香族烃类、沸点:331℃)、NeoSK-OIL170(芳香族烃 类、沸点:176℃)、NeoSK-OIL240(芳香族烃类、沸点:244℃)、 KSK-OIL260(芳香族烃类、沸点:266℃)、KSK-OIL280(芳香 族烃类、沸点:303℃)(以上,S0KEN-TECNIX公司制)等。

另外,作为非活性溶剂,还可进一步举出酯类(例如,邻苯二 甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸双十二烷基酯等)、 常用作热介质的脂肪族系烃类等。

这样的非活性溶剂可单独使用或组合2种以上来使用。

对于非活性溶剂的配合量而言,相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯1 质量份,为0.001~100质量份,优选为0.01~80质量份,更优选为 0.1~50质量份的范围。

另外,热分解中,例如,将非活性溶剂与苯二甲撑二氨基甲酸 酯配合,将苯二甲撑二氨基甲酸酯热分解后,可将该非活性溶剂分 离并回收,再次在热分解中与苯二甲撑二氨基甲酸酯配合。

热分解反应的反应条件可适当设定,热分解温度通常为350℃以 下,优选为80~350℃,更优选为100~300℃。小于80℃时,有时 无法得到实用的反应速度,另外,大于350℃时,有时发生苯二甲撑 二异氰酸酯的聚合等不理想的副反应。另外,热分解反应时的压力 优选为相对于上述热分解反应温度、生成的醇可气化的压力,从设 备方面和作用方面考虑,实用上优选为0.133~90kPa。

此外,该方法中,根据需要,也可添加催化剂。

催化剂的添加时机随着它们的种类的不同而不同,可以在上述 反应时、反应后的蒸馏分离前后、苯二甲撑二氨基甲酸酯的分离前 后中的任意时机添加。

作为热分解中使用的催化剂,可使用在苯二甲撑二异氰酸酯与 羟基的氨酯化反应中使用的、选自Sn、Sb、Fe、Co、Ni、Cu、Cr、 Ti、Pb、Mo、Mn等中的1种以上的金属单质或其氧化物、卤化物、 羧酸盐、磷酸盐、有机金属化合物等金属化合物。其中,在上述热 分解中,Fe、Sn、Co、Sb、Mn呈现不易产生副产物的效果,因而 可优选使用。

作为Sn的金属催化剂,例如,可举出氧化锡、氯化锡、溴化锡、 碘化锡、甲酸锡、乙酸锡、草酸锡、辛酸锡、硬脂酸锡、油酸锡、 磷酸锡、二氯化二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、1,3-二月桂酰氧 -1,1,3,3-四丁基二锡氧等。

作为Fe、Co、Sb、Mn的金属催化剂,例如,可举出它们的乙 酸盐、苯甲酸盐、环烷酸盐、乙酰丙酮盐等。

需要说明的是,对于催化剂的配合量而言,以金属单质或其化 合物计,相对于反应液,为0.0001~5质量%的范围,优选为0.001~ 1质量%的范围。

另外,该热分解反应中,根据需要,也可配合稳定剂。

作为稳定剂,例如,可举出邻甲苯磺酰胺、对甲苯磺酰胺等, 可单独使用或并用2种以上。

需要说明的是,稳定剂的配合比例没有特别限制,可根据目的 及用途适当选择。

另外,该热分解反应可通过分批反应(其中,将苯二甲撑二氨 基甲酸酯、催化剂及非活性溶剂一并装入)、以及连续反应(其中, 在减压下将苯二甲撑二氨基甲酸酯装入到含有催化剂的非活性溶剂 中)中的任一种实施。

热分解中的苯二甲撑二氨基甲酸酯的转化率例如为80摩尔%以 上、优选为90摩尔%以上。需要说明的是,苯二甲撑二异氰酸酯的 转化率可依据后述的实施例求出。

另一方面,上述热分解工序中,通过将苯二甲撑二氨基甲酸酯 的2个氨基甲酸酯基热分解,从而生成苯二甲撑二异氰酸酯,但有 时该热分解液中还含有例如苯二甲撑单异氰酸酯(苯二甲撑单氨基 甲酸酯)、苯二甲撑二氨基甲酸酯。

而且,有时苯二甲撑二异氰酸酯、苯二甲撑单异氰酸酯等具有 异氰酸酯基的化合物与上述苯二甲撑二氨基甲酸酯、苯二甲撑单异 氰酸酯等具有氨基甲酸酯基的化合物反应,从而引起脲基甲酸酯化、 异氰脲酸酯化等,产生热分解残渣(异氰酸酯残渣(焦油成分))。

尤其是,苯二甲撑二异氰酸酯含有大量的杂质时,有时以该杂 质为起点,苯二甲撑二异氰酸酯、苯二甲撑单异氰酸酯、苯二甲撑 二氨基甲酸酯、以及脲基甲酸酯(苯二甲撑二异氰酸酯的脲基甲酸 酯改性体)等发生高分子量化,使热分解残渣(异氰酸酯残渣(焦 油成分))增加。

另一方面,上述苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法中,使用上述 苯二甲撑二氨基甲酸酯,因此可减少热分解残渣的生成量。

具体而言,对于苯二甲撑二异氰酸酯的收率而言,相对于原料 苯二甲撑二氨基甲酸酯,例如为80摩尔%以上,优选为90摩尔%以 上。

另外,对于苯二甲撑单异氰酸酯的收率而言,相对于原料苯二 甲撑二氨基甲酸酯,例如为20摩尔%以下,优选为10摩尔%以下。

另外,对于脲基甲酸酯的收率而言,相对于原料苯二甲撑二氨 基甲酸酯,例如为10摩尔%以下,优选为5摩尔%以下。

另外,对于热分解残渣的收率而言,相对于原料苯二甲撑二氨 基甲酸酯,例如为5摩尔%以下,优选为1摩尔%以下。

如上所述,在上述苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法中,由于使 用杂质含量降低的上述苯二甲撑二氨基甲酸酯,所以可高收率地得 到苯二甲撑二异氰酸酯。

实施例

接下来,举出实施例及比较例进一步详细地说明本发明,但本 发明不受实施例的任何限定。需要说明的是,以下所示的实施例的 数值可替换为实施方式中记载的对应数值(即上限值或下限值)。

试验例1(杂质的鉴定)

将1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯放入到耐热容器中,在150℃ 下进行16小时加热试验。接下来,利用液相色谱质谱(LC/MS)装 置在表1所示的条件下对加热试验后的内容物进行分析,由液相色 谱图中的保留时间[4.587]、[6.328]、[8.588]及[10.187]出现的各峰的 质谱鉴定化合物的结构。

[表1]

表1

结果,归属于保留时间[4.587]出现的峰的化合物,被鉴定为上 述式(2)所示的羧基-苄基氨基甲酸酯(羧酸体)。

另外,归属于保留时间[6.328]出现的峰的化合物,被鉴定为上 述式(4)所示的氨基甲酰基-苄基氨基甲酸酯(酰胺体)。

另外,归属于保留时间[8.588]出现的峰的化合物,被鉴定为上 述式(1)所示的甲酰基-苄基氨基甲酸酯(醛体)。

另外,归属于保留时间[10.187]出现的峰的化合物,被鉴定为上 述式(3)所示的羰基氨基甲酸酯-苄基氨基甲酸酯(酰亚胺体)。

各峰的质谱示于图1~图4。

实施例1

<苯二甲撑二氨基甲酸酯>

将1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯放入耐热容器,通过高效液相 色谱法求出1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯内的杂质(上述(1)~(4) 所示的化合物)的总量。结果,杂质的含量为0ppm。需要说明的是, 当杂质的含量小于高效液相色谱法的检测限(小于1ppm)时,记为 0ppm(以下相同)。

接下来,用纯度99.999体积%的高纯度氮气填充上述耐热容器 内。此时,相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯的、被封闭到1,3-苯二 甲撑二氨基甲酸酯的容器的空间部的氧量和苯二甲撑二氨基甲酸酯 中溶解的氧量的总氧量为10ppm。

需要说明的是,对于氧量,在即将封入前用氧浓度计(CENTRAL KAGAKU公司制DO计UC-12-SOL型〕测定气相部和苯二甲撑 二氨基甲酸酯部(液相部)而进行计算(以下相同)。

接下来,在耐热容器内,将1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯在加 热至120℃的状态下保存12小时。然后,通过高效液相色谱法求出 1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯内的杂质(上述(1)~(4)所示的 化合物)的总量。结果,杂质的含量为10ppm。

<苯二甲撑二异氰酸酯>

以质量比1:1的比例混合上述保存后的1,3-苯二甲撑二氨基 甲酸酯和作为非活性溶剂的二苄基甲苯,得到原料成分。接下来, 向得到的原料成分中,以相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯为100ppm的 量添加作为稳定剂的对甲苯磺酰胺。

然后,向具有搅拌装置及在上部带有回流管的精馏塔的、内容 量500mL的玻璃制四颈瓶中,以供给量为120g/hr的方式连续供给 上述原料成分,在255℃、3.33kPa(25torr)的条件下滞留5小时。 由此,将苯二甲撑二氨基甲酸酯热分解,得到含有苯二甲撑二异氰 酸酯及醇的产物。需要说明的是,产物中含有苯二甲撑单异氰酸酯、 脲基甲酸酯及热分解残渣(焦油成分)。

接下来,将上述的通过热分解而得到的产物供给至已设定为80 ℃的冷凝器(condenser),使一部分以气化成分的形式脱离,同时将 剩余部分冷凝,得到冷凝液。

在上述热分解反应中,通过下式求出苯二甲撑二氨基甲酸酯的 转化率,结果为99摩尔%。

另外,通过下式求出苯二甲撑二异氰酸酯的收率,结果,相对 于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为95摩尔%。

另外,通过下式求出苯二甲撑单异氰酸酯的收率,结果,相对 于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,通过下式求出脲基甲酸酯的收率,结果,相对于原料苯 二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,通过下式求出焦油成分的收率,结果,相对于原料苯二 甲撑二氨基甲酸酯,为1摩尔%。

·苯二甲撑二氨基甲酸酯转化率=(供给的苯二甲撑二氨基甲 酸酯量-未反应的苯二甲撑二氨基甲酸酯量)÷供给的苯二甲撑二 氨基甲酸酯量×100

·苯二甲撑二异氰酸酯收率=含有异氰酸酯的成分中的苯二甲 撑二异氰酸酯量÷供给的苯二甲撑二氨基甲酸酯量×100

·苯二甲撑单异氰酸酯收率=反应液中的苯二甲撑单异氰酸酯 量÷供给的苯二甲撑二氨基甲酸酯量×100

·脲基甲酸酯收率=反应液中的脲基甲酸酯量÷供给的苯二甲 撑二氨基甲酸酯量×100

·焦油收率=反应液中的焦油量(苯二甲撑二异氰酸酯换算) ÷供给的苯二甲撑二氨基甲酸酯量×100

实施例2

<苯二甲撑二氨基甲酸酯>

除了将保存时间变更为24小时以外,与实施例1同样地操作, 保存1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯。然后,求出1,3-苯二甲撑二 氨基甲酸酯内的杂质(上述(1)~(4)所示的化合物)的总量。 结果,杂质的含量为40ppm。

<苯二甲撑二异氰酸酯>

与实施例1同样地操作,将上述保存后的苯二甲撑二氨基甲酸 酯热分解,得到含有苯二甲撑二异氰酸酯及醇的产物后,使其一部 分以气化成分的形式脱离,同时将剩余部分冷凝,得到冷凝液。

在上述热分解反应中,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑 二氨基甲酸酯的转化率,结果,为99摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑二异氰酸酯的收 率,结果,相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为95摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑单异氰酸酯的收 率,结果,相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出脲基甲酸酯的收率,结果, 相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出焦油成分的收率,结果, 相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为1摩尔%。

比较例1

<苯二甲撑二氨基甲酸酯>

代替纯度99.999体积%的高纯度氮气,使用纯度99.99体积%的 工厂用氮气,除此之外,与实施例1同样地操作,保存1,3-苯二 甲撑二氨基甲酸酯。此时,相对于苯二甲撑二氨基甲酸酯的、被封 闭到1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯的容器的空间部的氧量和苯二甲 撑二氨基甲酸酯中溶解的氧量的总氧量为100ppm。

然后,求出1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯内的杂质(上述(1)~ (4)所示的化合物)的总量。结果,杂质的含量为100ppm。

<苯二甲撑二异氰酸酯>

与实施例1同样地操作,将上述保存后的苯二甲撑二氨基甲酸 酯热分解,得到含有苯二甲撑二异氰酸酯及醇的产物后,使其一部 分以气化成分的形式脱离,同时将剩余部分冷凝,得到冷凝液。

在上述热分解反应中,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑 二氨基甲酸酯的转化率,结果,为99摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑二异氰酸酯的收 率,结果,相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为92摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑单异氰酸酯的收 率,结果,相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出脲基甲酸酯的收率,结果, 相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出焦油成分的收率,结果, 相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为4摩尔%。

比较例2

<苯二甲撑二氨基甲酸酯>

将保存时间变更为24小时,除此之外,与比较例1同样地操作, 保存1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯。然后,求出1,3-苯二甲撑二 氨基甲酸酯内的杂质(上述(1)~(4)所示的化合物)的总量。 结果,杂质的含量为350ppm。

<苯二甲撑二异氰酸酯>

与实施例1同样地操作,将上述保存后的苯二甲撑二氨基甲酸 酯热分解,得到含有苯二甲撑二异氰酸酯及醇的产物后,使其一部 分以气化成分的形式脱离,同时将剩余部分冷凝,得到冷凝液。

在上述热分解反应中,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑 二氨基甲酸酯的转化率,结果,为99摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑二异氰酸酯的收 率,结果,相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为91摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑单异氰酸酯的收 率,结果,相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出脲基甲酸酯的收率,结果, 相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出焦油成分的收率,结果, 相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为5摩尔%。

参考例1

<苯二甲撑二氨基甲酸酯>

不加热保存地使用1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯,除此之外, 与比较例1同样地操作,求出1,3-苯二甲撑二氨基甲酸酯内的杂 质(上述(1)~(4)所示的化合物)的总量。结果,杂质的含量 为0ppm。

<苯二甲撑二异氰酸酯>

与实施例1同样地操作,将上述加热保存前的苯二甲撑二氨基 甲酸酯热分解,得到含有苯二甲撑二异氰酸酯及醇的产物后,使其 一部分以气化成分的形式脱离,同时将剩余部分冷凝,得到冷凝液。

在上述热分解反应中,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑 二氨基甲酸酯的转化率,结果,为99摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑二异氰酸酯的收 率,结果,相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为95摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出苯二甲撑单异氰酸酯的收 率,结果,相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出脲基甲酸酯的收率,结果, 相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为2摩尔%。

另外,与实施例1同样地操作,求出焦油成分的收率,结果, 相对于原料苯二甲撑二氨基甲酸酯,为1摩尔%。

各实施例及各比较例的结果示于表2。

[表2]

表2

需要说明的是,表中缩写的详细内容如下所述。

XDC:苯二甲撑二氨基甲酸酯

XDI:苯二甲撑二异氰酸酯

XMI:苯二甲撑单异氰酸酯

需要说明的是,上述发明作为本发明的示例实施方式而提供, 但其仅为例示,并不作限定性解释。对于本领域技术人员来说显而 易见的本发明的变形例包括在所附的权利要求范围之内。

产业上的可利用性

本发明的苯二甲撑二氨基甲酸酯、使用该苯二甲撑二氨基甲酸 酯的苯二甲撑二异氰酸酯的制造方法、通过该苯二甲撑二异氰酸酯 的制造方法得到的苯二甲撑二异氰酸酯、及可降低杂质含量的苯二 甲撑二氨基甲酸酯的保存方法,可广泛应用于例如医药、农药等的 原料、各种精细化工的原料、醇类的分析试剂、异氰酸酯的制造原 料等使用苯二甲撑二氨基甲酸酯、苯二甲撑二异氰酸酯的各种产业 领域中。

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