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JPS6365066B2 - - Google Patents
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JPS6365066B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6365066B2
JPS6365066B2 JP56164147A JP16414781A JPS6365066B2 JP S6365066 B2 JPS6365066 B2 JP S6365066B2 JP 56164147 A JP56164147 A JP 56164147A JP 16414781 A JP16414781 A JP 16414781A JP S6365066 B2 JPS6365066 B2 JP S6365066B2
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phenylcarbamate
reaction
acid
ethyl
catalyst
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、N−フエニルカルバミン酸エステル
をメチレン結合を介して縮合させる方法に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、N
−フエニルカルバミン酸エステルをメチレン化剤
と反応させて縮合させる際に、高選択率でビス体
を得るための方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for condensing N-phenylcarbamate esters via a methylene bond. More specifically, the present invention provides N
- This invention relates to a method for obtaining a bis form with high selectivity when phenyl carbamate is reacted with a methylenating agent to condense it.

このメチレン−ビス−(4−フエニルカルバミ
ン酸エステル)は、4,4′−ジフエニルメタンジ
イソアナート(いわゆるピユアーMDI)の前駆
体として、またこのメチレン−ビス−(4−フエ
ニルカルバミン酸エステル)と、一般式 (式中Rはアルキル基又は芳香族基又は脂環族基
を、nは1〜4の整数を示す) で表わされるポリメチレンポリフエニルカルバミ
ン酸エステルとの混合物は、いわゆるクルード
MDIの前駆体として有用な物質である。これら
のイソシアナート類はポリウレタンの原料として
工業的に極めて重要であり、特にピユアーMDI
はポリウレタンエラストマー、スパンデツクス、
人工皮革用コーテイング材などの原料として、近
年需要が急増している。したがつてその原料とな
りうるメチレン−ビス−(4−フエニルカルバミ
ン酸エステル)を大量に含むポリメチレンポリフ
エニルカルバミン酸エステル類を、工業的に有利
に製造できる方法を開発することが望まれてい
る。
This methylene-bis-(4-phenylcarbamate ester) is used as a precursor of 4,4'-diphenylmethane diisoanate (so-called pure MDI) ester) and the general formula (In the formula, R represents an alkyl group, an aromatic group, or an alicyclic group, and n represents an integer of 1 to 4).
It is a useful substance as a precursor of MDI. These isocyanates are extremely important industrially as raw materials for polyurethane, and are especially important for PURE MDI.
is polyurethane elastomer, spandex,
Demand has been rapidly increasing in recent years as a raw material for coating materials for artificial leather. Therefore, it is desired to develop an industrially advantageous method for producing polymethylene polyphenylcarbamate esters containing a large amount of methylene-bis-(4-phenylcarbamate ester), which can be used as a raw material. There is.

従来、N−フエニルカルバミン酸エステルを出
発原料としてメチレン−ビス−(4−フエニルカ
ルバミン酸エステル)を製造する方法としては、
ホルマリンやパラホルムアルデヒドやトリオキサ
ンなどを縮合剤として用い、塩酸、硫酸、リン酸
などの通常の液体の鉱酸を触媒として水溶液媒体
中で反応させる方法、あるいは有機スルホン酸を
触媒として有機溶媒中で反応させる方法などが知
られている(例えば特開昭55−57550号公報、特
開昭55−79358号公報、特開昭55−81850号公報、
特開昭55−81851号公報、特開昭55−105658号公
報、特開昭55−115862号公報、特開昭55−129260
号公報、特開昭55−160012号公報、特開昭55−
167273号公報、特開昭56−26861号公報、特開昭
56−51443号公報、特開昭56−57758号公報、特開
昭56−57759号公報、特開昭56−57760号公報、特
開昭56−57761号公報、特開昭56−68656号公報、
特開昭56−65864号公報)。
Conventionally, methods for producing methylene-bis-(4-phenylcarbamate) using N-phenylcarbamate as a starting material include:
A method of reacting in an aqueous medium using formalin, paraformaldehyde, trioxane, etc. as a condensing agent and a normal liquid mineral acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or phosphoric acid as a catalyst, or a method of reacting in an organic solvent with an organic sulfonic acid as a catalyst. There are known methods of
JP-A-55-81851, JP-A-55-105658, JP-A-55-115862, JP-A-55-129260
Publication No. 160012, Japanese Patent Publication No. 160012, Japanese Patent Publication No. 1983-160012
Publication No. 167273, Japanese Patent Application Publication No. 1982-26861, Japanese Patent Application Publication No. 1987-26861
JP 56-51443, JP 56-57758, JP 56-57759, JP 56-57760, JP 56-57761, JP 56-68656 ,
(Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-65864).

しかし、これらの方法は、目的物質であるメチ
レン−ビス−(4−フエニルカルバミン酸エステ
ル)のほか副反応生成物を多量に生成するため、
目的物の収率が低く、また目的物の単離に手間が
かかるなどの欠点があり、工業的に満足し得るも
のではない。例えば、前記水を媒体とする水溶液
中での反応においては、N−フエニルカルバミン
酸エステルの窒素のところで反応が起つて形成さ
れるN−(アルコキシカルボニル)フエニルアミ
ノメチルフエニル化合物及びこの化合物の二量
体、三量体などのN−ベンジル化合物がかなりの
量で生成する。また、有機スルホン酸を触媒とす
る有機溶剤媒体での縮合反応においては、ベンゼ
ン環を3個以上も含むポリメチレンポリフエニル
カルバミン酸エステルがかなりの量で副生するな
ど、いずれの方法においても目的物の選択性はそ
れほど高いものではない。
However, these methods produce large amounts of side reaction products in addition to the target substance methylene-bis-(4-phenylcarbamate ester).
It has drawbacks such as low yield of the target product and time-consuming isolation of the target product, and is not industrially satisfactory. For example, in the reaction in an aqueous solution using water as a medium, an N-(alkoxycarbonyl)phenylaminomethylphenyl compound formed by a reaction at the nitrogen of the N-phenylcarbamate ester and this compound N-benzyl compounds such as dimers and trimers of are produced in considerable amounts. In addition, in the condensation reaction in an organic solvent medium using an organic sulfonic acid as a catalyst, a considerable amount of polymethylene polyphenyl carbamate containing three or more benzene rings is produced as a by-product. The selectivity of things is not that high.

また、これらの従来法において使用される液体
酸触媒は分離回収が容易でなく、その廃酸処理も
公害問題を伴なうので厄介であり、特に装置の腐
食が大きいため反応装置が素材的にきびしい制約
を受けるので工業的に極めて不利である。
In addition, the liquid acid catalyst used in these conventional methods is not easy to separate and recover, and the treatment of the waste acid is also troublesome as it involves pollution problems.In particular, the equipment is highly corroded, so the reaction equipment is made of poor material. It is extremely disadvantageous industrially because it is subject to severe restrictions.

そこで本発明者等はN−フエニルカルバミン酸
エステルをメチレン結合で縮合する方法について
鋭意研究を重ねた結果、固体超強酸が触媒として
有効であることを見出し、ジアルコキシメタンを
メチレン化剤として用いる方法について先に出願
した(特願昭55−145526号公報、特公昭61−
25705号公報)が、さらに研究を進めた結果、新
規な固体超強酸が本反応に有効な触媒として使用
できることを見出し本発明に到達した。
Therefore, the present inventors conducted intensive research on a method for condensing N-phenylcarbamate ester with a methylene bond, and found that a solid superacid is effective as a catalyst, and used dialkoxymethane as a methylenating agent. The method was first applied for (Japanese Patent Application No. 145526/1983, Japanese Patent Application No. 145526/1983)
As a result of further research, the authors discovered that a new solid superacid can be used as an effective catalyst for this reaction, leading to the present invention.

すなわち、本発明は、酸化ジルコニウム、酸化
鉄及び酸化チタンから選ばれた少くとも一種の金
属酸化物と硫酸イオンとの組合わせから成る固体
超強酸の存在下にN−フエニルカルバミン酸エス
テルをメチレン化剤と反応させることを特徴とす
るN−フエニルカルバミン酸エステルの縮合法で
ある。
That is, the present invention provides a method for converting N-phenylcarbamate ester into methylene in the presence of a solid superacid consisting of a combination of at least one metal oxide selected from zirconium oxide, iron oxide, and titanium oxide and sulfate ions. This is a condensation method for N-phenylcarbamate ester, which is characterized by reacting with a curing agent.

本発明で触媒として用いられる固体超強酸と
は、酸化ジルコニウム、酸化鉄及び酸化チタンか
ら選ばれた少くとも一種の金属酸化物と硫酸イオ
ンとを組合わせた複合物であつて100%硫酸より
強い酸強度を有するものである。
The solid super strong acid used as a catalyst in the present invention is a composite of at least one metal oxide selected from zirconium oxide, iron oxide, and titanium oxide and sulfate ions, and is stronger than 100% sulfuric acid. It has acid strength.

このような固体超強酸は例えば金属水酸化物を
硫酸イオンに接触させた後、焼成するなどの方法
によつて容易に製造される。このようにして製造
された金属酸化物と硫酸イオンとの複合体は超強
酸性を示すことは荒田等によつて明らかにされて
いる。(表面、19巻、75頁、1981年)もちろん他
の方法によつて製造されたものであつてもよい。
Such a solid super strong acid can be easily produced by, for example, bringing a metal hydroxide into contact with sulfate ions and then calcining the metal hydroxide. It has been revealed by Arata et al. that the complex of metal oxide and sulfate ion produced in this manner exhibits superacidity. (Kamen, Vol. 19, p. 75, 1981) Of course, it may be manufactured by other methods.

硫酸イオン源としては硫酸、硫酸の金属塩ある
いは四級アンモニウム塩類などが用いられるが、
特に希硫酸が好ましい。
As the sulfate ion source, sulfuric acid, metal salts of sulfuric acid, quaternary ammonium salts, etc. are used.
Particularly preferred is dilute sulfuric acid.

また硫酸イオンで処理する前の金属化合物は結
晶化度の低いもの、あるいは無定形のものを用い
るのが好ましい。
Furthermore, it is preferable to use a metal compound with a low degree of crystallinity or an amorphous metal compound before being treated with sulfate ions.

本発明で触媒として用いられる酸化ジルコニウ
ム、酸化鉄及び酸化チタンから選ばれた少くとも
一種の金属酸化物と硫酸イオンとの組合わせから
成る固体超強酸は、通常の固体超強酸と異なり、
SbF5やAlCl3などのようなハロゲンを含まないの
で、調製や廃棄に伴なう問題がないばかりか、硫
酸イオンが酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化チタ
ンの表面に強く吸着されており、水で洗浄しても
除去されない。このように本発明で用いられる触
媒は水に対して非常に安定なので非水系でなくて
も使用できるのが特徴である。またこの触媒は活
性の低下が認められた場合、例えば300〜500℃の
温度で再熱処理を行なうことによつて容易に再生
できる。
The solid superacid used as a catalyst in the present invention, which is composed of a combination of at least one metal oxide selected from zirconium oxide, iron oxide, and titanium oxide, and sulfate ions, differs from ordinary solid superstrong acids,
Since it does not contain halogens such as SbF 5 or AlCl 3 , there are no problems with preparation or disposal, and sulfate ions are strongly adsorbed on the surfaces of zirconium oxide, iron oxide, and titanium oxide, making it easy to remove with water. Not removed by washing. As described above, the catalyst used in the present invention is very stable in water, so it can be used even if it is not a non-aqueous catalyst. Furthermore, if a decrease in activity is observed, this catalyst can be easily regenerated by performing reheat treatment at a temperature of, for example, 300 to 500°C.

本発明で用いるN−フエニルカルバミン酸エス
テルは、一般式 で表わされる化合物であり、ここでRはアルキル
基又は芳香族基又は脂環族基を表わし、R′は水
素又はアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シ
アノ基、アルコキシ基、脂環族基などの置換基を
表わし、これらの置換基はウレタン基に対してオ
ルト位又はメタ位に結合しており、rは0〜4の
整数を表わす。また、rが2以上の場合はR′は
同じものであつてもよいし、異なる置換基であつ
てもよい。さらに、Rはその1個以上の水素が前
記の置換基で置換されたものであつてもよい。
The N-phenylcarbamate ester used in the present invention has the general formula It is a compound represented by, where R represents an alkyl group, an aromatic group, or an alicyclic group, and R' is hydrogen or an alkyl group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group, an alicyclic group, etc. represents a substituent, these substituents are bonded to the ortho position or meta position with respect to the urethane group, and r represents an integer of 0 to 4. Furthermore, when r is 2 or more, R' may be the same or different substituents. Furthermore, R may have one or more hydrogen atoms substituted with the above-mentioned substituents.

このようなN−フエニルカルバミン酸エステル
としては、例えば前記の一般式においてRがメチ
ル基、エチル基、2,2,2−トリクロロエチル
基、2,2,2−トリフルオロエチル基、プロピ
ル基(n−、iso−)、ブチル基(n−及び各種異
性体)、ペンチル基(n−及び各種異性体)、ヘキ
シル基(n−及び各種異性体)などのアルキル
基、又はシクロペンチル基、シクロヘキシル基な
どの脂環族基、又はフエニル基、ナフチル基など
の芳香族基であり、R′が水素又は前記のアルキ
ル基又は脂環族基あるいはフツ素、塩素、臭素、
ヨウ素などのハロゲン原子あるいはニトロ基ある
いはシアノ基あるいは前記のアルキル基を構成成
分とするアルコキシ基などであるようなN−フエ
ニルカルバミン酸エステル類が挙げられる。
Such N-phenylcarbamate esters include, for example, R in the above general formula, methyl group, ethyl group, 2,2,2-trichloroethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, propyl group. Alkyl groups such as (n-, iso-), butyl group (n- and various isomers), pentyl group (n- and various isomers), hexyl group (n- and various isomers), or cyclopentyl group, cyclohexyl an alicyclic group such as a group, or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group, and R' is hydrogen or the above-mentioned alkyl group or alicyclic group, or fluorine, chlorine, bromine,
Examples include N-phenylcarbamate esters having a halogen atom such as iodine, a nitro group, a cyano group, or an alkoxy group having the above-mentioned alkyl group as a constituent component.

好ましいのは、N−フエニルカルバミン酸メチ
ル、N−フエニルカルバミン酸エチル、N−フエ
ニルカルバミン酸n−プロピル、N−フエニルカ
ルバミン酸iso−プロピル、N−フエニルカルバ
ミン酸n−ブチル、N−フエニルカルバミン酸
sec−ブチル、N−フエニルカルバミン酸iso−ブ
チル、N−フエニルカルバミン酸tert−ブチル、
N−フエニルカルバミン酸ペンチル、N−フエニ
ルカルバミン酸ヘキシル、N−フエニルカルバミ
ン酸シクロヘキシル、N−フエニルカルバミン酸
2,2,2−トリクロロエチル、N−フエニルカ
ルバミン酸2,2,2−トリフルオロエチル、N
−o又はm−トリルカルバミン酸メチル、N−o
又はm−トリルカルバミン酸エチル、N−o又は
m−トリルカルバミン酸2,2,2−トリフルオ
ロエチル、N−o又はm−トリルカルバミン酸プ
ロピル(各異性体)、N−o又はm−トリルカル
バミン酸ブチル(各異性体)、N−o又はm−ク
ロルフエニルカルバミン酸メチル、N−o又はm
−クロルフエニルカルバミン酸エチル、N−o又
はm−クロルフエニルカルバミン酸プロピル(各
異性体)、N−o又はm−クロルフエニルカルバ
ミン酸ブチル(各異性体)、N−o又はm−クロ
ルフエニルカルバミン酸2,2,2−トリフルオ
ロエチル、N−2,6−ジメチルフエニルカルバ
ミン酸メチル、N−2,6−ジメチルフエニルカ
ルバミン酸エチル、N−2,6−ジメチルフエニ
ルカルバミン酸プロピル(各異性体)、N−2,
6−ジメチルカルバミン酸ブチル(各異性体)、
N−2,6−ジメチルカルバミン酸2,2,2−
トリフルオロエチル、N−2,6−ジブロムフエ
ニルカルバミン酸メチル、N−2,6−ジブロム
フエニルカルバミン酸エチル、N−2,6−ジブ
ロムフエニルカルバミン酸プロピル(各異性体)、
N−2,6−ジブロムフエニルカルバミン酸ブチ
ル(各異性体)、N−2,6−ジブロムフエニル
カルバミン酸2,2,2−トリフルオロエチルな
どのN−フエニルカルバミン酸エステル類が用い
られる。
Preferred are methyl N-phenylcarbamate, ethyl N-phenylcarbamate, n-propyl N-phenylcarbamate, iso-propyl N-phenylcarbamate, n-butyl N-phenylcarbamate, N-phenylcarbamic acid
sec-butyl, iso-butyl N-phenylcarbamate, tert-butyl N-phenylcarbamate,
Pentyl N-phenylcarbamate, hexyl N-phenylcarbamate, cyclohexyl N-phenylcarbamate, 2,2,2-trichloroethyl N-phenylcarbamate, 2,2,2 N-phenylcarbamate -trifluoroethyl, N
-o or m-tolylmethylcarbamate, N-o
or ethyl m-tolylcarbamate, 2,2,2-trifluoroethyl N-o or m-tolylcarbamate, propyl N-o or m-tolylcarbamate (each isomer), N-o or m-tolyl Butyl carbamate (each isomer), N-o or m-chlorophenylmethylcarbamate, N-o or m
- Ethyl chlorphenylcarbamate, N-o or m-propyl chlorphenylcarbamate (each isomer), N-o or m-butyl chlorphenylcarbamate (each isomer), N-o or m- 2,2,2-trifluoroethyl chlorphenylcarbamate, methyl N-2,6-dimethylphenylcarbamate, ethyl N-2,6-dimethylphenylcarbamate, N-2,6-dimethylphenyl Propyl carbamate (each isomer), N-2,
Butyl 6-dimethylcarbamate (each isomer),
N-2,6-dimethylcarbamic acid 2,2,2-
Trifluoroethyl, methyl N-2,6-dibromphenylcarbamate, ethyl N-2,6-dibromphenylcarbamate, propyl N-2,6-dibromphenylcarbamate (each isomer) ,
N-phenylcarbamate esters such as butyl N-2,6-dibromphenylcarbamate (each isomer), 2,2,2-trifluoroethyl N-2,6-dibromphenylcarbamate is used.

本発明で用いるメチレン化剤としては、例えば
ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリ
オキサン、テトラオキサン、ジアルコキシメタ
ン、ジアシロキシメタン、1,3−ジオキソラ
ン、1,3−ジオキサン、1,3−ジチアン、
1,3−オキサチアン、ヘキサメチレンテトラミ
ンなどが挙げられるが、これらのメチレン化剤の
中で特に好ましいものはホルムアルデヒド、パラ
ホルムアルデヒド、トリオキサン及び炭素数1〜
6の低級アルキル基を有するジアルコキシメタ
ン、例えばジメトキシメタン、ジエトキシメタ
ン、ジプロポキシメタン、ジペンタノキシメタ
ン、ジヘキシロキシメタン及びジアセトキシメタ
ン、ジプロピオキシメタンなどの低級カルボキシ
ル基を有するジアシロキシメタンなどであり、こ
れらは単独もしくは2種以上混合して用いてもよ
い。
Examples of the methylenating agent used in the present invention include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, tetraoxane, dialkoxymethane, diacyloxymethane, 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,3-dithiane,
Among these methylenating agents, particularly preferred are formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, and methylenating agents having 1 to 1 carbon atoms.
Dialkoxymethanes having 6 lower alkyl groups, such as dimethoxymethane, diethoxymethane, dipropoxymethane, dipentanoxymethane, dihexyloxymethane, and diacetoxymethane, dipropioxymethane, etc. These include siloxymethane, and these may be used alone or in combination of two or more.

本発明方法は無溶媒でも実施できるが、必要に
応じて適当な溶媒で実施することもできる。この
ような溶媒としては、例えばペンタン、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、シクロペンタン、シクロヘキサン
などの脂肪族又は脂環族炭化水素類、クロロホル
ム、塩化メチレン、四塩化炭素、ジクロルエタ
ン、トリクロルエタン、テトラクロルエタンなど
のハロゲン化炭化水素類、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノールなどのアルコール
類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベン
ゼン、モノクロルベンゼン、ジクロルベンゼン、
ブロムナフタレン、ニトロベンゼン、o−又はm
−又はp−ニトロトルエンなどの芳香族化合物
類、ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テ
トラヒドロフランなどのエーテル類、酢酸メチ
ル、酢酸エチル、ギ酸メチルなどのエステル類、
スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジ
メチルスルホランなどのスルホラン類、酢酸、プ
ロピオン酸、モノクロル酢酸、ジクロル酢酸、ト
リクロル酢酸、トリフルオロ酢酸などのカルボン
酸類、メタンスルホン酸、トリクロルメタンスル
ホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などのス
ルホン酸類及び水などが挙げられる。
Although the method of the present invention can be carried out without a solvent, it can also be carried out with a suitable solvent if necessary. Such solvents include, for example, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, n-
Aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as hexadecane, cyclopentane, and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, and tetrachloroethane, methanol, ethanol, propanol, butanol Alcohols such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, monochlorobenzene, dichlorobenzene,
Bromnaphthalene, nitrobenzene, o- or m
Aromatic compounds such as - or p-nitrotoluene, ethers such as diethyl ether, 1,4-dioxane, and tetrahydrofuran, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and methyl formate;
Sulfolanes such as sulfolane, 3-methylsulfolane, and 2,4-dimethylsulfolane, carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, and trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid, and trifluoroacetic acid. Examples include sulfonic acids such as lomethanesulfonic acid and water.

本発明方法を実施するに当り、メチレン化剤と
N−フエニルカルバミン酸エステルとのモル比は
特に制限はないが、通常N−フエニルカルバミン
酸エステル1モルに対してメチレン化剤を0.01〜
10モルの範囲で用いるのが好ましく、さらに好ま
しくは0.05〜5モルの範囲である。メチレン化剤
の使用量が少なすぎると未反応のN−フエニルカ
ルバミン酸エステルの残存率が多くなり、一方多
過ぎるとフエニル基を3個以上有する多核体のポ
リメチレンポリフエニルカルバミン酸エステルの
生成割合が多くなる。
In carrying out the method of the present invention, the molar ratio of the methylenating agent to the N-phenylcarbamate ester is not particularly limited;
It is preferably used in a range of 10 moles, more preferably in a range of 0.05 to 5 moles. If the amount of methylenating agent used is too small, the residual rate of unreacted N-phenylcarbamate ester will increase, while if it is too large, a polymethylene polyphenylcarbamate ester having three or more phenyl groups will be formed. The percentage increases.

また触媒の使用量には特に制限はないが、回分
式の反応を行なう場合にはN−フエニルカルバミ
ン酸エステル1モルに対して固体超強酸の硫酸イ
オンが10-5〜10モル当量となるような量を用いる
のが好ましい。流通式の反応を行なう場合には、
N−フエニルカルバミン酸エステルの流通速度は
触媒1当り0.01〜1000モル/hr程度の範囲で行
なわれる。
There is no particular restriction on the amount of catalyst used, but when conducting a batch reaction, the amount of sulfate ion in the solid super strong acid is 10 -5 to 10 molar equivalents per 1 mole of N-phenylcarbamate ester. It is preferable to use such an amount. When performing a flow reaction,
The flow rate of the N-phenylcarbamate ester is approximately 0.01 to 1000 mol/hr per catalyst.

本発明の反応は250℃以下、好ましくは10〜200
℃の温度で行われるが、さらに好ましい温度は80
〜180℃の範囲である。
The reaction of the present invention is carried out at 250°C or lower, preferably at 10-200°C.
It is carried out at a temperature of 80 °C, but a more preferred temperature is 80 °C.
~180℃ range.

また、本発明方法は通常、常圧下又は加圧下で
行われるが、必要に応じて減圧下で行うこともで
きる。
Furthermore, although the method of the present invention is usually carried out under normal pressure or increased pressure, it can also be carried out under reduced pressure if necessary.

反応時間は反応温度、触媒の種類と量、溶媒の
有無及び量、原料組成、反応方法などの他の反応
条件によつて異なるが、通常数分〜数時間であ
る。
The reaction time varies depending on other reaction conditions such as reaction temperature, type and amount of catalyst, presence and amount of solvent, raw material composition, reaction method, etc., but is usually from several minutes to several hours.

また、本発明の反応方式としては、特に制限は
なく、固体超強酸触媒を反応混合物中に懸濁させ
て行う方法や、固定床として行う方法などがあ
る。また回分式で行つてもよいし、あるいは連続
式に行つてもよい。
Further, the reaction method of the present invention is not particularly limited, and includes a method in which a solid superacid catalyst is suspended in the reaction mixture, a method in which the reaction is performed in a fixed bed, and the like. Further, it may be carried out batchwise or continuously.

本発明の固体超強酸触媒は塩酸、硫酸などの通
常の液体酸触媒に比べて固体であるので装置の腐
食が少なく、反応液成分からの分離回収や反応の
連続化が容易であり、かつ廃酸水溶液を出さない
など工業的に極めて有利な点を有している。
Since the solid super strong acid catalyst of the present invention is solid compared to ordinary liquid acid catalysts such as hydrochloric acid and sulfuric acid, it is less likely to corrode equipment, is easy to separate and recover from reaction liquid components, and is easy to carry out continuous reactions, and can be disposed of. It has extremely industrial advantages such as not emitting acid aqueous solution.

また、本発明の触媒を、N−フエニルカルバミ
ン酸エステルとメチレン化剤との反応触媒として
用いる場合、高選択率でメチレン−ビス−(4−
フエニルカルバミン酸エステル)を得ることがで
きる。
Furthermore, when the catalyst of the present invention is used as a reaction catalyst between N-phenylcarbamate and a methylenating agent, methylene-bis-(4-
phenylcarbamate) can be obtained.

次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によつて限定される
ものではない。
Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

なお、触媒として用いる固体超強酸は、荒田ら
の方法(表面、第19巻、第75〜82頁、1981)によ
り調整し、反応生成物は高速液体クロマトグラフ
イーを用いて分析した。
The solid superacid used as the catalyst was prepared by the method of Arata et al. (Surface, Vol. 19, pp. 75-82, 1981), and the reaction product was analyzed using high performance liquid chromatography.

実施例 1 ZrOCl2を28%アンモニア水で加水分解を行な
い、生成した沈殿を脱イオン水で充分に水洗し、
100℃で24時間乾燥してZr(OH)4を得た。この水
酸化物を粉砕した後、その2gを4つ折にした口
紙上にとり、これに1N硫酸水溶液30mlを注ぎ、
そのまま放置する。風乾後、空気中650℃で3時
間焼成することによつて硫酸イオンを有する固体
超強酸(SO2- 4/ZrO2と表わす)を得た。
Example 1 ZrOCl 2 was hydrolyzed with 28% ammonia water, and the precipitate formed was thoroughly washed with deionized water.
Zr(OH) 4 was obtained by drying at 100°C for 24 hours. After crushing this hydroxide, place 2 g of it on a piece of paper folded into four, and pour 30 ml of 1N sulfuric acid aqueous solution into it.
Leave it alone. After air drying, the solid superacid having sulfate ions (expressed as SO 2- 4 /ZrO 2 ) was obtained by firing in air at 650° C. for 3 hours.

この触媒と、N−フエニルカルバミン酸エチル
16.5g、ジメトキシメタン1.9g、スルホラン30
mlを50ml撹拌式オートクレーブに入れ、120℃で
1時間反応させた。反応液の分析結果は、N−フ
エニルカルバミン酸エチルの反応率は48%で、メ
チレン−ビス−(4−フエニルカルバミン酸エチ
ル)の選択率は79%であつた。2,4′−メチレン
−ジ−(フエニルカルバミン酸エチル)の選択率
は12%で、残りは3核体以上のポリメチレンポリ
フエニルカルバミン酸エチルであつた。
This catalyst and ethyl N-phenylcarbamate
16.5g, dimethoxymethane 1.9g, sulfolane 30
ml was placed in a 50 ml stirring autoclave and reacted at 120°C for 1 hour. The analysis results of the reaction solution showed that the reaction rate of ethyl N-phenylcarbamate was 48%, and the selectivity of methylene-bis-(ethyl 4-phenylcarbamate) was 79%. The selectivity of 2,4'-methylene-di-(phenylcarbamate ethyl) was 12%, and the remainder was trinuclear or higher polymethylene polyphenylcarbamate ethyl.

反応液からロ過により分離した触媒を用いて同
様の反応をくり返したところ、N−フエニルカル
バミン酸エチルの反応率は49%で、メチレン−ビ
ス−(4−フエニルカルバミン酸エチル)の選択
率は77%で、2,4′−メチレン−ジ−(フエニル
カルバミン酸エチル)の選択率は14%で、ポリメ
チレンポリフエニルカルバミン酸エチルの選択率
は9%でほぼ同様の結果が得られた。
When the same reaction was repeated using the catalyst separated from the reaction solution by filtration, the reaction rate of ethyl N-phenylcarbamate was 49%, indicating that methylene-bis-(ethyl 4-phenylcarbamate) was selected. The selectivity for 2,4'-methylene-di-(ethyl phenylcarbamate) was 14%, and the selectivity for polymethylene polyphenyl ethyl carbamate was 9%, giving almost similar results. It was done.

実施例 2 Fe(NO33を28%アンモニア水で加水分解して
得られるFe(OH)3を水洗後100℃で24時間乾燥さ
せた。このFe(OH)32gを4つ折にしたロ紙上に
とり0.5N硫酸水溶液30mlを注ぐ。乾燥後、細粉
化し空気中500℃で3時間焼成することによつて
硫酸イオンを有する固体超強酸(SO2- 4/Fe2O3
表わす)を得た。
Example 2 Fe(OH) 3 obtained by hydrolyzing Fe(NO 3 ) 3 with 28% aqueous ammonia was washed with water and then dried at 100° C. for 24 hours. Place 2 g of this Fe(OH) 3 on a piece of paper folded into four and pour in 30 ml of 0.5N sulfuric acid aqueous solution. After drying, the powder was pulverized and calcined in air at 500°C for 3 hours to obtain a solid superacid containing sulfate ions (expressed as SO 2- 4 /Fe 2 O 3 ).

この触媒及びN−フエニルカルバミン酸メチル
15.1g、トリオキサン1g、スルホラン30mlを用
いて実施例1と同様の反応を行なつたところ、N
−フエニルカルバミン酸メチルの反応率は45%
で、メチレン−ビス−(4−フエニルカルバミン
酸メチル)の選択率は75%で、ポリメチレンポリ
フエニルカルバミン酸メチルの選択率は13%であ
つた。
This catalyst and methyl N-phenylcarbamate
When the same reaction as in Example 1 was carried out using 15.1 g of N, 1 g of trioxane, and 30 ml of sulfolane,
-The reaction rate of methyl phenylcarbamate is 45%
The selectivity for methylene-bis-(4-phenylmethylcarbamate) was 75%, and the selectivity for polymethylene polyphenylmethylcarbamate was 13%.

実施例 3 チタニウムイソプロポキシドを希硝酸に溶解さ
せ、アンモニア水で加水分解して得られる
H4TiO4を水洗後100℃で乾燥させた。この
H4TiO42gをロ紙上にとり1N硫酸30mlを注ぐ。
乾燥後、細粉化し空気中500℃で3時間焼成する
ことによつて硫酸イオンを有する固体超強酸
(SO2- 4/TiO2と表わす)を得た。
Example 3 Obtained by dissolving titanium isopropoxide in dilute nitric acid and hydrolyzing it with aqueous ammonia.
After washing H 4 TiO 4 with water, it was dried at 100°C. this
Place 2g of H 4 TiO 4 on a piece of paper and pour in 30ml of 1N sulfuric acid.
After drying, it was pulverized and calcined in air at 500°C for 3 hours to obtain a solid super strong acid containing sulfate ions (expressed as SO 2- 4 /TiO 2 ).

この触媒及びN−フエニルカルバミン酸エチル
16.5g、ジエトキシメタン4.2gを封管中に入れ
150℃で1時間振とうさせて反応を行なつた。反
応液を分析した結果、N−フエニルカルバミン酸
エチルの反応率は76%で、メチレン−ビス−(4
−フエニルカルバミン酸エチル)の選択率は70%
で、ポリメチレンポリフエニルカルバミン酸エチ
ルの選択率は16%であつた。
This catalyst and ethyl N-phenylcarbamate
Put 16.5g and 4.2g of diethoxymethane into a sealed tube.
The reaction was carried out by shaking at 150°C for 1 hour. As a result of analyzing the reaction solution, the reaction rate of ethyl N-phenylcarbamate was 76%, and the reaction rate of ethyl N-phenylcarbamate was 76%.
- ethyl phenylcarbamate) selectivity is 70%
The selectivity of ethyl polymethylene polyphenyl carbamate was 16%.

実施例 4 実施例1と同じ触媒10gを内径12mm、長さ20cm
のステンレス製カラムに充填した。N−フエニル
カルバミン酸エチル15重量%、トリオキサン1重
量%を含むニトロベンゼン溶液を20ml/hrでカラ
ム下方より注入した。このカラムを130℃に保ち、
定常状態になつた後、生成液を分析した結果、N
−フエニルカルバミン酸エチルの反応率は51%で
メチレン−ビス−(4−フエニルカルバミン酸エ
チル)の選択率は82%で、ポリメチレンポリフエ
ニルカルバミン酸エチルの選択率は10%、2,
4′−メチレン−ジ−(フエニルカルバミン酸エチ
ル)の選択率は8%であつた。
Example 4 10g of the same catalyst as in Example 1 with an inner diameter of 12mm and a length of 20cm
was packed into a stainless steel column. A nitrobenzene solution containing 15% by weight of ethyl N-phenylcarbamate and 1% by weight of trioxane was injected from the bottom of the column at 20ml/hr. Keep this column at 130℃,
After reaching a steady state, analysis of the produced liquid revealed that N
-The reaction rate of ethyl phenyl carbamate is 51%, the selectivity of methylene-bis-(4-phenyl ethyl carbamate) is 82%, the selectivity of polymethylene polyphenyl ethyl carbamate is 10%, 2,
The selectivity of 4'-methylene-di-(ethyl phenylcarbamate) was 8%.

実施例 5 実施例1と同じ触媒2g、N−フエニルカルバ
ミン酸ブチル8.7g、40%ホルムアルデヒド水溶
液1g、酢酸40mlを用いて実施例1と同様にオー
トクレーブ中110℃で1時間反応を行なつたとこ
ろN−フエニルカルバミン酸ブチルの反応率は40
%でメチレン−ビス−(4−フエニルカルバミン
酸ブチルが68%の選択率で生成していた。ポリメ
チレンポリフエニルカルバミン酸ブチルの選択率
は20%であつた。
Example 5 A reaction was carried out in an autoclave at 110°C for 1 hour in the same manner as in Example 1 using 2 g of the same catalyst as in Example 1, 8.7 g of butyl N-phenylcarbamate, 1 g of 40% formaldehyde aqueous solution, and 40 ml of acetic acid. However, the reaction rate of butyl N-phenylcarbamate is 40
%, butyl methylene-bis-(4-phenylcarbamate) was produced with a selectivity of 68%.The selectivity of butyl polymethylene polyphenylcarbamate was 20%.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 酸化ジルコニウム、酸化鉄及び酸化チタンか
ら選ばれた少くとも一種の金属酸化物と硫酸イオ
ンとの組合わせからなる固体超強酸の存在下に、
N−フエニルカルバミン酸エステルをメチレン化
剤と反応させることを特徴とするN−フエニルカ
ルバミン酸エステルの縮合法。
1. In the presence of a solid superacid consisting of a combination of at least one metal oxide selected from zirconium oxide, iron oxide, and titanium oxide and sulfate ions,
A condensation method for N-phenylcarbamate, which comprises reacting N-phenylcarbamate with a methylenating agent.
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