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JP2013031436A - Method for producing carbamate compound - Google Patents

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JP2013031436A
JP2013031436A JP2012145090A JP2012145090A JP2013031436A JP 2013031436 A JP2013031436 A JP 2013031436A JP 2012145090 A JP2012145090 A JP 2012145090A JP 2012145090 A JP2012145090 A JP 2012145090A JP 2013031436 A JP2013031436 A JP 2013031436A
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carbon atoms
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reaction
linear
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JP2012145090A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Yoshida
洋一 吉田
和也 ▲徳▼安
Kazuya Tokuyasu
Yasuhito Yamamoto
康仁 山本
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

【課題】 本発明は、簡便かつ工業的にも好適なカルバメート化合物の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明の課題は、加水分解酵素触媒の存在下、アミン化合物とカーボネート化合物とを溶媒の非存在下にて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収率良く、工業的にも好適に製造出来る方法により解決される。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a carbamate compound that is simple and industrially suitable.
The object of the present invention is to react an amine compound and a carbonate compound in the absence of a solvent in the presence of a hydrolase catalyst, thereby producing the target carbamate compound in a high yield and industrially. Is also solved by a method that can be suitably manufactured.
[Selection figure] None

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。   The present invention relates to a method for producing a carbamate compound by reacting a carbonate compound and an amine compound.

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、毒性のあるホスゲンを使用しないカルバメート化合物の製造方法として、金属塩等の固体触媒を用いる方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   The carbamate compound is useful, for example, as a raw material for producing an isocyanate compound. Conventionally, as a method for producing a carbamate compound without using toxic phosgene, a method using a solid catalyst such as a metal salt is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).

一方、加水分解酵素を用いてカルバメート化合物を得る方法としては、加水分解酵素の存在下、及びピリジンとテトラヒドロフラン混合溶媒存在下で、3’,5’−ジアミノヌクレオシド(アミン化合物)とジエチルカーボネートとの反応によるカルバメートの合成方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。   On the other hand, as a method for obtaining a carbamate compound using a hydrolase, 3 ', 5'-diaminonucleoside (amine compound) and diethyl carbonate are present in the presence of a hydrolase and in the presence of a mixed solvent of pyridine and tetrahydrofuran. A method for synthesizing carbamate by reaction is known (for example, see Non-Patent Document 1).

ジアミンとカーボネートを、加水分解酵素存在下、1,4−ジオキサン溶媒中で反応させて、酵素的非対称化による光学活性アミンを合成している例がある(例えば、非特許文献2参照)。   There is an example in which diamine and carbonate are reacted in a 1,4-dioxane solvent in the presence of a hydrolase to synthesize an optically active amine by enzymatic asymmetry (see, for example, Non-Patent Document 2).

また、改変型リパーゼを用いたカーボネート化合物とアミン化合物とをトルエン中で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(例えば、特許文献3参照)。   Also disclosed is a method for producing a carbamate compound by reacting a carbonate compound using a modified lipase with an amine compound in toluene (see, for example, Patent Document 3).

特開昭54−88201号公報JP-A-54-88201 特開2004−262892号公報JP 2004-262892 A 特願2011−256937号明細書Japanese Patent Application No. 2011-256937

J.Org.Chem.,2004,Vol.69,1748−1751J. et al. Org. Chem., 2004, Vol. 69, 1748-1751. J.Org.Chem.,2009,Vol.74,2571−2574J. et al. Org. Chem., 2009, Vol. 74, 2571-2574.

しかしながら、前記の非特許文献1の方法では、基質に対する酵素量が多く、反応時間も長い。更に生成物の収率も低い為、工業的に満足する製造方法とはいい難い。
また前記の非特許文献2の方法も同様に、触媒量が多く必要であり、反応時間も長い。そして溶媒に毒性のある1,4−ジオキサンを利用している点で工業的に好ましい方法ではない。
このように、加水分解酵素触媒存在下、アミン化合物とカーボネート化合物によるカルバメートの合成例は知られているが、いずれも溶媒の使用が必須であり、溶媒による加水分解酵素触媒の活性低下が問題とされている。更に溶媒と生成物を分離する精製工程、コスト面からの溶媒回収工程などが必須であり、工業的に問題点を有している。
However, in the method of Non-Patent Document 1, the amount of enzyme relative to the substrate is large and the reaction time is long. Further, since the yield of the product is low, it is difficult to say that the production method is industrially satisfactory.
Similarly, the method of Non-Patent Document 2 requires a large amount of catalyst and a long reaction time. And it is not an industrially preferable method in that 1,4-dioxane which is toxic to the solvent is used.
Thus, examples of synthesizing carbamates with amine compounds and carbonate compounds in the presence of hydrolase catalysts are known, but in any case, the use of a solvent is indispensable, and the decrease in the activity of hydrolase catalysts by the solvent is a problem. Has been. Furthermore, a purification process for separating the solvent and the product, a solvent recovery process from the cost aspect, and the like are essential, and there are industrial problems.

しかしながら、原料であるアミン化合物やカーボネート化合物などの溶解性、反応液の均一性、攪拌性の観点から、溶媒の非存在下で反応を行うことは避けられる傾向にある。そのため、溶媒の非存在下での効率的な合成例はこれまで報告されていなかった。
本発明の反応では、アミン化合物とカーボネート化合物とから、カルバメート化合物を製造するに当たり、溶媒の非存在下で反応を行うことにより、上記の課題を解決している。
However, the reaction in the absence of a solvent tends to be avoided from the viewpoints of solubility of raw materials such as amine compounds and carbonate compounds, uniformity of the reaction solution, and stirring properties. Therefore, an efficient synthesis example in the absence of a solvent has not been reported so far.
In the reaction of the present invention, when producing a carbamate compound from an amine compound and a carbonate compound, the above problem is solved by performing the reaction in the absence of a solvent.

即ち、本発明は、少ない酵素量で、反応速度が高く、生成物の収率も高いカルバメート化合物の製造方法を提供することが出来るものである。
そして、本発明は、溶媒の非存在下で反応を行うため、溶媒による触媒の活性低下がなく、生成物の精製工程も必要が無い。更に溶媒を回収する工程も不要となり有利である。
以上から、本発明は、簡便かつ工業的にも好適なカルバメート化合物の製造方法を提供することができる。
That is, the present invention can provide a method for producing a carbamate compound with a small amount of enzyme, a high reaction rate, and a high product yield.
In the present invention, since the reaction is carried out in the absence of a solvent, the activity of the catalyst is not reduced by the solvent, and the product purification step is not necessary. Furthermore, a step of recovering the solvent is not necessary, which is advantageous.
As described above, the present invention can provide a method for producing a carbamate compound that is simple and industrially suitable.

本発明者らは、加水分解酵素触媒の存在下、アミン化合物とカーボネート化合物とを溶媒の非存在下にて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収率良く、工業的にも好適に製造出来る方法を見出し、本発明に至った。   The inventors of the present invention can produce a desired carbamate compound in a good yield and industrially by reacting an amine compound and a carbonate compound in the absence of a solvent in the presence of a hydrolase catalyst. The method which can be performed was discovered and it came to this invention.

すなわち本発明は、加水分解酵素を用いて、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良いか、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、及び脂肪族基で置換されていても良い脂環式アミンからなる群より選択されるアミン化合物とカーボネート化合物とを溶媒の非存在下にて反応させる工程を含む、カルバメート化合物の製造方法に関する。
本発明は、加水分解酵素が、担体に固定化されている前記に記載のカルバメート化合物の製造方法に関する。
本発明は、加水分解酵素が、固定床として反応容器に内装され、担体に固定化されている加水分解酵素であり、反応が、アミン化合物とカーボネート化合物とを該反応容器に流通させる工程を含む反応である、前記に記載のカルバメートの製造方法に関する。
本発明は、加水分解酵素が、リパーゼである、前記に記載のカルバメート化合物の製造方法に関する。
本発明は、アミン化合物が、一般式(1):
That is, the present invention may be substituted with an alicyclic group or an aromatic group having one or more amino groups in one molecule using a hydrolase, or an alicyclic group or an aromatic group. A step of reacting an amine compound selected from the group consisting of an aliphatic amine optionally interrupted with an aliphatic group and an alicyclic amine optionally substituted with an aliphatic group with a carbonate compound in the absence of a solvent. The present invention relates to a method for producing a carbamate compound.
The present invention relates to the method for producing a carbamate compound as described above, wherein the hydrolase is immobilized on a carrier.
The present invention is a hydrolase in which a hydrolase is incorporated in a reaction vessel as a fixed bed and immobilized on a carrier, and the reaction includes a step of circulating an amine compound and a carbonate compound in the reaction vessel. It is related with the manufacturing method of the said carbamate which is reaction.
The present invention relates to the method for producing a carbamate compound as described above, wherein the hydrolase is lipase.
In the present invention, the amine compound is represented by the general formula (1):

Figure 2013031436
Figure 2013031436

(式中、Rは、置換基を有していても良い、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。)
で示されるモノアミン化合物である、前記に記載のカルバメート化合物の製造方法に関する。
本発明は、アミン化合物が、一般式(4)
(In the formula, R 1 may have a substituent, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear or branched chain group having 2 to 20 carbon atoms. An alkenyl group, a linear or branched alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkylalkyl group having 4 to 24 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 20 cycloalkyl groups,
n is 0 or 1. )
It is related with the manufacturing method of the above-mentioned carbamate compound which is a monoamine compound shown by these.
In the present invention, the amine compound is represented by the general formula (4).

Figure 2013031436
Figure 2013031436

(式中、Rは、置換基を有していても良い、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、又は炭素原子数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。)
で示されるジアミン化合物である、前記に記載のカルバメート化合物の製造方法に関する。
本発明は、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ばれる少なくとも1種である、前記に記載のカルバメート化合物の製造方法に関する。
本発明は、反応温度が20〜90℃である、前記に記載のカルバメート化合物の製造方法に関する。
本発明は、カーボネート化合物が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、前記に記載のカルバメート化合物の製造方法に関する。
(In the formula, R 3 may have a substituent, a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear alkylene-carbon atom having 1 to 4 carbon atoms. C3-C20 cycloalkylene-C1-C4 linear alkylene group or C1-C4 linear alkylene-C6-C20 arylene-C1-C1 A linear alkylene group having 4 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms and a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms,
m and p are each independently 0 or 1. )
It is related with the manufacturing method of the carbamate compound as described in the above.
In the present invention, the diamine compound is 1,6-hexamethylenediamine, 1,12-dodecamethylenediamine, isophoronediamine, 1,3-bis (aminomethylcyclohexane), 1,4-bis (aminomethylcyclohexane), 4 , 4′-methylenebis (cyclohexaneamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 1, It is related with the manufacturing method of the carbamate compound as described in the above, which is at least one selected from the group consisting of 3-bis (aminomethyl) benzene and 1,4-bis (aminomethyl) benzene.
The present invention relates to the method for producing a carbamate compound as described above, wherein the reaction temperature is 20 to 90 ° C.
The present invention relates to the method for producing a carbamate compound as described above, wherein the carbonate compound is dimethyl carbonate or diethyl carbonate.

本発明により、少ない酵素量で、収率良く、カルバメート化合物を製造することが出来る。また、反応溶媒による酵素触媒の活性の低下を起こすことないので、高い反応速度を得ることが出来る。更に、生成物と反応溶媒の分離工程も、溶媒の回収工程も必要とせずカルバメート化合物を製造することが出来る。   According to the present invention, a carbamate compound can be produced with a small amount of enzyme and good yield. Further, since the activity of the enzyme catalyst is not lowered by the reaction solvent, a high reaction rate can be obtained. Furthermore, the carbamate compound can be produced without requiring a separation step of the product and the reaction solvent and a solvent recovery step.

発明においては、加水分解酵素を用いて、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良いか、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、及び脂肪族基で置換されていても良い脂環式アミンからなる群より選択されるアミン化合物と、カーボネート化合物とを溶媒の非存在下にて反応させることにより、カルバメート化合物が得られる。   In the invention, a hydrolase may be used, which may be substituted with an alicyclic group or aromatic group having at least one amino group in the molecule, or may be interrupted with an alicyclic group or aromatic group. By reacting an amine compound selected from the group consisting of an aliphatic amine, which may be substituted, and an alicyclic amine optionally substituted with an aliphatic group, with a carbonate compound in the absence of a solvent, A carbamate compound is obtained.

本発明の原料である、1分子中に1つ以上のアミノ基を有する有機化合物(以下「アミン化合物」という)は、第1級アミノ基(NH基)を1つ以上有するアミノ基含有有機化合物であって、脂環式基又は芳香族基で置換されていても良いか、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、及び脂肪族基で置換されていても良い脂環式アミンからなる群より選択されるアミン化合物からなる群より選択される。 The organic compound having one or more amino groups in one molecule (hereinafter referred to as “amine compound”), which is a raw material of the present invention, is an amino group-containing organic having one or more primary amino groups (NH 2 groups). A compound, which may be substituted with an alicyclic group or aromatic group, or may be interrupted with an alicyclic group or aromatic group, and substituted with an aliphatic group Also selected from the group consisting of amine compounds selected from the group consisting of good alicyclic amines.

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、脂環式基又は芳香族基で置換されていても良く、脂環式基又は芳香族基で中断されていても良い。
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良い、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、又は炭素原子数2〜20のアルキニル基が挙げられる。
In the present invention, an aliphatic amine is a compound having one or more primary amino groups directly bonded to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group is an alicyclic group or an aromatic group. It may be substituted with a group, and may be interrupted with an alicyclic group or an aromatic group.
The aliphatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group that is linear or branched and may have an unsaturated bond, and is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or 2 to 20 carbon atoms. Or an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms.

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、総炭素数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。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。   An aliphatic amine substituted with an alicyclic group is a compound in which the hydrocarbon group of the aliphatic amine defined above is substituted with an alicyclic group. The alicyclic group is a hydrocarbon group including a ring structure, and is a saturated or unsaturated monocyclic or polycyclic (for example, 2 to 4 ring) hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms in total. Examples thereof include a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms and a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms. Therefore, examples of the aliphatic hydrocarbon group substituted with an alicyclic group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

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、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。   An aliphatic amine substituted with an aromatic group is a compound in which the hydrocarbon group of the aliphatic amine defined above is substituted with an aromatic group, and is also referred to as an araliphatic. The aromatic group is a hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and a monocyclic or polycyclic aromatic ring structure such as a benzene ring or a naphthalene ring. For example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms is Can be mentioned. Therefore, examples of the aliphatic hydrocarbon group substituted with an aromatic group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.

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。   An aliphatic amine interrupted with an alicyclic group is a compound in which the carbon-carbon bond of the hydrocarbon group of the aliphatic amine defined above is interrupted with a divalent alicyclic group. Examples of the divalent alicyclic group include a divalent group obtained by removing one hydrogen atom from the alicyclic group defined above. For example, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, a carbon atom Examples thereof include a cycloalkenylene group having a number of 3 to 20. Accordingly, examples of the aliphatic group interrupted by the alicyclic group include alkylene having 1 to 15 carbon atoms, cycloalkylene having 3 to 20 carbon atoms, and alkylene group having 1 to 15 carbon atoms.

芳香族基で中断された脂肪族アミンとは、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。   An aliphatic amine interrupted with an aromatic group is a compound in which the carbon-carbon bond of the hydrocarbon group of the aliphatic amine defined above is interrupted with a divalent aromatic group. As a bivalent aromatic group, the bivalent group remove | excluding one hydrogen atom from the aromatic group defined above is mentioned, For example, a C6-C20 arylene group is mentioned. Examples of the aliphatic group interrupted by an aromatic group include alkylene having 1 to 15 carbon atoms-arylene having 3 to 20 carbon atoms and alkylene group having 1 to 15 carbon atoms.

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良い。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アミンとしては、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、脂環式アミンに含むものとする。
In the present invention, an alicyclic amine is a compound having one or more primary amino groups directly bonded to carbon atoms on the ring of a monocyclic or polycyclic alicyclic group, and an aliphatic group It may be replaced with. Examples of the alicyclic group in the alicyclic amine include the same groups as the alicyclic group defined above.
The alicyclic amine substituted with an aliphatic group is a compound in which the alicyclic group of the alicyclic amine defined above is substituted with an aliphatic hydrocarbon group. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include the aliphatic hydrocarbon groups defined above. Examples of the alicyclic amine substituted with an aliphatic group include a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
In the present invention, an alicyclic amine substituted with an aliphatic group and having a primary amino group directly bonded to a carbon atom of the aliphatic group is included in the alicyclic amine.

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良く、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良い。   The amine compound may contain, for example, a stable bond such as an ether bond or a thioether bond in its molecular skeleton, such as a halogen atom, an alkoxy group, a dialkylamino group, a cyano group, a nitro group, an acetyl group, an aromatic group. It may be substituted with a stable substituent such as an amino group directly bonded to a ring carbon atom.

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望ましい。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):   In the present invention, the amine compound is desirably a compound having one or two primary amino groups. As an amine compound having one or two primary amino groups, for example, the general formula (1):

Figure 2013031436
Figure 2013031436

(式中、
は、置換基を有していても良い、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つの第1級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):
(Where
R 1 may have a substituent, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, A linear or branched alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkylalkyl group having 4 to 24 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms Group,
n is 0 or 1. )
A monoamine compound having one primary amino group in the molecule represented by (hereinafter referred to as “monoamine compound”), or the general formula (4):

Figure 2013031436
Figure 2013031436

(式中、
は、置換基を有していても良い、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。
(Where
R 3 may have a substituent, a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and 3 to 20 carbon atoms. Cycloalkylene-C1-C4 linear alkylene group, C1-C4 linear alkylene-C6-C20 arylene-C1-C4 linear An alkylene group, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms-a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms,
m and p are each independently 0 or 1. )
And a diamine compound having two amino groups in the molecule (hereinafter referred to as “diamine compound”).

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。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R 1 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n- Examples include heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, etc., preferably 1 carbon atom To 12 linear or branched alkyl groups, and more preferably methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-hexyl, n-dodecyl, isopropyl and t- It is a butyl group.

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。 Examples of the linear or branched alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms in R 1 include allyl group, 1-propenyl group, 1-butenyl group, 1-pentenyl group, and isopropanyl group. Is a linear or branched alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, more preferably an allyl group.

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。 Examples of the linear or branched alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms in R 1 include an ethynyl group, a propargyl group, a butenyl group, and a 1-methyl-2-propynyl group, preferably a carbon atom. It is a linear or branched alkynyl group of 2 to 12, more preferably an ethynyl group or a propargyl group.

における炭素原子数3〜20のシクロアルキル基は、炭素原子数1〜4のアルキル基で置換されていても良い、単環又は多環の脂環式炭化水素基であり、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。 The cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms in R 1 is a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a cyclopropyl group , A cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a bicyclo [2.2.1] heptyl group, a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, an ethylcyclohexyl group, etc., preferably a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms. And more preferably a cyclohexyl group or a bicyclo [2.2.1] heptyl group.

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であり、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。 The cycloalkylalkyl group having 4 to 24 carbon atoms in R 1 is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms substituted with a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms as defined above, Examples thereof include a cyclohexylmethyl group, a cyclohexylethyl group, a trimethylcyclohexylmethyl group, a norbornylmethyl group, and the like, preferably substituted with a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and having 1 to 4 carbon atoms. An alkyl group, more preferably a cyclohexylmethyl group.

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のアルキル基で示される基が挙げられる。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。 Examples of the aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms in R 1 include a group represented by an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms substituted with an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group. Therefore, examples of the aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group, preferably an aralkyl group having 7 to 11 carbon atoms, and more preferably a benzyl group. . These groups include various isomers.

前記Rとして挙げられた基は、さらなる置換基を有していても良い。Rにおけるさら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R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。 The group mentioned as R 1 may have a further substituent. Examples of the further substituent in R 1 include an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms such as a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, A dialkylamino group disubstituted by an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, such as a dimethylamino group, a diethylamino group, or a dipropylamino group, a cyano group, a nitro group, an acetyl group, and R 1 is an aralkyl group Examples include an amino group directly bonded to a benzene ring.

上記より、R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良い、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良い、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。 From the above, R 1 is preferably methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-dodecyl group, fluoromethyl group, difluoromethyl group. , Trifluoromethyl group, cyanomethyl group, nitromethyl group, fluoroethyl group, trifluoroethyl group, trichloroethyl group, cyanoethyl group, nitroethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, t-butoxyethyl group, etc. A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 14 carbon atoms, a benzyl group, fluoro Benzyl, chlorobenzyl, bromobenzyl, iodobenzyl, methoxybenzyl, dimethoxybenzyl Group, a nitrobenzyl group, a dinitrobenzyl group, a cyanobenzyl group and an aminobenzyl group, which may have a substituent such as an aralkyl group having 7 to 11 carbon atoms; more preferably a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-dodecyl group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, and benzyl group.

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。   From the above, the monoamine compound represented by the general formula (1) preferably includes n-hexylamine, n-dodecylamine, cyclohexylmethylamine, and benzylamine.

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、例えば、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。 Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms in R 3 include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an n-butylene group, an n-pentylene group, and an n-hexylene. Group, n-heptylene group, n-octylene group, n-nonylene group, n-decylene group, n-dodecylene group and other linear alkylene groups, and 2-methylpropylene group, 2-methylhexylene group, tetramethyl group Examples thereof include branched alkylene groups such as ethylene group, preferably linear alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, more preferably methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, A hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a decylene group, and a dodecylene group.

における炭素原子数3〜20のシクロアルキレン基は、単環又は多環の炭化水素基であり、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。 The cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms in R 3 is a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group, which may be substituted with 1 to 4 carbon atoms, and includes a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclo A pentylene group, a cyclohexylene group, and a bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diyl group are exemplified, and a cycloalkylene group having 3 to 12 carbon atoms is preferable, and a cyclohexene group is more preferable. A xylene group and a bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diyl group.

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。 Straight chain alkylene having 1 to 4 carbon atoms of R 3 -cycloalkylene having 3 to 20 carbon atoms-straight chain alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, straight chain having 1 to 4 carbon atoms Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. C1-C4 linear alkylene-C3-C20 cycloalkylene-C1-C4 linear alkylene group includes methylene-cyclopentylene-methylene group, ethylene- Examples thereof include a cyclopentylene-ethylene group, a methylene-cyclohexylene-methylene group, etc., preferably a linear alkylene having 1 to 4 carbon atoms, a cyclohexylene having 3 to 12 carbon atoms, and a carbon atom having 1 to 1 carbon atoms. 4 linear alkylene group, more preferably methylene-cyclohexylene-methylene group.

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。 The linear alkylene having 1 to 4 carbon atoms and the cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms in R 3 is preferably a linear alkylene having 1 to 4 carbon atoms and having 1 to 4 carbon atoms. A cycloalkylene group having 3 to 12 carbon atoms substituted with an alkyl group, more preferably a methylene-trimethylcyclohexylene group.

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。 The linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, the arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and the linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms in R 3 is preferably 1 to 4 carbon atoms. A linear alkylene-phenylene-C1-C4 linear alkylene group, more preferably a xylylene group. These groups include various isomers.

における炭化水素基は、置換基を有していても良い。Rにおける置換基としては、R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、R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、R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。 The hydrocarbon group for R 3 may have a substituent. Examples of the substituent in R 3 include the same groups as the substituents of the hydrocarbon group in R 1 . In addition, when R 3 is a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, as a substituent in R 3 And a primary amino group directly bonded to the aromatic carbon atom of the arylene group.

以上より、R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。 From the above, R 3 is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and a cycloalkylene carbon having 3 to 20 carbon atoms. Straight chain alkylene group having 1 to 4 atoms, straight chain alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, arylene group having 6 to 20 carbon atoms, straight chain alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, carbon A cycloalkylene group having 3 to 20 atoms or a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms-a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms; and more preferably a linear group having 1 to 12 carbon atoms. An alkylene group, a linear alkylene having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkylene having 3 to 12 carbon atoms, a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and a linear chain having 1 to 4 carbon atoms An alkylene-phenylene-carbon atom A linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 12 carbon atoms, and a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms-a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A substituted cycloalkylene group having 3 to 12 carbon atoms; more preferably a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a decylene group, A dodecylene group, a cyclohexylene group, a methylene-trimethylcyclohexylene group, a cyclohexylenedimethylene group, and a xylylene group;

本発明の原料であるアミン化合物としては、好ましく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ジアミン化合物が挙げられ、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)ベンゼンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。   The amine compound as a raw material of the present invention is preferably a diamine compound from which a biscarbamate compound as a raw material of diisocyanate can be obtained, and more preferably 1,6-hexamethylenediamine, 1,12-dodecamethylenediamine, isophorone. Diamine, 1,3-bis (aminomethylcyclohexane), 1,4-bis (aminomethylcyclohexane), 4,4′-methylenebis (cyclohexaneamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2,2, 1] selected from the group consisting of heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 1,3-bis (aminomethyl) benzene, 1,4-bis (aminomethyl) benzene At least one.

本発明において、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、溶媒の非存在下、加水分解酵素を用いて、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ることにより得られる。   In this invention, when an amine compound is a monoamine compound, the manufacturing method of the carbamate compound of this invention is shown by following Reaction formula [I]. In the reaction formula [I], the monocarbamate compound represented by the general formula (3) is a monoamine compound represented by the general formula (1) and the general formula (2) using a hydrolase in the absence of a solvent. It is obtained by reacting with the carbonate compound shown.

Figure 2013031436
Figure 2013031436

(式中、R、R及びnは、前記で定義されたとおりである。) (Wherein R 1 , R 2 and n are as defined above.)

一般式(2)において、Rの置換基を有していても良い一価の炭化水素基は、一般式(1)で定義されたRと同義の基が挙げられる。R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。 In the general formula (2), examples of the monovalent hydrocarbon group which may have a substituent of R 2 include the same groups as R 1 defined in the general formula (1). The hydrocarbon group for R 2 is preferably a linear group having 1 to 20 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, or an n-butyl group, and more preferably 1 to 6 carbon atoms. Or it is a branched alkyl group, More preferably, it is a methyl group or an ethyl group.

前記Rにおける炭化水素基は、置換基を有していても良い。R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)、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、ブトキシル基等の炭素原子数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。 The hydrocarbon group for R 2 may have a substituent. Examples of the substituent of the hydrocarbon group in R 2 include 1 to 4 carbon atoms such as a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), a methoxyl group, an ethoxyl group, a propoxyl group, and a butoxyl group. And a dialkylamino group disubstituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as an alkoxy group, a dimethylamino group, a diethylamino group, and a dipropylamino group.

以上より、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。   From the above, the compound represented by the general formula (2) is preferably dimethyl carbonate or diethyl carbonate.

〔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、溶媒の非存在下、加水分解酵素を用いて、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ることにより得られる。
[Reaction Formula II]
In this invention, when an amine compound is a diamine compound, the manufacturing method of the carbamate compound of this invention is shown by following Reaction formula [II]. In the reaction formula [II], the biscarbamate compound represented by the general formula (5) is represented by the diamine compound represented by the general formula (4) and the general formula (2) using a hydrolase in the absence of a solvent. It is obtained by reacting with the carbonate compound shown.

Figure 2013031436
Figure 2013031436

(式中、R、R3、m及びpは、前記で定義されたとおりである。) (Wherein R 2 , R 3 , m and p are as defined above.)

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。
In the reaction formula [I], the amount of the carbonate compound represented by the general formula (2) is preferably 1 to 100 moles, more preferably 1 to 50, relative to 1 mole of the monoamine compound represented by the general formula (1). Mol, more preferably 2 to 20 mol, particularly preferably 2 to 10 mol.
In the reaction formula [II], the amount of the carbonate compound represented by the general formula (2) is preferably 2 to 200 mol, more preferably 2 to 100, per 1 mol of the diamine compound represented by the general formula (4). Mol, more preferably 4 to 40 mol, particularly preferably 4 to 20 mol.

本発明で使用される加水分解酵素としては、例えば、プロテアーゼ、エステラーゼ、リパーゼ等が挙げられるが、好ましくは豚肝臓由来のエステラーゼ(PLE)、豚肝臓由来のリパーゼ(PPL)、酵母又は細菌から単離可能な微生物のリパーゼ;更に好ましくはバルクホルデリア・セパシア(シュードモナス・セパシア)(Burkholderia cepacia (Pseudomonas cepacia))を起源とするリパーゼ(例えば、Amano PS(アマノエンザイム社製)等)、カンジダ・アンタークティカ(Candida antarctica)を起源とするリパーゼ(例えば、Novozym 435(ノボザイム社製)等)、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor Miehei)を起源とするリパーゼ(例えば、Lipozyme RM IM(ノボザイム社製)等)、サーモマイセス・ラヌギノサス(Thermomyces lanuginosus)を起源とするリパーゼ(Lipase TL)、ムコール・ミエヘイ(Mucor Miehei)を起源とするリパーゼ(Lipase MM)、より好ましくはCandida antarcticaを起源とするリパーゼが使用される。なお、これらの加水分解酵素は、天然の形又は固定化酵素として市販品をそのまま使用することが出来、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。   Examples of the hydrolase used in the present invention include protease, esterase, lipase, and the like, but preferably from pig liver-derived esterase (PLE), pig liver-derived lipase (PPL), yeast or bacteria. Lipids of releasable microorganisms; more preferably lipases originating from Burkholderia cepacia (Pseudomonas cepacia), such as Amano PS (manufactured by Amano Enzyme), Candida Anne Lipases originating from Candida antarctica (for example, Novozym 435 (manufactured by Novozyme), etc.), Lizomucor Miehei (Rhizomucor Miehei) From lipase (for example, Lipozyme RM IM (manufactured by Novozyme), etc.), Lipase TL originating from Thermomyces lanuginosus (Liposase TL), Mucor Miehei (MM), Lipa from Mucor Miehei (MM) Preferably a lipase originating from Candida antarctica is used. In addition, these hydrolase can use a commercial item as it is as a natural form or an immobilized enzyme, and may use it individually or in mixture of 2 or more types.

これら加水分解酵素は、上記のような微生物から得られた加水分解酵素をコードする遺伝子を、酵母や糸状菌のような適切な宿主に導入して得られた組換え体の培養物から得たものであっても良い。   These hydrolases were obtained from recombinant cultures obtained by introducing a gene encoding a hydrolase obtained from a microorganism as described above into an appropriate host such as yeast or filamentous fungus. It may be a thing.

加水分解酵素の組換え発現のために使用される組換えDNA技術は、例えば、特許文献3に記載されている。加水分解酵素のアミノ酸配列は特に限定されず、具体的には、これらの配列において、1個又は数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ加水分解酵素活性を有するタンパク質を本発明の反応に好適に使用することができる。又、これらの配列と、例えば90%以上、好ましくは95%、より好ましくは97%以上の配列同一性を示すアミノ酸配列からなり、かつ加水分解酵素活性を有するタンパク質も本発明の反応に好適に使用することもできる。   The recombinant DNA technique used for the recombinant expression of hydrolase is described in, for example, Patent Document 3. The amino acid sequence of the hydrolase is not particularly limited. Specifically, in these sequences, one or several amino acids are deleted, substituted or added, and has hydrolase activity. A protein can be suitably used for the reaction of the present invention. A protein having an amino acid sequence having a sequence identity of, for example, 90% or more, preferably 95%, more preferably 97% or more with these sequences and having hydrolase activity is also suitable for the reaction of the present invention. It can also be used.

前記の加水分解酵素は、天然の形又は固定化酵素として市販されているものを、化学的処理又は物理的処理を行った後に使用することも出来る。本発明において、加水分解酵素は、好ましくは担体に固定化されているものであり、更に好ましくは加水分解酵素が、固定床として反応容器に内装されている、担体に固定化されている加水分解酵素である。   The hydrolase may be used in a natural form or commercially available as an immobilized enzyme after chemical treatment or physical treatment. In the present invention, the hydrolase is preferably immobilized on a carrier, and more preferably, the hydrolase is incorporated in a reaction vessel as a fixed bed, and is hydrolyzed on the carrier. It is an enzyme.

前記化学的処理又は物理的処理方法としては、例えば、加水分解酵素を緩衝液に溶解させ(必要に応じて有機溶媒を存在させても良い)、これをそのまま、又は攪拌した後、凍結乾燥する等の方法が挙げられる。なお、ここでの凍結乾燥とは、例えば、J.Am.Chem.Soc.,122(8),1565−1571(2000)記載の水溶液又は水分を含む物質を急速に氷点以下の温度で凍結させ、その凍結物の水蒸気圧以下に減圧して水を昇華させて除去し、物質を乾燥させる方法である。なお、当該処理によって、触媒活性(反応性や選択性等)を向上させることができる。   As the chemical treatment or physical treatment method, for example, a hydrolase is dissolved in a buffer solution (an organic solvent may be present if necessary), and this is directly or stirred and then freeze-dried. And the like. The freeze-drying here is, for example, J.I. Am. Chem. Soc. 122 (8), 1565-1571 (2000), the aqueous solution or water-containing substance is rapidly frozen at a temperature below the freezing point, and the pressure is reduced below the water vapor pressure of the frozen product to sublimate the water and remove it. It is a method of drying a substance. Note that catalytic treatment (reactivity, selectivity, etc.) can be improved by the treatment.

前記加水分解酵素の使用量は、反応式〔I〕の場合、一般式(1)で示されるモノアミン化合物1gに対して、好ましくは0.1〜1000mg、更に好ましくは1〜200mg、より好ましくは10〜100mgである。
反応式〔II〕の場合、一般式(4)で示されるジアミン化合物1gに対して、好ましくは0.1〜1000mg、更に好ましくは1〜200mg、より好ましくは10〜100mgである。
In the reaction formula [I], the amount of the hydrolase used is preferably 0.1 to 1000 mg, more preferably 1 to 200 mg, and more preferably 1 g of the monoamine compound represented by the general formula (1). 10-100 mg.
In the case of reaction formula [II], the amount is preferably 0.1 to 1000 mg, more preferably 1 to 200 mg, and more preferably 10 to 100 mg based on 1 g of the diamine compound represented by the general formula (4).

本発明の反応における反応温度は、酵素が失活しない温度であれば特に制限されないが、収率良く、所望のカルバメート化合物を得るために、好ましくは20℃〜90℃、更に好ましくは40℃〜90℃、より好ましくは50℃〜90℃である。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。   The reaction temperature in the reaction of the present invention is not particularly limited as long as the enzyme is not deactivated. However, in order to obtain a desired carbamate compound with good yield, it is preferably 20 ° C to 90 ° C, more preferably 40 ° C to 90 ° C, more preferably 50 ° C to 90 ° C. The reaction pressure is not particularly limited, but is preferably under normal pressure or reduced pressure.

本発明では、溶媒の非存在下にて反応を行うため、反応生成物を溶媒と分離する必要が無いという点で有利である。   In the present invention, since the reaction is carried out in the absence of a solvent, it is advantageous in that it is not necessary to separate the reaction product from the solvent.

また、本発明では、本発明の反応が一般に均一系であり、触媒再利用が可能かつ後処理が簡便であるが可能であるという点で有利である。即ち、反応終了時にろ過により触媒を取り除き、得られたろ液を濃縮することにより生成物が取得できる。また得られたろ液からの晶析操作によっても生成物を得ることができる。   In addition, the present invention is advantageous in that the reaction of the present invention is generally homogeneous, can be reused as a catalyst, and can be easily post-treated. That is, the product can be obtained by removing the catalyst by filtration at the end of the reaction and concentrating the obtained filtrate. The product can also be obtained by a crystallization operation from the obtained filtrate.

本発明の反応のために用いられる製造装置は、特に制限されず、例えば、反応容器、加熱(冷却)装置等の一般的な製造装置が挙げられる。本発明において、好ましくは加水分解酵素が担体に固定化されており、固定床として反応容器に内装されている装置である。よって、本発明の反応は、好ましくは一般式(1)で示される一般式(1)で示されるモノアミン化合物又は一般式(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、該反応容器に流通させる工程を含む反応である。   The production apparatus used for the reaction of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include general production apparatuses such as a reaction vessel and a heating (cooling) apparatus. In the present invention, it is preferably an apparatus in which a hydrolase is immobilized on a carrier and is housed in a reaction vessel as a fixed bed. Therefore, the reaction of the present invention is preferably carried out by the monoamine compound represented by the general formula (1) represented by the general formula (1) or the diamine compound represented by the general formula (4) and the carbonate represented by the general formula (2). This is a reaction including a step of circulating a compound in the reaction vessel.

更に、本発明の製造方法によって得られた、一般式(3)で示されるモノカルバメート化合物又は一般式(6)で示されるビスカルバメート化合物は、例えば、蒸留、分液、抽出、晶析、再結晶及びカラムクロマトグラフィー等の一般的な方法によって、更に精製することも出来る。   Furthermore, the monocarbamate compound represented by the general formula (3) or the biscarbamate compound represented by the general formula (6) obtained by the production method of the present invention can be obtained by, for example, distillation, liquid separation, extraction, crystallization, recrystallization, Further purification can also be achieved by general methods such as crystallization and column chromatography.

次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定され
るものではない。
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

得られた目的物は、ガスクロマトグラフィーを用いて収率を求めた。
反応収率は、生成物標準品と内標比の検量線から、生成物量を定量して算出した。
分析条件は、下記の通りである。
The yield of the obtained target product was determined using gas chromatography.
The reaction yield was calculated by quantifying the product amount from a standard product and a calibration curve of the internal standard ratio.
The analysis conditions are as follows.

ガスクロマトグラフィー条件
カラム:DB−1 30m×0.25mmID 0.25μm
カラム温度:80℃(2分間保持)→昇温速度10℃/分→250℃(2分間保持)
注入口温度:200℃ 検出器:FID 検出器温度:250℃
キャリアーガス:ヘリウム、線速度30cm/秒
スプリット比;50:1、注入量 : 1.0μl
Gas chromatography condition column: DB-1 30 m × 0.25 mm ID 0.25 μm
Column temperature: 80 ° C. (2 minutes hold) → Temperature increase rate 10 ° C./min→250° C. (hold 2 minutes)
Inlet temperature: 200 ° C Detector: FID Detector temperature: 250 ° C
Carrier gas: helium, linear velocity 30 cm / sec split ratio; 50: 1, injection volume: 1.0 μl

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、温度調節及び冷却装置を備えた内容積19mlのガラス製容器に、n−ヘキシルアミン200mg(1.97mmol)とジメチルカーボネート(DMC)0.214g(2.38mmol、n−ヘキシルアミン1モルに対して、1.2モル)
更に、内部標準物質として、テトラエチレングリコールジメチルエーテル80.0mgを加えた後、固定化リパーゼ(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)10.0mgを混合し、攪拌しながら70℃にて24時間反応させた。反応中、3、6及び9時間後の反応液25μlを採取し、メタノール475μlを加えたものをろ過し、1.0μlをガスクロマトグラフィーによりN−ヘキシル−O−メチルカルバメートを分析して反応収率を算出した。
その結果、反応収率は、3時間後に31%、6時間後に47%、そして9時間後には52%にまで達した。
Example 1 (Synthesis of N-hexyl-O-methylcarbamate)
In a glass container having an internal volume of 19 ml equipped with a stirrer, temperature control and cooling device, 200 mg (1.97 mmol) of n-hexylamine and 0.214 g (2.38 mmol) of dimethyl carbonate (DMC), 1 mol of n-hexylamine. 1.2 mol)
Furthermore, after adding 80.0 mg of tetraethylene glycol dimethyl ether as an internal standard substance, 10.0 mg of immobilized lipase (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) was mixed and stirred at 70 ° C. for 24 hours. Reacted. During the reaction, 25 μl of the reaction solution after 3, 6 and 9 hours was taken, filtered with 475 μl of methanol, and 1.0 μl was analyzed by gas chromatography for N-hexyl-O-methylcarbamate. The rate was calculated.
As a result, the reaction yield reached 31% after 3 hours, 47% after 6 hours, and 52% after 9 hours.

実施例2(N−ヘキシル−O−メチルカルバメートの合成)
実施例1においてDMCの量を0.535g(5.94mmol、n−ヘキシルアミン1モルに対して、3.0モル)としたこと以外は、実施例1と同様にして反応を行った。
その結果、反応収率は、3時間後に36%、6時間後に61%、そして9時間後には73%にまで達した。
Example 2 (Synthesis of N-hexyl-O-methylcarbamate)
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMC was 0.535 g (5.94 mmol, 3.0 mol with respect to 1 mol of n-hexylamine) in Example 1.
As a result, the reaction yield reached 36% after 3 hours, 61% after 6 hours, and 73% after 9 hours.

実施例3(N−ヘキシル−O−メチルカルバメートの合成)
実施例1においてDMCの量を1.07g(11.9mmol、n−ヘキシルアミン1モルに対して、6.0モル)としたこと以外は、実施例1と同様にして反応を行った。
その結果、反応収率は、3時間後に50%、6時間後に93%、そして9時間後には96%にまで達した。
Example 3 (Synthesis of N-hexyl-O-methylcarbamate)
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that the amount of DMC in Example 1 was 1.07 g (11.9 mmol, 6.0 mol with respect to 1 mol of n-hexylamine).
As a result, the reaction yield reached 50% after 3 hours, 93% after 6 hours, and 96% after 9 hours.

実施例4(N−ヘキシル−O−メチルカルバメートの合成)
攪拌装置、温度調節及び冷却装置を備えた内容積19mlのガラス製容器に、n−ヘキシルアミン200mg(1.97mmol)とジメチルカーボネート(DMC)1.72g(19mmol、n−ヘキシルアミン1モルに対して、9.6モル)
更に、内部標準物質として、テトラエチレングリコールジメチルエーテル40.0mgを加えた後、固定化リパーゼ(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)10.0mgを混合し、攪拌しながら70℃にて24時間反応させた。反応中、3、6、9及び24時間後の反応液50μlを採取し、メタノール150μlを加えたものをろ過し、1.0μlをガスクロマトグラフィーによりN−ヘキシル−O−メチルカルバメートを分析して反応収率を算出した。
その結果、反応収率は、3時間後に29%、6時間後に55%、9時間後に77%、そして24時間後には96%にまで達した。
Example 4 (Synthesis of N-hexyl-O-methylcarbamate)
In a glass container having an internal volume of 19 ml equipped with a stirrer, a temperature controller and a cooling device, 200 mg (1.97 mmol) of n-hexylamine and 1.72 g (19 mmol of n-hexylamine) of dimethyl carbonate (DMC) 9.6 mol)
Furthermore, after adding 40.0 mg of tetraethylene glycol dimethyl ether as an internal standard substance, 10.0 mg of immobilized lipase (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) was mixed and stirred at 70 ° C. for 24 hours. Reacted. During the reaction, 50 μl of the reaction solution after 3, 6, 9 and 24 hours was collected, filtered with 150 μl of methanol, and 1.0 μl was analyzed for N-hexyl-O-methylcarbamate by gas chromatography. The reaction yield was calculated.
As a result, the reaction yield reached 29% after 3 hours, 55% after 6 hours, 77% after 9 hours, and 96% after 24 hours.

比較例1(N−ヘキシル−O−メチルカルバメートの合成)
実施例4においてDMCの量を1.72gから0.536gに変え、1,4-ジオキサンを2.0ml加えたこと以外は、実施例4と同様にして反応を行った。
その結果、反応収率は、3時間後に10%、6時間後に18%、9時間後に24%、そして24時間後でも50%にまでしか到らなかった。
Comparative Example 1 (Synthesis of N-hexyl-O-methylcarbamate)
The reaction was conducted in the same manner as in Example 4 except that the amount of DMC was changed from 1.72 g to 0.536 g in Example 4 and 2.0 ml of 1,4-dioxane was added.
As a result, the reaction yield reached only 10% after 3 hours, 18% after 6 hours, 24% after 9 hours, and even 50% after 24 hours.

以上の結果より、溶媒として1,4−ジオキサンを用いた場合に比較して、溶媒を加えない方が、高い反応速度と高い収率を示すことが分かった。   From the above results, it was found that a higher reaction rate and a higher yield were obtained when no solvent was added compared to the case where 1,4-dioxane was used as the solvent.

実施例5(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、温度調節及び冷却装置を備えた内容積19mlのガラス製容器に、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン200mg(1.46mmol)とジメチルカーボネート(DMC)1.72g(19mmol、1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン1モルに対して、13モル)
更に、内部標準物質として、テトラエチレングリコールジメチルエーテル40.0mgを加えた後、固定化リパーゼ(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)10.0mgを混合し、攪拌しながら70℃にて24時間反応させた。反応中、3、6、9及び24時間後の反応液50μlを採取し、メタノール150μlを加えたものをろ過し、1.0μlをガスクロマトグラフィーにより1,3−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)ベンゼンを分析して反応収率を算出した。
その結果、反応収率は、3時間後に8%、6時間後に36%、9時間後に49%、そして24時間後には87%にまで達した。
Example 5 (Synthesis of 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) benzene)
In a glass container having an internal volume of 19 ml equipped with a stirrer, a temperature controller and a cooling device, 200 mg (1.46 mmol) of 1,3-bis (aminomethyl) benzene and 1.72 g (19 mmol, 1,1) of dimethyl carbonate (DMC) were added. 13 moles per mole of 3-bis (aminomethyl) benzene)
Furthermore, after adding 40.0 mg of tetraethylene glycol dimethyl ether as an internal standard substance, 10.0 mg of immobilized lipase (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) was mixed and stirred at 70 ° C. for 24 hours. Reacted. During the reaction, 50 μl of the reaction solution obtained after 3, 6, 9 and 24 hours was collected, filtered with 150 μl of methanol, and 1.0 μl was subjected to 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) benzene by gas chromatography. Was analyzed to calculate the reaction yield.
As a result, the reaction yield reached 8% after 3 hours, 36% after 6 hours, 49% after 9 hours, and 87% after 24 hours.

比較例2(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)
実施例5においてDMCの量を1.72gから0.79gに変え、1,4-ジオキサンを2.0ml加えたこと以外は、実施例5と同様にして反応を行った。
その結果、反応収率は、3時間後に2%、6時間後に10%、9時間後に17%、そして24時間後でも56%にまでしか到らなかった。
Comparative Example 2 (Synthesis of 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) benzene)
The reaction was performed in the same manner as in Example 5 except that the amount of DMC was changed from 1.72 g to 0.79 g in Example 5 and 2.0 ml of 1,4-dioxane was added.
As a result, the reaction yield reached 2% after 3 hours, 10% after 6 hours, 17% after 9 hours, and only 56% after 24 hours.

以上の結果より、溶媒として1,4−ジオキサンを用いた場合に比較して、溶媒を加えない方が、高い反応速度と高い収率を示すことが分かった。   From the above results, it was found that a higher reaction rate and a higher yield were obtained when no solvent was added compared to the case where 1,4-dioxane was used as the solvent.

実施例6(N−ヘキシル−O−エチルカルバメートの合成)
攪拌装置、温度調節及び冷却装置を備えた内容積19mlのガラス製容器に、n−ヘキシルアミン200mg(1.97mmol)とジエチルカーボネート1.66g(14mmol、n−ヘキシルアミン1モルに対して、7.1モル)更に、内部標準物質として、テトラエチレングリコールジメチルエーテル40.0mgを加えた後、固定化リパーゼ(Novozym 435(商品名);ノボザイム社製)10.0mgを混合し、攪拌しながら70℃にて24時間反応させた。反応中、3、6、9及び24時間後の反応液50μlを採取し、メタノール150μlを加えたものをろ過し、1.0μlをガスクロマトグラフィーによりN−ヘキシル−O−エチルカルバメートを分析して反応収率を算出した。
その結果、反応収率は、3時間後に25%、6時間後に53%、9時間後に71%、そして24時間後には99%にまで達した。
Example 6 (Synthesis of N-hexyl-O-ethylcarbamate)
In a glass container having an internal volume of 19 ml equipped with a stirrer, temperature control and cooling device, 7 mg of n-hexylamine 200 mg (1.97 mmol) and diethyl carbonate 1.66 g (14 mmol, 1 mol of n-hexylamine) Further, 40.0 mg of tetraethylene glycol dimethyl ether was added as an internal standard substance, and then 10.0 mg of immobilized lipase (Novozym 435 (trade name); manufactured by Novozyme) was mixed and stirred at 70 ° C. For 24 hours. During the reaction, 50 μl of the reaction solution after 3, 6, 9 and 24 hours was sampled and filtered with 150 μl of methanol, and 1.0 μl was analyzed for N-hexyl-O-ethylcarbamate by gas chromatography. The reaction yield was calculated.
As a result, the reaction yield reached 25% after 3 hours, 53% after 6 hours, 71% after 9 hours, and 99% after 24 hours.

比較例3(N−ヘキシル−O−エチルカルバメートの合成)
実施例6においてジエチルカーボネートの量を1.66gから0.69gに変え、1,4-ジオキサンを2.0ml加えたこと以外は、実施例6と同様にして反応を行った。
その結果、反応収率は、3時間後に9%、6時間後に18%、9時間後に23%、そして24時間後でも55%にまでしか到らなかった。
Comparative Example 3 (Synthesis of N-hexyl-O-ethylcarbamate)
The reaction was conducted in the same manner as in Example 6 except that the amount of diethyl carbonate was changed from 1.66 g to 0.69 g in Example 6 and 2.0 ml of 1,4-dioxane was added.
As a result, the reaction yield reached 9% after 3 hours, 18% after 6 hours, 23% after 9 hours, and only 55% after 24 hours.

以上の結果より、溶媒として1,4−ジオキサンを用いた場合に比較して、溶媒を加えない方が、高い反応速度と高い収率を示すことが分かった。   From the above results, it was found that a higher reaction rate and a higher yield were obtained when no solvent was added compared to the case where 1,4-dioxane was used as the solvent.

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) Example 7 (Synthesis of 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) cyclohexane)

Figure 2013031436
Figure 2013031436

攪拌装置、温度調節及び冷却装置を備えた内容積19mlのガラス製容器に、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン400mg(2.81mmol)とジメチルカーボネート(DMC)1.62g(18mmol、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン1モルに対して、6.5モル)
更に、内部標準物質として、テトラエチレングリコールジメチルエーテル40.0mgを加えた後、固定化リパーゼ50.0mgを混合し、攪拌しながら50℃にて24時間反応させた。反応中、5,8,12及び24時間後の反応液50μlを採取し、ジメチルホルムアミド150μlを加えたものをろ過し、1.0μlをガスクロマトグラフィーにより1,3−ビス(メトキシカルボニルアミノメチル)シクロヘキサンを分析して反応収率を算出した。
In a glass container having an internal volume of 19 ml equipped with a stirrer, temperature control and cooling device, 400 mg (2.81 mmol) of 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane and 1.62 g (18 mmol, 1,2) of dimethyl carbonate (DMC) were added. (6.5 mol per 1 mol of 3-bis (aminomethyl) cyclohexane)
Furthermore, 40.0 mg of tetraethylene glycol dimethyl ether was added as an internal standard substance, and then 50.0 mg of immobilized lipase was mixed and reacted at 50 ° C. for 24 hours with stirring. During the reaction, 50 μl of the reaction solution after 5, 8, 12 and 24 hours was collected, filtered with 150 μl of dimethylformamide, and 1.0 μl of 1,3-bis (methoxycarbonylaminomethyl) by gas chromatography. The reaction yield was calculated by analyzing cyclohexane.

固定化リパーゼは、市販固定化リパーゼと、特許文献3に記載のCandida antarcticaを起源とするリパーゼの改変体を固定化したものを用いた。なお、改変リパーゼの調製、及び、固定化については、特許文献3に記載の通りである。   As the immobilized lipase, a commercially available immobilized lipase and a modified lipase derived from Candida antarctica described in Patent Document 3 were used. The preparation and immobilization of the modified lipase are as described in Patent Document 3.

固定化リパーゼとして「Novozyme435(ノボザイム社製)」を用いた場合には、反応収率は、5時間後に5%、8時間後に7%、12時間後に16%、そして24時間後には45%にまで達した。   When “Novozyme 435 (Novozyme)” was used as the immobilized lipase, the reaction yield was 5% after 5 hours, 7% after 8 hours, 16% after 12 hours, and 45% after 24 hours. Reached.

固定化リパーゼとして「UCAL−ER: Q193E/L278R変異型リパーゼ固定化物(担体重量比担持酵素量10質量%)」を用いた場合には、反応収率は、5時間後に4%、8時間後に8%、12時間後に23%、そして24時間後には77%にまで達した。   When “UCAL-ER: Q193E / L278R mutant lipase immobilized product (carrier weight ratio supported enzyme amount 10% by mass)” was used as the immobilized lipase, the reaction yield was 4% after 5 hours and 8 hours later. It reached 8%, 23% after 12 hours, and 77% after 24 hours.

固定化リパーゼとして「UCAL−FEK:W104F/Q193E/L278K変異型リパーゼ(担体重量比担持酵素量10質量%)」を用いた場合には、反応収率は、5時間後に3%、8時間後に6%、12時間後に14%、そして24時間後には36%にまで達した。   When “UCAL-FEK: W104F / Q193E / L278K mutant lipase (carrier weight ratio supported enzyme amount 10% by mass)” was used as the immobilized lipase, the reaction yield was 3% after 5 hours and 8 hours later. It reached 6%, 14% after 12 hours, and 36% after 24 hours.

以上の結果より、溶媒の非存在下であっても、高い反応速度と高い収率を示すことがわかった。   From the above results, it was found that a high reaction rate and a high yield were exhibited even in the absence of a solvent.

本発明は、アミン化合物とカーボネート化合物からカルバメート化合物を得る方法に関する。本発明の製造方法によって得られるカルバメート化合物は、例えば、毒性のあるホスゲンを使用しないイソシアネートの製造原料として有用である。   The present invention relates to a method for obtaining a carbamate compound from an amine compound and a carbonate compound. The carbamate compound obtained by the production method of the present invention is useful, for example, as a raw material for producing isocyanates that do not use toxic phosgene.

Claims (9)

加水分解酵素を用いて、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良いか、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、及び脂肪族基で置換されていても良い脂環式アミンからなる群より選択されるアミン化合物とカーボネート化合物とを溶媒の非存在下にて反応させる工程を含む、カルバメート化合物の製造方法。   It may be substituted with an alicyclic group or aromatic group having one or more amino groups in one molecule, or interrupted with an alicyclic group or aromatic group using a hydrolase A carbamate compound comprising the step of reacting an amine compound selected from the group consisting of a good aliphatic amine and an alicyclic amine optionally substituted with an aliphatic group with a carbonate compound in the absence of a solvent Manufacturing method. 加水分解酵素が、担体に固定化されている請求項1記載のカルバメート化合物の製造方法。   The method for producing a carbamate compound according to claim 1, wherein the hydrolase is immobilized on a carrier. 加水分解酵素が、固定床として反応容器に内装され、担体に固定化されている加水分解酵素であり、反応が、アミン化合物とカーボネート化合物とを該反応容器に流通させる工程を含む反応である、請求項1又は2に記載のカルバメートの製造方法。   The hydrolase is a hydrolase incorporated in a reaction vessel as a fixed bed and immobilized on a carrier, and the reaction is a reaction including a step of circulating an amine compound and a carbonate compound in the reaction vessel. The manufacturing method of the carbamate of Claim 1 or 2. 加水分解酵素が、リパーゼである、請求項1から3いずれか1項に記載のカルバメート化合物の製造方法。   The method for producing a carbamate compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrolase is lipase. アミン化合物が、一般式(1):
Figure 2013031436
(式中、Rは、置換基を有していても良い、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。)
で示されるモノアミン化合物である、請求項1から4いずれか1項に記載のカルバメート化合物の製造方法。
The amine compound has the general formula (1):
Figure 2013031436
(In the formula, R 1 may have a substituent, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear or branched chain group having 2 to 20 carbon atoms. An alkenyl group, a linear or branched alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkylalkyl group having 4 to 24 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 20 cycloalkyl groups,
n is 0 or 1. )
The manufacturing method of the carbamate compound of any one of Claim 1 to 4 which is a monoamine compound shown by these.
アミン化合物が、一般式(4)
Figure 2013031436
(式中、Rは、置換基を有していても良い、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、又は炭素原子数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。)
で示されるジアミン化合物である、請求項1から4いずれか1項に記載のカルバメート化合物の製造方法。
The amine compound has the general formula (4)
Figure 2013031436
(In the formula, R 3 may have a substituent, a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear alkylene-carbon atom having 1 to 4 carbon atoms. C3-C20 cycloalkylene-C1-C4 linear alkylene group or C1-C4 linear alkylene-C6-C20 arylene-C1-C1 A linear alkylene group having 4 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms and a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms,
m and p are each independently 0 or 1. )
The manufacturing method of the carbamate compound of any one of Claim 1 to 4 which is a diamine compound shown by these.
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ばれる少なくとも1種である請求項6記載のカルバメート化合物の製造方法。   The diamine compound is 1,6-hexamethylenediamine, 1,12-dodecamethylenediamine, isophoronediamine, 1,3-bis (aminomethylcyclohexane), 1,4-bis (aminomethylcyclohexane), 4,4′- Methylenebis (cyclohexaneamine), 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 1,3-bis ( The method for producing a carbamate compound according to claim 6, which is at least one selected from the group consisting of aminomethyl) benzene and 1,4-bis (aminomethyl) benzene. 反応温度が20〜90℃である、請求項1から7のいずれか1項記載のカルバメート化合物の製造方法。   The method for producing a carbamate compound according to any one of claims 1 to 7, wherein the reaction temperature is 20 to 90 ° C. カーボネート化合物が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、請求項1から8のいずれか1項記載のカルバメート化合物の製造方法。   The method for producing a carbamate compound according to any one of claims 1 to 8, wherein the carbonate compound is dimethyl carbonate or diethyl carbonate.
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