JPH0466863B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、脂肪族トリイソシアナートである式
（）で示される 〔式中、Ｒは炭素数２〜５個のアルキル基〕リジ
ンエステルトリイソシアナートを、対応する式
（）化合物から 着色成分などの副生成物含量の少ない高純度品を
高収率で得る方法に関する。

リジンエステルトリイソシアナート（以下、
LTiと略す）は、室温で無臭であり、無黄変性の
塗料として有用な化合物であることが特開昭53−
135931号公報に開示されている。

また、該公報にはリジンモノアルキルエステル
三塩酸塩（以下LAETと略す）をホスゲン化する
ことにより対応のLTiを得る方法が記載されてい
る。

該公報によれば、原料となるLAETは、塩化水
素あるいはＰ−トルエンスルホン酸のような酸の
存在下で、リジンを不活性液体反応媒質中でアル
カノールアミンと反応させ、生成する水を反応媒
質と共沸させ分離することにより製造できる記載
がある。またこのようにして得られた粗LAETは
アルコールで再結晶して、ホスゲン化反応に付す
方法が開示されている。

しかしながら、該公報のように再結晶して得ら
れた精LAETにおいても晶出塊中には少量では
あるが水や晶出溶媒由来のアルコールの混入は避
けられない。

一方、不活性有機用媒の存在下、LTiを含めて
脂肪族イソシアナートは、対応するアミン又はそ
の塩をホスゲン化し、得られた粗イソシアナート
反応液を精留に付して製品となされているが、こ
の時しばしば問題となるのは、製品イソシアナー
トが黄色〜赤色に着色することである。脂肪族イ
ソシアナートの主要用途が塗料であるだけに、特
に着色は大きな問題となる。

脂肪族イソシアナートの着色の原因は明らかで
はないが、その一つは、イソシアナート製造時に
生成したカルボイジミド基、ニトロソ基、アロフ
アニルクロライド基などを有する高沸点化合物が
着色不純物として知られているが、LTiの場合は
この外に反応系中に水分混入によりウレア化合物
が生成し、これがさらに着色成分となる不純物に
転化されて、製品中に含有されていることがわか
つた。

これらの高沸点不純物は、主に製造工程で副生
されるが、その一部は反応後精留工程で、いわゆ
るタール成分の熱分解によつても生成される。
LTiなどの脂肪族イソシアナートにおいては、そ
の製造時にタール分は芳香族イソシアナートの場
合に比べ特に多量に生成し、脂肪族イソシアナー
ト反応液より、含有の着色成分不純物を除去する
ことは困難であつた。

特にLTiの製造法においては、前述した如く、
原料のLAET塊中に水の混入は避けられず、ま
たこれの脱水乾燥は困難であるため、ホスゲン化
反応終了後のLTi反応液中にはウレアなどの着色
不純物となるものが多量に含まれる結果となりし
かもLTiは熱に敏感であるため、通常の精製方法
では、着色成分不純物が増加する。

本発明者らは、これらの困難な問題を克服して
LTi製造において着色成分含量の抑制された製造
方法を鋭意検討の結果本発明方法に達した。

すなわち、本発明は、原料のLAETを水非混和
性有機溶媒中に懸濁分散させた後、濾過分離及び
濾塊を洗浄して、得られた濾塊を再度水非混和性
有機溶媒中に分散する前処理を行うことにより水
分含量１％以下の実質的に水分を含まない精
LAETとなし、これを不活性有機溶媒に分散させ
てホスゲン化反応を行い、得られた反応液から脱
溶媒、脱タールした後に、100〜200℃で熱処理を
行つてから精留に付すことを特徴とする、着色成
分含量の抑制されたリジンエステルトリイソシア
ナートの製造方法である。

本発明の原料となるLAETは、例えばトリレン
ジアミンなど従来より汎用されているジアミンと
異り、通常１％以上の水分が含有されている。

LAETは前記した特開昭53−135931号記載の如
く、不活性反応媒体中でリジンとアルカノールア
ミンとをエステル化反応させて得られるが、反応
系中で生成水を除去するために反応媒質との共沸
蒸留を何回も繰返しても、微量の水分が結晶水と
して含有される。さらに精LAETを得るためこれ
を再結晶に付し、分離したLAETウエツトケーキ
を乾燥により脱水、脱溶媒しようとすると、たと
え低温乾燥においても、結晶が溶融し、粒径が
200μ以上の大きな塊りを有する固いケーキとな
る。このケーキを微粒化するため、例えばサンド
グラインダーやコロイドミルなどの微粒化装置を
用いて微粉砕しようとする場合、結晶が磨擦熱な
どにより溶融しやすいため困難であり、また
LAETのロスも生じる。従つて１％程度以上の結
晶水を含有したまゝのLAETをホスゲン化反応に
使用せざるを得ない。

このように通常の方法で得られた含水LAETを
そのまゝ原料に用いれば、製品LTiの着色や収率
に影響する。しかもそれだけでなく、本発明方法
においては、着色成分の抑制効果をさらに高める
ため、ホスゲン化反応終了後の反応マスの後処理
工程において熱処理を行うが、そのためには熱処
理前に脱タールにしておく必要があり、脱タール
工程で反応マス中の水の存在は発泡の原因にもな
る。従つて本発明では、LAETを水非混和性有機
溶媒中に懸濁分散させた後、濾過分離及び濾塊を
洗浄して、得られた濾塊を再度水非混和性有機溶
媒中に分散する前処理して少くとも１％以下の実
質的に水分を含まないLAETにしてホスゲン化反
応に付す必要がある。

本発明の脱水前処理は、例えば以下のようにし
て実施できる。

分離したLAET塊をベンゼン、トルエン、Ｏ
−ジクロルベンゼンなどの水非混和性有機溶媒中
に懸濁分散させた後、過分離及び塊を洗浄し
て、得られた塊を再度水非混和性有機溶媒中に
分散させる。その際有機溶媒はLAETに対し４倍
〜10倍の範囲で使用する。またLAET塊の分散
をよくして脱水効率を一層高めるためにLAET
塊と有機溶媒との混合、分散に際してはホモミキ
サーあるいはコロイドミルの様な分散機器を用い
ることが好ましく、結晶に包み込まれている水分
も分散させることにより脱水の効果がさらに向上
する。

このようにして分散されたLAETは、通常は、
200μ以下の粒径を有し有機溶媒中に懸濁してお
り、次にこれを過して固液分離する。

過方式では、減圧、加圧あるいは遠心過の
ように通常の過方式が適用できる。固液分離し
た塊は、表面に付着した水分を除去するために
好ましくは分散工程で使用した同じ水非混和性有
機溶媒を用いて塊の洗浄を行い、さらに必要あ
らば同じ水非混和性有機溶媒を用いてこの塊を
加熱共沸蒸留に付して、完全な脱水を行う。

このようにして脱水されたLAETは次のホスゲ
ン化工程に付される。

ホスゲン化反応は、前記特開昭53−135931公報
記載方法に準じて、不活性溶媒中で80〜150℃、
好ましくは120℃〜150℃で行い得られた反応マス
は脱ガスした後、常法に従い脱溶媒後、脱ター
ル、熱処理に付す。

本発明の後処理工程の反応マスの脱タール熱処
理においては、脱溶媒工程で溶媒残量を少くとも
１％以下の実質的に脱溶媒しておくのが好まし
い。溶媒が残存していれば次の脱タール工程、及
び熱処理後の減圧精留時にLTiは蒸気圧が低いの
で真空度が上らずに、発泡などが生じやすい。

脱溶媒されたLTi濃縮液は次に最初脱タール工
程に付される。この脱タールはできるだけ低温
で、短時間に行なうことが望ましい。

高温で長時間、脱タールを行なうとタールが分
解して、新たな着色原因物質が生成するから好ま
しくない。望ましくは150〜250℃の減圧下で、通
常1.5時間以内で蒸留を行なう。これにより反応
濃縮液中のタールは塔底より抜き出され、脱ター
ルされた濃縮液は、次の熱処理工程に付される。

熱処理工程は、アロフアニルクロライド、カル
ボジイミド基やウレア化合物などを有する高沸点
着色成分となる不純物を高分状上にタール化する
工程であり、100〜200℃でN₂気流下で10分〜４
時間加熱維持することによりLTi濃縮液中の着色
成分は高分子化される。

LTiは分子内にエステル結合があり、他の脂肪
族イソシアナートに比べて、沸点が高い割には熱
に敏感であるので、高温熱処理により色相は改善
されるものの、収率が低下するので好ましくは
160〜190℃で処理したほうがよい。

このようにして熱処理されたLTi濃縮液は、次
で常法に従い精留に付され、熱処理により高分子
化された高沸点着色成分は釜残として分離され
る。加熱精留中には、新たな着色成分の生成も殆
んど生じないので精LTiは主留分としてカツトさ
れ留出液中には、着色不純物は殆んど含有される
ことはない。

実施例 １ リジン−β−アミノエチルエステル三塩酸塩の
含水塊（固型分80％メタノール10％、水10％）
111.1ｇをＯ−ジクロルベンゼン600ｇと混合し、
ホモミキサーで200rpmに20分間処理したのち、
過して得られた塊をＯ−ジクロルベンゼン
600ｇで洗浄して水分含量180ppmの脱水塊200
ｇを得た。（メタノールは不検出であつた。） この脱水塊にＯ−ジクロルベンゼン
（ODCB）600ｇを加えて、ホモミキサーにてスラ
リー化した。得られた懸濁液中のリジン−β−ア
ミノエチルエステル三塩酸塩の平均粒径は20〜
40μであつた。

この懸濁液を四ツ口フラスコに移し、ホスゲン
を、３モル／アミン／時間、流量で140℃、10時
間吹き込み、ホスゲン化反応を行つた。ホスゲン
化終了後、窒素ガスを10／Hrで２時間吹き込
み脱ガスした。

次に30mmHgで130℃以下で脱溶媒を行なつた。
ODCBが0.8％含有された粗リジンジイソシアナ
ート−β−イソシアナートエチルエステルを得
た。この粗イソシアナートを0.1mmHgの圧で180
℃〜220℃でスミス薄膜蒸留に付し、脱タールを
行なつた。留出率は91％であつた。

次に得られた留出液を180℃で30分、窒素下で
熱処理した後、0.5mmHgで180℃〜220℃で単蒸留
した。留出率97％で収率88.3％（対LAET）でリ
ジンジイソシアナート−β−イソシアナートエチ
ルエステルを得た。純度は99.5％、色相
（APHA）は50でほとんど無色であつた。

比較例 １ 実施例１で用いたと同じ、リジン−β−アミノ
エチルエステル三塩酸塩の含水塊（LAET固型
分80％、メタノール10％、水10％）を110℃で４
時間、真空乾燥した後得られた乾燥ケーキをコロ
イドミルで粉砕した。粉砕中にグラインダー間で
結晶の融着がおこり粒径を200μ以下とするのは
困難であつた。平均粒径250μにしたりリジン−
β−アミノエチルエステル三塩酸塩にＯ−ジクロ
ルベンゼンを加え10％スラリーとした。これを実
施例１と同じ条件下でホスゲン化して、熱処理工
程を除き実施例１と同じ後処理したが目的生成物
の収率は60％（対LAET）で、純度は97％でその
色相（APHA）は500以上で淡黄色であつた。

比較例 ２ 熱処理を行なわない他は、実施例１と同じリジ
ン−β−アミノエチルエステル三塩酸塩を用いて
実施例１と同様に前処理、反応、後処理蒸留し
た。リジンジイソシアナート−β−イソシアナー
トエチルエステルの収率は90％（対LAET）、純
度は99％、色相（APHA）は180以上で淡黄色で
あつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式（） 〔式中、Ｒは炭素数２〜５個のアルキル基であ
   る〕で示されるリジンモノアルキルエステル三塩
   酸塩を、ホスゲン化反応に付す前に、水非混和性
   有機溶媒中に懸濁分散させた後、濾過分離及び濾
   塊を洗浄して、得られた濾塊を再度水非混和性有
   機溶媒中に分散する前処理を行つて、実質的に水
   を含まないリジンモノアルキルエステル三塩酸塩
   とし、ついで不活性有機溶媒の存在下、これをホ
   スゲンと反応させて、得られた反応液を脱溶媒、
   脱タールした後に、100〜200℃で熱処理を行つて
   から精留に付すことを特徴とする、式（） 〔式中、Ｒは式（）中のＲと同じ〕 で示されるリジンエステルトリイソシアナートの
   製造方法。