(57)【要約】テトラ置換に相応するアミンをホスゲンと水性無機塩基の存在で０〜１５０℃の範囲内の温度で反応させることによってテトラ置換尿素を製造する方法であって、テトラ置換に相応するアミン、ホスゲンおよび水性無機塩基を反応装置に中央部で連続的に供給し、製造することができるテトラ置換尿素の選択、供給することができる物質および物質混合物の量比、反応の間の温度および場合によっては反応装置中への水と完全には混合することができない有機溶剤の供給によって２相系を形成させ、反応混合物を反応装置から中央部で連続的に導出することによって特徴付けられる、テトラ置換尿素の製造法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
テトラ置換に相応するアミンをホスゲンと水性無機塩基の存在で０〜１５０℃の範囲内の温度で反応させることによってテトラ置換尿素を製造する方法において、テトラ置換に相応するアミン、ホスゲンおよび水性無機塩基を反応装置に中央部で連続的に供給し、
製造することができるテトラ置換尿素の選択、供給することができる物質および物質混合物の量比、反応の間の温度および場合によっては反応装置中への水と完全には混合することができない有機溶剤の供給によって２相系を形成させ、
反応混合物を反応装置から中央部で連続的に導出することを特徴とする、テトラ置換尿素の製造法。
【請求項２】
製造することができるテトラ置換尿素が２５℃で常圧で測定された、水１Ｌ当たり１０ｇ以下の水中での溶解度を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
製造することができるテトラ置換尿素が１５０℃以下の融点を有する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
水性無機塩基として水溶液中で２５℃で測定された、テトラ置換に相応するアミンよりも低いｐＫｂ値を有する水性無機塩基を使用する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
水性無機塩基として苛性ソーダ水溶液および／または苛性カリ水溶液を使用する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
反応を０．０５〜１．０ＭＰａ絶対の範囲内の圧力で実施する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
反応を攪拌釜中で実施する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
反応を少なくとも２個の攪拌釜のカスケード中で実施する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
反応混合物の一部分を液体表面付近の範囲から導出し、他の部分を攪拌釜の底部付近の範囲から導出する、請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
テトラ置換尿素としてＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素、Ｎ，Ｎ′−ジメチルエチレン尿素および／またはＮ，Ｎ′−ジメチルプロピレン尿素を得る、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テトラ置換に相応するアミンをホスゲンと水性無機塩基の存在で０〜１５０℃の範囲内の温度で反応させることによってテトラ置換尿素を製造する方法に関する。
【０００２】
Ｎ−置換尿素は、植物保護剤、医薬品および染料の製造に幅広く使用されている。更に、このＮ−置換尿素は、可塑剤および安定剤としてプラスチックに使用され、滑剤ならびに触媒、例えばホスゲン化触媒として使用されている。更に、Ｎ−置換尿素は、極性の非プロトン性溶剤として使用され、この場合には、特に高度に毒性の燐酸アミド、例えばヘキサメチル燐酸トリアミド（ＨＭＰＡ）またはヘキサメチル亜燐酸トリアミド（ＨＭＰＴ）として特に重要である。その上、Ｎ−アルキル尿素およびＮ−ポリアルキレン尿素は、添加剤としてアミノプラスチックの製造で使用される。
【０００３】
Ｎ−置換尿素は、工業的に主にアミンでの尿素のトランスアミド化、アルコールでの尿素のアルキル化、アミンとシアネートとの反応ならびにアミンのホスゲン化によって製造される（Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, 2000 electronic release, Chapter "UREA - Urea derivatives"）。
【０００４】
特開昭５９−０３１７５２号公報および米国特許第３６８１４５７号明細書には、ホスゲンをジメチルアミンおよび苛性ソーダ水溶液または苛性カリ水溶液を含む受器中に導入し、引続き水相を水不溶性溶剤、例えばｎ−ヘキサン、クロロホルムまたはエチレンジクロリドで抽出し、かつ有機相からテトラメチレン尿素を単離することによってテトラメチル尿素を非連続的に製造することが記載されている。
【０００５】
米国特許第５１３２４２３号明細書には、ホスゲンをジエチルアミン、塩化メチレンおよび苛性ソーダ水溶液を含む受器中に導入し、引続き２つの相を反応後に分離し、テトラエチル尿素を有機相から単離することによってテトラエチル尿素を非連続的に製造することが開示されている。
【０００６】
欧州特許出願公開第０２４８２２０号明細書には、ホスゲンをＮ，Ｎ′−ジアルキルジアミンおよび苛性ソーダ水溶液を含む受器中に導入し、得られた混合物を１，２−ジクロロエタンで抽出することによって環式尿素を非連続的に製造することが教示されている。
【０００７】
W.A. Skinner et al.は、J. Pharm. Sci. 68, 1979, 第391〜392頁において、ジブチルアミンをベンゼン、ホスゲンおよび炭酸カリウムを含む受器中に滴加法で添加し、引続き室温で３時間攪拌し、さらにジブチルアミンを添加し、還流下に３時間加熱し、引続き炭酸カリウムおよび塩化カリウムを含有する固体相を濾別し、かつ濾液を蒸留により後処理することによってテトラブチル尿素を非連続的に製造することを教示している。製造法によれば、全部でジブチルアミン３１．２５ｍＬ（０．１８４ｍｏｌ）が使用された。約０．２８Ｌの液相の全体積（ベンゼン、ホスゲン、炭酸カリウムおよびジブチルアミン）および６．５時間の反応のための全体時間（ジブチルアミンの０．５時間の滴加法での添加、室温で３時間の攪拌および還流下での３時間の加熱）の場合、１００％のテトラブチル尿素の仮定された収率の場合であっても最大１４ｇ／Ｌ・ｈの空時収量が生じる。
【０００８】
上記方法は、殊に大量のテトラ置換尿素の製造の場合に労働集約的で高価である。それというのも、反応器の大きさに応じて、場合によっては多数のバッチを順次に実施すべきであるからである。即ち、反応装置は、開始時にテトラ置換に相応するアミンおよび苛性ソーダ水溶液で充填することができ、反応温度にもたらすことができる。更に、引続きホスゲンを導入した場合に初めて、化学的反応も開始する。反応が行なわれた後に、反応装置は、空にすることができ、直ぐ次のバッチ量を準備することができる。従って、反応装置は、或る程度の時間の割り当てでのみ固有の化学的反応に利用され、その結果、低い空時収量も生じる。
【０００９】
更に、テトラメチル尿素を製造するための２つの上記方法の場合には、反応後に行なうことができる、有機溶剤でのテトラメチル尿素の抽出は、欠点を有している。それというのも、これは、別の処理工程を必要とするからである。
【００１０】
本発明の課題は、上記の欠点を有さず、高い空時収量で大量の製造を可能にする、テトラ置換尿素の製造法を見出すことであった。
【００１１】
それに応じて、テトラ置換に相応するアミン、ホスゲンおよび水性無機塩基を反応装置に中央部で連続的に供給し、
製造することができるテトラ置換尿素の選択、供給することができる物質および物質混合物の量比、反応の間の温度および場合によっては反応装置中への水と完全には混合することができない有機溶剤の供給によって２相系を形成させ、
反応混合物を反応装置から中央部で連続的に導出することによって特徴付けられる、テトラ置換に相応するアミンをホスゲンと水性無機塩基の存在で０〜１５０℃の範囲内の温度で反応させることによってテトラ置換尿素を製造する方法が見出された。
【００１２】
従って、本発明による方法は、連続的に作業する方法であり、反応装置中で２相系を有する。これは、水性の液相および有機性の水相を含む。
【００１３】
本発明による方法の場合、テトラ置換に相応するアミン、ホスゲンおよび水性無機塩基は、反応装置に中央部で連続的に供給されることができ、反応混合物は、反応装置から中央部で連続的に導出されることができる。また、中央部での連続的な供給または導出とは、供給量または導出量がパルス状の供給または導出になるまでの周期的変動または非周期的変動であると理解することができる。好ましいのは、一定量または殆んど一定の量の供給または導出である。
【００１４】
また、長時間に亘って本発明による方法の連続的で一定の運転を可能にするために、反応装置を一定の充填体積または殆んど一定の充填体積（充填位置）で運転し、導出すべき量を望ましい充填体積（充填位置）により制御することは、好ましい。
【００１５】
反応装置中での２相系の形成は、本発明による方法の場合に次のような種々の方法によって達成される：
ａ）製造することができるテトラ置換尿素の選択による
製造することができるテトラ置換尿素は、置換基の種類に応じて水中で完全に溶解性であるか、或る程度溶解性であるか、または極めて僅かにのみ不溶性であるかもしくは殆んど不溶性である。従って、水中で完全には溶解性でないテトラ置換尿素の場合、既に相対的量比および温度に依存して有機相を形成させることができる。
ｂ）供給することができる物質および物質混合物の量比による
供給することができる物質および物質混合物の量比は、反応装置中に存在する、無機物質および有機物質の量比に影響を及ぼし、ひいてはテトラ置換尿素の溶解度の性質に関連して２相系の形成にも影響を及ぼす。即ち、例えば水中で或る程度可溶性であるテトラ置換尿素を製造する場合には、傾向にしたがって微少量の水相を使用することは、好ましい。それにも拘わらず、この場合には、必要量の無機塩基を準備するために、場合によっては高濃度の水性無機塩基を供給することができる。
ｃ）反応の間の温度による
テトラ置換尿素の溶解度の性質も温度に依存するので、存在する温度は、２相系の形成にも影響を及ぼす。しかし、反応温度を選択した場合には、別の性状、例えば反応速度、反応装置中に存在する圧力または望ましくない副生成物の形成も影響を及ぼされ、好ましくは互いに比較検討して選ばれることを強調することができるであろう。
ｄ）場合によっては反応装置中への水と完全には混合することができない有機溶剤の供給による
更に、本発明による方法の場合には、水と完全には混合することができない有機溶剤が供給されてもよい。また、これは、２相系の形成をも可能にし、この場合上記の方法ａ）〜ｃ）は、不十分である。即ち、例えば水と完全には混合することができない有機溶剤の供給は、水と完全に混合することができるテトラ置換尿素の場合も有機相を形成することができた。更に、テトラ置換尿素の溶解度の性質に基づき、このテトラ置換尿素は、一般に著量の部分が有機相で存在する。更に、水と完全には混合することができない有機溶剤の添加は、反応条件下で固体として存在するであろうテトラ置換尿素を溶液中に維持することができた。
【００１６】
場合によっては使用することができる、水と完全には混合することができない有機溶剤は、好ましくは調節された反応条件下で化学的に不活性であり、即ち使用された化合物と反応しない、溶解すべきテトラ置換尿素に対して良好な溶解特性を有し、簡単な方法で、例えば蒸留によりテトラ置換尿素と分離することができる。適当な溶剤としては、塩素化炭化水素、例えばジクロロメタン、トリクロロメタンおよびジクロロエタン；飽和脂肪族または環式炭化水素、例えばヘキサン、ヘプタン、イソオクタンおよびシクロヘキサン；芳香族炭化水素、例えばベンゼン、トルエンおよびキシレン；ならびにハロゲン化芳香族炭化水素、例えばクロロベンゼンおよびジクロロベンゼンが挙げられる。
【００１７】
望ましい条件下で２相系が存在するかまたは存在しないとしても、全ての系に対して簡単な試験によって測定することができる。２相系が存在しない場合には、所定のテトラ置換尿素の場合に、上記の方法ｂ）、ｃ）および／またはｄ）によって２相系を意図的に調節することができる。
【００１８】
上記方法によって、２相系の形成は、保証される。原理的に本発明による方法にとって、水相中に溶解されたテトラ置換尿素の量が僅かであればあるほど、ますます好ましい。好ましくは、本発明による方法の場合、水相中に存在する、テトラ置換尿素の含量は、存在するテトラ置換尿素の全体量に対して５％以下、特に有利に１％以下である。
【００１９】
本発明による方法によって得ることができるテトラ置換尿素は、一般式（Ｉ）
【００２０】
【化１】
2005538074.tif 000002
〔式中、基Ｒ１〜Ｒ４は、炭素を含有する有機基を表わし、この場合これらの基は、場合によってはなお互いに結合されていてよい〕を有する。
【００２１】
炭素を含有する有機基は、非置換または置換の脂肪族、芳香族または芳香脂肪族の基であることができる。この有機基は、１個以上のヘテロ原子、例えば酸素、窒素、硫黄または燐、例えば−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ−、−ＣＯ−、−Ｎ−、−ＰＲ−および／または−ＰＲ２を含有することができおよび／または例えば酸素、窒素、硫黄および／またはハロゲンを含有する１個以上の官能基、例えば弗素、塩素、臭素、沃素および／またはシアノ基によって置換されていてもよい（この場合、基Ｒは、同様に炭素含有有機基である）。炭素含有有機基は、１価の基であってもよいし、２価、３価および／または４価の基であってもよい。
【００２２】
基Ｒ１〜Ｒ４の２個以上が互いに結合している場合には、これは、有利に基Ｒ２とＲ４またはＲ１とＲ２および／またはＲ３とＲ４である。
【００２３】
１価の基として基Ｒ１〜Ｒ４は、互いに独立に有利に
＊  １〜３０個の脂肪族炭素原子を有する非分枝鎖状または分枝鎖状の非環式または環式の非置換アルキル基または置換アルキル基、この場合ＣＨ２基の１個以上は、ヘテロ原子、例えば−Ｏ−または−Ｓ−によって置換されていてもよいし、ヘテロ原子含有基、例えば−ＣＯ−または−ＮＲ−によって置換されていてもよく、水素原子の１個以上は、置換基、例えばアリール基または官能基によって置換されていてもよいものとし、を表わすか、または
＊  ３〜３０個の炭素原子を有する非置換芳香族基又は置換芳香族基および環または２個もしくは３個の縮合環、この場合１個以上の環員原子は、ヘテロ原子、例えば窒素によって置換されていてもよく、水素原子の１個以上は、置換基、例えばアルキル基、アリール基または官能基によって置換されていてもよいものとし、を表わす。
【００２４】
２価の基として、有利に基Ｒ１とＲ２および／またはＲ３とＲ４は、好ましくは
＊  アルキレン鎖中に４〜１０個の原子を有する非分枝鎖状または分枝鎖状の非環式または環式の非置換Ｃ４〜Ｃ２０−アルキレン基または置換Ｃ４〜Ｃ２０−アルキレン基（”２価のアルキル基”）を表わし、この場合ＣＨ２基は、ヘテロ基、例えば−ＣＯ−、−Ｏ−または−ＮＲ−によって置換されていてもよく、水素原子の１個以上は、置換基、例えばアルキル基またはアリール基によって置換されていてもよい。
【００２５】
２価の基として、有利に基Ｒ２とＲ４は、好ましくは
＊  アルキレン鎖中に２〜１０個の原子を有する非分枝鎖状または分枝鎖状の非環式または環式の非置換Ｃ２〜Ｃ２０−アルキレン基または置換Ｃ２〜Ｃ２０−アルキレン基（”２価のアルキル基”）を表わし、この場合ＣＨ２基は、ヘテロ基、例えば−ＣＯ−、−Ｏ−または−ＮＲ−によって置換されていてもよく、水素原子の１個以上は、置換基、例えばアルキル基またはアリール基によって置換されていてもよい。
【００２６】
特に好ましくは、
（ｉ）基Ｒ１〜Ｒ４が
＊  非分枝鎖状または分枝鎖状のＣ１〜Ｃ２０−アルキル基、例えばメチル、エチル、１−プロピル、２−プロピル（第二プロピル）、１−ブチル、２−ブチル（第二ブチル）、２−メチル−１−プロピル（イソブチル）、２−メチル−２−プロピル（第三ブチル）、１−ペンチル、２−ペンチル、３−ペンチル、２−メチル−２−ブチル（第三アミル）、１−ヘキシル、２−ヘキシル、３−ヘキシル、２−メチル−２−ペンチルまたは３−メチル−３−ペンチルを表わすか；
＊  非分枝鎖状または分枝鎖状のＣ５〜Ｃ２０−シクロアルキル基、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシルまたはシクロオクチルを表わすか；または
＊  置換されていないかまたは１個以上のＣ１〜Ｃ４−アルキル基で置換されたＣ６〜Ｃ２０−アリール基またはＣ３〜Ｃ２０−ヘテロアリール基、例えばフェニル、２−メチルフェニル（ｏ−トリル）、３−メチルフェニル（ｍ−トリル）、４−メチルフェニル（ｐ−トリル）、２，６−ジメチルフェニル、２，４−ジメチルフェニル、２，４，６−トリメチルフェニル、２−メトキシフェニル、３−メトキシフェニル、４−メトキシフェニル、２−ピリジル、３−ピリジル、４−ピリジル、３−ピリダジニル、４−ピリダジニル、５−ピリダジニル、２−ピリミジニル、４−ピリミジニル、５−ピリミジニル、２−ピラジニル、２−（１，３，５−トリアジン）イル、１−ナフチル、２−ナフチル、２−キノリル、８−キノリル、１−イソキノリルまたは８−イソキノリルを表わすようなテトラ置換尿素（Ｉ）が得られるか；
（ｉｉ）基Ｒ１とＲ２およびＲ３とＲ４が結合し、
＊  アルキレン鎖中に４〜１０個の原子を有する非分枝鎖状または分枝鎖状の非置換または置換Ｃ４〜Ｃ１０−アルキレン基（”２価のアルキル基”）、例えばブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＲ−ＣＨ２ＣＨ２−を表わし、この場合ＣＨ２基は、ヘテロ基、例えば−ＣＯ−、−Ｏ−または−ＮＲ−によって置換されていてもよく、水素原子の１個以上は、置換基、例えばアルキル基またはアリール基によって置換されていてもよいテトラ置換尿素（Ｉ）が得られるか；または
（ｉｉｉ）基Ｒ１およびＲ４が（ｉ）に記載の意味と同様の意味を有し、基Ｒ２とＲ３が結合し、
＊  アルキレン鎖中に２〜１０個の原子を有する非分枝鎖状または分枝鎖状の非置換または置換Ｃ２〜Ｃ１０−アルキレン基（”２価のアルキル基”）、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＲ−ＣＨ２ＣＨ２−を表わし、この場合ＣＨ２基は、ヘテロ基、例えば−ＣＯ−、−Ｏ−または−ＮＲ−によって置換されていてもよく、水素原子の１個以上は、置換基、例えばアルキル基またはアリール基によって置換されていてもよいテトラ置換尿素（Ｉ）が得られる。
【００２７】
特に好ましくは、本発明による方法の場合、テトラ置換尿素として、対称テトラ置換尿素Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラエチル尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラプロピル尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラペンチル尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラヘキシル尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ（シクロプロピル）−尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ（シクロヘキシル）−尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル尿素、ビス（ブチレン）−尿素、ビス（ペンチレン）尿素、Ｎ，Ｎ′−ジメチルエチレン尿素、Ｎ，Ｎ′−ジメチルプロピレン尿素、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−（２−（メチルアザ）−プロピレン）−尿素およびＮ，Ｎ′−ジメチル−（３−（メチルアザ）−ペンチレン）−尿素が得られる。
【００２８】
殊に、本発明による方法の場合には、テトラ置換尿素としてＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素、Ｎ，Ｎ′−ジメチルエチレン尿素およびＮ，Ｎ′−ジメチルプロピレン尿素が得られる。
【００２９】
テトラ置換に相応するアミンとして、アミンＨＮＲ1Ｒ2ならびにＨＮＲ3Ｒ4を使用することができ、この場合には、上記の記載に相応して基Ｒ1〜Ｒ4は、場合によっては互いに結合されていてもよい。即ち、例えばＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素を製造する場合には、テトラ置換に相応するアミンとしてジブチルアミンを使用することができ、Ｎ，Ｎ′−ジメチルプロピル尿素を製造する場合には、Ｎ，Ｎ′−ジメチルプロパン−１，３−ジアミンを使用することができる。
【００３０】
供給することができるアミンは、種々の方法で行なうことができる。原理的には、液状および／またはガス状で添加することができる。更に、供給することができるアミンは、例えば純粋に添加されてもよいし、不活性ガスまたは水と完全には混合することができない有機溶剤で希釈して添加されてもよい。
【００３１】
ホスゲンの供給は、同様に種々の方法で、例えば液状および／またはガス状で行なわれてもよいし、純粋に行なわれてもよいし、不活性ガスまたは水と完全には混合することができない有機溶剤で希釈して行なわれてもよい。好ましいのは、希釈なしの液状またはガス状のホスゲンの添加である。
【００３２】
水性の無機塩基は、無機塩基の水溶液である。例としては、アンモニア水、苛性ソーダまたは苛性カリ液が挙げられる。
【００３３】
供給することができる無機塩基は、テトラ置換に相応するアミンとホスゲンとの反応の際に形式的に生成される塩化水素の結合のために使用される。置換尿素を製造するためのエダクトとして機能するテトラ置換に相応するアミンとの競争反応を回避させるかまたは最少に減少させるために、水溶液中２５℃で測定された、テトラ置換に相応するアミンよりも低いｐＫb値を有する水性無機塩基を使用することは、特に好ましい。
【００３４】
本発明による方法の場合には、特に有利に水性無機塩基として苛性ソーダ液および／または苛性カリ液が使用される。
【００３５】
供給することができるホスゲンと供給することができるテトラ置換に相応するアミンとのモル比は、一般に０．３〜０．８であり、有利に１個のＮＨ基を有するアミンの場合には、０．４〜０．６であり、２個のＮＨ基を有するアミンの場合には、０．６〜１．６、有利に０．８〜１．２である（環式尿素の製造のために）。
【００３６】
供給することができる無機塩基と供給することができるテトラ置換に相応するアミンとのモル比は、一般に０．５〜２であり、有利に１個のＮＨ基を有するアミンの場合には、０．７〜１．５であり、２個のＮＨ基を有するアミンの場合には、１．０〜４、有利に１．４〜３である（環式尿素の製造のために）。
【００３７】
有利に、反応は、９以上、特に有利に１０以上、殊に１０〜１２のｐＨ値の場合に実施される。この場合、水性無機塩基の供給を反応混合物中での望ましいｐＨ値により制御することは、特に好ましいことが判明した。
【００３８】
前記の既述したように、反応装置中での２相系の形成を保証するために、水と完全にかまたは極めて良好に可溶性のテトラ置換尿素を製造する場合には、一般に水と完全には混合することができない有機溶剤の存在が必要とされる。更に、供給された溶剤は、引続く後処理の際に一般に再び除去することができ、このことは、付加的な出費を意味する。従って、水中で僅かな溶解性を有するテトラ置換尿素は、本発明による方法によって特に有利に製造することができる。それというのも、水と完全には混合することができない、供給することができる有機溶剤の量は、本質的に僅かであってよいかまたはむしろ全く不用であってよい。従って、本発明による方法の場合には、２５℃で常圧下で測定された、水１Ｌ当たり１０ｇ以下、特に有利に水１Ｌ当たり２ｇ以下の水中での溶解性を有するテトラ置換尿素が有利に製造される。
【００３９】
同様に前記に既述したように、融点が反応温度以上であるテトラ置換尿素は、一般に同様に水と完全には混合することができない有機溶剤中の溶液が必要とされる。従って、反応温度以下の融点を有するテトラ置換尿素は、本発明による方法によって特に有利に製造可能である。それというのも、供給することができる、水と完全には混合することができない有機溶剤の量は、本質的に僅かであってもよいかまたはむしろ全く不用であってよい。従って、本発明による方法の場合には、有利に１５０℃以下、特に有利に１００℃以下の融点を有するテトラ置換尿素が得られる。
【００４０】
本発明による方法は、有利に１０〜１００℃、特に有利に５０〜８５℃の温度で実施される。本発明による方法を実施する場合、圧力は、一般に０．０５〜１．０ＭＰａ絶対、有利に０．０８〜０．２ＭＰａ絶対、特に有利に０．０８〜０．１２ＭＰａである。
【００４１】
本発明による方法の場合、反応装置としては、原理的に気−液反応のための専門文献に記載された装置を使用することができるか、または液状のホスゲンを使用する場合には、気−液反応のための公知の装置を使用することができる。適当な反応装置としては、例えば攪拌釜、流動管（有利に取り付け物を備えた）、気泡塔および管状反応器が挙げられる。
【００４２】
好ましくは、反応は、攪拌釜中で実施される。持続的な収量を保証するために、ホスゲンは、攪拌機および／またはノズルを通じて導入される。
【００４３】
特に好ましい変法において、反応は、少なくとも２個の攪拌釜のカスケード中で実施される。この場合、第１の攪拌釜は、所謂主要反応器として機能し、この主要反応器には、強力な混合下で使用物質、即ちテトラ置換に相応するアミン、ホスゲン、水性無機塩基および場合によっては水と完全には混合することができない有機溶剤が中央部で連続的に供給され、前記の主要反応器でテトラ置換尿素への部分的な反応が行なわれる。好ましくは、主要反応器中でテトラ置換尿素の１０〜９５％が形成される。無機塩基、形成された塩化物、未反応のアミン、中間生成物としてのジ置換カルバミン酸クロリド、テトラ置換尿素および場合によっては未反応のホスゲンおよび添加された溶剤を含有する、主要反応器の２相の反応混合物は、中央部で連続的に第２の攪拌釜に供給される。この第２の攪拌釜は、所謂後方反応器として機能し、この後方反応器中で残りの反応、殊にジ置換カルバミン酸クロリドとなお遊離のアミンとの反応が行なわれる。一般に後方反応器には、他のエダクトは、供給されない。しかし、必要な場合には、例えば全体の化学量論的量の達成のために、他のエダクト、例えばホスゲンまたはテトラ置換に相応するアミンを供給することが可能である。また、後方反応器中で強力な混合を保証することができる。
【００４４】
一般に、１個の後方反応器で十分である。即ち、それによって特に好ましい攪拌釜カスケードは、２個の攪拌釜を含む。主要反応器と後方反応器との体積比は、好ましくは０．１〜４、有利に０．５〜２である。
【００４５】
攪拌釜を使用する場合、反応混合物の中央部での連続的な導出は、相応して位置した流出装置または取出し装置により行なわれる。前記装置は、例えば攪拌釜の壁中での開口であるかまたは浸漬管である。
【００４６】
本発明による方法の特に好ましい変法において、反応混合物の一部分は、液体表面付近の範囲から導出され、他の部分は、攪拌釜の底部付近の範囲から導出される。一般に、２つの導出された流れは、合わされ、さらに後処理に導入されるかまたは反応器カスケードの場合には、次の反応器中に導入される。記載された特に好ましい実施態様によって、有機相の含量は、攪拌釜中で上昇され、水相の含量は、減少される。これは、強力な混合にも拘わらず攪拌釜中での有機相と水相との分布が正確に均一でなく、底部付近の範囲に若干高い含量の水相が存在するという認識に基づく。有機相の含量の記載された上昇によって、さらに空時収量の上昇が達成される。
【００４７】
連続的な方法の運転開始は、種々の方法で行なうことができる。しかし、発熱反応によって放出される熱が相応して導出されうることに注意すべきである。従って、殊にそれぞれ第３の反応成分の供給は、特に注意深く行なわれる。更に、反応の開始後、通常全ての３つの反応成分は、連続的に供給されることができる。１つの変法において、テトラ置換に相応するアミンが装入され、ホスゲンが導入され、引続き連続的に他のアミンおよび水性無機塩基が導入される。望ましい充填位置に到達した後、反応混合物は、中央部で連続的に反応装置から導出される。別の変法において、装入されたアミンは、水と完全には混合することができない有機溶剤または早期の生産からの反応混合物で希釈されてもよく、引続き前記の記載と同様に実施される。それによって、特に注意深い運転開始が可能になる。
【００４８】
使用される反応装置の種類または反応装置の数とは無関係に、本発明による方法によって最初に２相の反応混合物を得ることができる。この場合、水相は、主に場合によっては過剰の無機塩基、形成された塩化物および場合によっては溶解性に相応して有機化合物の含量を含有する。有機相は、主にテトラ置換尿素および場合によっては未反応のアミン、中間生成物としての未反応のジ置換カルバミン酸クロリドならびに場合によっては溶解性に相応して水相の含量を含有する。後処理の場合、２相の反応混合物は、通常、２つの相に分離される。これは、例えば相分離容器としての所謂沈降タンク中で行なうことができる。一般に、他の水溶性物質を除去するために、単離された有機相を引続き水で洗浄することは、好ましい。更に、テトラ置換尿素は、有機相から単離することができる。好ましくは、単離は、蒸留により行なわれる。この場合、第１の蒸留工程において、頭頂部を介して低沸点物、例えば残留する水ならびに未反応のアミンは、分離される。更に、第２の蒸留工程において、テトラ置換尿素は、頭頂部を介して取得される。
【００４９】
特に好ましい実施態様において、主要反応器として機能する第１の攪拌釜中にテトラ置換に相応するアミンおよび水性無機塩基は、装入され、望ましい反応温度に加熱され、攪拌しながらホスゲンは、望ましいｐＨ値になるまで通気される。安全のために、一般に、攪拌釜に約２０〜５０％の一部分だけを充填することは、好ましい。引続き、一般に、アミンおよび水性無機塩基の連続的な供給が開始され、この場合さらにホスゲンは、相応して連続的に導入される。望ましい充填位置への到達後、主要反応器から反応混合物は、連続的に後方反応器として機能する第２の攪拌釜中に導入される。この後方反応器は、温度調節しないかまたは温度調節して運転されることができる。また、攪拌しながら後方反応器が望ましい充填位置にまで充填された後、この後方反応器から反応混合物は、連続的に導出される。反応混合物は、相分離するための所謂沈降タンク中に導入され、有機相は、水で洗浄される。引続き、有機相の後処理は、常法により行なわれ、この場合には、蒸留による後処理が好ましい。
【００５０】
本発明による方法は、工業的に通常の非連続的方法で必要とされる時間的、作業的およびエネルギー的に費用のかかる作業工程を回避しながら、高い選択性、高い空時収量およびしたがって高い生産性で簡単な方法でテトラ置換尿素の連続的製造を可能にする。即ち、本発明による方法は、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素の製造の際に数百ｇ／Ｌ・ｈの空時収量を可能にする。
【００５１】
２５℃で常圧で測定された、水１Ｌ当たり１０ｇ以下の水中での溶解度および反応温度以下の融点を有するテトラ置換尿素を製造するための特に好ましい本発明による方法は、溶剤の添加なしに変換を可能にする。それによって、エダクトの予想される高い濃度に基づき、特に高い空時収量および特に簡単な後処理が可能である。
【００５２】
実施例
例１
２３．８質量％の苛性ソーダ水溶液４０ｇおよびジブチルアミン２４ｇを、溢流管を備えた０．８Ｌの攪拌釜中に装入し、７５℃に加熱した。更に、反応器の運転開始のために、前記温度で反応混合物のｐＨ値が１０〜１１の範囲内の値に低下するまでホスゲンを通気した。引続き、この温度でさらに２３．８質量％の苛性ソーダ水溶液およびジブチルアミンを供給し、この場合供給量は、反応器中で約１１のｐＨ値が維持されうるように調節された。反応器の望ましい充填位置に到達した後、連続的な運転形式で開始され、７５℃の反応温度で６時間でジブチルアミン１９４ｇ（１．５モル）、ホスゲン９７ｇおよび２３．８質量％の苛性ソーダ液５１８ｇを供給し、反応混合物を溢流管を介して連続的に導出した。２相の搬出物を相分離器を介して水相と有機相に分離した。この場合には、全体で有機相２３１ｇを得ることができる。この有機相は、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素８８．２ＧＣ−面積％、未反応のジブチルアミン９．３ＧＣ−面積％およびＮ，Ｎ−ジブチルカルバミン酸クロリド０．８ＧＣ−面積％を含有していた。Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素の収率は、使用されたジブチルアミンに対して８８％であった。従って、連続的な運転の間に達成された空時収量は、[（１．５モル／２）・０．８８・２８４ｇ／モル]／０．８Ｌ・６ｈ＝３９．１ｇ／Ｌ・ｈであった。
【００５３】
例２
試験装置は、主要反応器としての０．３Ｌの攪拌釜、後方反応器としての０．５Ｌの攪拌釜および後方接続された０．２Ｌの沈降タンクを備えた攪拌釜カスケードを含んでいた。試験装置の運転開始のために、主要反応器を、例１により取得されかつ有機相および水相を含む粗製搬出物で充填し、５０℃に加熱した。更に、連続的な運転形式で開始し、５０℃の反応温度で５．７５時間でジブチルアミン３６０ｇ（２．７９モル）、ホスゲン１３２ｇおよび１５質量％の苛性ソーダ水溶液１０１５ｇを供給し、この場合主要反応器中でのｐＨ値は、苛性ソーダ液の計量供給により約１１の値に維持された。後方反応器は、未加熱のままであった。反応混合物を連続的に主要反応器の溢流管を介して後方反応器中に導入し、この後方反応器の充填の後、他の溢流管を介して沈降タンク中にポンプ輸送した。この沈降タンク中で相分離を行なった。搬出物の捕集された有機相は、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素８８．２ＧＣ−面積％、未反応のジブチルアミン１１．３ＧＣ−面積％およびＮ，Ｎ−ジブチルカルバミン酸クロリド０．１５ＧＣ−面積％を含有していた。
【００５４】
例３
試験装置は、主要反応器としての０．５Ｌの攪拌釜、後方反応器としての０．３Ｌの攪拌釜および後方接続された０．２Ｌの沈降タンクを備えた攪拌釜カスケードを含んでいた。試験装置の運転開始のために、主要反応器を、例２により取得されかつ有機相および水相を含む粗製搬出物で充填し、７５℃に加熱した。更に、連続的な運転形式で開始し、７５℃の反応温度で６時間でジブチルアミン７６３ｇ（５．９１モル）、ホスゲン２９２ｇおよび１５質量％の苛性ソーダ水溶液１４４１ｇを供給し、この場合主要反応器中でのｐＨ値は、苛性ソーダ液の計量供給により約１１の値に維持された。後方反応器は、未加熱のままであった。反応混合物を連続的に主要反応器の溢流管（充填位置の５ｃｍ下方での取出し）を介して後方反応器中に導入し、この後方反応器の充填の後、沈降タンク中に導入した。この沈降タンク中で相分離を行なった。この場合には、全部で有機相８１５ｇを得ることができた。この有機相は、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素９０．７ＧＣ−面積％、未反応のジブチルアミン８．８ＧＣ−面積％およびＮ，Ｎ−ジブチルカルバミン酸クロリド０．０１ＧＣ−面積％を含有していた。Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素の収率は、使用されたジブチルアミンに対して８８％であった。従って、連続的な運転の間に達成された空時収量は、[（５．９１モル／２）・０．８８・２８４ｇ／モル]／０．８Ｌ・６ｈ＝１５４ｇ／Ｌ・ｈであった。
【００５５】
例４
試験装置は、主要反応器としての０．５Ｌの攪拌釜、後方反応器としての０．５Ｌの攪拌釜および後方接続された０．２Ｌの沈降タンクを備えた攪拌釜カスケードを含んでいた。試験装置の運転開始のために、主要反応器を、例２により取得されかつ有機相および水相を含む粗製搬出物で充填し、８５℃に加熱した。更に、連続的な運転形式で開始し、８５℃の反応温度で７時間でジブチルアミン１３７４ｇ（１０．７モル）、ホスゲン５３３ｇおよび１５質量％の苛性ソーダ水溶液２９３１ｇを供給し、この場合主要反応器中でのｐＨ値は、苛性ソーダ液の計量供給により約１１の値に維持された。後方反応器は、未加熱のままであった。反応混合物を連続的に主要反応器の溢流管（充填位置の５ｃｍ下方での取出し）を介して後方反応器中に導入し、この後方反応器の充填の後、沈降タンク中にポンプ輸送した。この沈降タンク中で相分離を行なった。この場合には、全部で有機相１５２２ｇを得ることができた。この有機相は、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素９２．５ＧＣ−面積％、未反応のジブチルアミン７．６ＧＣ−面積％およびＮ，Ｎ−ジブチルカルバミン酸クロリド０．０２ＧＣ−面積％を含有していた。Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素の収率は、使用されたジブチルアミンに対して９３％であった。従って、連続的な運転の間に達成された空時収量は、[（１０．７モル／２）・０．９２５・２８４ｇ／モル]／１．０Ｌ・７ｈ＝２０１ｇ／Ｌ・ｈであった。
【００５６】
例５
試験装置は、主要反応器としての０．３Ｌの攪拌釜、後方反応器としての０．６Ｌの攪拌釜および後方接続された０．２Ｌの沈降タンクを備えた攪拌釜カスケードを含んでいた。試験装置の運転開始のために、主要反応器を、例２により取得されかつ有機相および水相を含む粗製搬出物で充填し、８５℃に加熱した。更に、連続的な運転形式で開始し、８５℃の反応温度で６．５時間でジブチルアミン５３４ｇ（４．１４モル）、ホスゲン２５０ｇおよび１５質量％の苛性ソーダ水溶液１４５０ｇを供給し、この場合主要反応器中でのｐＨ値は、苛性ソーダ液の計量供給により約１１の値に維持された。後方反応器は、未加熱のままであった。反応混合物を連続的に主要反応器の溢流管を介して後方反応器中に導入し、この後方反応器の充填の後、沈降タンク中にポンプ輸送した。この沈降タンク中で相分離を行なった。この場合には、全部で有機相７６０ｇを得ることができた。この有機相は、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素９１．４ＧＣ−面積％、未反応のジブチルアミン８．９１ＧＣ−面積％およびＮ，Ｎ−ジブチルカルバミン酸クロリド０．０６ＧＣ−面積％を含有していた。Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素の収率は、使用されたジブチルアミンに対して９５％であった。従って、連続的な運転の間に達成された空時収量は、[（４．１４モル／２）・０．９５・２８４ｇ／モル]／０．９Ｌ・６．５ｈ＝９５．５ｇ／Ｌ・ｈであった。
【００５７】
第１表には、反応条件および例１〜５の結果が概括的に記載されている。
【００５８】
W.A. Skinner他がJ. Pharm. Sci. 68, 1979, 第391〜392頁に記載した、単に１４ｇ／Ｌ・ｈの空時収量が達成された、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラブチル尿素を製造するための非連続的方法と比較して、本発明による連続的な方法は、例１から３９．１ｇ／Ｌ・ｈの約２．８倍高い収量を可能にする。
【００５９】
例１と例３の比較は、同じ反応温度および同じ全反応体積の場合に、主要反応器および後方反応器を用いてのカスケード運転形式で空時収量の著しい上昇を生じることを示す。この場合には、例３におけるカスケード運転形式で、例１の１段階の運転形式の場合よりもかろうじて４倍高い空時収量を達成させることができた。
【００６０】
例４は、例３との比較で、７５℃から８５℃への反応温度の上昇および０．３Ｌから０．５Ｌの後方反応器の拡大によって、空時収量のさらに明らかに約２５％だけ２０１ｇ／Ｌ・ｈへの上昇が可能であることを示す。
【００６１】
例５は、例４と比較して、主要反応器の寸法の影響を示す。０．５Ｌから０．６Ｌへの後方反応器の拡大にも拘わらず、０．５Ｌから０．３Ｌへの主要反応器の縮小によって、空時収量は、明らかにほぼ半分に減少し、９５．５ｇ／Ｌ・ｈであった。
【００６２】
【表１】
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【国際調査報告】
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