NO166710B - Fremgangsmaate ved fremstilling av uretaner. - Google Patents

Fremgangsmaate ved fremstilling av uretaner. Download PDF

Info

Publication number
NO166710B
NO166710B NO86864386A NO864386A NO166710B NO 166710 B NO166710 B NO 166710B NO 86864386 A NO86864386 A NO 86864386A NO 864386 A NO864386 A NO 864386A NO 166710 B NO166710 B NO 166710B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
ruthenium
compound
methanol
urethane
compounds
Prior art date
Application number
NO86864386A
Other languages
English (en)
Other versions
NO864386L (no
NO166710C (no
NO864386D0 (no
Inventor
John H Grate
David R Hamm
Donald H Valentine
Original Assignee
Catalytica Associates
Haldor Topsoe As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Catalytica Associates, Haldor Topsoe As filed Critical Catalytica Associates
Publication of NO864386L publication Critical patent/NO864386L/no
Publication of NO864386D0 publication Critical patent/NO864386D0/no
Publication of NO166710B publication Critical patent/NO166710B/no
Publication of NO166710C publication Critical patent/NO166710C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C271/00Derivatives of carbamic acids, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C271/06Esters of carbamic acids
    • C07C271/08Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C271/10Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms with the nitrogen atoms of the carbamate groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • C07C271/16Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms with the nitrogen atoms of the carbamate groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms to carbon atoms of hydrocarbon radicals substituted by singly-bound oxygen atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C271/00Derivatives of carbamic acids, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C271/06Esters of carbamic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved overføring av en organisk nitroforbindelse i det tilsvarende uretan ved å omsette en løsning omfattende den organiske nitroforbindelse og en alkohol med karbonmonoksyd i nærvær av en katalysator omfattende rutenium.
Isocyanater såsom toluendiisocyanat (TDI) og 4,4'-di-isocyanatodifenylmetan (MDI) brukes teknisk ved fremstilling av uretanpolymerer. Den nåværende teknologi for fremstilling av disse isocyanater anvender fosgen som er dyrt, giftig, korro-derende og vanskelig å håndtere. Det er således forståelig at en hel del senere forskning har vært rettet mot forskjellige fremgangsmåter for fremstilling av isocyanater, spesielt TDI og
MDI.
Forskjellige patenter har beskrevet fremgangsmåter for karbonylering av nitrogenholdige organiske forbindelser, f.eks, nitroforbindelse, aminer, azo- og azoksy-forbindelser til enten isocyanater eller uretaner i nærvær av en platinagruppe metall-holdig katalysator; normalt en palladium- eller rodiumholdig katalysator, og oftest en palladiumhalogenidholdig katalysator.
(Uretanene kan spaltes til de tilsvarende isocyanater). Generelt har en kokatalysator (promotor) eller en koreaktant vært anvendt i kombinasjon med de forannevnte platinagruppe metallholdige katalysatorer; Lewissyrer, Lewisbaser, oksydasjonsmidler, reduksjonsmidler osv. har vært brukt som kokatalysatorer eller koreaktanter i den platinagruppe metallkatalyserte karbonylering av nitrogenholdige organiske forbindelser. Det er viktig å merke seg at den overveiende del av forskningen på karbonyleringen av nitrogenholdige organiske forbindelser har vært rettet mot katalyse med rodium- eller palladiumholdige katalysatorer; spesielt palladiumhalogenidholdige katalysatorer.
I sitatene som beskriver bruk av palladiumkatalysatorer for den ovenfor nevnte reaksjon er i alminnelighet den aktuelle alkohol etanol. Se f.eks. US patent nr. 3.531.512, 3.993.685, 4.134.880, 4.186.269, 4.219.661, 4.262.130, 4.297.501, 4.304.922 og 4.339.592. I US patent 4.297.501 vises etanol å gi forbedret selektivitet mot uretan sammenlignet med metanol. I US patent nr. 4.134.880 påvises metanol, etanol og forskjellige høyere alkoholer og gir lignende selektiviteter mot uretanet.
Europeisk patentsøknad 86.2:81 beskriver bruk av metanol og en katalysator omfattende palladium og en spesifikk ligande med to rester valgt fra gruppen bestående av nitrogen, fosfor, arzen og antimon. Nyhetene i denne oppfinnelse ligger i bruken av den spesifikke ligande som er beskrevet i patentsøknaden i kombinasjon med palladium som katalysator.
I henvisningene som beskriver bruk av rodiumkatalysatorer for ovennevnte reaksjon, angis bruk av metanol og andre alkoholer i overføringen av de ovenfor nevnte nitrogenholdige forbindelser til uretaner i nærvær av karbonmonoksyd. Igjen er i alminnelighet den aktuelle alkohol etanol. Se f.eks. US patent nr. 3.993.685, 4.134.880, 4.186.269 og 4.304.922. I US patent nr. 3.3 38.956 angis metanol som en foretrukken alkohol, men det er ikke angitt noen grunn for preferansen i den beskrevne rodium-halogenid katalyserte prosess. (Det er f.eks. ingen demonstra-sjon av etanol, derfor er det ikke noe grunnlag for preferansene av metanol, spesielt i lys av patentene som angir at etanol er foretrukket. På lignende måte er metanol påstått foretrukket i uretanprosessen beskrevet i US patent nr. 3.448.140, men varia-sjoner i selektivitet synes å avhenge katalysatormetallet istedet for alkoholen. (Denne henvisning beskriver gruppe VIII metaller som viser varierende virkningsgrad for katalyse av overføringen av en nitrogenholdig forbindelse i uretan i nærvær av en alkohol og karbonmonoksyd.) Se også US patent nr. 3.454.620 og 3.467.694 hvor metanol er en alkohol som er påvist å være anvendelig i den ovennevnte prosess, men virkningen av metanol sammenlignet med andre alkoholer på utbyttet er ikke omtalt.
Til sammenligning er US patent 4.052.420 <_g 4.052.437 de lavere alkoholer og fenoler vist å være foretrukne for omsetning av nitrogenholdig forbindelse og hydroksylholdige forbindelser med karbonmonoksyd for å fremstille uretaner. Fremgangsmåten som er beskrevet i disse henvisninger katalyseres av en spesifikk form av rodium, dvs. amorft rodiumdioksyd, og krever fortrinnsvis enten en totrinns omdannelse (hvori det andre trinn er ved en høyere temperatur og trykk enn det første trinn) og et nitril-holdig løsningsmiddel. Metanol synes å øke selektiviteten mot uretan ved den høyere temperatur som anvendes i det andre trinn, men etanol foretrekkes i det første trinn. På grunn av kata-lysens uforutsigbarhet må imidlertid denne økning begrenses til den spesifikke katalysator og løsningsmiddel som er anvendt i den beskrevne fremgangsmåte. Bemerk at patentinnehaveren i spalte 9, linje 8-15 i US patent 4.052.420 angir at man ikke forstår hvorfor etanol er foretrukket i det første trinn og metanol i det andre trinn i denne prosess.
Til slutt beskriver britisk patent nr. 1.089.132 en rodium-katalysert prosess for omdannelse av en nitrogenholdig organisk forbindelse av en alkohol i uretan i nærvær av karbonmonoksyd, hvori metanol angis å være den foretrukne alkohol. Imidlertid angir data i dette patent at n-butanol viser øket selektivitet mot uretan sammenlignet med metanol. (Det er ingen data angitt for etanol, derfor kan man ikke avgjøre hvorfor metanol skulle være foretrukket fremfor etanol i den beskrevne prosess.)
I de få sitater som foreslår at ruteniumforbindelser er egnede katalysatorer for karbonylering av nitrogenholdige organiske forbindelser til de tilsvarende uretaner eller isocyanater, er katalysatoren enten et ruteniumhalogenid eller en halogenidholdig rest er kombinert med ruteniumforbindelsen for å gi den aktive katalysator. I f.eks. US patent nr. 3.660.458, 4.134.880, 4.186.269 og 4.304.922 er ruteniumforbindelsen som har vist katalytisk aktivitet ruteniumklorid. (Som angitt ovenfor i de siste tre patenter hvor uretaner fremstilles er etanol beskrevet som den foretrukne alkohol.) I US patent nr. 3.461.149 og 3.979.427 behandles rutenium-på-aluminiumoksyd med halogenid-holdige forbindelser såsom jern(III)klorid eller 1,1,2-triklor - 1,2,2-trifluoretan og gir en heterogen katalysator.
Et annet eksempel på en heterogen rutenium katalysator for fremstillingen av aromatisk isocyanater kan finnes i US patent nr. 3.737.445. Dette patent beskriver en gassfaseprosess for omsetning av karbonmonoksyd med en aromatisk nitro- eller nitrosoforbindelse som gir et aromatisk isocyanat.
Ruteniumforbindelser er blitt benyttet i reduksjonen av organiske nitroforbindelser til de tilsvarende aminer med blandinger av hydrogen og karbonmonooksyd. Det ble rapportert i US patent 3.729.512 at reduksjonen av den organiske nitroforbindelse med karbonmonoksyd og etanol i fravær av H2 førte til en blanding av amin og et uretan. Patentinnehaveren brydde seg ikke med fremstillingen av et uretanprodukt, og derfor var det ikke noe forsøk på å øke selektiviteten over de ca. 22% uretan som ble oppnådd.
I de ruteniumkatalyserte prosesser som er beskrevet i ovennevnte sitat, hvor en alkohol inngikk i reaksjonsblandingen for å gi et uretanreaksjonsprodukt, var den enten etanol (US patent 4.186.269, 3.304.992 og .3-. 729. 512) eller isobutanol (US patent 4.134.880).
Følgelig er det mål for denne oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for .omdannelse av en organisk nitroforbindelse i det tilsvarende uretan ved å omsette en løsning omfattende en alkohol og en organisk nitroforbindelse med karbonmonoksyd i nærvær av en ruteniumholdig katalysator. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at man anvender metanol
som alkohol og omsetter løsningen under tilstrekkelige betingelser til å overføre den organiske nitroforbindelse i det tilsvarende uretan.
I en utførelsesform av denne oppfinnelsen omfatter forbedringen økning av omdannelseshastigheten av den organiske nitroforbindelse og selektiviteten av omdannelsen til den organiske nitroforbindelse i det tilsvarende uretan ved (a) å forelegge et primært amin i løsningen av metanol og den organiske nitroforbindelse, og c(b) kontakter løsningen fra trinn a) med karbonmonoksyd i nærvær av en katalysator omfattende rutenium ved tilstrekkelig betingelser til å overføre den organiske nitroforbindelse i deti tilsvarende uretan.
Selv om man ikke ønsker å være bundet av noen teori, viser det seg at i den ruteniumkatalyserte karbonylering av den ovennevnte organiske nitroforbindelse i det tilsvarende uretan, må den organiske nitroforbindelse først reduseres til et primært amin, som så gjennomgårybksydativ karbonylering til uretanet. Disse reduksjoner som. er illustrert nedenunder (hvor [H] betyr ruteniumhydrogenbærer.)^ må være effektiv koblet for å gi den ønskede selektivitet mofcruuretanet.
Oksydativ karbonylering:
Reduksjon/hydrogenering:
Netto reaksjon:
Således er det primære amin (illustrert ved anilin) et mellomprodukt i dannelsen av uretan fra den organiske nitroforbindelse (illustrert ved nitrobenzen). Det er funnet at de foretrukne halogenidfrie ruteniumforbindelser som brukes som katalysatorer i denne oppfinnelse, er i stand til å effektivt og raskt redusere de nitrogenholdige organiske forbindelser til det primære amin. Nærværet av jernklorider eller lignende Lewissyrer er uvirksomme for å øke aktiviteten til halogenfrie ruteniumkatalysatorer.
I en karbonyleringsreaksjon hvor det ikke er noe primært amin tilstede i begynnelsen, kan nitroforbindelsen (f.eks. nitrobenzen) reduseres til det primære amin (anilin) med tilført hydrogen eller hydrogenekvivalenter som stammer fra vann ved ruteniumkatalysert vanngass forskyvningsreaksjon. Det er funnet at reduksjonen av den organiske nitroforbindelse til et primært amin i nærvær av hydrogen er rask og forutsatt at det molare forhold av hydrogen til den organiske nitroforbindelse er mindre enn 1, tjener resten av den organiske nitroforbindelse som oksydant for den oksydative karbonylering av det primære amin til uretanet.
I begynnelsesfråvær av primært amin, hydrogen eller vann, stammer hydrogenekvivalentene som kreves for først å redusere organisk nitroforbindelse til det primære amin fra dehydrogenering av alkoholen. (I skjemaet illustrert nedenunder er hver R' uavhengig valgt fra gruppen bestående av hydrogen og hydrokarbylrest.)
Alkohol dehydrogenering:
Reduksj on/hydrogenering:
Netto reaksjon:
Imidlertid reagerer karbonylforbindelsene som stammer fra dehydrogenering av alkohol med. det primære amin og danner uønskede kondensasjonsprodukter av vann. Ytterligere nitroforbindelser kan så reduseres til det primære amin med hydrogenekvivalenter som stammer fra vann ved ruteniumkatalysert vanngassforskyvningsreaksj on.
Når tilstrekkelig primært amin er tilstede i reaksjons-løsningen, enten tilsatt i begynnelsen eller dannet in situ ved alkohol dehydrogenering, er ytterligere alkohol dehydrogenering uønsket, fordi den overfører den nitrogenholdige organiske forbindelse i primært amin og høyere produkter i stedet for uretan. Det er funnet at metanol har mindre tendens til dehydrogenering til aldehyd enn etanol og høyere alkoholer i nærvær av ruteniumkatalysatorer som brukes i fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse. Derfor forbedrer bruk av metanol utbyttet av uretan som oppnås i den endelige reaksjonsproduktblanding, og kombinasjonen av metanol og et primært amin i prosessen i foreliggende oppfinnelse fører til både et øket utbytte av uretan og en øket reaksjonshastighet.
Det primære amin kan også frembringes ved in situ spaltning av en urea- eller en biuretforbindelse til det (ruten) tilsvarende amin(er) og uretan i reaksjonsløsningen.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Egnede nitroforbindelser er mononitroforbindelser såsom nitrobenzen, alkyl- og alkoksynitrobenzener, hvor alkylgruppen inneholder opp til 20 karbonatomer, aryl- og aryloksynitrobenzer, hvori arylgruppen er fenyl, tolyl, naftyl, xylyl, klorfenyl, klornitrobenzen, aminonitrobenzen, karboalkoksyamino, nitrobenzen hvor alkoksygruppen har opp til 10 karbonatomer, aryl- og aryloksydinitrobenzener, trinitroforbindelser såsom trinitrobenzen, alkyl og alkoksytrinitrobenzen, aryl- og aryloksy-trinitrobenzener, idet substituentene er enhver av de allerede nevnte og klortrinitrobenzener samt lignende substituerte mono-og polynitroderivater av naftalen-, difenyl-, difenylmetan-, antracen- og fenantrenseriene. Substituerte eller usubstituerte alifatiske nitroforbindelser såsom nitrometan, nitrobutan, 2'2-dimentylnitrobutan, nitrocyklopentan,3-metylnitrobutan, nitro-octadecan, nitrometan, p-metoksyfenylnitrometan, dinitroetan, dinitroheksan, dinitrocykloheksan, di-(nitrocykloheksyl)metan er også egnet. De ovennevnte nitroforbindelser kan inneholde mer enn en av de ovennevnte substituenter i tillegg til nitro-gruppen(e) såsom i nitroaminoalkylbenzener, nitroalkylkarbo-alkoksyaminobenzener osv. fra denne gruppe av nitroforbindelser er nitrobenzen, nitrotoluen, dinitrobenzen, dinitrotoluen, trinitrobenzen, trinitrotoluen, mononitronaftalen, dinitro-naftalen, 4,4'-dinitrodifenylmetan, nitrobutan, nitrocyklo-heksan, p-nitrofenylnitrometan.dinitrocykloheksan, dinitrometyl-cykloheksan, dinitrocykloheksylmetan, nitroaminotoluen og nitrokarboalkoksyaminotoluen foretrukket og særlig aromatiske nitroforbindelser, spesielt 2,4- og 2.6-dinitrotoluener, meta-og para-dinitrobenzener og 5-nitro-2-metyl-karboalkoksyamino-, 2-nitro-5-metyl-karboalkoksyamino- og 3-nitro-2-metyl-karbo-alkoksyaminobenzener.
Den primære aminforbindelse som anvendes i fremgangsmåten
i denne oppfinnelse kan velges fra gruppen bestående av forbindelser med den generelle formel:
IV RX (NH2)y
hvor Ri og y er definert ovenfor. Eksempler på slike primære aminer er metylamin, etylamin, butylamin, heksylamin, etylen-diamin, propylendiamin, butylendiamin, cykloheksylamin, cyklo-heksyldiamin, anilin, p-toluidin, o-, m- og p-diaminobenzener, aminometylkarbanilsyreestere, spesielt 5-amino-2 metyl-, 2-amino-5-metyl- og 3-amino-2-metylkarboalkoksyaminobenzener, hvor alkoksygruppen har opptil 10 karbonatomer, o-, m- og p-nitro-aniliner, nitroaminotoluener, spesielt de som er angitt ovenfor, o- og p-fenylendiamin, benzylamin, o-amino-p-xylen, 1-amino-ftalin, 2,4- og 2,6-diaminotoluener, 4,4'-diaminodibenzyl, bis-
(4-aminofenyl)tioeter, bis-(4-aminofenyl)sulfon, 2,4,6-triamino-toluen, o-, m- og p-kloraniliner, p-bromanilin, l-fluor-2,4-diaminobenzen, 2-4-diaminofenetol, o-, m- og p-aminoanisoler, etyl p-aminobenzoat, 3-aminoftalsyreanhydrid osv. Disse aminoforbindelser kan brukes alene eller i kombinasjon.
Blandt de ovenfor oppførte aminoforbindelser foretrekkes de som kan stamme fra utgangsnitroforbindelsen. Når f.eks. nitrobenzen brukes som aromatisk nitroutgangsforbindelse, foretrekkes anilin. På lignende måte brukes fortrinnsvis 2-amino-4-nitrotoluen, 4-amino-2-nitrotoluen og 2,4-diaminotoluen når de aromatiske nitroutgangsforbindelser er 2,4-dinitrotoluen, 2-amino-6-nitrotoluen og 2,6-diaminotoluen brukes fortrinnsvis når nitroutgangsforbindelsen er 2,6-dinitrotoluen.
Den primære aminforbindelse kan frembringes ved in situ spaltning av det tilsvarende urea eller biuret som vist ved forbindelser med den generelle formel: henholdsvis, hvor er som definert ovenfor. Da det ovenfor nevnte urea eller biuret selvfølgelig vil omfatte mer enn en rest, kan R^ være forskjellige rester i den samme forbindelse. Det vil si ikke-symmetr.iske urinstoffer og; bdureter, f .eks..
ligger innenfor rammen', av oppfinnelsen.
Katalysatoren som anvendes i fremgangsmåten i denne oppfinnelse omfatter fortrinnsvis en halogenidfri ruterdumfor-bindelse. Til forskjell fra andre platinagruppe metallholdige katalysatorer for karbonyleringen av nitrogenholdige organiske forbindelser, reduserer nærvær av halogenid i ruteniumkatalysatorer, enten som anionet av et ruteniumsalt eller i en Lewissyre, aktiviteten til ruteniumkatalysatoren. Selvom således RuCl3 og lignende kan anvendes i foreliggende fremgangsmåte, velges fortrinnsvis ruteniumforbindelsen fra ruteniumsaltene såsom nitratet, sulfatet, acetatet, formiatet, karbonatet osv., og ruteniumkomplekset (spesielt ruteniumkarbonylkomplekset) innbefattende ligander som er istand til å koordinere med ruteniumatornet. Komplekset kan inneholde et eller flere rute-niumatomer og egnede ligander kan være karbon-karbon umettede grupper som i etylen, isobutylen, cykloheksen, cyklopentadien, norbornadien, cyklooctatetraen. Andre egnede ligander er acetylacetonat (acac), hydrogenatomer, karbonmonoksyd, nitrogen-oksyd, alkylrester, alkyl- eller arylnitriler eller isonitriler, nitrogenholdige heterocykliske forbindelser såsom pyridin, 2,2'-bipyridin (bipy), piperidin og organofosfiner, arsiner og stibiner.
Ruteniumkatalysatoren anvendes fortrinnsvis som en homogen katalysator, og derfor er et kriterie for valg av ruteniumforbindelsen dens løselighet under reaksjonsbetingelsene i blandingen av den organiske nitroforbindelse, metanol og primære amino-forbindelse (hvis den inngår). Ruteniumforbindelsen kan også velges med hensyntagen til forbindelsens katalytiske aktivitet. Således er organofosfiner og karbonyler anvendelige ligander for innføring i ruteniumkatalysatoren som anvendes ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.
Egnede organofosfiner er forbindelser med den følgende formel
hvor R3, R4 og R5 er rester uavhengig valgt fra gruppen bestående av hydrogen, hydrokarbyl og substituerte derivater av hydrokarbylrester, og hvor de substituerte hydrokarbylrester kan innehelde heterog.enatomer valgt fra gruppen bestående av halogen, oksygen, svovel, nitrogen og fosforatomer. Fortrinnsvis vil de ovennevnte hydrokarbylrester omfatte fra 1 til 20 karbonatomer, f.eks. fra ca. 1 til ca. 10 karbonatomer. Egnede rester innbefatter metyl, etyl, n-propyl, isopropyl, butyl, 2-klorbutyl, n-propoksy, 2-nitropentyl, fenyl, fluorfenyl, o-, m- og p-metyl-fenyl, etc.
Eksempler på egnede organofosfiner er trifenylfosfin, metyldifenylfosfin, tris-o-klorfenylfosfin, tris-n-propylfosfin, tris-p-metoksybenzylfosfin osv.
Andre anvendelige organofosfinligander er gelatiserende bisfosfiner. Således vil minst en av restene R3, R4 eller R5 inneholde et hetero-fosforatom som (sammen med fosforatomet i formel V) er i stand til å koordinere med ruteniumatornet. Slike gelatiserende bisfosfiner kan ha den generelle formel
VI (R3) (R4)P(R6)P(R3) (R4)
hvor R3 og R4 er som definert ovenfor og R6 er en toverdig rest
som gir tilstrekkelig rom til å la begge fosforatomer koordinere med ruteniumatornet. R6 kan være en hydrokarbylrest med fra 2 til 10 karbonatomer eller et substituert derivat derav som inneholder et eller flere heterogenatomer valgt fra gruppen bestående av halogen, oksygen, svovel, nitrogen og fosforatomer. Fortrinnsvis omfatter R6 fra 2 til 6 karbonatomer.
Eksempler på egnede bisfosfiner er: bis(l,2-difenylfosfino)benzen
bis(1,3-difenylfosfino)propan
bis(1,2-difenylfosfino)etan
En bisfosfinorutenium katalysatorforbindelse kan være dannet forut eller dannet in situ i reaksjonsløsningen ved å oppløse separat en bisfosfinfri ruteniumforbindelse og et bisfosfin. Hvis en bisfosfinligande skal inngå i katalysatorene, dannes fortrinnsvis bisfosfino ruteniumforbindelsen forut for å sikre at bisfosfinoliganden ville være koordinert med ruteniumatornet under reaksjonen.
Eksempler på halogenfrie ruteniumforbindelser som er egnet for katalysatorer for fremgangsmåten i denne oppfinnelse er: Ru3 (C0)12
H4Ru4 (C0)12
Rutenium acetylacetonat
RU3(C0)9<[>P(C6H5)3]3
[bis(1,2-difenylfosfino)benzen]rutenium trikarbonyl [bis(1,2-difenylfosfino)etan]rutenium trikarbonyl [bis(1,3-difenylfosfino)propan]rutenium trikarbonyl
Når et primært amin anvendes i foreliggende fremgangsmåte legges ingen spesiell begrensning på mengden av anvendt primært amin. Det foretrekkes imidlertid å bruke en mengde som er fra 0,1 til 100 mol pr. g atom nitrogen i den nitrogenholdige organiske forbindelse.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres uten løs-ningsmiddel, men bruken av et løsningsmiddel er ikke utelukket. Egnede løsningsmidler er f.eks. aromatiske løsningsmidler såsom benzen, toluen, xylen osv.; nitriler såsom acetonitril, benzo-nitril osv.; sulfoner såsom sulfolan osv.; halogenerte alifatiske hydrokarboner såsom 1,1,1-triklor-l,2,2-trifluoretan osv.; halogenerte aromatiske hydrokarboner såsom monoklorbenzen, diklorbenzen, triklorbenzen osv.; ketoner; estere; og andre løsningsmidler såsom tetrahydrofuran, 1,4-dioksan, 1,2-dimetoksy-etan osv.
Ved utførelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan metanol og karbonmonoksyd brukes i mengder lik minst 1 mol pr. g atom nitrogen i nitroforbindelsen. Fortrinnsvis brukes metanol i overskudd og virker som både løsningsmiddel og reaktant.
Mengden av ruteniumforbindelsen som brukes som katalysator, kan variere sterkt avhengig av dennes type og andre reaksjons-betingelser. Imidlertid er mengden av katalysator på vektbasis generelt i området fra 1 x IO"<5> til 1 del, og fortrinnsvis fra 1 x IO""4 til 5 x IO-1 deler pr. g atom av nitrogen i den organiske nitroutgangsforbindelse uttrykt som sin metallkompo-nent.
Reaksjonstemperaturen holdes generelt i området fra 80° til 230°C, og fortrinnsvis i området fra 130 til 200°C. Reaksjonstrykket eller karbonmonoksydbegynnelsestrykket er generelt i området fra 10 til 1000 kg/cm<2>G, og fortrinnsvis fra 30 til 500 kg/cm<2>G.
Reaksjonstiden avhenger av typen og mengden organisk nitroforbindelse som brukes, reaksjonstemperaturen, reaksjonstrykket, typen og mengden av anvendt katalysator og typen av reaktor som anvendes og lignende, men er fortrinnsvis i området fra 5 minutter til 6 timer. Etter reaksjonen er ferdig avkjøles reaksjonsblandingen og gassen tømmes fra reaktoren. Når reaksjonsblandingen så gjennomgår hvilken som helst vanlig prosedyre som innbefatter filtrering, destillasjon eller andre hensiktsmessige separasjonstrinn, hvorved det resulterende uretan skilles fra alle ikke-reagerte materialer, alle biprodukter, løsningsmidlet, katalysatoren og lignende.
Uretanet som fremstilles ved fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse har store anvendelsesområder ved fremstilling av agrarkjemikalier, isocyanater og polyuretaner.
Oppfinnelsen er mer fullstendig illustrert ved de følgende eksempler. Imidlertid må de ikke anses å begrense omfanget av oppfinnelsen.
I hvert av de følgende eksempler ble reaksjonen utført i satsform i en 300 ml rustfri stålautoklavreaktor utstyrt med en røremekanisme som gir konstant dispergering av gass gjennom væskeløsningen. Oppvarming av reaksjonen får man ved en kappe-typeovn som kontrolleres av en fordelingskontrollanordning. Autoklaven er utstyrt med et høytrykksprøvetakningssystem for uttak av små prøver av reaksjonsløsningen for å styre reaksjons-forløpet. Reaksjonsprøver ble analysert ved gasskromatografi.
EKSEMPEL 1
75 ml av en løsning inneholdende 12,31 g (0,100 mol) nitrobenzen og 2,68 g t-butylbenzen (intern standard for gass-kromatorgrafisk analyse) i metanol og 0,128 g (0,211 millimol) Ru3(CO)i2 ble plassert i reaktorkjelen. Gassen i kjelen ble erstattet med karbonmonoksyd og satt under trykk med karbon- ' monoksyd til 68 atmosfærer ved omgivelsestemperatur. Reaktor-innholdet ble så oppvarmet til 160°C. Fullstendig omdannelse av nitrobenzenet fant sted i 26 timer ved 160°C og ga 0,038 mol metyl N-fenylkarbamat, 0,032 mol anilin, 0,009 mol formyliden-anilin og 0,003 mol N-metylanilin. Resten (0,018 mol) ble omdannet til produkter med høyere molekylvekt som stammet fra anilin.
SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL 1
Fremgangsmåten var den samme som for eksempel 1, med unntak av at etanol ble brukt i stedet for metanol på lik volumbasis. Fullstendig omdannelse av nitrobenzenet foregikk i 4,5 timer ved 160°C og ga 0,007 mol etyl-N-fenylkarbamat, 0,066 mol anilin, 0,004 mol etylidenanilin og 0,002 mol N-etylanilin. Resten (0,021 mol) ble omdannet til .produkter med høyere molekylvekt som stammet fra anilin.
Det er således klart at selektiviteten til den ruteniumkatalyserte omdannelse av nitrobenzen til et alkyl-N-fenylkarbamat er høyere for syntesene av metyl-N-fenylkarbamat ved bruk av metanol enn for syntesene av etyl-N-fenylkarbamat ved bruk av etanol. For en fagmann vil det være klart at begge karbamater kan spaltes og gi den ønskede isocyanatforbindelse.
EKSEMPEL 2
Fremgangsmåten var den samme som i eksempel 1 med unntak av at 4,66 g (0,050 mol) anilin ble tilsatt før reaksjonen. Volumet av metanol ble tilsvarende redusert, slik at det totale løsnings-volum var 75 ml. Fullstendig omdannelse av nitrobenzenet fant sted på 8,5 timer ved 160°C og ga 0,076 mol metyl-N-fenylkarbamat og 0,017 mol ytterligere anilin (0,067 mol totalt anilin).
SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL 2
Fremgangsmåten var den samme som for eksempel 2 unntatt at etanol ble brukt i stedet for metanol på samme volumbasis. Fullstendig omdannelse av nitrobenzen fant sted på 4,5 timer ved 160°C og ga 0,014 mol etyl-N-fenylkarbamat og 0,058 mol ytterligere anilin (0,108 mol totalt anilin). Resten (0,023 mol) viste seg å være biprodukter som stammet fra anilin. Det er således klart at selektiviteten av den ruteniumkatalyserte omdannelse av nitrobenzen og metanol til metyl-N-fenylkarbamat er høyere enn selektiviteten ved den tilsvarende omdannelse av nitrobenzen og etanol til etyl-N-fenylkarbamat, selv når anilin tilsettes for å forbedre selektiviteten.
EKSEMPEL 3
Fremgangsmåten var den samme som for eksempel 2, unntatt at 0,127 g (0,201 mol) (bis(1,2-difenylfosfino)benzen)-rutenium-trikarbonyl ble brukt som ruteniumkatalysatorforstadium. Fullstendig omdannelse av nitrobenzenet fant sted på 11,5 timer ved 160°C og ga 0,074 mol metyl-N-fenylkarbamat og 0,010 mol ytterligere anilin (0,060 mol totalt anilin).
SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL 3
Fremgangsmåten var den samme som for eksempel 3, unntatt at etanol ble anvendt i stedet for metanol på samme volumbasis. Fullstendig omdannelse av nitrobenzenet fant sted på 21 timer ved 160°C og ga 0,017 mol etyl-N-fenyluretan og 0,052 mol ytterligere anilin (0,102 mol totalt anilin).

Claims (5)

1. Fremgangsmåte ved overføring av en organisk nitroforbindelse i det tilsvarende uretan ved å omsette en løsning omfattende den organiske nitroforbindelse og en alkohol med karbonmonoksyd i nærvær av en katalysator omfattende rutenium, karakterisert ved at man anvender metanol som alkohol og omsetter løsningen under tilstrekkelige betingelser til å overføre den organiske nitroforbindelse i det tilsvarende uretan.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en aromatisk nitroforbindelse.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det anvendes nitrobenzen som aromatisk nitroforbindelse.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at man a) forelegger et primært amin i løsningen, b) kontakter løsningen fra trinn a) med karbonmonoksyd i nærvær av en katalysator omfattende rutenium ved tilstrekkelige betingelser til å overføre den organiske nitroforbindelse i det tilsvarende uretan.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 2 og 3, karakterisert ved at det anvendes et primært amin svarende til den aromatiske nitroforbindelse.
NO86864386A 1985-03-04 1986-11-03 Fremgangsmaate ved fremstilling av uretaner. NO166710C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/707,885 US4629804A (en) 1983-09-16 1985-03-04 Process for preparation of urethanes
PCT/US1986/000411 WO1986005178A1 (en) 1985-03-04 1986-02-25 Process for the preparation of urethanes

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO864386L NO864386L (no) 1986-11-03
NO864386D0 NO864386D0 (no) 1986-11-03
NO166710B true NO166710B (no) 1991-05-21
NO166710C NO166710C (no) 1991-08-28

Family

ID=24843547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO86864386A NO166710C (no) 1985-03-04 1986-11-03 Fremgangsmaate ved fremstilling av uretaner.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4629804A (no)
EP (1) EP0220205A4 (no)
JP (1) JPS62502117A (no)
KR (1) KR940009279B1 (no)
AU (1) AU5585286A (no)
BR (1) BR8605692A (no)
CA (1) CA1276167C (no)
DK (1) DK511186D0 (no)
FI (1) FI864484A (no)
NO (1) NO166710C (no)
WO (1) WO1986005178A1 (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5130464A (en) * 1989-05-31 1992-07-14 Nkk Corporation Method of manufacturing aromatic urethanes
PL164286B1 (pl) * 1990-10-08 1994-07-29 Inst Chemii Przemyslowej Sposób wytwarzania estrów kwasu N-fenylokarbaminowego PL
US5808354A (en) * 1994-11-21 1998-09-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Lead frame for a semiconductor device comprising inner leads having a locking means for preventing the movement of molding compound against the inner lead surface
US6245929B1 (en) * 1999-12-20 2001-06-12 General Electric Company Catalyst composition and method for producing diaryl carbonates, using bisphosphines
JP5026706B2 (ja) * 2006-01-27 2012-09-19 富士フイルム株式会社 光駆動型アクチュエータ及びその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57102855A (en) * 1980-12-19 1982-06-26 Mitsubishi Chem Ind Ltd Preparation of aromatic urethane
EP0086281B2 (en) * 1981-12-02 1988-10-19 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Preparation of carbamates using a palladium-containing catalyst
US4491670A (en) * 1983-01-27 1985-01-01 Indian Explosives Ltd. Catalytic process for the direct carbonylation of organic nitro compounds
WO1985001285A1 (en) * 1983-09-16 1985-03-28 Catalytica Associates Process for the preparation of urethanes

Also Published As

Publication number Publication date
NO864386L (no) 1986-11-03
DK511186A (da) 1986-10-24
DK511186D0 (da) 1986-10-24
US4629804A (en) 1986-12-16
AU5585286A (en) 1986-09-24
NO166710C (no) 1991-08-28
EP0220205A4 (en) 1988-04-27
KR940009279B1 (ko) 1994-10-06
FI864484A0 (fi) 1986-11-04
WO1986005178A1 (en) 1986-09-12
BR8605692A (pt) 1987-08-11
NO864386D0 (no) 1986-11-03
FI864484A (fi) 1986-11-04
CA1276167C (en) 1990-11-13
KR870700597A (ko) 1987-12-30
EP0220205A1 (en) 1987-05-06
JPS62502117A (ja) 1987-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1153386A (en) Process for the preparation of urethanes
US3993685A (en) Process for the production of urethanes
Ragaini et al. [Rh (CO) 4]−,[Rh5 (CO) 15]−, and bimetallic clusters as catalysts for the carbonylation of nitrobenzene to methyl phenylcarbamate
US4134880A (en) Process for producing an aromatic urethane from nitro compounds, hydroxyl compounds and carbon monoxide using metal-Lewis acid-ammonia catalyst systems
NO166710B (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av uretaner.
US4705883A (en) Carbonylation process
US4603216A (en) Process for the preparation of urethanes
US4600793A (en) Process for the preparation of urethanes
US3644462A (en) Preparation of aromatic isocyanates by catalytic carbonylation of nitro compounds
EP0157828B1 (en) Process for the preparation of urethanes
Ragaini et al. Mechanistic studies of the carbonylation of nitrobenzene catalysed by the [Rh (CO) 4]–/bipy system. X-Ray structure of [PPN][Rh (CO) 2ON [C6H3Cl2) C (O) O];[PPN+=(PPh3) 2N+; bipy= 2, 2′-bipyridyl]
KR940003065B1 (ko) 카르보닐화 방법
US4687872A (en) Process for the preparation of urethanes
EP0097592A2 (en) Process for catalytically reducing nitroaromatic compounds
US5241118A (en) Process for the preparation of trisubstituted ureas by reductive carbonylation
US4709073A (en) Process for the preparation of urethanes
NO149633B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av aromatiske isocyanater fra nitroderivater
CA1257607A (en) Process for the preparation of urethanes
KR920005916B1 (ko) 우레탄의 제조 방법
NO149632B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av aromatiske isocyanater fra tilsvarende nitroderivater
JPH0443891B2 (no)
GB1592731A (en) Production of an n-substituted urethane
JPH0338558A (ja) 芳香族カルバミン酸エステルの製造方法
JPS6160825B2 (no)
JPH059421B2 (no)