JPH0229073B2 - - Google Patents

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JPH0229073B2
JPH0229073B2 JP57035992A JP3599282A JPH0229073B2 JP H0229073 B2 JPH0229073 B2 JP H0229073B2 JP 57035992 A JP57035992 A JP 57035992A JP 3599282 A JP3599282 A JP 3599282A JP H0229073 B2 JPH0229073 B2 JP H0229073B2
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JP
Japan
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carbon atoms
acid chloride
carbamate
group
acid
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JP57035992A
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JPS57159752A (en
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Zundaaman Ruudorufu
Keenitsuhi Kurausu
Enguberuto Teodooru
Betsukaa Gerunooto
Hamen Gyuntaa
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of JPS57159752A publication Critical patent/JPS57159752A/ja
Publication of JPH0229073B2 publication Critical patent/JPH0229073B2/ja
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C263/00Preparation of derivatives of isocyanic acid
    • C07C263/04Preparation of derivatives of isocyanic acid from or via carbamates or carbamoyl halides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリイソシアネートの改良製造方法に
関するものである。一層具体的にいえば本発明
は、塩化水素、無機および有機酸クロライド、ア
ルキル化作用をもつ化合物および有機錫―()
―クロライドからなる群から選択された助剤の存
在下にカルバメートの熱分解反応を行うことによ
りポリイソシアネートを製造する方法に関するも
のである。
カルバミン酸エステルすなわちカルバメートの
熱分解によりイソシアネートが生ずることはかな
り以前から公知である(H.シツフ「Ber.der
dtsch.chem.Ges.」第3巻第649頁;A.W.ホフマ
ン「Ber.der.dtsch.chem.Ges.」第3巻第653頁)。
米国特許第2409712号明細書には、カルバミン酸
エステルの熱分解のときに生ずる種々の生成物の
再化合を、迅速蒸留により防止するかまたは該生
成物をシクロヘキサン―水混合物中に投入するこ
とにより防止することを特徴とする方法が記載さ
れている。該方法はイソシアネートの断続的すな
わち回分的製造のために適した製法であるけれど
も、生成物の収率は中程度にすぎない。さらに、
この方法は工業規模で実施するときの操業費が非
常に高価である。
米国特許第3962302号および第3919278号明細書
に記載の方法は液相中で、ただし不活性溶媒の存
在下に行われるものであつて、一層詳細にいえ
ば、1官能性または2官能性のカルバミン酸エス
テルの熱分解反応を不活性な高沸点溶媒中で添加
剤の不存在下に行い、分解生成物であるイソシア
ネートおよびアルコールを反応媒質から連続的に
留去させ、これらの生成物を別々に凝縮させるこ
とを特徴とするものである。該方法の欠点は、収
率(すなわちスペース―タイム収率)がせいぜい
中程度であることである。
反応速度を上昇させるために塩基性触媒を使用
することが独国特許出願公告第1016699号、第
1022222号および第1028342号公報に記載されてい
る。しかしながら、塩基性触媒を使用した場合に
は不溶性固体状副生成物の生成量が増加し、した
がつて塩基性触媒の使用の場合にはイソシアネー
トの収率はせいぜい中程度にすぎないことも公知
である(たとえば「J.Appl.Pol.Sci.」第16巻第
1213頁参照)。さらに、この熱分解方法を工業的
に実施したときに、固体状副生成物が生ずること
は非常に具合の悪いことである。たとえば、難溶
性の尿素類やイソシアヌレート類は装置内の導管
や他の部材を閉塞させ、重大な悪影響を与える。
さらにまた、カルバミン酸エステルの脱カルボキ
シル反応の実施中に生じた二酸化炭素やガス状オ
レフインのために、蒸留塔内のガス量が著しく増
大する。
非蒸留性イソシアネートたとえばジフエニルメ
タン系のポリイソシアネート混合物の製造の場合
には、副反応の抑制が特に重要である。なぜなら
ばこの場合には、所望生成物であるイソシアネー
ト中に不揮発性副生成物が全部残存し、そのため
に該イソシアネートの品質がかなり損われること
があり得るからである。
米国特許第3919279号明細書および独国特許出
願公開第2635490号公報に記載の方法は、カルバ
ミン酸エステルの熱分解を不活性溶媒中で金属触
媒の存在下に行うことを特徴とするものである。
この触媒用金属化合物(主としてルイス酸)を使
用した場合には一般に、塩基性触媒を使用した場
合に比して所望生成物の収率が一層高いけれど
も、いずれの場合においても不所望の副生成物の
生成は避けられない。したがつて、非塩基性触媒
の使用した場合においても、既述の公知方法の場
合と同様な操作上の不利益を伴うことを考慮に入
れて操作を行わなければならない。
最後に述べた2件の特許明細書に記載の触媒を
使用する製法には、さらにまた次の如き大きい欠
点があり、すなわち、非蒸留性イソシアネートの
製造の際の熱分解操作のときに使用された触媒が
分解反応装置の中に残存し、換言すればイソシア
ネート生成物中に混在し、このイソシアネート生
成物を其後に所望用途に使用する際に有害作用を
なすことがある。
日本特許出願第54−39002号公報(1979年)に
は、不活性溶媒中でH―酸性有機化合物たとえば
β―ジケトンの存在下に、ただし金属触媒の不存
在下に熱分解反応を行うことを特徴とするTDI―
ビスエチルウレタンの熱分解方法が開示されてい
る。このH―酸性化合物の添加により、不所望の
副生成物の生成が避けられる。しかしながら該方
法では、有効な触媒を使用しないために収率(ス
ペース/タイム収率)が比較的低く、そのため
に、該方法の工業的価値はあまり大きくないと思
われる。
本発明の目的は、ウレタンすなわちカルバメー
トの熱分解により多官能性イソシアネートを製造
するにあたり、不所望の副生成物の生成量が低
く、かつ、操作を中断することなく連続的に実施
できるようなイソシアネートの経済的な製造方法
を提供することである。
この目的は、以下に記載の本発明方法により完
全に達成できるのである。
本発明は、一般式 R1(NH−CO−O−R2o 〔上記および下記の式においてR1は、炭素原
子数2―18個の脂肪族炭化水素基、全炭素原子数
3―18個の環式脂肪族炭化水素基(任意的にアル
キル化されていてもよい)、炭素原子数7―18個
の芳香脂肪族炭化水素基、または全炭素原子数6
―27個の芳香族炭化水素基(任意的にアルキル化
されていてもよい)を表わし、 R2は、常圧下における当該ポリイソシアネー
トの沸点よりも少なくとも10℃低いかまたは高い
沸点を有する脂肪族、環式脂肪族または芳香脂肪
族第1または第2アルコールからヒドロキシル基
を取除くことにより得られる型式の残基を表わし
(ただし、分解すべきカルバメートの同一分子中
に、上記の定義に合う種々のR2基が存在しても
よい)、 nは2、または2よりも大きい整数を表わす〕 を有するカルバメート、または該カルバメートの
混合物を、不活性溶媒の存在下または不存在下
に、かつ触媒の存在下または不存在下に150―350
℃の温度において0.001―20バールの圧力のもと
で熱分解させ、これによつて分解生成物として生
じたポリイソシアネートおよびアルコールを其後
に分離することにより、一般式 R1(NCO)o のポリイソシアネートまたは該ポリイソシアネー
トの混合物を製造する方法において、塩化水素、
有機酸クロライド、アルキル化作用を有する物質
および有機錫―()―クロライドからなる群か
ら選択された助剤の存在下に前記熱分解を行うこ
とを特徴とする方法に関するものである。
R1で示される基の炭素原子数の上限値および
下限値について説明する。R1=脂肪族炭化水素
基の場合には、該基の炭素原子数の上限値は18個
である。なぜならば、市場で容易に入手できる原
料化合物中に含まれる最高級脂肪族炭化水素基は
ステアリル基(C18H37)であるからである。一
方、この場合の炭素原子数の最低値は2個であ
る。なぜならば、メチル基(炭素原子数1個)を
有するジイソシアネートは取扱が困難で、かつ、
それに対応するカルバメートの製造も困難である
からである。
R1=環式脂肪族炭化水素基の場合には、該基
の最低炭素原子数は勿論3個である(最小の環)。
一方、最高炭素原子数は18個である。なぜなら
ば、容易に製造できる当該化合物に含まれる最高
級環式脂肪族炭化水素基がドデシルヘキシル基で
あるからである。〔たとえば、市場でドデシルベ
ンゼンが入手でき(たとえばヒユル社から“マル
リカン”なる商品名で市販されている)、しかし
てこれは水素添加でき、ドデシルヘキシル基が生
じる〕。
R1=芳香族炭化水素基の場合には、該基の炭
素原子数の上限値は27個である〔その例には、下
記の基Cのごとき芳香族核を4個有する2,
4′(または4,4′)―ジイソシアナトジフエニル
メタンの高級同族体から導かれた基: があげられる〕。
一方、この場合の最低炭素原子数は勿論6個で
ある(ベンゼン)。
R1=芳香脂肪族炭化水素基の場合には、該基
の最低炭素原子数は7個であつて、これは次式 の基だけである。一方、この場合の最高炭素原子
数は18個で、たとえば次式 の基があげられる。
本発明方法のために適したカルバメートとし
て、前記の一般式を有し、そして式中のR1,R2
およびnが前記の意味を有するカルバメートがあ
げられる。しかして本発明方法では下記の条件を
みたすカルバメートを使用するのが一層好まし
く、すなわち、前記一般式を有しそして該式中の
R1が炭素原子数6―10個の飽和脂肪族炭化水素
基、炭素原子数6―15個の飽和環式脂肪族炭化水
素基、o―、m―またはp―キシリレン基、また
は全炭素原子数6―15個の非置換またはメチル置
換―芳香族炭化水素基であり、 R2が炭素原子数1―4個の第1または第2脂
肪族炭化水素基であり、 nが2であるという条件をみたすカルバメート
を使用するのが一層好ましい。
前記一般式中のR1が、ジイソシアナトジフエ
ニルメタンからイソシアネート基を除去すること
により形式的に得られる型のジフエニレンメタン
基であり、nが2であり、そしてR2が既述の基
であるカルバメートを使用することが所望される
場合には、このカルバメートを、特にその高級同
族体との混合物の形で使用することも可能であ
る。この型のカルバメート混合物は、たとえば酸
触媒の存在下における単純型アルコキシカルボニ
ルアミノ置換―ベンゼンとホルムアルデヒドとの
縮合反応の実施時に生ずるものである。
本発明方法において特に好適なカルバメート
は、前記一般式中のR1がヘキサメチレンジイソ
シアネート、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(イソホロンジイソシアネート)、2,4―
および2,6―ジイソシアナト―トルエン、2,
4―および4,4′―ジイソシアナトジフエニルメ
タン、および最後に述べた2種の化合物から導か
れた炭素原子数13―27個(イソシアネート基の炭
素原子を除外した炭素原子数)の高級核同族体か
らなる群から選択されたイソシアネート化合物か
らイソシアネート基を除外することにより得られ
る型の炭化水素基であり、 R2が前記の“好適なR2の意味”を有し、すな
わち、炭素原子1―4個の第1または第2飽和脂
肪族炭化水素基であるという条件をみたすカルバ
メートである。
前記の如く定義された環式脂肪族炭化水素基は
脂肪族置換基および/メチレン橋を有する環式脂
肪族炭化水素基をも包含し、その例には、イソホ
ロンジイソシアネートまたは4,4′―ジシクロヘ
キシルメタンジイソシアネートの“基体部”を構
成する炭化水素基があげられる。また、前記の如
く定義された芳香族基は、橋カケ基(たとえばメ
チレン基、エーテル型酸素原子、スルホン基)に
より中断された芳香族基をも包含し、その例には
4,4′―ジイソシアナト―ジフエニル―メタン、
4,4′―ジイソシアナト―ジフエニル―エーテル
またはジイソシアナト―ジフエニル―ジスルホン
からイソシアネート基を除去することにより得ら
れる型の基があげられる。
本発明方法では、常圧下におけるポリイソシア
ネートR1(NCO)oの沸点よりも少なくも40℃(一
層好ましくは、少なくとも70℃)低いかまたは高
い沸点を有するアルコール成分R2−OHをもつカ
ルバメートを使用するのが好ましい。2種の分解
生成物においては記の沸点差がある場合には、熱
分解工程実施後における該分解生成物の相互分離
が蒸留により簡単に実施できる。一般に本発明方
法では、常圧下におけるポリイソシアネートR1
(NCO)oの沸点よりも低い沸点を有するアルコー
ル成分をもつカルバメートが使用される。ポリイ
ソシアネートよりも高い沸点を有するアルコール
成分をもつカルバメートは理論的に使用可能であ
れども、これは実際にはあり重要でない。
容易に理解され得るように、本発明方法では前
記の定義に合うカルバメートの混合物を使用する
ことも可能である。
適当なカルバメートの例には次のものがあげら
れる:1,2―ビス―(シクロヘキソキカルボニ
ルアミノ)―エタン、1,4―ビス―(エトキシ
カルボニルアミノ)―ブタン、1,6―ビス―
(エトキシカルボニルアミノ)―ヘキサン、1,
8―ビス―(エトキシカルボニルアミノ)―オク
タン、1―(メトキシ―カルボニルアミノ)―6
―(n―ブトキシカルボニルアミノ)―ヘキサ
ン、1―(n―ブトキシカルボニルアミノ)―
3,3,5―トリメチル―5―(n―ブトキシカ
ルボニルアミノ―メチル)―シクロヘキサン、1
―(エトキシカルボニルアミノ)―3,3,5―
トリメチル―5―(エトキシカルボニルアミノ―
メチル)―シクロヘキサン、1,4―ビス―(エ
トキシカルボニルアミノ)―シクロヘキサン、
4,4′―ビス―(エトキシカルボニルアミノ)―
ジシクロヘキシルメタン、4,4′―ビス―(イソ
プロポキシカルボニルアミノ)―ジシクロヘキシ
ルメタン、1―メチル―2,4―ビス―(エトキ
シカルボニルアミノ)―シクロヘキサン、1,3
―ビス―(エトキシカルボニルアミノ)―ベンゼ
ン、1―メチル―2,4―ビス―(エトキシカル
ボニルアミノ)―ベンゼン、1―メチル―2,4
―ビス―(エトキシカルボニルアミノ)―ベンゼ
ン、1―メチル―2,4―(n―ブトキシカルボ
ニルアミノ)―ベンゼン、1―メチル―2,6―
ビス―(エトキシカルボニルアミノ)―ベンゼ
ン、1,5―ビス―(エトキシカルボニルアミ
ノ)―ナフタリン、1,3―ビス―(エトキシカ
ルボニルアミノ)―4―クロロ―ベンゼン、1,
4―ビス―(エトキシカルボニルアミノ―メチ
ル)―ベンゼン、2,4′―ビス―(エトキシカル
ボニルアミノ)―ジフエニルメタン、4,4′―ビ
ス―(エトキシカルボニルアミノ)―ジフエニル
メタン、およびこれらのカルバメートの混合物。
ジフエニルメタン系のカルバメートおよびその混
合物は本発明方法のために非常に適したものであ
つて、その例には、すぐ前の文節に記載された
2,4′―または4,4′―ビス―(アルコキシカル
ボニルアミノ)―ジフエニルメタン(2核化合
物)と、それより高級な核同族体(3―4個のア
ルコキシカルボニルアミノ置換―ベンゼン環がメ
チレン橋を介して相互に結合した構造を有するも
の)とを、種々の割合で含有する種々の種類の混
合物があげられる。このジフエニルメタン系のカ
ルバメートの混合物は、酸触媒の存在下における
単純なアルコキシカルボニルアミノ置換―ベンゼ
ンとホルムアルデヒドとの縮合反応の際に生ずる
ものである。
本発明方法のために適した前記カルバメートは
一般に公知製法により得られるものである。これ
らは、たとえばこれらに対応するポリアミンとク
ロロ蟻酸エステルとの反応により製造でき、ある
いはアルコールの存在下におけるニトロ化合物の
カルボニル化反応により製造でき、あるいは単純
な芳香族カルバミン酸エステルとホルムアルデヒ
ドまたは他のアルデヒドもしくはケトンとの前記
縮合反応により製造でき、あるいはアミンと尿素
およびアルコールとの反応により製造できる。本
発明方法に使用されるカルバメートの使用適性
は、明らかにその製法に左右されるものではな
い。
本発明方法は既述の種類の助剤の存在下に実施
されるが、この助剤の使用は本発明方法の必須条
件である。この助剤は安定剤(スタビライザー)
とも称せられるものであり、すなわちこれは、不
所望の副反応を抑制する化合物である。
前記助剤すなわち本発明の必須助剤の適当な例
には次のものがあげられる。
(1) 塩化水素; (2) 有機酸クロライド、たとえば (2‐1) 分子量78―500のカルボン酸クロライ
ド、たとえばアセチルクロライド、プロピオ
ン酸クロライド、酪酸クロライド、ペンタン
カルボン酸クロライド、吉草酸クロライド、
ラウリン酸クロライド、オレイン酸クロライ
ド、ステアリン酸クロライド、パルミチン酸
クロライド、クロロ酢酸クロライド、ジクロ
ロ酢酸クロライド、クロロプロピオン酸クロ
ライド、2―メチルプロピオン酸クロライ
ド、4―クロロ酪酸クロライド、2―メチル
酪酸クロライド、3―メチル酪酸クロライ
ド、ジメチルプロピオン酸クロライド、2―
エチル酪酸クロライド、2―エチルヘキサン
酸クロライド、メタクリル酸クロライド、ウ
ンデセン酸クロライド、リノール酸クロライ
ド、オキサリルクロライド、コハク酸ジクロ
ライド、グルタル酸ジクロライド、アジピン
酸ジクロライド、ジエチルマロン酸ジクロラ
イド、オクタインジカルボン酸ジクロライ
ド、ノナンジカルボン酸ジクロライド、トリ
メチルアジピン酸ジクロライド、デカンジカ
ルボン酸ジクロライド、ドデカンジカルボン
酸ジクロライド、ヘプタデカンジカルボン酸
ジクロライド、エトキシ酢酸クロライド、レ
ブリン酸クロライド、シクロヘキサンジカル
ボン酸ジクロライド、ナフタン酸クロライ
ド、安息香酸クロライド、2―クロロ安息香
酸クロライド、3―クロロ安息香酸クロライ
ド、4―クロロ安息香酸クロライド、2,4
―ジクロロ安息香酸クロライド、2,5―ジ
クロロ安息香酸クロライド、3,4―ジクロ
ロ安息香酸クロライド、2―ブロモ安息香酸
クロライド、3―ニトロ安息香酸クロライ
ド、フエニル酢酸クロライド、4―クロロフ
エニル酢酸クロライド、2―メチル安息香酸
クロライド、3―メチル安息香酸クロライ
ド、4―メチル安息香酸クロライド、4―第
3ブチル安息香酸クロライド、3―フエニル
―2―プロペン酸クロライド、アビエチン酸
クロライド、1―ナフタリンカルボン酸クロ
ライド、2―ナフタリンカルボン酸クロライ
ド、ビフエニル―4―カルボン酸クロライ
ド、カンフエリツク酸ジクロライド、5―ノ
ルボルネン―2,3―ジカルボン酸ジクロラ
イド、パークロロ―5―ノルボルネン―2,
3―ジカルボン酸ジクロライド、フタル酸ジ
クロライド、イソフタル酸ジクロライド、テ
レフタル酸ジクロライド、テトラクロロフタ
ル酸ジクロライド、4―クロロフタル酸ジク
ロライド、4―フエニルフタル酸ジクロライ
ド、1,1′―ビナフチル―8,8′―ジカルボ
ン酸ジクロライド、1,3,5―ベンゼント
リカルボン酸トリクロライド、1,2,4,
5―ベンゼンテトラカルボン酸テトラクロラ
イド、1,4,5,8―ナフタリンテトラカ
ルボン酸テトラクロライド、2―ヒドロキシ
安息香酸クロライド、2―メトキシ安息香酸
クロライド、5―クロロ―2―ヒドロキシ安
息香酸ジクロライド、ジフエニルエーテル―
4,4′―ジカルボン酸クロライド、3―クロ
ロ―4―ヒドロキシ安息香酸クロライド、4
―ヒドロキシ―フタル酸ジクロライド; (2‐2) 分子量114―500のスルホン酸クロライ
ド、たとえばメタンスルホン酸クロライド、
クロロメタンスルホン酸クロライド、クロロ
エタンスルホン酸クロライド、パーフルオロ
ブタン―1―スルホン酸クロライド、4―ク
ロロブタン―1―スルホン酸クロライド、ベ
ンゼンスルホン酸クロライド、2―クロロベ
ンゼンスルホン酸クロライド、3―クロロベ
ンゼンスルホン酸クロライド、4―クロロベ
ンゼンスルホン酸クロライド、2,5―ジク
ロロベンゼンスルホン酸クロライド、3,4
―ジクロロベンゼンスルホン酸ジクロライ
ド、2―ニトロベンゼンスルホン酸クロライ
ド、3―ニトロベンゼンスルホン酸クロライ
ド、4―ニトロベンゼンスルホン酸クロライ
ド、2―メチルベンゼンスルホン酸クロライ
ド、3―メチルベンゼンスルホン酸クロライ
ド、4―メチルベンゼンスルホン酸クロライ
ド、5―クロロ―2―メチルベンゼンスルホ
ン酸クロライド、3―クロロ―4―メチルベ
ンゼンスルホン酸クロライド、2,4―ジメ
チルベンゼンスルホン酸クロライド、テトラ
リン―6―スルホン酸クロライド、1―ナフ
タリンスルホン酸クロライド、2―ナフタリ
ンスルホン酸クロライド、ビフエニル―4―
スルホン酸クロライド、ピレン―1―スルホ
ン酸クロライド、ベンゼン―1,3―ジスル
ホン酸ジクロライド、キシレンジスルホン酸
ジクロライド、ナフタリン―1,4―ジスル
ホン酸ジクロライド、ナフタリン―1,5―
ジスルホン酸ジクロライド、ナフタリン―
1,6―ジスルホン酸ジクロライド、ナフタ
リン―2,6―ジスルホン酸ジクロライド、
ナフタリン―2,7―ジスルホン酸ジクロラ
イド、ビフエニル―4,4′―ジスルホン酸ジ
クロライド、ナフタリン―1,3,6―トリ
スルホン酸トリクロライド、ナフタリン―
1,3,5,7―テトラスルホン酸テトラク
ロライド、ピレン―1,3,6,8―テトラ
スルホン酸テトラクロライド、2―ヒドロキ
シベンゼンスルホン酸クロライド、4―ヒド
ロキシベンゼンスルホン酸クロライド、ジフ
エニルスルホン―3,3′―ジスルホン酸ジク
ロライド、ジフエニルエーテル―4,4′―ジ
スルホン酸ジクロライド、2,6―ジクロロ
フエノール―4―スルホン酸クロライド、フ
エノール―2,4―ジスルホン酸ジクロライ
ド、安息香酸クロライド―2―スルホン酸ク
ロライド、安息香酸クロライド―3―スルホ
ン酸クロライド、6―クロロ安息香酸クロラ
イド―3―スルホン酸クロライド、安息香酸
クロライド―3,5―ジスルホン酸クロライ
ド、フタル酸ジクロライド―4―スルホン酸
クロライド; (2‐3) 分子量93―500のカルバミン酸クロラ
イド、たとえばN―メチルカルバミン酸クロ
ライド、N―エチルカルバミン酸クロライ
ド、N―プロピルカルバミン酸クロライド、
N―イソプロピルカルバミン酸クロライド、
N―(2―メトキシ―エチル)―カルバミン
酸クロライド、N―ブチルカルバミン酸クロ
ライド、N―(2―フエニル―エチル)―カ
ルバミン酸クロライド、N―ペンチル―カル
バミン酸クロライド、N―ネイペンチルカル
バミン酸クロライド、N―ヘキシルカルバミ
ン酸クロライド、N―(6―クロロヘキシ
ル)―カルバミン酸クロライド、N―オクチ
ルカルバミン酸クロライド、N―ヘプタデシ
ルカルバミン酸クロライド、N―アリルカル
バミン酸クロライド、N―シクロヘキシルカ
ルバミン酸クロライド、N―(2―シクロヘ
キシル―シクロヘキシル)―カルバミン酸ク
ロライド、N―ベンジルカルバミン酸クロラ
イド、N―フエニルカルバミン酸クロライ
ド、N―(3,4―ジクロロフエニル)―カ
ルバミン酸クロライド、N―3―トリルカル
バミン酸クロライド、N―(3―クロロ―4
―メチル―フエニル)―カルバミン酸クロラ
イド、N―(シクロヘキシル―フエニル)―
カルバミン酸クロライド、N―(ベンジル―
フエニル)―カルバミン酸クロライド、N―
ナフチルカルバミン酸クロライド、N―クロ
ロナフチルカルバミン酸クロライド、1,4
―ブチル―ジカルバミン酸クロライド、1,
6―ヘキシルジカルボン酸クロライド、1,
8―オクチル―ジカルバミン酸クロライド、
イソホロンジカルバミン酸クロライド、1,
4―シクロヘキシルジカルバミン酸クロライ
ド、4,4′―ジシクロヘキシルメタンジカル
バミン酸クロライド、2,4―(1―メチル
シクロヘキシル)―ジカルバミン酸クロライ
ド、9,10―アンスラセンジカルバミン酸ク
ロライド、1,5―ナフタリンジカルバミン
酸クロライド、1,3―ベンゼンジカルバミ
ン酸クロライド、1,4―ベンゼンジカルバ
ミン酸クロライド、2,4―トルエンジカル
バミン酸クロライド、2,6―トルエンジカ
ルバミン酸クロライド、1,3―(4―クロ
ロベンゼン)―ジカルバミン酸クロライド、
1,3,5―ベンゼン―トリカルバミン酸ク
ロライド、キシリレン―ジカルバミン酸クロ
ライド、4,4′―ジフエニルメタンジカルバ
ミン酸クロライド; (3) アルキル化作用を有する物質、たとえば (3‐1) 分子量110―500のスルホン酸アルキル
エステル、たとえばメタンスルホン酸メチル
エステル、ベンゼンスルホン酸メチルエステ
ル、トルエンスルホン酸メチルエステル、フ
ルオロスルホン酸メチルエステル、1,8―
ナフタリンスルホン―6―スルホン酸メチル
エステル、4―エトキシカルボニル―ベンゾ
―スルホン酸エチルエステル; (3‐2) 分子量126―500のジアルキルサルフエ
ート(すなわち硫酸ジアルキル)、たとえば
ジメチルサルフエート、ジエチルサルフエー
ト、ジ―(n―ヘキシル)―サルフエート; (3‐3) 分子量50―500の飽和またはオレフイ
ン型不飽和アルキルハライド、たとえばメチ
ルクロライド、メチルアイオダイド、エチル
アイオダイド、エチルブロマイド、イソプロ
ピルアイオダイド、イソプロピルブロマイ
ド、第3ブチルクロライド、イソブチルクロ
ライド、イソブチルブロマイド、n―ブチル
ブロマイド、1,4―ジクロロブタン、1―
クロロ―3―メチルブタン、n―ヘキシルク
ロライド、n―ヘキシルブロマイド、n―ヘ
キシルアイオダイド、n―ヘプチルクロライ
ド、ドデシルクロライド、オクタデシルクロ
ライド、オクタデシルブロマイド、クロチル
ブロマイド、アリルブロマイド、アリルクロ
ライド、3―クロロ―2―メチルプロペン、
1,3―ジクロロ―2―ブテン; (3‐4) アルキル化作用を有する無機酸エステ
ルたとえばクロロ硫酸メチルエステル、シク
ロヘキシルブロマイド、シクロヘキシルクロ
ライド、ベンジルクロライド、ベンジルブロ
マイド、4―メチルベンジルブロマイド、4
―メチルベンジルクロライド、キシリレンジ
クロライド、キシリレンジブロマイド、2―
クロロ―2―フエニルプロパン、6―クロロ
メチルテトラリン; (3‐5) アルキル化作用を有する有機酸エステ
ル、たとえばp―ニトロ安息香酸メチルエス
テル、3,4―ジニトロ安息香酸メチルエス
テル、パーフルオロブタン酸メチルエステ
ル; (4) 有機錫―()―クロライド、たとえばジメ
チル錫ジクロライド、ジエチル錫ジクロライ
ド、ジブチル錫ジクロライド、ジヘキシル錫ジ
クロライド、ジオクチル錫ジクロライド、ジベ
ンジル錫ジクロライド、ジメチルクロロ錫―
(2―エチル―ヘキサノエート)、ジブチルクロ
ロ錫オクタノエート、ジエチルクロロ錫アセテ
ート、ジメチルクロロ錫オレエート、ジフチル
クロロ錫ラウレート、トリフエニル錫クロライ
ド、トリブチル錫クロライド、トリベンジル錫
クロライド。
本発明方法の実施時における前記の必須助剤の
使用量は一般に0.001―5重量%、好ましくは
0.01―1重量%である(使用された溶媒をも含む
反応混合物全量基準)。前記の助剤のうちのどれ
を使用するのが好ましいかという質問に対する解
答は、反応条件および分解すべきカルバメートの
構造を考慮に入れて選択すべきであるということ
である。一般に、反応混合物の中に充分長い時間
存在できかつイソシアネート生成物から容易に分
離できるような沸点を有する溶媒可溶性の助剤
を、反応混合物に添加するのが有利である。既述
の型の助剤のうちで特に好ましいものの例には、
常圧下におけるポリイソシアネート生成物の沸点
よりも少なくとも50℃低いかまたは高い沸点を有
する助剤があげられるが、この助剤を使用した場
合には本方法の生成物すなわちポリイソシアネー
ト生成物から該助剤が確実かつ容易に分離でき
る。ただし、使用された助剤が本発明方法の生成
物の使用分野において該生成物の有用性を損わな
いものである場合には、上記の限定条件は不要で
あり、かつ分離工程が省略できる。
熱分解すべきカルバメートへの前記助剤の添加
は、任意の添加方法により行うことができる。こ
の助剤の溶液が使用される場合には、使用溶媒中
に添加するかまたは別個に設けられたメータリン
グ装置を用いて添加するのが有利である。塩化水
素または他の低沸点助剤を使用する場合には、こ
れを、キヤリヤーガスとしての機能を有する不活
性ガスと混合して、または混合せずにガス体の形
で反応混合物中に導入するのが有利である。
特に、反応条件下に液状であるカルバメートを
使用する場合等には、本発明方法は溶媒の不存在
下に実施できる。しかしながら、適当な溶媒を使
用するのが一般に好ましい。適当な溶媒の例に
は、操作条件下で液状であり、分解すべきカルバ
メートに対して充分な溶解能を有し、かつ該カル
バメートおよび分解生成物に対して不活性な化合
物があげられる。常圧下に少なくとも150℃の沸
点を有する溶媒が特に適当である。適当な溶媒の
具体的な例には次のものがあげられる:非置換ま
たは置換芳香族炭化水素、たとえばo―ジクロロ
ベンゼン、ドデシル―ベンゼン、ビフエニル、タ
ーフエニル、4―クロロビフエニル、ジフエニル
―エーテル、ビフエニル―フエニルエーテル、フ
エナントレン、メチルナフタリン、クロロナフタ
リン、ジクロロナフタリン、ベンジルナフタリ
ン、ペントキシナフタリン、ジベンジルトルエ
ン、ジベンジルエーテル;非置換または置換脂肪
族炭化水素たとえばドデカン、オクタデカン、ヘ
キサデカン、1―クロロオクタデカン、セチルク
ロライド、ステアリルクロライド;有機または無
機酸エステル、たとえばジブチルフタレート、ジ
オクチルフタレート、安息香酸ベンジルエステ
ル、燐酸トリフエニルエステル;スルホンたとえ
ばジフエニルスルホン、フエニルトリルスルホ
ン、ナフチルフエニルスルホン、テトラメチレン
スルホン。
特に、ポリイソシアネート生成物が留出物また
はサンプ生成物のいずれの形で得られるものであ
るかということ等に左右されて、本発明方法は任
意の適当な態様で実施できる。換言すれば本発明
方法は種々の態様で実施できるものである。
難揮発性ポリイソシアネートの製造の場合に
は、分解すべき原料カルバメートを、前記の本発
明の必須助剤と共に、かつまた任意的に他の添加
剤も一緒にして、適当な反応器の中で既述の1種
またはそれ以上の溶媒中に入れて1―50重量%溶
液、好ましくは1―20重量%溶液、特に好ましく
は5―10重量%溶液の形にし、この溶液を0.001
―20バール、好ましくは0.01―1.5バールの圧力
のもとで150―350℃、好ましくは180―280℃の温
度に加熱するのが一般に有利である。この方法に
おいては、還流冷却器を備えた反応器を使用し、
かつ上記の温度・圧力条件下に沸騰する溶媒を選
択して使用するのが好ましい。この方法の実施中
に生じた溶媒の蒸気は還流冷却器内で凝縮し、液
体となつて反応器に戻る。熱分解反応により生じ
たアルコールは、キヤリヤーガス(任意的に使用
されるもの)の使用時には一般にそれと同時に蒸
気の形で還流冷却器内をそのまま通過し、すなわ
ち反応器から去る。導入されたカルバメートの分
解反応が終了するや否やすぐにストリツピング蒸
留等の公知方法により溶媒を除去することによ
り、ポリイソシアネートがサンプ生成物として得
られる。この回分操作(断続的操作)の場合に
は、簡単なボイラーが反応器として使用できる。
本発明に従つて難揮発性ポリイソシアネートを
連続的に製造する場合における好適操作方法につ
いて説明する。カルバメートおよび前記助剤なら
びに任意的に他の添加剤を含む前記溶液を、前記
の範囲内の圧力のもとで前記範囲内の分解温度に
加熱された反応器に連続的に送給し、たとえば還
流冷却器を使用して、生じたアルコールはベツド
を経由して除去し、溶媒の蒸気は任意的にキヤリ
ヤーガスの存在下または不存在下に凝縮させ、前
記の分解反応器に残留した生成物の溶液に、適当
な方法で仕上げ操作を行う。この仕上げ操作もま
た連続的に行うのが好ましく、しかしてこの操作
は蒸留、薄層蒸発または抽出の如き任意の適当な
公知方法により実施できる。
前記分解反応器は、そこに供給された原料液が
充分長い時間にわたつてそこに滞留してカルバメ
ートの熱分解が確実に完全に行われるような構造
を有するものでなければならない。この条件に合
う反応器の例には、カスケード状に配置されたボ
イラーからなるものがあげられる。
前記の使用量で使用される本発明の必須助剤
は、一般に前記のカルバメートの溶液と一緒に反
応器に導入できる。しかしながら、この助剤を任
意的に或溶媒で希釈した後に、その全部または一
部を、適当なメータリング装置を経て反応混合物
中に導入することもできる。また、カルバメート
の分解反応がほとんど完了したときに該助剤の一
部を添加すること、もしくはこれを仕上げ操作の
直前に添加することも有利である。
本発明方法においては、回分操作と連続的操作
との両方の場合においてカルバメートの熱分解反
応は既述の範囲の圧力のもとで起るけれども、こ
の反応は常圧下で行うのが特に好ましい。一方、
ポリイソシアネート生成物の溶液の仕上げ操作
は、該ポリイソシアネートにかかる熱ストレスを
できるだけ少なくするために真空下で行い、たと
えば1―50ミリバールの非常に低い圧力のもとで
行うのが好ましい。
易蒸留性(すなわち易揮発性)ポリイソシアネ
ートを製造する場合にも、前記の難揮発性ポリイ
ソシアネートの製法と類似の製法を用いることが
できる。しかしながら易蒸留性ポリイソシアネー
トは、分解反応工程の完了時まで反応媒質中に残
留させずに、これが分解反応により生じた直後に
アルコールと一緒に留去させ、次いでこれを蒸気
相のアルコールから分離するのが好ましい。
蒸留性ポリイソシアネートの製造のための特に
適当な製法は、次の製法であることが見出され
た。本発明の必須助剤と既に混合されているかま
たは混合されていない原料カルバメート(すなわ
ち分解すべきカルバメート)を溶液またはメルト
の形で分解反応器内に連続的に供給する。この分
解反応器には既に前記の種類の適当な不活性溶媒
が入れてあり、かつ該反応器は前記範囲内の分解
温度に加熱されている。圧力を適当な値に調節す
ることにより、分解生成物であるポリイソシアネ
ートおよびアルコールを反応混合物から連続的に
除去し、適当な凝縮装置において該ポリイソシア
ネートを選択的に凝縮させる。上記の目的のため
に使用される反応器は、たとえば単純型ボイラー
と、その上に配置された2基の還流冷却器とを有
し、これらの冷却器は直列に結合され、かつ互い
に相異なる温度に調節され、両方の冷却器共、よ
り易揮発性の分解生成物(沸点の一層低い分解生
成物)はそのまま通過でき、上部還流冷却器は前
記ポリイソシアネートの沸点と前記アルコールの
沸点との間の温度に保たれるように構成されたも
のであつてよい。下部還流冷却器のヘツドを通過
したガス状生成物(混合物)は上部還流冷却器に
おいてその一部が凝縮し、これによつて、より沸
点の高い分解生成物と少量の溶媒(任意成分)ま
たは少量のウレタン基含有物質との混合物が凝縮
物として回収され、一方、より沸点の低い分解生
成物はガス体の形で、上部還流冷却器のヘツドを
そのまま通過する。
一般に分解反応器上に直接に配置された下部還
流冷却器は、反応媒質の温度よりも低い温度に保
つべきであつて、これによつて、“任意的に沸騰
した不活性溶媒(すなわち気化した溶媒)、”また
は“生成物流に任意的にエントレインされた不活
性溶媒”、および“当該ガス相中に入つた原料カ
ルバメートおよびその一部分解生成物”をそこで
できるだけ完全に凝縮させて反応器に戻すように
すべきである。
前記一般式中のR2が低沸点アルコールのR2
同種の基であるようなカルバメートは本発明方法
のために好ましいものであるが、このカルバメー
トに熱分解反応を行つた場合には、より沸点の高
いイソシアネート生成物は主として前記の上部還
流冷却器内で凝縮し、一方、より沸点の低いアル
コール生成物はガス状のヘツド生成物として得ら
れ、そして該アルコールは、充分に低い温度に冷
却されたビーカー等の容器内に集めることができ
る。
本発明方法に適した還流冷却器として、水、熱
担持油(heat carrying oil)または空気等の液
状またはガス状冷却媒質を用いて操作される熱交
換器が一般に使用できる。
この分解反応の実施中に生成物を分解反応器か
ら、できるだけ速やかにかつ効果的に除去するた
めに、かつまた、還流冷却器系の中でポリイソシ
アネートとアルコールが再び化合するのを防止す
るために、反応混合物の中を不活性ガスまたは不
活性液体を通過させるのが好ましい。ただしこの
不活性ガスや不活性液体は、標準状態のもとで低
温で沸騰し、かつ前記分解生成物から何等の困難
もなく分離できるものでなければならない。
所定の圧力・温度条件のもとで頂度沸騰する溶
媒を、反応媒質として使用するのが一般に好まし
い。
前記の蒸留性イソシアネートの製法は、低圧下
または高圧下に実施でき、すなわち0.001―20バ
ールの範囲内の圧力のもとで実施できる。しかし
ながら、この熱分解方法は0.005―0.5バールの低
圧のもとで実施するのが好ましい。なぜならばこ
れによつて、分解生成物の再化合を抑制できるか
らである。
主としてイソシアネートを含む粗製凝縮物から
の純粋なイソシアネートの回収は、当業界で公知
の方法に従つて行うことができるが、別個の塔内
で分留を行うのが好ましい。この蒸留塔のサンプ
は前記の分解反応器内の主要温度よりも低い温度
に保つのが有利であり、これによつて、該蒸留塔
のサンプに存在するカルバメートの熱分解が防止
できる(この場合に該熱分解が起ると、該塔の効
率が低下し、かつ留出物の純度が低下する)。
前記の塔内での蒸留による分離は、一般に40―
200℃好ましくは80―160℃のサンプ温度において
0.001―1.3バール好ましくは0.005―1.1バールの
圧力のもとで行うことができる。
蒸留によるイソシアネートR1(NCO)oの精製の
ときに生ずる蒸留残留物は、実質的にカルバメー
トと溶媒とからなり、ただし任意的に残留量(す
なわち少量)のポリイソシアネートを含むことも
ある。これは分解反応器に再循環させ、そこで再
び熱分解操作を行うことができる。もし所望なら
ば、主としてアルコールR2OHを含む粗製凝縮物
からアルコールR2OHが分離でき、これによつて
該アルコールが純粋な形で得られる。このとき生
じた蒸留残留物は実質的にカルバメートおよび溶
媒からなり、かつ、場合によつては残留量のアル
コールを含むこともあるものであるが、この蒸留
残留物は分解反応器に再循環させて再び熱分解反
応を行うことができる。前記の蒸留性ポリイソシ
アネートの製造の際に難揮発性副生成物が少量生
じてこれが反応媒質中に残存した場合には、これ
は種々の方法で反応混合物から分離できる。この
副生成物を分離するための1つの方法について説
明する。反応時間が或程度経過した後に、反応混
合物中の副生成物の濃度が極端に高い値になつた
場合には新鮮なカルバメートの供給を中断し、さ
らに蒸留を続けることにより反応混合物中の揮発
性成分を分解反応器からできるだけ完全に除去
し、次いで非揮発性副生成物を含む溶媒を排出
し、該溶媒の代りに新鮮な溶媒(または回収され
た溶媒)を供給する。この新鮮な溶媒は任意的
に、所望の熱分解温度に予熱しておいてもよく、
かつ該溶媒は本発明に従つた既述の添加剤を既に
含んでいるものであつてもよい。
もし必要ならば、あるいはもし所望ならば、残
留物を反応混合物から連続的に取出すことも可能
である。これは次の如くして実施でき、すなわち
分解反応器から反応液を連続的に除去し、それと
同時に、上記除去量に相当する新鮮な溶媒(また
は回収された溶媒)を導入するのである。この溶
媒は所望の熱分解温度に既に加熱してあるもので
あつてもよく、かつまた、本発明に従つた前記添
加剤を既に含有するものであつてもよい。
前記の如くして取出された溶媒には公知方法に
従つて仕上げた操作を行うことができ、たとえば
ストリツピング蒸留を行うことができる。この方
法では、蒸留操作を分解反応器内の主要温度より
も上の温度において実施するのが有利である。な
ぜならばこれによつて、前記溶媒と一緒に取出さ
れた残存量のカルバミン酸エステルが該蒸留塔内
のサンプに残留する危険が少なくなるからであ
る。この蒸留により回収された溶媒は、任意的に
ポリイソシアネートおよび/またはカルバメート
の同時留出物と一緒に、分解反応器に再循環さ
せ、再び反応媒質として使用することができる。
既述の如く本発明の必須助剤は、メータリング
操作により反応器に導入されるべきカルバメート
に添加すること、および/または該助剤を溶媒と
一緒に反応器に供給すること、および/または別
個のメータリング装置を用いて該助剤をメータリ
ング操作により反応混合物中に導入することが可
能である。本発明の必須助剤の種類および使用量
は、分解すべきカルバメートの種類、および特に
その中に任意的に存在することがあり得る不純物
の種類や存在量に応じて適宜選択するのがよい。
これは、適性を判定するための簡単な予備実験に
より容易に決定できる。
本発明の必須助剤を同時に使用して本発明方法
を実施した場合には、カルバメートの熱分解反応
により生ずるポリイソシアネートの収率が非常に
よく、一方、蒸留残留物の形で生ずる不所望の副
生成物の生成量は非常に少ないという大きい利益
が得られる。
本発明方法は一般に、種々の種類の添加剤、特
に独国特許出願公開第2635490号公報や米国特許
第3919279号明細書等に記載されたそれ自体公知
の分解反応用触媒を同時に用いて実施することも
可能である。この触媒の使用量は一般に0.001―
5重量%、好ましくは0.1―1重量%である(分
解反応器内に導入された物質の重量基準)。分解
生成物の沸点よりも高い沸点を有するが、反応媒
質として使用された不活性溶媒と共に任意的に蒸
留でき、これによつて回収できて再び使用できる
ものであるべきであるという条件をみたす公知触
媒を用いるのが好ましい。
非蒸留性ポリイソシアネートを製造する場合に
は、任意的に前記溶媒と共に該ポリイソシアネー
トから蒸留操作により容易かつ完全に分離できる
ような触媒を使用するのが有利である(この蒸留
のときに、該ポリイソシアネートは蒸留サンプ内
に残留する)。
以下に記載の実施例において、“%”は“重量
%”を意味する。
実施例1―9は本発明の必須助剤の存在下に蒸
留性ポリイソシアネートを連続的に製造する方法
に関するものであり、一方、各実施例の次に記載
された比較例(a)は、本発明の必須助剤を使用せず
に行つた比較実験に関するものである。実施例10
―13は、本発明に従つて難揮発性ポリイソシアネ
ートを製造する方法に関するものであり、一方、
この場合においても各実施例の次の比較例(a)は比
較実験に関するものである。
実施例 1 イソフタル酸ジクロライドが0.5重量%添加し
てある溶融状態の2,4―ビス―(エトキシカル
ボニルアミノ)―トルエンを約90g/hの滴下速
度で、ナフチルフエニルスルホン500gが入つて
いる2容量の四首フラスコ内に滴下した。この
フラスコは効果的な撹拌機と、溶媒排出装置と、
2個の加熱可能滴下漏斗と、2つの温度調節可能
還流冷却器からなるガス状分解生成物分離装置と
を備えたものであつた。この滴下は、反応媒質と
して働く前記ナフチルフエニルスルホンを250℃
に加熱した後に行つた。
この分解反応装置内の圧力は、250℃に加熱さ
れた前記反応媒質が烈しく沸騰するような値に調
節した。この場合の圧力値は7.5ミリバールであ
つた。前記の沸騰せる溶媒は、熱担持油により
130℃の温度に調節された第1(下部)還流冷却器
内で凝縮して反応器内に戻り、ガス状生成物(混
合物)は上記第1(下部)還流冷却器をそのまま
通過した後に、水で20℃の温度に調節された第2
(上部)還流冷却器の中でその1部が凝縮し、す
なわちここで、主として2,4―トルイレンジイ
ソシアネートを含有する生成物が凝縮物として得
られた。これは、上記の2つの還流冷却器の間に
ある出口から出てビーカーに集められた。
第2(上部)還流冷却器のヘツドから出たガス
状混合物は実質的にエタノールからなるものであ
つたが、これは−60℃に冷却されたビーカーに集
められた。
10時間後にカルバメートの供給を停止してそれ
以後に生成物が第2(上部)還流冷却器内で凝集
しないようにし、前記溶媒を除去してその代りに
新鮮な溶媒を導入した。この新鮮な溶媒は、前記
分解温度に予熱されていたものであつた。次いで
カルバメートの分解反応をさらに10時間続けた。
この方法によりカルバメートを全部で1840g分
解した後に、主として2,4―トルイレンジイソ
シアネートからなる粗製凝縮物を充填塔において
蒸留した。純粋な2,4―トルイレンジイソシア
ネートが940g得られた〔収率∧=78%(理論値基
準)〕。主としてエタノールを含有するビーカー内
捕集物の蒸留により、純粋なエタノールが516g
得られた〔収率∧=81%(理論値基準)〕。
蒸留サンプ(すなわちサンプ生成物)は主とし
て未変化原料(すなわち前記カルバメート)から
なるか、またはそれからエタノール1モルが離脱
して生じたモノイソシアナトモノカルバメートか
らなるものであつたが、これは再び前記の方法に
従つて前記熱分解反応に使用した。今回の分解反
応により得られた粗製凝縮物を蒸留することによ
り、2,4―トルイレンジイソシアネートからさ
らに150g得られ、かつエタノールがさらに86g
得られた。そして蒸留サンプには未変化原料(原
料カルバメート)が52g存在し、モノイソシアナ
トモノカルバメートが46g存在していた。
溶媒回収のために、使用済のナフチルフエニル
スルホン残留物として残つた暗褐色固体に250℃、
5ミリバールにおいて塔を使用せずに蒸留操作を
行つた。暗褐色固体105gが残留物として残つた。
かくして回収された溶媒は、ナフチルフエニルス
ルホン99.3%およびモノイソシアナトモノカルバ
メート0.5重量%を含有するものであつた。
前記反応完了時に存在していた原料カルバメー
ト、すなわち未反応カルバメートまたは再化合に
より生じたカルバメートの全量は52gであり、該
カルバメートからアルコール1モルの離脱により
生じたモノイソシアナモノカルバメートの量は53
gであつた。この熱分解方法の実施中に生じた
2,4―トルイレンジイソシアネートの全量は
1090g〔収率∧=91%(理論値基準)〕であり、そ
してこれに基いて算出された該ジイソシアネート
生成に対する選択率は96.7モル%であつた。一
方、エタノール生成に対する選択率の算出値は
100モル%であつた。
この熱分解反応の実施中に生じた非蒸留性残留
物の全量は109gであつた。この値は、前記ジイ
ソシアネートの生成量を基準にしてその10重量%
に相当する。
比較例 1(a) イソフタル酸ジクロライドを添加しなかつたこ
とを除いて、実施例1記載の操作を繰返した。
結 果 TDI生成に対する選択率 92.1モル% エタノール生成に対する選択率 100モル% 残留物(TDI生成量基準) 30重量% 実施例 2 例1記載の方法と同様な方法に従つて2,4―
ビス―(エトキシカルボニルアミノ)―トルエン
1500gをTDIとエタノールとに分解した。溶媒に
0.5重量%(該溶媒基準)添加されたジフエニル
―錫―ジクロライドを、助剤として使用した。分
解反応器内の温度は200℃、圧力は5ミリバール
であつた。ジベンジルトルエンを溶媒として使用
した。
結 果 TDI生成に対する選択率 98.5モル% エタノール生成に対する選択率 99.4モル% 残留物(TDI生成量基準) 1.5重量% 比較例 2(a) ジフエニル―錫―ジクロライドの代りに錫―
()―ジオクトエート0.5重量%を触媒として使
用したことを除いて、実施例2記載の操作を繰返
した。
結 果 TDI生成に対する選択率 86.5モル% エタノール生成に対する選択率 100モル% 残留物(TDI生成量基準) 32重量% 実施例 3 実施例1記載の方法に従つて2,4―(エトキ
シ―カルボニルアミノ)―トルエンをTDIとエタ
ノールとに分解した。前記カルバメートに0.5重
量%(該カルバメート基準)添加されたイソフタ
ル酸ジクロライドを、助剤として使用した。さら
に、溶媒に錫―()―ジオクトエートを0.5重
量%(該溶媒基準)添加した。実施例2の場合と
同様に、ジベンジルトルエンを溶媒として使用し
た。実施例2の場合と同様に、分応反応器内の温
度は200℃であり、圧力は5ミリバールであつた。
結 果 TDI生成に対する選択率 97.2モル% エタノール生成に対する選択率 100モル% 残留物(TDI生成量基準) 12重量% 実施例 4 実施例1記載の方法に従つて操作を行つた。
2,4―ビス―(エトキシカルボニルアミノ)―
トルエン80%と2,6―ビス―(エトキシカルボ
ニルアミノ)―トルエン20%との混合物を原料カ
ルバメートとして使用した。
溶媒に0.5重量%(該溶媒基準)添加されたク
ロロ―錫―(2―エチルヘキサノエート)を、本
発明に従つて助剤として使用した。ジベンゾイル
トルエンを溶媒として使用した。分解反応器内の
温度は200℃、圧力は5ミリバールであつた。
結 果 TDI生成に対する選択率 97.3モル% エタノール生成に対する選択率 99.2モル% 残留物(TDI生成量基準) 3.1重量% 実施例 5 2,4―ビス―(エトキシ―カルボニルアミ
ノ)―トルエン65%と2,6―ビス―(エトキシ
―カルボニルアミノ)―トルエン35%との混合物
を使用し、かつ実施例4記載の助剤を0.3重量%
(溶媒基準)使用したことを除いて、実施例4記
載の操作を繰返した。
結 果 TDI生成に対する選択率 99.7モル% エタノール生成に対する選択率 100モル% 残留物(TDI生成量基準) 1.5重量% 実施例 6 実施例4記載のカルバメートを含み、かつトル
イレンジアミン1重量%(該カルバメート基準)
で汚染された混合物を用いて、実施例4記載の操
作を繰返した。溶媒に実施例4記載の助剤を1.5
重量%(該溶媒基準)混合した。さらに、この分
解反応操作実施中に反応器にイソフタル酸ジクロ
ライドの10重量%溶液(溶媒はジベンジルトルエ
ン)を連続的に滴下し、これによつてイソフタル
酸ジクロライドを全部で0.75重量%(前記カルバ
メート基準)使用した。
結 果 TDI生成に対する選択率 96.1モル% エタノール生成に対する選択率 99.3モル% 残留物(TDI生成量基準) 10重量% 実施例 7 実施例1の場合と同様な操作を行つたが、今回
は原料カルバメートとして1,6―ビス―(エト
キシカルボニルアミノ)―ヘキサンを使用した。
ジフエニル―錫―ジクロライドを1重量%添加し
たジベンジルトルエンを溶媒として使用した。さ
らに、前記カルバメートにトルエンスルホン酸メ
チルエステルを0.2重量%(該カルバメート基準)
添加した。反応器内の温度は200℃、圧力は5ミ
リバールであつた。
結 果 ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)生成
に対する選択率 93.6モル% エタノール生成に対する選択率 100モル% 残留物(HDI生成量基準) 23重量% 実施例 8 実施例1記載の方法に従つて操作を行つたが、
今回は原料カルバメートとして1―(エトキシカ
ルボニルアミノ)―3,3,5―トリメチル―5
―(エトキシカルボニルアミノ―メチル)―シク
ロヘキサンを使用した。このカルバメートにトル
エンスルホン酸メチルエステルを0.05重量%添加
した。ジフエニル―錫―ジクロライドが1重量%
(溶媒基準)添加されているジベンジルトルエン
を溶媒として使用した。反応温度は200℃、圧力
は5ミリバールであつた。
結 果 イソホロンジイソシアネート(IPDI)生成に対
する選択率 98.0モル% エタノール生成に対する選択率 100モル% 残留物(IPDI生成量基準) 3.9重量% 実施例 9 下記の点を除いて実施例8記載の操作を繰返し
た。すなわち、今回はイソホロンジアミン1重量
%で汚染された原料カルバメートを使用した。分
解すべき原料カルバメートにトルエンスルホン酸
メチルエステルを添加せず、このトルエンスルホ
ン酸メチルエステルは別個の10%溶液(溶媒はジ
ベンジルトルエン)の形で分解反応器に滴下し
た。このトルエンスルホン酸メチルエステルの全
滴下量は0.6重量%(原料カルバメート基準)で
あつた。
結 果 IPDI生成に対する選択率 95.8モル% エタノール生成に対する選択率 99.5モル% 残留物(IPDI生成量基準) 12.6重量% 実施例 10 4,4′―ビス―(エトキシカルボニルアミノ)
―ジフエニルメタン75gの溶液(溶媒はジフエニ
ルエーテル1425g)にテレフタル酸ジクロライド
0.5gを添加し、烈しく撹拌しながら常圧下に250
℃に加熱した。この分解反応操作の実施中は、沸
騰せる反応混合物の中を乾燥窒素を5―10/h
の割合で通過させ、生じたアルコールは、温度を
230℃に調節された塔において分離して、冷却さ
れたビーカ内に集めた。サンプルを半時間毎に採
取し、NCO滴定操作によりイソシアネート変換
率を測定した。
5時間後に反応液のNCO含有量が最高値にな
つたが、その値は1.23%であつた。この値は選択
率98.9モル%に相当する。
比較例 10(a) テレフタル酸ジクロライドを使用しなかつたこ
とを除いて実施例10記載の操作を繰返した。
結 果 4時間後におけるジイソシアネート生成に対する
選択率 91モル% 実施例 11 実施例10記載の方法に従つて操作を行つたが、
今回は、エトキシカルボニルアミノベンゼンとホ
ルムアルデヒドとの縮合反応により得られる型
の、3核以上の多核カルバメートを45重量%含有
するジフエニルメタン系のポリカルバメートおよ
びジカルバメートの混合物を使用した。本発明の
必須助剤として、イソフタル酸ジクロライドを
1.3重量%(原料カルバメート基準)使用した。
結 果 4.5時間後におけるポリイソシアネート生成に対
する選択率 100モル% 実施例 12 実施例10記載の方法を繰返したが、今回は、
4,4′―ジアミノジフエニルメタン1.3重量%
(原料カルバメート基準)で汚染された原料カル
バメートを使用した。本発明の必須助剤として、
イソフタル酸ジクロライドを1.33重量%(原料カ
ルバメート基準)使用した。
結 果 3時間後におけるジイソシアネート生成に対する
選択率 96モル% 比較例 12(a) 本発明必須助剤を使用せずに実施例12記載の操
作を繰返した。
結 果 3時間後におけるジイソシアネート生成に対する
選択率 77モル% 実施例 13 エトキシカルボニルアミノベンゼンとホルムア
ルデヒドとの縮合反応により得られるような型
の、核の数が2よりも多い多核カルバメートの含
有量が30重量%であるジフエニルメタン系のカル
バメート混合物の5%溶液(溶媒はジフエニルエ
ーテル)を、ボイラーカスケードの形状を有する
分解反応器に1.0/hの割合で導入した。この
分解反応器内の個々のボイラーは、横方向に配置
されたオーバーフロー装置を介して相互に結合し
てあり、かつ該ボイラーは250℃に加熱してあり、
同時に、個々のボイラ内を乾燥窒素流を約7.5
/hの割合で通過させた。
生じたアルコールを沸騰状態の反応混合物から
前記窒素流と共に除去し、230℃の温度に調節さ
れた塔内を経て受器(冷却されたもの)に集め、
そこで凝縮させた。上記の塔は、反応器である前
記ボイラーのすぐ上に配置されたものであつた。
本発明の必須助剤としてイソフタル酸ジクロラ
イドを使用し、すなわちこれを反応混合物に、第
1ボイラーおよび第3ボイラーのそれぞれの入口
において1.0重量%(原料カルバメート基準)添
加した。7時間後にこの連続分解反応プロセスが
平衡状態になつた。第5ボイラを出た生成物含有
溶液のNCO―含有量は、この時点および其後の
5時間にわたつて1.18重量%であつた。この値か
ら算出された選択率(すなわち、ポリイソシアネ
ート生成に対する選択率)は99.5モル%であつ
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 R1(NH−CO−O−R2)n 〔上記および下記の式においてR1は、炭素原
    子数2―18個の脂肪族炭化水素基、全炭素原子数
    3―18個の環式脂肪族炭化水素基(任意的にアル
    キル化されていてもよい)、炭素原子数7―18個
    の芳香脂肪族炭化水素基、または全炭素原子数6
    ―27個の芳香族炭化水素基(任意的にアルキル化
    されていてもよい)を表わし、 R2は、常圧下における当該ポリイソシアネー
    トの沸点よりも少なくとも10℃低いかまたは高い
    沸点を有する脂肪族、環式脂肪族または芳香脂肪
    族第1または第2アルコールからヒドロキシル基
    を取除くことにより得られる型式の残基を表わし
    (ただし、分解すべきカルバメートの同一分子中
    に、上記の定義に合う種々のR2基が存在しても
    よい)、 nは2、または2よりも大きい整数を表わす〕 を有するカルバメート、または該カルバメートの
    混合物を、不活性溶媒の存在下または不存在下
    に、かつ触媒の存在下または不存在下に150―350
    ℃の温度において0.001―20バールの圧力のもと
    で熱分解させ、これによつて分解生成物として生
    じたポリイソシアネートおよびアルコールを其後
    に分離することにより、一般式 R1(NCO)n のポリイソシアネートまたは該ポリイソシアネー
    トの混合物を製造する方法において、塩化水素、
    有機酸クロライド、アルキル化作用を有する物質
    および有機錫―()―クロライドからなる群か
    ら選択された助剤の存在下に前記熱分解を行うこ
    とを特徴とする方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
    特許請求の範囲第1項記載の一般式を有するカル
    バメートを使用し、ただし該一般式中のR1が炭
    素原子6―10個の飽和脂肪族炭化水素基、炭素原
    子6―15個の飽和環式脂肪族炭化水素基、キシリ
    ル基または全炭素原子数6―15個の芳香族炭化水
    素基(任意的に、置換基としてメチル基を有して
    いてもよい)であり、 R2が炭素原子1―4個の第1または第2飽和
    脂肪族炭化水素基であり、 nは2であることを特徴とする方法。 3 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
    特許請求の範囲第1項記載の一般式を有するカル
    バメートを使用し、ただし該一般式中のR1がヘ
    キサメチレンジイソシアネート、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、2,4―ジイソシアナ
    ト―トルエン、2,6―ジイソシアナト―トルエ
    ン、2,4′―ジイソシアナトジフエニルメタン、
    4,4′―ジイソシアナトジフエニルメタン、およ
    び、最後に述べた2種の化合物のいずれかから導
    かれる炭素原子数13―27個(イソシアネート基の
    炭素原子を除外した炭素原子数)の高級同族体か
    らなる群から選択されたイソシアネート化合物か
    らイソシアネート基を除去することにより得られ
    る型の炭化水素基であり、 R2が炭素原子1―4個の第1または第2飽和
    脂肪族炭化水素基であることを特徴とする方法。 4 特許請求の範囲第1項―第3項のいずれかに
    記載の方法において、助剤の使用量が0.001―5
    重量%(反応混合物全量基準)であることを特徴
    とする方法。
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