JPS6033422B2 - 炭酸エステルの製造法 - Google Patents

炭酸エステルの製造法

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JPS6033422B2
JPS6033422B2 JP56170986A JP17098681A JPS6033422B2 JP S6033422 B2 JPS6033422 B2 JP S6033422B2 JP 56170986 A JP56170986 A JP 56170986A JP 17098681 A JP17098681 A JP 17098681A JP S6033422 B2 JPS6033422 B2 JP S6033422B2
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urea
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幹男 米岡
和夫 高田
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭酸ェステルの製造法に関し、さらに詳細には
ぎ駿ェステルとN−置換尿素とを反応させることにより
、炭酸ェステルを製造する方法に関するものである。
炭酸ェステルは、ポリカーボネートの原料であることか
らポリカーボネートがすぐれたプラスチックとして近時
着目されるに伴ってその重要性が認識されている。
ところで、炭酸ェステルの従来の製法としては、アルコ
ールとホスゲンとを反応させる方法、貴金属を触媒とし
てアルコールと一酸化炭素とを反応させる方法およびア
ルコールとメチルクロロホーメートとを反応させる方法
などが知られている。
しかし、これらの方法では原料物質が猛毒であったり、
あるいは高価な触媒を用いなければならないなどの理由
により工業的には満足すべきものとはいえない。また、
本発明者らは発明にか)わる椿開昭55一15154び
烏公報によると、この発明は、銅、亜鉛、鉄、コバルト
およびニッケルなどの重金属のそれぞれの酢酸塩、ハロ
ゲンイG物、硝酸塩などを触媒として用いることにより
、または触媒を用いずに、ぎ酸ェステルと尿素とを反応
させてカルバミン酸とホルムアルドとを製造するとの発
明であるが、この方法では炭酸ェステルは全く得られな
かつた。
本発明者らは、毒性が低く取扱が容易な原料を使用し、
かつ比較的安価な触媒を使用して、工業的に有利にかつ
容易に炭酸ェステルを得る方法を見出すべく研究を重ね
る一方、ぎ酸ェステルとN−置換尿素との反応について
の検討とをさらに推進している間に、おどろくべきこと
にはこの反応において特定な触媒を使用したときに炭酸
ェステルが生成するという新しい知見を得、この新知見
に基づき本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は周期律表la、lb、oa、obも
しくは血族の元素の化合物または窒素含有有機化合物も
しくはりん含有化合物の存在下でぎ酸ェステルとN−置
換尿素とを反応させることを特徴とする炭酸ェステルの
製造法である。
本発明において使用されるぎ酸ェステルには特に制限は
ないが、実用上通常は一般式‘11HCOORで示され
るぎ酸ェステルが使用される。
なお、この一般式{1}において、Rはアルキル基をあ
らわし、たとえば、メチル、エチル、ブロピル、イソプ
ロピル、ブチル、イソブチル、ターシヤリブチル、アミ
ル、ヘキシルおよびオクチルなどの炭素数1〜8のアル
キル基である。これらのぎ酸ェステルのうちぎ酸メチル
またはぎ酸エチルが実用上好ましい。本発明に使用され
るN−置換尿素には特に制限はないが、実用上、通常な
一般式‘21であらわされるN−置換尿素が使用される
なお、この一般式■において、RI〜R4は炭化水素基
、または水素原子である。なお、RI〜R4は互に同一
であってもよいし異なってもよい。炭素水素基としては
、たとえばアルキル基またはアリ−ル基である。アルキ
ル基は通常は炭素数1〜4のアルキル基であるが、実用
上、メチル基およびエチル基などがそれぞれ好ましい。
また、アリール基はフェニル基およびトリル基などであ
るが、実用上フェニル基が好ましい。なお、RI〜R4
がすべて水素原子である場合、すなわち尿素は除外され
る。また、同一分子内にアルキル基とアリール基とを同
時に含むことはない。N−置換尿素の例としては、モノ
ァルキル尿素、モノアリール尿素、N・N−ジアルキル
尿素、N・N−ジアリール尿素、N・N′−ジアルキル
尿素、N・N′ージアリール尿素「N・N・N′ートリ
アルキル尿素、N・N・N′ートリアリール尿素、N・
N・N′・N」テトラアルキル尿素およびN・N・N′
・N′−テトラアリール尿素などがあげられる。
反応生成物の複雑さを少なくすることができるので、対
象型N−置換尿素が好ましい。好適なN−置換尿素の例
としては、N・N′ージメチル尿素のようなN・N′ー
ジアルキル尿素およびN・N′ージフェニル尿素のよう
なN・N′−ジァリ−ル尿素などの対称型の二置換尿素
を挙げることができる。本発明の方法ではN‐置換尿素
とぎ酸ェステルとのモル比(N−置換尿素:ぎ酸ェステ
ル)は1:1以上であり、実用上演常は1:1〜30で
あり、好ましくは1:2〜10である。
本発明での反応温度は50〜500℃でよい。
反応温度が5び0よりも低くなると反応速度が遅くなり
また反応温度が5ぴ○よりも高いと重合、分解などの副
反応が併発する危険性が増大する。好ましい反応温度は
100〜300℃である。本発明での反応は、使用した
N−置換尿素およびぎ酸ェステルの反応温度でのそれぞ
れの蒸気圧下、すなわち自己発生圧下でも行ないうる。
また、ぎ酸ェステルの分解を抑制する目的で反応を一酸
化炭素雰囲気中で行なうことができ、そのためには通常
は反応に先き立ち、反応器内に一酸化炭素をokg/の
○以上充填してから反応させる。なお、一酸化炭素分圧
としてはok9′のG以上、通常は0〜1000k9′
のGの範囲で行ない得るが、実用上、一酸化炭素分圧と
しては0〜500k9′地Gが好ましい。また、窒素な
どの不活性ガス雰囲気下で反応を行なうこともできる。
本発明において、溶媒は必ずしも必要ではないが、たと
えば、アミド、エーテル、ケトンまたはアルコールなど
の溶媒を使用することができる。
代表的な溶媒としては、アミドとしてホルムアミド、N
ーメチルホルムアミドおよびN・N−ジメチルホルムア
ミド、ケトンとしてアセトンおよびメチルエチルケトン
、エーテルとしてジメチルエーテルおよびジエチルヱー
テル、なちびにアルコールとしてメタノールおよびエタ
ノールなどがある。本発明での反応は回分式、半回分式
および流通式のいずれかの方法でも行ないうる。
本発明で使用される触媒は周期律表(たゞし、周期律表
は千谷利三審、繁機化学(新版)上巻、産業図書株式会
社刊に従う)la、lb、oa、ロbもしくは風族の元
素の化合物、または窒素含有有機化合物もし〈はりん含
有有機化合物である。
好ましい元素は、たとえばla族ではナトリウムおよび
カリウム、lb族では銅および銀、oa族ではマグネシ
ウム、カルシウムおよびバリウム、Db族では亜鉛およ
び水銀、ならびに縄族では鉄、コバルト、ニッケルおよ
びパラジウムなどである。またこれらの元素の化合物に
は特に制限はないが、たとえばぎ酸塩、酢酸塩、しゆう
酸塩およびナフテン酸塩などの有機酸塩、硫酸塩、炭酸
塩および硝酸塩などの無機酸塩、ポリアミノカルポン酸
塩およびアセチルアセトン塩のようなキレート化合物、
ハロゲン化物およびアルコラートなどである。窒素含有
有機化合物には特に制限はないが、代表例としてモノメ
チルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、ジメ
チルエチルアミン、トリエチルアミン、トリーnープロ
ピルアミン、トリ−iso−プロピルアミンおよびトリ
−n−ブチルアミンなどのアミン類、アニリン、アルキ
ルアニリン類、ピリジン、ピロリジン、ピベリジン、ピ
リミジン、およびこれらのNーアルキル置換体ならびに
アルキルピリジンなどがある。またりん含有有機化合物
にも特に制限はないが、実用上通常は3価のりんの有機
化合物が使用される。その代表例としてトリメチルホス
フィンおよびトリブチルホスフインなどのトリアルキル
ホスフィン類、トリス(アミノアミル)ホスフィンなど
の置換アルキル基を有するホスフィン類、トリフエニル
ホスフインなどのトリアリールホスフイン類ならびにト
リメチルホスフアイトおよびトリフェニルホスフアィト
類のホスフアイト類などを挙げることができる。これら
の触媒はたとえばクレイ、酸性白土または活性炭などの
通常の担体に担持させて使用することができる。
これらの触媒の使用量はN−置換尿素100の9mol
あたり0.01〜20雌mol(以下特に断らない限り
N−置換尿素100の夕あたりの9molで示す)の範
囲で選ぶことができるが、必要以上の使用は経済的に得
策でなく、また使用量が少ないと充分な反応速度が得ら
れない。使用量は0.02〜140の9molが好まし
く、0.05〜100の9molが特に好ましい。本発
明では炭酸ェステルのほかに、カルバミン酸ェステル類
のおよびホルムアミド類が併産されるが、これらはたと
えば蒸留などの簡便な手段で互に分離することができ、
しかも両者とも利用価値が高いので、何ら顧慮するに当
らない。
すなわち、カルバミン酸ェステル類は医療分野で重用さ
れまたウレタンの原料として多量に使用され、一方、ホ
ルムアミド類はすぐれた溶剤であるばかりでなく化学工
業での中間原料として近年特に注目されている。またホ
ルムアミド類は本発明での反応における溶媒としても使
用する。本発明で得られる炭酸ェステル、カルバミン酸
ェステル類およびホルムアミド類は、原料のぎ酸ェステ
ルおよびN−置換尿素として前記の一般式‘1}および
一般式【2}でそれぞれ示される化合物を使用したとき
には、後記の一般式‘別、一般式{4’およ「ぴ一般式
{51でそれぞれ示される。
すなわち、一般式‘3’RC・C0・CR 一般式■ および ならびに一般式【5’ および なお、これらの一般式‘3}〜【別こおけるRおよびR
I〜R4はそれぞれ前記の一般式{1}および一般式{
2}1こおけると同じである。
本発明において原料物質はいずれも毒性が低く取扱いが
容易な物質であり、かつ触媒は比較的安価であり、しか
も炭酸ェステルが工業的有利にかつ容易に得られ、また
餅産されるカルバミン酸ェステル類のよびホルムアミド
類も利用価値が高く、本発明の工業的価値は極めて高い
つぎに実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例 1〜12内容積100ccのハステロィC製オ
ートクレーフに、N・N′−ジメチル尿素111.22
奴mol、ぎ酸ェステルおよび触媒の所定量をそれぞれ
仕込みふたをしたのち、オートクレープ内の空気を一酸
化炭素または窒素で置換し、あるいは置換後一酸化炭素
または窒素を所定圧まで充填し、所定温度で所定時間反
応させた。
冷却後、オートクレープ内のガスをパージして常圧にも
どしてから反応生成物をとり出しガスクロマトグラフに
より分析した。条件および結果を表1に一括して示した
。表1 実施例 13 内容積100ccのハロテロィC製オートクレーフにN
・N′−ジメチル尿素111.22のomol、ぎ酸メ
チル336.76の9mol、鉄アセチルアセトネート
1.41雌molおよびN・N一ジメチルホルムアミド
80.09雌molを仕込み、ふたをして一酸化炭素の
内部の空気を置換した。
ついで一酸化炭素を56k9/楓Gまで充填し、175
o0で1時間反応させた。冷却後、オートクレープ内の
ガスをパージして常圧にもどしてから反応生成物をとり
出しガスクロマトグラフにより分析した。その結果、N
ーメチルカルバミン酸メチルが85.67のgmol、
炭酸ジメチルが4.77MmolおよびN−メチルホル
ムアミドが96.34の9mol生成された。実施例
14 内容積100ccのハロステロィC製オートクレープに
N・N′−ジフェニル尿素50.66の9mol、ぎ酸
メチル335.48の9mol、酢酸鋼1.2畝9mo
lおよびアセトン160.76の9molを仕込みふた
をして一酸化炭素で内部の空気を置換した。
その後、一酸化炭素を55k9′c瀞Gまで充填、17
500で7時間反応させた。冷却後、オートクレープ内
のガスをパージして常圧にもどしてから反応生成物をと
り出しガスクロマ\グラフにより分析した。その結果、
N−フェニルカルバミン酸メチルが33.26のりmo
l、酸ジメチルが4.04のタmolおよびホルムアニ
リドが41.88の9mol生成された。実施例 15 内容積100ccのハロステロィC製オートクレーブに
N・N−ジメチル尿素111.2の9mol、ぎ酸メチ
ル$6.2&9molおよび酢酸亜鉛5筋momolを
仕込み、ふたをして一酸化炭素で内部の空気を置換した
のち、一酸化炭素を56k9/塊Gまで充填し、175
℃で5時間反応させた。
冷却後、オートクレープ内のガスをパージして常圧にも
どしてから反応生成物をとり出しガスクロマトグラフで
分析した。その結果、ホルムアミドが10.紙の9mo
l、炭酸ジメチルが2.斑雌mol、カルバミン酸メチ
ルが鼠.23のgmolおよびN・N−ジメチルホルム
アミドが57.24momol生成された。実施例 1
6 内容積100ccのハロステロィC製オートクレープに
N・N−ジメチル尿素111.22のgmol、ぎ酸メ
チル335.81の9molおよびトリエチルアミン1
1.76の9molを仕込みふたをして窒素で内部の空
気を置換したのち、窒素を56k9′のGまで充填し1
75午○で5時間反応させた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 周期律表Ia、Ib、IIa、IIbもしくはVIII族の元
    素の化合物または窒素含有有機化合物もしくはりん含有
    有機化合物の存在下で、ぎ酸エステルとN−置換尿素と
    を反応させることを特徴とする炭酸エステルの製造法。
JP56170986A 1981-10-26 1981-10-26 炭酸エステルの製造法 Expired JPS6033422B2 (ja)

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