JP2015137255A - カルバメート化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の課題は、煩雑な操作を必要とすることなく、カーボネート化合物とアミン化合物とを反応させて、イソシアネート化合物の製造に適切な品質のカルバメート化合物を製造する、工業的に好適なカルバメート化合物の製造方法を提供するものである。【解決手段】 本発明の課題は、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選択される少なくとも１種の塩基の存在下、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させてカルバメート化合物を製造するに際し、使用した塩基のモル数より多い水を加えて、未反応の塩基を分解する工程を含むことを特徴とする、カルバメート化合物の製造方法によって解決される。【選択図】 図１
Description
本発明は、カーボネート化合物とアミン化合物とを反応させて、カルバメート化合物を製造する方法に関する。
カルバメート化合物は、例えば、イソシアネート化合物を製造するための原料として有用である。従来、カルバメート化合物の製造方法として、ホスゲンを使用する方法が知られているが、毒性等の問題により、最近ではアミン化合物とカーボネート化合物とを反応させる方法（例えば、特許文献１参照）が盛んに研究されている。
特許文献１には、金属を含有する塩基性触媒存在下、炭酸エステルとアミンとを、炭酸エステルとアミンに含有される水分量の合計を０．００１〜５０ｐｐｍに制御して、カルバミン酸エステルとともに前記金属を含有する反応生成物を製造する方法が開示されている。
特許文献２には、加水分解酵素触媒を用いて、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させて、カルバメート化合物を製造する方法が開示されている。
しかしながら、前記特許文献１の方法では、炭酸エステルとアミンに含有される水分量の合計を０．００１〜５０ｐｐｍと極めて低い値で水分量を制御しなければ、塩基性金属不純物が多量に混入してくるという問題があった。この方法は、このように、水分の厳密なコントロール等の煩雑な操作を必要とすることから、工業的な製造方法としては不適であった。また、前記特許文献２の方法では、酵素の劣化の問題があり、効率の点から、工業的に有利な製造方法とは言い難い側面があった。
本発明の課題は、即ち、上記問題点を解決し、煩雑な操作を必要とすることなく、カーボネート化合物とアミン化合物とを反応させて、イソシアネート化合物の製造に適切な品質のカルバメート化合物を製造する、工業的に好適なカルバメート化合物の製造方法を提供するものである。
本発明の課題は、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選択される少なくとも１種の塩基の存在下、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させてカルバメート化合物を製造するに際し、使用した塩基のモル数より多い水を加えて、未反応の塩基を分解する工程を含むことを特徴とする、カルバメート化合物の製造方法によって解決される。
本発明により、煩雑な操作を必要とすることなく、収率良くカルバメート化合物を得ることができ、特に不純物が低減されたカルバメート化合物を製造することができる。
発明においては、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選択される少なくとも１種の塩基の存在下、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させた後、次いで、加えた塩基触媒のモル数より多く、且つアミン化合物のアミノ基１モルに対して０．０１〜０．５モルの水を加えて更に反応させることにより、カルバメート化合物を得る。
本発明の原料であるアミン化合物は、１分子中に１つ以上のアミノ基を有する有機化合物であって、分子中に少なくとも１つのアミノ基を有する、脂環式基及び芳香族基から選択される基で置換されていてもよく、かつ／又は、脂環式基及び芳香族基から選択される基で中断されていてもよい脂肪族アミン；並びに分子中に少なくとも１つのアミノ基を有する、脂肪族基で置換されていてもよい脂環式アミンが挙げられる。アミン化合物におけるアミノ基は、特に断りのない限り、第１級アミノ基をいう。
本発明において、アミン化合物として、分子中に少なくとも１つのアミノ基を有する、脂環式基又は芳香族基で置換されていてもよいか、脂環式基又は芳香族基で中断されていてもよい脂肪族アミン、及び分子中に少なくとも１つのアミノ基を有する、脂肪族基で置換されていてもよい脂環式アミンからなる群より選択される少なくとも１種のアミン化合物が好適に使用される。
本発明において、脂肪族アミンとは、脂肪族炭化水素基の炭素原子に直接結合する第１級アミノ基を１つ以上有する化合物であり、脂肪族炭化水素基は、脂環式基及び芳香族基から選択される基で置換されていてもよく、かつ／又は脂環式基及び芳香族基から選択される基で中断されていてもよい。
脂肪族炭化水素基は、直鎖状又は分岐鎖状であり、不飽和結合を有していてもよい、炭化水素基であり、炭素原子数１〜２０のアルキル基、炭素原子数２〜２０のアルケニル基、炭素原子数２〜２０のアルキニル基が挙げられる。なお、脂肪族炭化水素基の価数は、アミノ基の個数等によって変動し得る。よって、特定の価数の基が例示されている場合、対応する他の価数の基も使用し得る。
脂肪族炭化水素基は、直鎖状又は分岐鎖状であり、不飽和結合を有していてもよい、炭化水素基であり、炭素原子数１〜２０のアルキル基、炭素原子数２〜２０のアルケニル基、炭素原子数２〜２０のアルキニル基が挙げられる。なお、脂肪族炭化水素基の価数は、アミノ基の個数等によって変動し得る。よって、特定の価数の基が例示されている場合、対応する他の価数の基も使用し得る。
脂環式基で置換された脂肪族アミンは、上記で定義された脂肪族アミンの炭化水素基が脂環式基で置換された化合物である。脂環式基は、環構造を含む炭化水素基であり、例えば、総炭素原子数３〜２０の飽和又は不飽和の、単環又は多環（例えば、２〜４環）式の炭化水素基であり、炭素原子数３〜２０のシクロアルキル基、炭素原子数３〜２０のシクロアルケニル基等が挙げられる。ここで、シクロアルキル基、シクロアルケニル基には、単環又は多環の残基が包含される。よって、脂環式基で置換された脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素原子数３〜２０のシクロアルキル基で置換された炭素原子数１〜２０のアルキル基が挙げられる。
芳香族基で置換された脂肪族アミンは、上記で定義された脂肪族アミンの炭化水素基が、芳香族基で置換された化合物であり、芳香脂肪族ともいう。芳香族基は、例えば、炭素原子数６〜２０の、単環又は多環の、ベンゼン環又はナフタレン環等の芳香環構造を有する炭化水素基であり、例えば、炭素原子数６〜２０のアリール基が挙げられる。よって、芳香族基で置換された脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素原子数６〜２０のアリール基で置換された炭素原子数１〜２０のアルキル基が挙げられる。
脂環式基で中断された脂肪族アミンは、上記で定義された脂肪族アミンの炭化水素基の炭素−炭素結合が、２価の脂環式基で中断された化合物である。２価の脂環式基としては、上記で定義された脂環式基から水素原子を１つ除いた２価の基が挙げられ、例えば、炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基、炭素原子数３〜２０のシクロアルケニレン基等が挙げられる。よって、脂環式基で中断された脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素原子数１〜１５のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン−炭素原子数１〜１５のアルキレン基が挙げられる。
芳香族基で中断された脂肪族アミンは、上記で定義された脂肪族アミンの炭化水素基の炭素−炭素結合が、２価の芳香族基で中断された化合物である。２価の芳香族基としては、上記で定義された芳香族基から水素原子を１つ除いた２価の基が挙げられ、例えば、炭素原子数６〜２０のアリーレン基が挙げられる。芳香族基で中断された脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素原子数１〜１５のアルキレン−炭素原子数３〜２０のアリーレン−炭素原子数１〜１５のアルキレン基が挙げられる。
本発明において、脂環式アミンとは、単環又は多環式である脂環式基の環上の炭素原子に直接結合する第１級アミノ基を１つ以上有する化合物であり、脂肪族基で置換されていてもよい。脂環式アミンにおける、脂環式基としては、上記で定義された脂環式基と同様の基が挙げられる。脂環式基の価数は、第１級アミノ基の個数等によって変動し得る。よって、特定の価数の基が例示されている場合、対応する他の価数の基も使用し得る。
脂肪族基で置換された脂環式アミンとは、上記で定義された脂環式アミンの脂環式基が、脂肪族炭化水素基で置換された化合物である。脂肪族炭化水素基としては、上記で定義された脂肪族炭化水素基が挙げられる。脂肪族基で置換された脂環式基としては、例えば、炭素原子数１〜２０のアルキル基で置換された炭素原子数３〜２０のシクロアルキル基が挙げられる。
本発明において、脂肪族基で置換された脂環式アミンであって、脂環式基の環上の炭素原子に直接結合する第１級アミノ基に加えて、脂肪族基の炭素原子に直接結合する第１級アミノ基を有する脂環式アミンは、脂環式アミンに包含されるものとする。
脂肪族基で置換された脂環式アミンとは、上記で定義された脂環式アミンの脂環式基が、脂肪族炭化水素基で置換された化合物である。脂肪族炭化水素基としては、上記で定義された脂肪族炭化水素基が挙げられる。脂肪族基で置換された脂環式基としては、例えば、炭素原子数１〜２０のアルキル基で置換された炭素原子数３〜２０のシクロアルキル基が挙げられる。
本発明において、脂肪族基で置換された脂環式アミンであって、脂環式基の環上の炭素原子に直接結合する第１級アミノ基に加えて、脂肪族基の炭素原子に直接結合する第１級アミノ基を有する脂環式アミンは、脂環式アミンに包含されるものとする。
なお、アミン化合物は、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合等の安定な結合をその分子骨格中に含んでいてもよく、ハロゲン原子、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、シアノ基、ニトロ基及びアセチル基、芳香環炭素原子に直接結合するアミノ基等の安定な置換基で置換されていてもよい。
本発明において、アミン化合物は、第１級アミノ基を１つ又は２つ有する化合物であることが好ましい。第１級アミノ基を１つ又は２つ有するアミン化合物として、例えば、一般式（１）：
（式中、Ｒ１は、置換基を有していてもよい、炭素原子数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数２〜２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基、炭素原子数２〜２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキニル基、炭素原子数４〜２４のシクロアルキルアルキル基、炭素原子数７〜２１のアラルキル基、又は炭素原子数３〜２０のシクロアルキル基であり、ｎは、０又は１である。）
で示される分子中に１つのアミノ基を有するモノアミン化合物（以下、「モノアミン化合物」という）、又は一般式（４）：
で示される分子中に１つのアミノ基を有するモノアミン化合物（以下、「モノアミン化合物」という）、又は一般式（４）：
（式中、
Ｒ３は、置換基を有していてもよい、炭素原子数１〜２０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数６〜２０のアリーレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基、炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基、又は炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基であり、
ｍ及びｐは、互いに独立して、０又は１である。）
で示される分子中に２つのアミノ基を有するジアミン化合物（以下、「ジアミン化合物」という）が挙げられる。
Ｒ３は、置換基を有していてもよい、炭素原子数１〜２０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数６〜２０のアリーレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基、炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基、又は炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基であり、
ｍ及びｐは、互いに独立して、０又は１である。）
で示される分子中に２つのアミノ基を有するジアミン化合物（以下、「ジアミン化合物」という）が挙げられる。
Ｒ１における炭素原子数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基等が挙げられるが、好ましくは炭素原子数１〜１２の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ドデシル基、イソプロピル基及びｔ−ブチル基である。
Ｒ１における炭素原子数２〜２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基としては、アリル基、１−プロペニル基、１−ブテニル基、１−ペンテニル基、イソプロパニル基等が挙げられるが、好ましくは炭素原子数２〜１２の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基であり、更に好ましくはアリル基である。
Ｒ１における炭素原子数２〜２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキニル基としては、エチニル基、プロパルギル基、ブテニル基、１−メチル−２−プロピニル基等が挙げられるが、好ましくは炭素原子数２〜１２の直鎖状又は分岐鎖状のアルキニル基であり、更に好ましくはエチニル基、プロパルギル基である。
Ｒ１における炭素原子数３〜２０のシクロアルキル基は、単環又は多環式基であり、炭素原子数１〜４のアルキル基で置換されていてもよく、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビシクロ［２．２．１］ヘプチル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基等が挙げられるが、好ましくは炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基であり、更に好ましくはシクロヘキシル基、ビシクロ［２．２．１］ヘプチル基である。
Ｒ１における炭素原子数４〜２４のシクロアルキルアルキル基は、上記で定義された炭素原子数３〜２０シクロアルキル基で置換された炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキル基が挙げられ、例えば、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、トリメチルシクロヘキシルメチル基、ノルボルニルメチル基等が挙げられるが、好ましくは炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基で置換された炭素原子数１〜４のアルキル基であり、更に好ましくはシクロヘキシルメチル基である。
Ｒ１における炭素原子数７〜２１のアラルキル基は、例えば、炭素原子数６〜１２のアリール基で置換された炭素原子数１〜９のアルキル基が挙げられる。炭素原子数６〜１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられる。よって、炭素原子数７〜２１のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられるが、好ましくは炭素原子数７〜１１のアラルキル基であり、更に好ましくはベンジル基である。なお、これらの基は各種異性体を含む。
Ｒ１として挙げられた基は、更なる置換基を有していてもよい。Ｒ１における更なる置換基としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素原子数１〜４のアルコキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等の炭素原子数１〜６のアルキル基で二置換されたジアルキルアミノ基、シアノ基、ニトロ基及びアセチル基、及びＲ１がアラルキル基である場合のベンゼン環に直接結合するアミノ基等が挙げられる。
Ｒ１として好ましくは、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ドデシル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、シアノメチル基、ニトロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロエチル基、トリクロロエチル基、シアノエチル基、ニトロエチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、ｔ−ブトキシエチル基等の置換基を有していてもよい、炭素原子数１〜１２の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基、炭素原子数４〜１４のシクロアルキル基、ベンジル基、フルオロベンジル基、クロロベンジル基、ブロモベンジル基、ヨードベンジル基、メトキシベンジル基、ジメトキシベンジル基、ニトロベンジル基、ジニトロベンジル基、シアノベンジル基及びアミノベンジル基等の置換基を有していてもよい、炭素原子数７〜１１のアラルキル基であり；更に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ドデシル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、及びベンジル基である。
以上より、一般式（１）で示されるモノアミン化合物として、好ましくはｎ−ヘキシルアミン、ｎ−ドデシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ベンジルアミンが挙げられる。
Ｒ３における炭素原子数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｎ−ペンチレン基、ｎ−へキシレン基、ｎ−ヘプチレン基、ｎ−オクチレン基、ｎ−ノニレン基、ｎ−デシレン基、ｎ−ドデシレン基等の直鎖状アルキレン基、及び２−メチルプロピレン基、２−メチルへキシレン基、テトラメチルエチレン基等の分岐鎖状アルキレン基が挙げられるが、好ましくは炭素原子数１〜２０の直鎖状のアルキレン基であり、更に好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基である。
Ｒ３における炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基は、単環又は多環式基であり、炭素原子数１〜４で置換されていてもよく、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２，６−ジイル基が挙げられるが、好ましくは炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン基であり、更に好ましくはシクロへキシレン基、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２，６−ジイル基である。
Ｒ３の炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基における、炭素原子数１〜４の直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基としては、メチレン−シクロペンチレン−メチレン基、エチレン−シクロペンチレン−エチレン基、メチレン−シクロへキシレン−メチレン基等が挙げられるが、好ましくは炭素原子数１〜４の直鎖状アルキレン−炭素原子数３〜１２のシクロヘキシレン−炭素原子数１〜４の直鎖状アルキレン基であり、更に好ましくはメチレン−シクロヘキシレン−メチレン基である。
Ｒ３における、炭素原子数１〜４の直鎖状アルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基としては、好ましくは炭素原子数１〜４の直鎖状アルキレン−炭素原子数１〜４のアルキル基で置換されている炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン基であり、更に好ましくはメチレン−トリメチルシクロヘキシレン基である。
Ｒ３における、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数６〜２０アリーレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基としては、好ましくは炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−フェニレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基であり、更に好ましくはキシリレン基である。なお、これらの基は各種異性体を含む。
Ｒ３における炭化水素基は、置換基を有していてもよい。Ｒ３における置換基としては、Ｒ１における炭化水素基の置換基と同様の基が挙げられる。また、Ｒ３が、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数６〜２０アリーレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基である場合、Ｒ３における置換基として、アリーレン基の芳香族炭素原子に直接結合する第１級アミノ基が挙げられる。
以上より、Ｒ３として、好ましくは炭素原子数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖のアルキレン基、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数６〜２０のアリーレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基、炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基、又は炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜２０のシクロアルキレン基であり；更に好ましくは炭素原子数１〜１２の直鎖状アルキレン基、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基、炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−フェニレン−炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン基、炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン基、及び炭素原子数１〜４の直鎖状のアルキレン−炭素原子数１〜４の直鎖状アルキル基で置換されている炭素原子数３〜１２のシクロアルキレン基であり；より好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、シクロヘキシレン基、メチレン−トリメチルシクロヘキシレン基、シクロヘキシレンジメチレン基、キシリレン基である。
本発明の原料であるアミン化合物は、単独でも、２種以上を併用してもよい。アミン化合物は、ジイソシアネートの原料となるビスカルバメート化合物が得られる点から、２つのアミノ基を有するアミン化合物が好ましく、中でも一般式（４）で示されるジアミン化合物が好ましく、更に好ましくは１，６−ヘキサメチレンジアミン、１，１２−ドデカメチレンジアミン、イソホロンジアミン、１，３−ビス（アミノメチルシクロヘキサン）、１，４−ビス（アミノメチルシクロヘキサン）、４，４’−メチレンビス（シクロヘキサンアミン）、２，５−ビス（アミノメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、２，６−ビス（アミノメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、１，３−ビス（アミノメチル）ベンゼン、１，４−ビス（アミノメチル）ベンゼンであり、これらは単独でも、２種以上を併用してもよい。
本発明の原料であるカーボネート化合物は、カーボネート結合を有する化合物であれば、特に限定されず、単独でも、２種以上を併用してもよい。
カーボネート化合物としては、例えば、一般式（２）：
（式中、Ｒ２は、置換基を有していてもよい一価の炭化水素基である）で示されるカーボネート化合物が挙げられる。
Ｒ２における一価の炭化水素基としては、一般式（１）で定義されたＲ１と同義の基が挙げられる。Ｒ２における炭化水素基として、好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基等の炭素原子数１〜２０、更に好ましくは炭素原子数１〜６の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、より好ましくはメチル基又はエチル基である。
Ｒ２における炭化水素基は、置換基を有していてもよい。Ｒ２における炭化水素基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素原子数１〜４のアルコキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等の炭素原子数１〜４のアルキル基で二置換されたジアルキルアミノ基、シアノ基及びニトロ基が挙げられる。
一般式（２）で示される化合物として、好ましくはジメチルカーボネート又はジエチルカーボネートである。
本発明は、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選択される少なくとも１種の塩基の存在下、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させてカルバメート化合物を製造するに際し、使用した塩基のモル数より多い水を加えて、未反応の塩基を分解する工程を含むことを特徴とし、アミン化合物とカーボネート化合物との反応混合物に残存する未反応の塩基を分解させることができる。
アミン化合物とカーボネート化合物の反応において、カーボネート化合物の使用量は、アミン化合物のアミノ基１モルに対して、カーボネート化合物のカーボネート結合が１〜１００モルとなるような量とすることができ、好ましくは１〜５０モルである。
アミン化合物がモノアミン化合物である場合は、本発明のカルバメート化合物の製造方法は、下記反応式〔Ｉ〕で示される。反応式〔Ｉ〕において、一般式（３）で示されるモノカルバメート化合物は、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基の存在下、一般式（１）で示されるモノアミン化合物と一般式（２）で示されるカーボネート化合物とを反応させた後、使用した塩基のモル数より多い水を加えて、未反応の塩基を分解することによって得られる。
（式中、Ｒ１、Ｒ２及びｎは、前記で定義されたとおりである。）
〔反応式ＩＩ〕
本発明において、アミン化合物がジアミン化合物である場合は、本発明のカルバメート化合物の製造方法は、下記反応式〔ＩＩ〕で示される。反応式〔ＩＩ〕において、一般式（５）で示されるビスカルバメート化合物は、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基の存在下、一般式（４）で示されるジアミン化合物と一般式（２）で示されるカーボネート化合物とを反応させた後、使用した塩基のモル数より多い水を加えて、未反応の塩基を分解することによって得られる。
本発明において、アミン化合物がジアミン化合物である場合は、本発明のカルバメート化合物の製造方法は、下記反応式〔ＩＩ〕で示される。反応式〔ＩＩ〕において、一般式（５）で示されるビスカルバメート化合物は、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基の存在下、一般式（４）で示されるジアミン化合物と一般式（２）で示されるカーボネート化合物とを反応させた後、使用した塩基のモル数より多い水を加えて、未反応の塩基を分解することによって得られる。
（式中、Ｒ２、Ｒ３、ｍ及びｐは、前記で定義されたとおりである。）
反応式〔Ｉ〕において、一般式（１）で示されるモノアミン化合物１モルに対して、一般式（２）で示されるカーボネート化合物の量は、好ましくは１〜１００モル、更に好ましくは１〜５０モル、より好ましくは２〜２０モル、特に好ましくは２〜１０モルである。
反応式〔ＩＩ〕において、一般式（４）で示されるジアミン化合物１モルに対して、一般式（２）で示されるカーボネート化合物の量は、好ましくは２〜２００モル、更に好ましくは２〜１００モル、より好ましくは４〜４０モル、特に好ましくは４〜２０モルである。
反応式〔ＩＩ〕において、一般式（４）で示されるジアミン化合物１モルに対して、一般式（２）で示されるカーボネート化合物の量は、好ましくは２〜２００モル、更に好ましくは２〜１００モル、より好ましくは４〜４０モル、特に好ましくは４〜２０モルである。
本発明で使用されるアルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基であり、例えば、リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド等のアルカリ金属アルコキシド；カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド等アルカリ土類金属アルコキシド等が挙げられるが、好ましくはリチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、更に好ましくはナトリウムメトキシド、カリウムメトキシドが使用される。
これら、金属アルコキシドは、一般的に市販されているアルコール溶液の状態でも、そのまま触媒として使用できる。
これら、金属アルコキシドは、一般的に市販されているアルコール溶液の状態でも、そのまま触媒として使用できる。
前記塩基の使用量は、アミン化合物アミノ基１モルに対して、０．５モル以下となるような量とすることができ、好ましくは０．０００１〜０．２モルである。
塩基の使用量は、反応式〔Ｉ〕の場合、アミン化合物１モルに対して、好ましくは０．００１〜０．１モル、更に好ましくは０．０３〜０．１モルである。
反応式〔ＩＩ〕の場合、アミン化合物１モルに対して、好ましくは０．０１〜０．２モル、更に好ましくは０．０３〜０．２モルである。
塩基の使用量は、反応式〔Ｉ〕の場合、アミン化合物１モルに対して、好ましくは０．００１〜０．１モル、更に好ましくは０．０３〜０．１モルである。
反応式〔ＩＩ〕の場合、アミン化合物１モルに対して、好ましくは０．０１〜０．２モル、更に好ましくは０．０３〜０．２モルである。
本発明の反応で使用する水としては、一般的に入手できる水であれば特に問題ないが、例えば、予め蒸留等で精製して、微量の不純物（金属イオン、ハロゲンイオン等）を除いた、精製水や蒸留水が好適に使用される。
本発明の反応は、例えば、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基、アミン化合物及びカーボネート化合物を混合した後、好ましくは２０℃〜９０℃、更に好ましくは４０℃〜９０℃で攪拌しながら反応させた後、次いで、アミン化合物のアミノ基１モルに対して０．０１〜０．５モルの水を加えて更に反応させることにより、目的とするカルバメート化合物を製造することができる。また、反応圧力は、特に制限されないが、好ましくは常圧下又は減圧下である。
なお、より好適には、
（１）アミン化合物とカーボネート化合物とを予め混合しておき、その混合液に当該塩基を加える方法、
（２）アミン化合物と塩基とを予め混合しておき、その混合液にカーボネート化合物を加える方法
のいずれかの態様で行われる。このような態様とすることで、混合した際の過剰な発熱を抑えることができる。
（１）アミン化合物とカーボネート化合物とを予め混合しておき、その混合液に当該塩基を加える方法、
（２）アミン化合物と塩基とを予め混合しておき、その混合液にカーボネート化合物を加える方法
のいずれかの態様で行われる。このような態様とすることで、混合した際の過剰な発熱を抑えることができる。
本発明の反応によって得られるカルバメート化合物（反応式〔Ｉ〕の場合、一般式（３）で示されるモノカルバメート化合物であり、反応式〔ＩＩ〕の場合、一般式（６）で示されるビスカルバメート化合物である）は、不純物が低減されたカルバメート化合物であり、特にアルカリ金属やアルカリ土類金属といった塩基性金属不純物が低減されている。本発明の反応によって得られるカルバメート化合物は、例えば、蒸留、分液、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の一般的な方法によって、単離・精製することができ、より不純物を低減させたカルバメート化合物を得るためには、イオン交換樹脂等で精製することもできる。
本発明の反応で得られるカルバメート化合物は、カルバメート化合物に対して、僅か１５〜３５０ｐｐｍのアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属しか含まないものであり、これはイソシアネート化合物を製造するための原料として有用である。カルバメート化合物からのイソシアネート化合物の製造は、公知の方法によることができ、触媒（例えば、酸化ケイ素等）の存在下で、カルバメート化合物を熱分解することにより行なうことができる。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、各分析は以下の通り行い、その量や濃度を算出した。
目的物（カルバメート化合物）；ガスクロマトグラフィー又は液体カラムクロマトグラフィー（内部標準法）
水；カールフィッシャー水分計（ＭＫＣ−６１０型；京都電子工業社製）
ナトリウム；ＩＣＰ−ＡＥＳ装置（ＳＰＳ５１００型；エスアイアイ・ナノテクノロジー製）
水；カールフィッシャー水分計（ＭＫＣ−６１０型；京都電子工業社製）
ナトリウム；ＩＣＰ−ＡＥＳ装置（ＳＰＳ５１００型；エスアイアイ・ナノテクノロジー製）
実施例１（Ｎ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメートの合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積１００ｍＬのフラスコに、ｎ−ヘキシルアミン１０．１ｇ（９９．７ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル１３．５ｇ（１５０．３ｍｍｏｌ）及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液０．５ｇ(２．３ｍｍｏｌ)を加えた。このときの混合液の水分量を測定したところ約３２９ｐｐｍであった。この混合液を攪拌しながら５０℃で３時間反応させた。反応終了後、精製水を０．１２ｇ（６．７ｍｍｏｌ；ｎ−ヘキシルアミンのアミノ基１モルに対して０．０６７モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、Ｎ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメート１４．９ｇを得た（単離収率；９３．９％）。また、得られたＮ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメートのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１８０ｐｐｍしか含まれていなかった。
反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、Ｎ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメート１４．９ｇを得た（単離収率；９３．９％）。また、得られたＮ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメートのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１８０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例２（１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積３００ｍＬのフラスコに、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン２５．２ｇ（１７７．０ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル１９３．８ｇ（２１５３．３ ｍｍｏｌ）及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液１．１ｇ(５．６ｍｍｏｌ)を加えた。このときの混合液の水分量を測定したところ約１４４ｐｐｍであった。この混合液を攪拌しながら５０℃で７時間反応させた。反応終了後、精製水を０．２９ｇ（１６．１ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０４５モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン２６．１２ｇを得た（単離収率；９３．５％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１７．９ｐｐｍしか含まれていなかった。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン２６．１２ｇを得た（単離収率；９３．５％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１７．９ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例３（１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積３００ｍＬのフラスコに、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン３６．４ｇ（２５５．９ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル７１．２ｇ（７９０．１ ｍｍｏｌ）及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液１．５ｇ(７．９ｍｍｏｌ)を加えた。このときの混合液の水分量を測定したところ約２１７ｐｐｍであった。この混合液を攪拌しながら５０℃で５時間反応させた。反応終了後、アセトン２８．４ｇと精製水を０．４２ｇ（２３．１ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０４５モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン６２．１ｇを得た（単離収率；９４．０％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か３２０ｐｐｍしか含まれていなかった。
攪拌装置及び温度計を備えた内容積３００ｍＬのフラスコに、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン３６．４ｇ（２５５．９ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル７１．２ｇ（７９０．１ ｍｍｏｌ）及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液１．５ｇ(７．９ｍｍｏｌ)を加えた。このときの混合液の水分量を測定したところ約２１７ｐｐｍであった。この混合液を攪拌しながら５０℃で５時間反応させた。反応終了後、アセトン２８．４ｇと精製水を０．４２ｇ（２３．１ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０４５モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン６２．１ｇを得た（単離収率；９４．０％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か３２０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例４（１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの合成）
実施例３と同様の操作で、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液を反応させた後に、反応終了後、アセトン１０７．８ｇと精製水を０．４５ｇ（２４．８ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０４９モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン６２．６ｇを得た（単離収率；９５．５％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１３２ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例３と同様の操作で、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液を反応させた後に、反応終了後、アセトン１０７．８ｇと精製水を０．４５ｇ（２４．８ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０４９モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン６２．６ｇを得た（単離収率；９５．５％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１３２ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例５（１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの合成）
実施例３と同様の操作で１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液を反応させた後、反応終了後、ｎ−プロパノール２６．０ｇと精製水を０．４３ｇ（２３．７ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０４９モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン５９．９ｇを得た（単離収率；８９．０％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１９０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例３と同様の操作で１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液を反応させた後、反応終了後、ｎ−プロパノール２６．０ｇと精製水を０．４３ｇ（２３．７ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０４９モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン５９．９ｇを得た（単離収率；８９．０％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１９０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例６（１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの合成）
実施例３と同様の操作で１，３-ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液を反応させた後、反応終了後、メチルエチルケトン２５．９ｇと精製水を０．４７ｇ（２６．２ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０５４モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン６１．２ｇを得た（単離収率；９１．０％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か２１０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例３と同様の操作で１，３-ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液を反応させた後、反応終了後、メチルエチルケトン２５．９ｇと精製水を０．４７ｇ（２６．２ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０５４モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン６１．２ｇを得た（単離収率；９１．０％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か２１０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例７（１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの合成）
実施例３と同様の操作で１，３-ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液を反応させた後、反応終了後メチルイソブチルケトン２６．０ｇと精製水を０．４６ｇ（２５．７ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０５２モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン６３．１ｇを得た（単離収率；９３．７％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か３１０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例３と同様の操作で１，３-ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液を反応させた後、反応終了後メチルイソブチルケトン２６．０ｇと精製水を０．４６ｇ（２５．７ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０５２モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン６３．１ｇを得た（単離収率；９３．７％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か３１０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例８（１−アミノメトキシカルボニル−３−メトキシカルボニルアミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサンの合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積２００ｍＬのフラスコに、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン１０．０ｇ（５８．８ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル７１．２ｇ（２３７．９ｍｍｏｌ）及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液０．８ｇ(４．１ｍｍｏｌ)を加えた。このときの混合液の水分量を測定したところ約８９ｐｐｍであった。この混合液を攪拌しながら５０℃で５時間反応させた。反応終了後、アセトン２４．０ｇと精製水を０．２２ｇ（１２．２ｍｍｏｌ；１―アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．１０モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１−アミノメトキシカルボニル−３−アミノメトキシカルボニルメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン１４．８ｇを得た（単離収率；８７．９％）。また、得られた１−アミノメトキシカルボニル−３−アミノメトキシカルボニルメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１５６ｐｐｍしか含まれていなかった。
次いで、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１−アミノメトキシカルボニル−３−アミノメトキシカルボニルメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン１４．８ｇを得た（単離収率；８７．９％）。また、得られた１−アミノメトキシカルボニル−３−アミノメトキシカルボニルメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か１５６ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例９（１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼンの合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積２００ｍＬのフラスコに、１，３-ビスアミノメチルベンゼン１１．６ｇ（８５．４ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル１２３．３ｇ（１３６８．６ｍｍｏｌ）及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液１．１ｇ(５．４ｍｍｏｌ)を加えた。このときの混合液の水分量を測定したところ約１８２ｐｐｍであった。この混合液を攪拌しながら５０℃で３時間反応させた。反応終了後、炭酸ジメチル６０．８ｇと精製水を０．２９ｇ（１６．１ｍｍｏｌ；１，３-ビスアミノメチルベンゼンのアミノ基１モルに対して０．０９４モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
熟成後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン２０．９ｇを得た（単離収率；９７．０％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か８０ｐｐｍしか含まれていなかった。
熟成後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン２０．９ｇを得た（単離収率；９７．０％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か８０ｐｐｍしか含まれていなかった。
実施例１０（１，６−ビス（アミノメトキシカルボニル）ヘキサンの合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積２００ｍＬのフラスコに、ヘキサメチレンジアミン６．３ｇ（５３．９ｍｍｏｌ）、炭酸ジメチル１３６．２ｇ（１５１１．５ｍｍｏｌ）及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液０．９ｇ(４．８ｍｍｏｌ)を加えた。このときの混合液の水分量を測定したところ約１７２ｐｐｍであった。この混合液を攪拌しながら５０℃で２．５時間反応させた。反応終了後、、精製水を０．２７ｇ（１５．０ｍｍｏｌ；１，６−ビス（アミノメトキシカルボニル）ヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０４５モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
熟成後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，６−ビス（アミノメトキシカルボニル）ヘキサン１１．２ｇを得た（単離収率；９８．１％）。また、得られた１，６−ビス（アミノメトキシカルボニル）ヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か２３ｐｐｍしか含まれていなかった。
熟成後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，６−ビス（アミノメトキシカルボニル）ヘキサン１１．２ｇを得た（単離収率；９８．１％）。また、得られた１，６−ビス（アミノメトキシカルボニル）ヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か２３ｐｐｍしか含まれていなかった。
参考例１（１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの合成）
（カルバメート化合物からイソシアネート化合物を製造する装置）
図１に示すように、直径１０ｍｍ、長さ４２ｃｍのガラス管（３）を反応器とし、触媒を充填した部分（以下、「触媒層」）が３５０℃になるように外部から電気炉（４）を設置し、反応管下部に二系列のラインに分岐させ、それぞれイソシアネート化合物の取得のための受器（室温）（７）及び（１３）、メタノールの取得のための受器（冷エタノールで冷却）（９）及び（１５）を経由し、両方のラインを真空ポンプに繋ぎ、真空ラインを連結した。二つのラインの切り替えは弁（５と１０、及び１１と１６）片方のラインのみ開く（もう片方のラインは閉じる）ことで行った。
（カルバメート化合物からイソシアネート化合物を製造する装置）
図１に示すように、直径１０ｍｍ、長さ４２ｃｍのガラス管（３）を反応器とし、触媒を充填した部分（以下、「触媒層」）が３５０℃になるように外部から電気炉（４）を設置し、反応管下部に二系列のラインに分岐させ、それぞれイソシアネート化合物の取得のための受器（室温）（７）及び（１３）、メタノールの取得のための受器（冷エタノールで冷却）（９）及び（１５）を経由し、両方のラインを真空ポンプに繋ぎ、真空ラインを連結した。二つのラインの切り替えは弁（５と１０、及び１１と１６）片方のラインのみ開く（もう片方のラインは閉じる）ことで行った。
（カルバメート化合物からイソシアネート化合物の製造）
触媒として、富士シリシア化学社製キャリアクトＱ５０（平均細孔径５０ｎｍ、粒径１．１〜２．２ｍｍ）１．３ｇを上記のガラス管（３）に充填し、真空ポンプ（１７）を起動し１．３３ｋＰａに減圧し、弁（５）、弁（１０）を開とし、弁（１１）、弁（１６）を閉とし、１５０℃で加熱融解させた実施例２で得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン（１）をシリンジポンプ（２）にて４．４ｇ／ｈで供給した。電気炉（４）で触媒層の温度が３５０℃になるように加熱した。
凝縮したイソシアネート化合物を含む生成物が受器（７）に回収され始めたのを確認して３０分経過後、弁（５）、弁（１０）を閉とし、弁（１１）、弁（１６）を開とし、凝縮したイソシアネート化合物を含む生成物を受器（１３）、メタノールを受器（１５）に３０分間回収し、受器（１３）に回収された、凝縮したイソシアネート化合物を含む生成物を液体クロマトグラフィーで、受器（１５）に凝縮し回収されたメタノールをガスクロマトグラフィーで分析し、ジカルバメート転化率、ジイソシアネート、モノイソシアネートの選択率及び収率を算出した。
その結果、転化率１００％、生成物として、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンが１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに対して収率８６％（選択率８６％）、中間体である１−イソシアナトメチル−３−メトキシカルボニルアミノメチルシクロヘキサンが収率３％で得られた。
凝縮したイソシアネート化合物を含む生成物が受器（７）に回収され始めたのを確認して３０分経過後、弁（５）、弁（１０）を閉とし、弁（１１）、弁（１６）を開とし、凝縮したイソシアネート化合物を含む生成物を受器（１３）、メタノールを受器（１５）に３０分間回収し、受器（１３）に回収された、凝縮したイソシアネート化合物を含む生成物を液体クロマトグラフィーで、受器（１５）に凝縮し回収されたメタノールをガスクロマトグラフィーで分析し、ジカルバメート転化率、ジイソシアネート、モノイソシアネートの選択率及び収率を算出した。
その結果、転化率１００％、生成物として、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンが１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに対して収率８６％（選択率８６％）、中間体である１−イソシアナトメチル−３−メトキシカルボニルアミノメチルシクロヘキサンが収率３％で得られた。
参考例２（１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの合成）
（カルバメート化合物の標準品（高純度品）の合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積２０００ｍＬのフラスコに、メタノール３２０．４ｇ（１０ｍｏｌ）を加えて液温を５０℃とした後、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン１９４．２ｇ（１．０ｍｏｌ）を１．５時間かけて滴下し、この混合液を攪拌しながら５０℃で７時間反応させた。
反応終了後、得られた反応液を濃縮した後、トルエン６００ｍｌを加えて冷却しながら１．５時間攪拌させた。析出した固体を濾過し、濾物をヘキサンで洗浄した後、真空下で乾燥し、白色固体として１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン１５７．２ｇを得た。
なお、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの物性値は、以下の通りであった（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｉｓ Ａ：Ｇｅｎｅｒａｌ，２８９，１７４（２００５））。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；４．７７ｐｐｍ（２Ｈ）、３．４２〜３．９０ｐｐｍ（６Ｈ）、３．０１〜３．１０ｐｐｍ（４Ｈ）、１．７２〜１．８４ｐｐｍ（４Ｈ）、１．４７〜１．４９ｐｐｍ（２Ｈ）、１．１７〜１．３３ｐｐｍ（１Ｈ）、０．７７〜０．８９ｐｐｍ（２Ｈ）、０．５２〜０．６４ｐｐｍ（１Ｈ）
ＭＳ（ＥＩ）；２５８（ｍ／ｚ）
（カルバメート化合物の標準品（高純度品）の合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積２０００ｍＬのフラスコに、メタノール３２０．４ｇ（１０ｍｏｌ）を加えて液温を５０℃とした後、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン１９４．２ｇ（１．０ｍｏｌ）を１．５時間かけて滴下し、この混合液を攪拌しながら５０℃で７時間反応させた。
反応終了後、得られた反応液を濃縮した後、トルエン６００ｍｌを加えて冷却しながら１．５時間攪拌させた。析出した固体を濾過し、濾物をヘキサンで洗浄した後、真空下で乾燥し、白色固体として１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン１５７．２ｇを得た。
なお、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの物性値は、以下の通りであった（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｉｓ Ａ：Ｇｅｎｅｒａｌ，２８９，１７４（２００５））。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，δ（ｐｐｍ））；４．７７ｐｐｍ（２Ｈ）、３．４２〜３．９０ｐｐｍ（６Ｈ）、３．０１〜３．１０ｐｐｍ（４Ｈ）、１．７２〜１．８４ｐｐｍ（４Ｈ）、１．４７〜１．４９ｐｐｍ（２Ｈ）、１．１７〜１．３３ｐｐｍ（１Ｈ）、０．７７〜０．８９ｐｐｍ（２Ｈ）、０．５２〜０．６４ｐｐｍ（１Ｈ）
ＭＳ（ＥＩ）；２５８（ｍ／ｚ）
（カルバメート化合物からイソシアネート化合物の製造）
前記１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン（標準品）を使用し、触媒層の温度を３７５℃にした以外は、参考例１と同様の操作を行った。その結果、転化率１００％、生成物として、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンが１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに対して収率８４％（選択率８４％）、中間体である１−イソシアナトメチル−３−メトキシカルボニルアミノメチルシクロヘキサンが収率１１％で得られた。
前記１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン（標準品）を使用し、触媒層の温度を３７５℃にした以外は、参考例１と同様の操作を行った。その結果、転化率１００％、生成物として、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンが１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンに対して収率８４％（選択率８４％）、中間体である１−イソシアナトメチル−３−メトキシカルボニルアミノメチルシクロヘキサンが収率１１％で得られた。
以上の結果より、本発明のカルバメート化合物は、標準品のカルバメート化合物と比較して、カルバメート化合物への反応に関して優位な性質を示すことが確認された。
比較例１（Ｎ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメートの合成）
ｎ−ヘキシルアミン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液の混合液を攪拌させた後、精製水を加えなかったこと以外は、実施例１と同様に反応を行った。
反応終了後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、Ｎ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメート１５．７ｇを得た（単離収率；９９．８％）。また、得られたＮ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメートのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムが２５２０ｐｐｍ含まれていた。
ｎ−ヘキシルアミン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液の混合液を攪拌させた後、精製水を加えなかったこと以外は、実施例１と同様に反応を行った。
反応終了後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、Ｎ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメート１５．７ｇを得た（単離収率；９９．８％）。また、得られたＮ−ヘキシル−Ｏ−メチルカルバメートのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムが２５２０ｐｐｍ含まれていた。
比較例２（１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの合成）
１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液の混合液を撹拌させた後、精製水を加えなかったこと以外は、実施例２と同様にして反応を行った。
反応終了後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン４５．９ｇを得た（単離収率；９７．８％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムが６１０ｐｐｍ含まれていた。
１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、炭酸ジメチル及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液の混合液を撹拌させた後、精製水を加えなかったこと以外は、実施例２と同様にして反応を行った。
反応終了後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン４５．９ｇを得た（単離収率；９７．８％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムが６１０ｐｐｍ含まれていた。
比較参考例１（１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンの合成）
カルバメート化合物として、比較例２で得られた１，３−ビス（メ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以外は、参考例１と同様の操作を行った。その結果、基質供給開始後暫くして、基質供給ポンプ（２）と触媒を充填した管状反応器（３）とを繋ぐラインが閉塞し、生成物は回収されなかった。
カルバメート化合物として、比較例２で得られた１，３−ビス（メ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以外は、参考例１と同様の操作を行った。その結果、基質供給開始後暫くして、基質供給ポンプ（２）と触媒を充填した管状反応器（３）とを繋ぐラインが閉塞し、生成物は回収されなかった。
実施例１１（１，３−ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンの合成）
攪拌装置及び温度計を備えた内容積３００ｍＬのフラスコに、１，３-ビスアミノメチルシクロヘキサン１５．３ｇ（１０７．８ｍｍｏｌ）、炭酸ジエチル１５０．２ｇ（１２７２．３ ｍｍｏｌ）及び２８％ナトリウムメトキシド・メタノール溶液０．６ｇ(３．３ｍｍｏｌ)を加えた。このときの混合液の水分量を測定したところ約１３４ｐｐｍであった。この混合液を攪拌しながら５０℃で６時間反応させた。反応終了後、精製水を０．２１ｇ（１１．７ｍｍｏｌ；１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのアミノ基１モルに対して０．０５４モル）を加えて更に５０℃で３０分間熟成させた。
熟成後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン２９．６ｇを得た（単離収率；９５．９％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か３２０ｐｐｍしか含まれていなかった。
熟成後、反応液を濾過した後、得られた濾液を濃縮し、１，３−ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサン２９．６ｇを得た（単離収率；９５．９％）。また、得られた１，３−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）シクロヘキサンのナトリウム量を測定したところ、ナトリウムは僅か３２０ｐｐｍしか含まれていなかった。
以上の結果より、アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基の存在下、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させた後、次いで、加えた塩基触媒のモル数より多く、且つアミン化合物のアミノ基１モルに対して０．０１〜０．５モルの水を加えて更に反応させることにより、煩雑な操作を必要とすることなく、収率良くカルバメート化合物を得ることができ、特に不純物が低減されたカルバメート化合物を製造することができることが判明した。
本発明は、カーボネート化合物とアミン化合物とを反応させて、カルバメート化合物を製造する方法に関する。カルバメート化合物は、例えば、イソシアネート化合物を製造するための原料として有用である。
１ 原料タンク
２ 基質供給ポンプ
３ 触媒を充填した管状反応器
３ａ 気化層 (石英充填)
３ｂ 触媒層
４ 反応器を加熱する熱源（管状電気炉）
５ 弁
６ 生成物熱交換器
７ 凝縮した生成物のイソシアネート化合物を回収する受器
８ アルコール凝縮のための熱交換器
９ アルコール取得のための受器
１０ 弁
１１ 弁
１２ 生成物熱交換器
１３ 凝縮した生成物のイソシアネート化合物を回収する受器
１４ アルコール凝縮のための熱交換器
１５ アルコール取得のための受器
１６ 弁
１７ 真空ポンプ
２ 基質供給ポンプ
３ 触媒を充填した管状反応器
３ａ 気化層 (石英充填)
３ｂ 触媒層
４ 反応器を加熱する熱源（管状電気炉）
５ 弁
６ 生成物熱交換器
７ 凝縮した生成物のイソシアネート化合物を回収する受器
８ アルコール凝縮のための熱交換器
９ アルコール取得のための受器
１０ 弁
１１ 弁
１２ 生成物熱交換器
１３ 凝縮した生成物のイソシアネート化合物を回収する受器
１４ アルコール凝縮のための熱交換器
１５ アルコール取得のための受器
１６ 弁
１７ 真空ポンプ
Claims (6)
- アルカリ金属アルコキシド及びアルカリ土類金属アルコキシドからなる群より選択される少なくとも１種の塩基の存在下、アミン化合物とカーボネート化合物とを反応させてカルバメート化合物を製造するに際し、使用した塩基のモル数より多い水を加えて、未反応の塩基を分解する工程を含むことを特徴とする、カルバメート化合物の製造方法。
- アミン化合物が、１分子中に１つ以上のアミノ基を有する、脂環式基又は芳香族基で置換されていてもよいか、脂環式基又は芳香族基で中断されていても良い脂肪族アミン、及び１分子中に１つ以上のアミノ基を有する、脂肪族基で置換されていてもよい脂環式アミンからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１記載のカルバメート化合物の製造方法。
- アミン化合物が、一般式（１）：
ｎは、０又は１である。）
で示されるモノアミン化合物である、請求項１又は２に記載のカルバメート化合物の製造方法。 - アミン化合物が、一般式（４）
ｍ及びｐは、互いに独立して、０又は１である。）
で示されるジアミン化合物である、請求項１又は２に記載のカルバメート化合物の製造方法。 - ジアミン化合物が、１，６−ヘキサメチレンジアミン、１，１２−ドデカメチレンジアミン、イソホロンジアミン、１，３−ビス（アミノメチルシクロヘキサン）、１，４−ビス（アミノメチルシクロヘキサン）、４，４’−メチレンビス（シクロヘキサンアミン）、２，５−ビス（アミノメチル）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，６−ビス（アミノメチル）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、１，３−ビス（アミノメチル）ベンゼン、及び１，４−ビス（アミノメチル）ベンゼンからなる群より選択される少なくとも１種である請求項４記載のカルバメート化合物の製造方法。
- 請求項１〜５のいずれか１項記載のカルバメート化合物の製造方法により得られたカルバメート化合物。
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