【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、カルバミン酸エステル類を触媒の存
在下に熱分解してイソシアナート類を製造する方
法に関するものである。
イソシアナート類はポリウレタンやカルバメー
ト系農薬などの原料として工業的に有用な物質で
あり、特にトリレンジイソシアナート(TDI)、
4,4′―ジフエニルメタンジイソシアナート
(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアナート等は
大量に生産されている。これらのイソシアナート
類は通常、対応するアミン類とホスゲンとの反応
によつて製造されているが、猛毒性のホスゲンを
使用すること、および腐食性の塩化水素を大量に
副生することなどから、ホスゲンを用いないで比
較的簡単に、かつ安価にイソシアナート類を製造
する方法が望まれている。この一つの方法とし
て、カルバミン酸エステル類の熱分解による方法
が提案されている。
触媒を用いてカルバミン酸エステル類を熱分解
してイソシアナート類を製造する方法としては、
例えば、塩化第二鉄などのルイス酸の存在下に
400〜600℃という高温の気相中で行なう方法(特
公昭46―17773)、重金属または重金属化合物を用
いる方法(特開昭51―19721)、B,B,
A,A,B,Bおよび族金属の化合物を
溶媒中に溶解させた触媒を用いる方法(特開昭52
―19624)、アルカリ土類金属またはその無機化合
物を用いる方法(特開昭54―88201)などが提案
されている。
しかしながら、これらの方法を用いた場合で
も、高沸点副生物が多い、材質の腐食が著しいな
どの欠点を有している。
そこで、本発明者らは、カルバミン酸エステル
類を熱分解してイソシアナート類を製造する方法
において、生成するイソシアナート類の副反応に
よる高沸点物質の生成を抑え、収率よくイソシア
ナート類を得る方法について鋭意検討した結果、
本発明に到達した。
すなわち、本発明は、希土類元素、アンチモ
ン、ビスマスの単体およびこれらの元素の酸化
物、硫化物および塩から選ばれた単体または化合
物を1種または2種以上を含む触媒の存在下に、
カルバミン酸エステル類を熱分解することを特徴
とするイソシアナートの製造方法である。
本発明において原料として用いられるカルバミ
ン酸エステル類とは、一般式R(NHCOOR′)n
または(R′NHCOO)nRあるいはR
(NHCOSR′)nまたは(R′NHCOS)nRで示さ
れる化合物である。
ここで、Rはn価(nは1〜4の整数)の飽和
または不飽和の脂肪族基および脂環族基、芳香族
基、アラルキル基から選ばれた有機基を表わし、
R′は一価の飽和または不飽和の脂肪族基および
脂環族基、芳香族基、アラルキル基から選ばれた
有機基を表わす。また、これらの有機基はイソシ
アナート基と反応しない他の置換基、例えば、ハ
ロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、
アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、カルバ
モイル基などを含んでいてもよいし、イソシアナ
ート基自身を含んでいてもよい。また、イソシア
ナート基と反応しない二価の官能基、例えば、エ
ーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、カル
ボキシル基、スルホン基等を含んでいてもよい。
このようなカルバミン酸エステル類としては、
例えば、メチルカルバニレート、エチルカルバニ
レート、プロピルカルバニレート、ブチルカルバ
ニレート、シクロヘキシルカルバニレート、フエ
ニルカルバニレート等、式
The present invention relates to a method for producing isocyanates by thermally decomposing carbamate esters in the presence of a catalyst. Isocyanates are industrially useful substances as raw materials for polyurethane and carbamate pesticides, especially tolylene diisocyanate (TDI),
4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate, etc. are produced in large quantities. These isocyanates are usually produced by reacting the corresponding amines with phosgene, but this method is difficult to manufacture due to the use of highly toxic phosgene and the production of large amounts of corrosive hydrogen chloride. There is a need for a method for producing isocyanates relatively easily and inexpensively without using phosgene. As one method for this, a method using thermal decomposition of carbamate esters has been proposed. A method for producing isocyanates by thermally decomposing carbamate esters using a catalyst is as follows:
For example, in the presence of a Lewis acid such as ferric chloride
Method conducted in a gas phase at a high temperature of 400 to 600°C (Japanese Patent Publication No. 46-17773), Method using heavy metals or heavy metal compounds (Japanese Patent Publication No. 51-19721), B, B,
A method using a catalyst in which compounds of A, A, B, B and group metals are dissolved in a solvent (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1989-52
-19624) and a method using alkaline earth metals or their inorganic compounds (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1988-88201). However, even when these methods are used, there are drawbacks such as a large amount of high boiling point by-products and significant corrosion of the material. Therefore, the present inventors have developed a method for producing isocyanates by thermally decomposing carbamate esters, suppressing the production of high-boiling substances due to side reactions of the produced isocyanates, and producing isocyanates with good yield. As a result of careful consideration of how to obtain
We have arrived at the present invention. That is, in the presence of a catalyst containing one or more elements selected from rare earth elements, antimony, bismuth, and oxides, sulfides, and salts of these elements,
This is a method for producing isocyanate, which is characterized by thermally decomposing carbamate esters. The carbamate esters used as raw materials in the present invention have the general formula R(NHCOOR')n
or (R′NHCOO)nR or R
It is a compound represented by (NHCOSR')n or (R'NHCOS)nR. Here, R represents an organic group selected from an n-valent (n is an integer of 1 to 4) saturated or unsaturated aliphatic group, alicyclic group, aromatic group, and aralkyl group,
R' represents an organic group selected from monovalent saturated or unsaturated aliphatic groups, alicyclic groups, aromatic groups, and aralkyl groups. In addition, these organic groups may contain other substituents that do not react with the isocyanate group, such as halogen atoms, nitro groups, cyano groups, alkyl groups,
It may contain an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, a carbamoyl group, etc., or may contain an isocyanate group itself. It may also contain divalent functional groups that do not react with isocyanate groups, such as ether groups, thioether groups, carbonyl groups, carboxyl groups, and sulfone groups. As such carbamate esters,
For example, methyl carbanilate, ethyl carbanilate, propyl carbanilate, butyl carbanilate, cyclohexyl carbanilate, phenyl carbanilate, etc.
【式】(R′は前記のとおり)
で示されるカルバニレート類;o―またはm―ま
たはp―トリルカルバミン酸のメチルエステル、
エチルエステル、フエニルエステル等のトリルカ
ルバミン酸エステル類;o―またはm―またはp
―フエニレンジカルバミン酸のジメチルエステ
ル、ジエチルエステル、ジフエニルエステル等の
フエニレンジカルバミン酸ジエステル類;2,4
―または2,6―トリレンジカルバミン酸のジメ
チルエステル、ジエチルエステル、ジブチルエス
テル、ジフエニルエステル等のトリレンジカルバ
ミン酸ジエステル類;2,2′―または2,4′―ま
たは4,4′―メチレンビスフエニレンジカルバミ
ン酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジ
ブチルエステル、ジフエニルエステル等のメチレ
ンビスフエニレンジカルバミン酸ジエステル類;
式
(R′は前記のとおりで、mは1〜5の整数)
で示されるポリメリツク芳香族カルバミン酸のエ
ステル類;1―または2―ナフチルカルバミン酸
のメチルエステル、エチルエステル、ブチルエス
テル、フエニルエステル等のナフチルカルバミン
酸エステル類;1,4―または1,5―または
1,6―または2,6―ナフチレンジカルバミン
酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジブ
チルエステル、ジフエニルエステル等のナフチレ
ンジカルバミン酸ジエステル類;エチレンビスカ
ルバニレート、プロピレンビスカルバニレート、
グリセリルトリスカルバニレート、ペンタエリス
リルテトラキスカルバニレート等の多価アルコー
ルのカルバニレート類;メチルカルバミン酸、エ
チルカルバミン酸、プロピルカルバミン酸、ブチ
ルカルバミン酸、アミルカルバミン酸、ヘキシル
カルバミン酸、オクチルカルバミン酸、オクタデ
シルカルバミン酸等のアルキルカルバミン酸のメ
チルエステル、エチルエステル、プロピルエステ
ル、ブチルエステル、フエニルエステル等のアル
キルカルバミン酸エステル類;シクロペンチルカ
ルバミン酸、シクロヘキシルカルバミン酸等のメ
チルエステル、エチルエステル、フエニルエステ
ル等の脂環族カルバミン酸エステル類;エチレン
ジカルバミン酸、トリメチレンジカルバミン酸、
テトラメチレンジカルバミン酸、ペンタメチレン
ジカルバミン酸、ヘキサメチレンジカルバミン
酸、2,2,4―または2,4,4―トリメチル
ヘキサメチレンジカルバミン酸等のジメチルエス
テル、ジエチルエステル、ジブチルエステル、ジ
フエニルエステル等のアルキレンジカルバミン酸
ジエステル類;メチルシクロヘキサン―2,4―
または2,6―ジカルバミン酸、3―カルバミン
酸メチル―3,5,5―トリメチルシクロヘキシ
ルカルバミン酸、4,4′―メチレンビスシクロヘ
キシルカルバミン酸等のジメチルエステル、ジエ
チルエステル、ジフエニルエステル等の脂環族ジ
カルバミン酸ジエステル類;キシリレンジカルバ
ミン酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、
ジフエニルエステル等のアラルキルジカルバミン
酸ジエステル類;o―またはm―またはp―クロ
ルフエニルカルバミン酸、2,5―または3,4
―または3,5―ジクロルフエニルカルバミン酸
等のメチルエステル、エチルエステル、フエニル
エステル等のハロゲン化フエニルカルバミン酸エ
ステル類;およびこれらの相当するチオールカル
バミン酸エステル類があげられる。これらのカル
バミン酸エステル類は、単一のものでもよいし、
2種以上の混合物であつてもよい。
本発明において触媒として用いられるのは、希
土類元素、アンチモン、ビスマスの単体およびこ
れらの単体の酸化物、硫化物および塩から選ばれ
たものである。希土類元素としては、スカンジウ
ム、イツトリウム、ランタン、セリウム、プロセ
ジウム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、
ユーロビウム、ガドリニウム、テルビウム、ジス
プロジウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウ
ム、イツテルビウム、ルテチウムが用いられ、こ
れらの元素の酸化物、硫化物としては、これらの
元素単独の酸化物および硫化物類;CeO2―
La2O3などの希土類元素のみの複合酸化物類;
LaAlO3,La2SiO5,LaCrO3,CeAlO3などの希
土類元素と他の元素との複合酸化物類が用いられ
る。
希土類元素の塩としては、フツ化物、塩化物な
どのハロゲン化物類;硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、
リン酸塩、ホウ酸塩などの無機酸の塩類;ギ酸
塩、酢酸塩、シユウ酸塩、有機リン酸塩、アミノ
ポリ酢酸(例えば、エチレンジアミンテトラ酢
酸、ニトリロトリ酢酸、N―ヒドロキシエチレン
ジアミントリ酢酸)などの有機酸の塩類;アセチ
ルアセトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイルアセ
トンなどのキレート剤が配位した錯塩類;ハロゲ
ン化物、硝酸塩などにエチレンジアミン、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、2,
2′―ビピリジン、1,10―フエナントロリンなど
が配位した錯塩類などが用いられる。
アンチモン、ビスマスの酸化物、硫化物として
は、Sb2O3,Sb2S3,Bi2O3,Bi2S3などが用いら
れ、これらの元素の塩としては、三塩化物、三臭
化物などのハロゲン化物類;硝酸塩、硫酸塩、炭
酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩などの無機酸の塩類;
ギ酸塩、酢酸塩、シユウ酸塩などの有機酸の塩
類;メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸など
のスルホン酸の塩類;本発明に用いられるカルバ
ミン酸エステル類に対応するカルバミン酸の塩類
などに用いられる。
これらの単体およびこれらの酸化物、硫化物、
塩類は、単独で用いてもよいし、2種以上用いて
もよい。また、これらの単体あるいは化合物を、
SiO2,Al2O3,SiO2―Al2O3、活性炭、グラフア
イト、ケイソウ土、ゼオライトなどの担体に担持
したものを触媒として用いることもできる。
本発明の方法において、これらの触媒とカルバ
ミン酸エステルとの量比はいくらでもとりうる
が、カルバミン酸エステルに対して重量で通常
0.0001〜100倍の触媒を用いるのが好ましい。
本発明の方法は、イソシアナートに対して不活
性な溶媒中で行なわれるのが好ましい。このよう
な溶媒としては、脂肪族、脂環族または芳香族の
置換または非置換の炭化水素類またはその混合物
類があり、またエーテル、ケトンおよびエステル
のようなある種の酸素化化合物も含まれる。
好ましい溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、
オクタン、ノナン、デカン、n―ヘキサデカン、
n―オクタデカン、エイコサン、スクアラン等の
アルカン類およびこれらに相当するアルケン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン、クメン、ジイソプロピルベンゼン、ジブチル
ベンゼン、ナフタリン、低級アルキル置換ナフタ
リン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素およ
びアルキル置換芳香族炭化水素類;クロルベンゼ
ン、ジクロルベンゼン、ブロムベンゼン、ジブロ
ムベンゼン、クロルナフタリン、プロムナフタリ
ン、ニトロベンゼン、ニトロナフタリン等のニト
ロ基およびハロゲンによつて置換された芳香族化
合物類;ジフエニル、置換ジフエニル、ジフエニ
ルメタン、ターフエニル、アンスラセン、フエナ
ンスレン、ジベンジルトルエン各種異性体、トリ
フエニルメタン等の多環炭化水素化合物類;シク
ロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環族炭
化水素類;メチルエチルケトン、アセトフエノン
のようなケトン類;ジブチルフタレート、ジヘキ
シルフタレート、ジオクチルフタレート等のエス
テル類;ジフエニルエーテル、ジフエニルサルフ
アイド等のエーテルおよびチオエーテル類;ジメ
チルスルホキシド、ジフエニルスルホキシド等の
スルホキシド類;さらにはシリコン油などがあげ
られる。
本発明の方法を実施する場合、カルバミン酸の
エステル類は対応するイソシアナート類とアルコ
ール類に変換されるが、再結合してカルバミン酸
エステル類に戻ることを防ぐために、一方の成分
を反応系から除去していく必要がある。この場
合、反応の進行と共に生成してくるこれからの成
分のうち、低沸点成分を蒸留等により除去分離す
るのが好ましい。この分離を促進するために不活
性ガス、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、炭
酸ガス、メタン、エタン、プロパン等を単独で、
または混合して反応系中に導入することも好まし
い方法である。同様な作用をするものとして低沸
点の有機溶媒類、例えば、ジクロルメタン、クロ
ロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素
類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の低級炭化
水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエ
ーテル類を用いることもできる。
本発明の方法は、回分式でも連続式でも実施で
きる。反応温度は、通常100〜350℃が好ましく、
さらには150〜300℃がより好ましい。反応時間
は、用いるカルバミン酸エステル類および触媒の
種類および反応温度等によつて異なるが、通常、
数分〜数十時間である。また、本方法は通常、常
圧で実施されるが、必要に応じて加圧または減圧
下で行なつてもよい。
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
るが、本発明は、これらの実施例に限定されるも
のではない。
実施例 1〜27
撹拌装置、温度計、液面以下に延びている窒素
導入口および空気冷却器を設けた4つ口フラスコ
に、溶媒としてブロムナフタリン100gと4,
4′―ジフエニルメタンジイソシアナート(MDIと
略記する)のジカルバミン酸ジエチルエステル10
gと所定の触媒0.5gとを入れ、反応混合物中に
窒素を30/時で導入しながら、撹拌下に250℃
で2時間分解反応を行なつた。生成してくるエタ
ノールは、冷却器頂上よりドライアイストラツプ
に導き捕集した。反応液を高速液体クロマトグラ
フイー、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフイ
ーおよび赤外線吸収スペクトルにより分析し、表
1のような結果が得られた。Carbanilate represented by [Formula] (R' is as above); methyl ester of o- or m- or p-tolylcarbamic acid,
Tolylcarbamate esters such as ethyl ester and phenyl ester; o- or m- or p
-Phenylenedicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester, and diphenyl ester of phenylenedicarbamic acid; 2,4
- or tolylene dicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester, dibutyl ester, diphenyl ester of 2,6-tolylene dicarbamate; 2,2'- or 2,4'- or 4,4'-methylene Methylenebisphenylenedicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester, dibutyl ester, and diphenyl ester of bisphenylenedicarbamic acid;
formula (R' is as above, m is an integer from 1 to 5)
Polymeric aromatic carbamic acid esters represented by: naphthylcarbamic acid esters such as methyl ester, ethyl ester, butyl ester, phenyl ester of 1- or 2-naphthylcarbamic acid; 1,4- or 1,5- or naphthylene dicarbamic acid diesters such as dimethyl ester, diethyl ester, dibutyl ester, diphenyl ester of 1,6- or 2,6-naphthylene dicarbamic acid; ethylene biscarbanilate, propylene biscarbanilate,
Carbanilates of polyhydric alcohols such as glyceryl tricarbanilate and pentaerythryl tetrakiscarbanilate; methylcarbamate, ethylcarbamate, propylcarbamate, butylcarbamate, amylcarbamate, hexylcarbamate, octylcarbamate, octadecyl Alkyl carbamate esters such as methyl ester, ethyl ester, propyl ester, butyl ester, phenyl ester of alkyl carbamate such as carbamic acid; methyl ester, ethyl ester, phenyl ester, etc. of cyclopentyl carbamate, cyclohexyl carbamate, etc. alicyclic carbamic acid esters; ethylenedicarbamic acid, trimethylenedicarbamic acid,
Dimethyl esters, diethyl esters, dibutyl esters, diphenyls such as tetramethylene dicarbamic acid, pentamethylene dicarbamic acid, hexamethylene dicarbamic acid, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene dicarbamic acid Alkylene dicarbamic acid diesters such as esters; methylcyclohexane-2,4-
Or alicyclic esters such as dimethyl ester, diethyl ester, diphenyl ester, etc. of 2,6-dicarbamic acid, methyl 3-carbamate-3,5,5-trimethylcyclohexylcarbamate, 4,4'-methylenebiscyclohexylcarbamic acid, etc. Group dicarbamic acid diesters; dimethyl ester, diethyl ester of xylylene dicarbamic acid,
Aralkyl dicarbamic acid diesters such as diphenyl esters; o- or m- or p-chlorophenylcarbamic acid, 2,5- or 3,4
- or halogenated phenylcarbamate esters such as methyl ester, ethyl ester, and phenyl ester such as 3,5-dichlorophenylcarbamate; and thiolcarbamate esters corresponding to these. These carbamate esters may be a single one,
It may be a mixture of two or more types. The catalyst used in the present invention is selected from rare earth elements, antimony, bismuth, and their oxides, sulfides, and salts. Rare earth elements include scandium, yttrium, lanthanum, cerium, prosedium, neodymium, promethium, samarium,
Eurobium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium are used, and the oxides and sulfides of these elements include oxides and sulfides of these elements alone; CeO 2 -
Composite oxides containing only rare earth elements such as La 2 O 3 ;
Composite oxides of rare earth elements and other elements such as LaAlO 3 , La 2 SiO 5 , LaCrO 3 , and CeAlO 3 are used. Salts of rare earth elements include halides such as fluorides and chlorides; nitrates, sulfates, carbonates,
Salts of inorganic acids such as phosphates, borates; formates, acetates, oxalates, organic phosphates, aminopolyacetic acids (e.g. ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, N-hydroxyethylenediaminetriacetic acid), etc. Salts of organic acids; complex salts coordinated with chelating agents such as acetylacetone, ethyl acetoacetate, benzoylacetone; halides, nitrates, etc. with ethylenediamine, dimethylformamide, dimethylacetamide, 2,
Complex salts coordinated with 2'-bipyridine, 1,10-phenanthroline, etc. are used. As oxides and sulfides of antimony and bismuth, Sb 2 O 3 , Sb 2 S 3 , Bi 2 O 3 , Bi 2 S 3 are used, and salts of these elements include trichloride and tribromide. halides such as; salts of inorganic acids such as nitrates, sulfates, carbonates, phosphates, borates;
Salts of organic acids such as formates, acetates and oxalates; salts of sulfonic acids such as methanesulfonic acid and benzenesulfonic acid; salts of carbamic acids corresponding to the carbamate esters used in the present invention, etc. . These simple substances and their oxides, sulfides,
Salts may be used alone or in combination of two or more. In addition, these simple substances or compounds,
A catalyst supported on a carrier such as SiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 -Al 2 O 3 , activated carbon, graphite, diatomaceous earth, or zeolite can also be used. In the method of the present invention, the ratio of these catalysts to the carbamate ester can be adjusted to any desired ratio, but the ratio by weight to the carbamate ester is usually
It is preferable to use 0.0001 to 100 times the amount of catalyst. The process of the invention is preferably carried out in a solvent that is inert towards isocyanates. Such solvents include aliphatic, cycloaliphatic or aromatic substituted or unsubstituted hydrocarbons or mixtures thereof, and also certain oxygenated compounds such as ethers, ketones and esters. . Preferred solvents include hexane, heptane,
Octane, nonane, decane, n-hexadecane,
Alkanes such as n-octadecane, eicosane, squalane, and alkenes corresponding to these;
Aromatic hydrocarbons and alkyl-substituted aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, diisopropylbenzene, dibutylbenzene, naphthalene, lower alkyl-substituted naphthalene, dodecylbenzene; chlorobenzene, dichlorobenzene, bromobenzene, Aromatic compounds substituted with nitro groups and halogens such as dibromobenzene, chlornaphthalene, promnaphthalene, nitrobenzene, nitronaphthalene; diphenyl, substituted diphenyl, diphenylmethane, terphenyl, anthracene, phenanthrene, various isomers of dibenzyltoluene , polycyclic hydrocarbon compounds such as triphenylmethane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and ethylcyclohexane; ketones such as methyl ethyl ketone and acetophenone; esters such as dibutyl phthalate, dihexyl phthalate, and dioctyl phthalate; diphenyl Examples include ethers and thioethers such as ether and diphenyl sulfide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and diphenyl sulfoxide; and silicone oil. When carrying out the process of the invention, esters of carbamic acid are converted into the corresponding isocyanates and alcohols, but one component is removed from the reaction system to prevent recombination back to carbamate esters. It is necessary to remove it from In this case, it is preferable to remove and separate low-boiling components by distillation or the like from among the components that will be generated as the reaction progresses. An inert gas, such as nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, methane, ethane, propane, etc., is used alone to facilitate this separation.
Alternatively, it is also a preferable method to mix them and introduce them into the reaction system. Organic solvents with a similar effect include low boiling point organic solvents, such as halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, and carbon tetrachloride, lower hydrocarbons such as pentane, hexane, and heptane, and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. You can also use The method of the invention can be carried out either batchwise or continuously. The reaction temperature is usually preferably 100 to 350°C.
Furthermore, 150 to 300°C is more preferable. The reaction time varies depending on the carbamate used, the type of catalyst, the reaction temperature, etc., but usually
The duration ranges from several minutes to several tens of hours. Further, although this method is usually carried out at normal pressure, it may be carried out under increased pressure or reduced pressure as necessary. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Examples 1 to 27 Into a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen inlet extending below the liquid level, and an air cooler, 100 g of bromnaphthalene as a solvent and 4,
Dicarbamic acid diethyl ester of 4′-diphenylmethane diisocyanate (abbreviated as MDI) 10
g and 0.5 g of the specified catalyst, and heated at 250°C with stirring while introducing nitrogen into the reaction mixture at a rate of 30/hour.
The decomposition reaction was carried out for 2 hours. The generated ethanol was introduced into a dry ice trap from the top of the cooler and collected. The reaction solution was analyzed by high performance liquid chromatography, gel permeation chromatography, and infrared absorption spectroscopy, and the results shown in Table 1 were obtained.
【表】【table】
【表】
なお、実施例21の反応混合物について、Bi粉
末を濾過しブロムナフタリンを留去した後、減圧
蒸留を行なうことによつて沸点195〜200℃/5mm
Hgで留出するMDI6.7g(収率92%)を得た。
実施例 28
ヘキサメチレンジイソシアナート(HMDI)
のジカルバミン酸ジメチルエステル10g、溶媒と
してn―ヘキサデカン50g、触媒としてSbCl31
gを用いた以外は、実施例1と同様の方法により
分解反応を260℃で2時間行なつた。生成液をガ
スクロマトグラフイーで分析することによつて、
HMDIを78%の収率で生成していることがわか
つた。なお、同じ分解反応を無触媒で行なつたと
ころ、22%しかHMDIが生成しておらず、大部
分は未分解であつた。
実施例 29
原料導入管、窒素導入管、カラム充填型真空ジ
ヤケツト式蒸留管(長さ30cm)、温度計および撹
拌装置を備えた100ml4つ口フラスコに、溶媒と
してジベンジルトルエン(沸点390℃)50ml、触
媒としてビスマス粉末1gを仕込み、250℃に加
熱した。この温度で原料導入管から、ジエチルト
リレン―2,4―ジカルバメートのテトラヒドロ
フラン溶液(0.1g/ml)を50ml/hrの速度でフ
ラスコ内に導入した。これと同時に窒素ガスを30
/hrの速度で導入管から反応液中に吹き込ん
だ。蒸留管の上部から留出する液およびガスを空
冷式冷却管(80cm)で分縮してイソシアナート留
分を捕集し、次いでドライアイストラツプに導き
エタノールを捕集した。定常状態になつてから2
時間後、イソシアナート留分を高速液体クロマト
グラフイーおよび赤外線吸収スペクトルで分析し
た結果、トリレン―2,4―ジイソシアナート90
%、エチル―4―メチル―3―イソシアナートカ
ルバニレート6.5%の収率で得られており、未分
解のジエチルトリレン―2,4―ジカルバメート
が3.5%含まれていた。エタノールの回収率は92
%であつた。
また反応液を濾過することによつて触媒を回収
し、同様な実験を繰り返したが、上記とほぼ同様
の結果が得られ、触媒の劣化は認められなかつ
た。
触媒を使用せずに同様の分解反応を行なつたと
ころ、目的のトリレン―2,4―ジイソシアナー
トの収率は65%であつた。
実施例 30
式
で示されるトリカバミン酸トリエチルエステルお
よびMDIのジカルバミン酸ジエチルエステルを
モル比で1対1含む混合物15gを用いて、SbO33
gを触媒として、実施例4と同様の方法により熱
分解を4時間行ない、生成液を赤外線吸収スペク
トルで分析したところほぼ完全にイソシアナート
に分解していることがわかつた。また、この反応
液を高速液体クロマトグラフイーで分析すると、
トリイソシアナートとMDIが1対1で生成して
いることがわかつた。[Table] Regarding the reaction mixture of Example 21, the boiling point was 195-200℃/5mm by filtering the Bi powder and distilling off the brominenaphthalene, and then performing vacuum distillation.
6.7 g of MDI (yield 92%) was obtained by distilling with Hg. Example 28 Hexamethylene diisocyanate (HMDI)
10 g of dicarbamic acid dimethyl ester, 50 g of n-hexadecane as solvent, SbCl 3 1 as catalyst
The decomposition reaction was carried out at 260° C. for 2 hours in the same manner as in Example 1, except that g was used. By analyzing the product liquid using gas chromatography,
It was found that HMDI was produced with a yield of 78%. When the same decomposition reaction was carried out without a catalyst, only 22% of HMDI was produced, and the majority remained undecomposed. Example 29 50 ml of dibenzyltoluene (boiling point 390°C) was added as a solvent to a 100 ml four-necked flask equipped with a raw material introduction tube, a nitrogen introduction tube, a column-filled vacuum jacket type distillation tube (length 30 cm), a thermometer, and a stirring device. 1 g of bismuth powder was charged as a catalyst and heated to 250°C. At this temperature, a tetrahydrofuran solution (0.1 g/ml) of diethyltolylene-2,4-dicarbamate was introduced into the flask at a rate of 50 ml/hr from the raw material introduction tube. At the same time, add nitrogen gas to 30
It was blown into the reaction solution from the inlet tube at a rate of /hr. The liquid and gas distilled from the upper part of the distillation tube were condensed in an air-cooled cooling tube (80 cm) to collect an isocyanate fraction, and then led to a dry ice trap to collect ethanol. After reaching steady state 2
After a period of time, the isocyanate fraction was analyzed by high performance liquid chromatography and infrared absorption spectroscopy, and it was found that tolylene-2,4-diisocyanate 90
%, ethyl-4-methyl-3-isocyanatocarbanilate with a yield of 6.5%, and contained 3.5% of undecomposed diethyltolylene-2,4-dicarbamate. Ethanol recovery rate is 92
It was %. Further, the catalyst was recovered by filtering the reaction solution and the same experiment was repeated, but almost the same results as above were obtained, and no deterioration of the catalyst was observed. When a similar decomposition reaction was carried out without using a catalyst, the yield of the target tolylene-2,4-diisocyanate was 65%. Example 30 formula SbO 3 3
Thermal decomposition was carried out for 4 hours in the same manner as in Example 4 using g as a catalyst, and the resulting liquid was analyzed by infrared absorption spectroscopy, and it was found that it was almost completely decomposed into isocyanate. Furthermore, when this reaction solution was analyzed using high performance liquid chromatography,
It was found that triisocyanate and MDI were produced in a 1:1 ratio.