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公開番号2024039873
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-25
出願番号2022144571
出願日2022-09-12
発明の名称環状ウレア化合物の製造方法、及び当該製造方法に用いる液状原料組成物
出願人東ソー株式会社,国立大学法人東北大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C07D 233/34 20060101AFI20240315BHJP(有機化学)
要約【課題】酸化セリウム(IV)などの金属酸化物触媒を用いた環状ウレア化合物の製造において、金属酸化物触媒活性の低下を抑制可能な新規製造方法を提供する。
【解決手段】下記式(5)で示される環状ウレア化合物の製造方法であって、下記式(1)で示されるアミン化合物と、下記式(3)で示されるカルバミン酸化合物と、水からなる液状原料組成物が、酸化セリウム(IV)を含有する固定床触媒に接触するように、前記液状原料組成物を前記固定床触媒に連続して供給することを特徴とする、環状ウレア化合物の製造方法。
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(R¹～R⁶は各々独立に、H、フェニル基又は炭素数1～4のアルキル基;nは0又は1。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（５）で示される環状ウレア化合物の製造方法であって、
下記一般式（１）で示されるアミン化合物と、下記一般式（３）で示されるカルバミン酸化合物と、水からなる液状原料組成物が、酸化セリウム（ＩＶ）を含有する固定床触媒に接触するように、前記液状原料組成物を前記固定床触媒に連続して供給することを特徴とする、下記一般式（５）で示される環状ウレア化合物の製造方法。
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2024039873000008.jpg
48
170
（一般式（１）、（３）、及び（５）中、Ｒ
１
～Ｒ
６
は、各々独立して、水素原子、フェニル基、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。ｎは０又は１である。なお、一般式（１）におけるＲ
１
と一般式（３）及び（５）におけるＲ
１
は同一であり、Ｒ
２
～Ｒ
６
、及びｎについても同様である。）
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記一般式（１）、（３）、及び（５）におけるＲ
１
及びＲ
２
が、各々独立して、水素原子、メチル基、又はエチル基である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記一般式（１）、（３）、及び（５）におけるＲ
３
～Ｒ
６
が、各々独立して、水素原子、又はメチル基である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記一般式（１）、（３）、及び（５）におけるｎが、０である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記液状原料組成物に含まれる前記一般式（１）で示されるアミン化合物の含有量が、前記一般式（３）で示されるカルバミン酸化合物１モルに対して、１～２０モルである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
前記液状原料組成物に含まれる前記水の含有量が、前記一般式（３）で示されるカルバミン酸化合物１モルに対して、０．１～５モルである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
前記液状原料組成物と前記固定床触媒とを、８０～１２０℃の温度で接触させる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
前記固定床触媒のＢＥＴ比表面積が１０ｍ
２
／ｇ以上である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項９】
前記固定床触媒が、前記酸化セリウム（ＩＶ）とは異なる異種金属をさらに含有する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記異種金属の含有量が、前記酸化セリウム（ＩＶ）１重量部に対して０．００１～０．５重量部である、請求項９に記載の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状ウレア化合物の製造方法、及び当該製造方法に用いる液状原料組成物に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の原因の一つとして、温室効果ガスの排出が挙げられる。温室効果ガスとしては、二酸化炭素（ＣＯ
２
）、メタン（ＣＨ
４
）、フロン類（ＣＦＣｓ等）等が挙げられる。温室効果ガスの中でも、二酸化炭素の影響が最も大きく、二酸化炭素（火力発電所、製鉄所等のプラントから排出される二酸化炭素等）の削減が緊急の課題となっている。
【０００３】
前記課題の解決策の一つとして、例えば溶媒及び酸化セシウムの存在下、二酸化炭素とジアミン化合物を反応させて、環状ウレア化合物を合成する方法が報告されている（非特許文献１）。非特許文献１で報告される環状ウレア化合物の合成において、プラントから排出される二酸化炭素を原料として使用すれば、二酸化炭素の削減が期待できる。
【０００４】
また、特許文献１には、製造原料である混合流体を、酸化セリウム（ＩＶ）などの金属酸化物触媒に連続的に供給することで環状ウレア化合物を製造する工業的製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１８７７６５
【非特許文献】
【０００６】
ＧｒｅｅｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，１５，１５６７－１５７７（２０１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の製造方法のように、環状ウレア化合物の製造には、触媒として金属酸化物触媒（例えば、酸化セリウム（ＩＶ））が用いられることがある。しかしながら、環状ウレア化合物の製造に用いられる金属酸化物触媒は、触媒活性が低下しやすく、高頻度で触媒交換を行う必要があるという点で課題があることが判明した。特に、特許文献１の製造方法のように、環状ウレア化合物の製造原料を金属酸化物触媒（酸化セシウム）に連続的に供給するような製造方法においては、触媒交換を行うために、例えば、原料供給を停止したりする必要があるため、高頻度で触媒交換を行うと、環状ウレア化合物の生産性が低下するという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、下記の製造方法を行う場合、従来公知の製造方法に比べて、酸化セリウム（ＩＶ）の触媒活性の低下を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下に示す環状ウレア化合物の製造方法、及び当該製造法に用いる液状原料組成物に係る。
［１］下記一般式（５）で示される環状ウレア化合物の製造方法であって、
下記一般式（１）で示されるアミン化合物と、下記一般式（３）で示されるカルバミン酸化合物と、水からなる液状原料組成物が、酸化セリウム（ＩＶ）を含有する固定床触媒に接触するように、前記液状原料組成物を前記固定床触媒に連続して供給することを特徴とする、下記一般式（５）で示される環状ウレア化合物の製造方法。
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47
170
（一般式（１）、（３）、及び（５）中、Ｒ
１
～Ｒ
６
は、各々独立して、水素原子、フェニル基、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。ｎは０又は１である。なお、一般式（１）におけるＲ
１
と一般式（３）及び（５）におけるＲ
１
は同一であり、Ｒ
２
～Ｒ
６
、及びｎについても同様である。）
［２］前記一般式（１）、（３）、及び（５）におけるＲ
１
及びＲ
２
が、各々独立して、水素原子、メチル基、又はエチル基である、［１］に記載の製造方法。
［３］前記一般式（１）、（３）、及び（５）におけるＲ
３
～Ｒ
６
が、各々独立して、水素原子、又はメチル基である、［１］に記載の製造方法。
［４］前記一般式（１）、（３）、及び（５）におけるｎが、０である、［１］に記載の製造方法。
［５］前記液状原料組成物に含まれる前記一般式（１）で示されるアミン化合物の含有量が、前記一般式（３）で示されるカルバミン酸化合物１モルに対して、１～２０モルである、［１］に記載の製造方法。
［６］前記液状原料組成物に含まれる前記水の含有量が、前記一般式（３）で示されるカルバミン酸化合物１モルに対して、０．１～５モルである、［１］に記載の製造方法。
［７］前記液状組成物と前記固定床触媒とを、８０～１２０℃の温度で接触させる、［１］に記載の製造方法。
［８］前記固定床触媒のＢＥＴ比表面積が１０ｍ
２
／ｇ以上である、［１］に記載の製造方法。
［９］前記固定床触媒が、前記酸化セリウム（ＩＶ）とは異なる異種金属をさらに含有する、［１］に記載の製造方法。
［１０］前記異種金属の含有量が、前記酸化セリウム（ＩＶ）１重量部に対して０．００１～０．５重量部である、［９］に記載の製造方法。
［１１］前記異種金属が、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、希土類元素、コバルト、ニッケル、鉄、ジルコニウム、マンガン、亜鉛、タングステン、及びアルミニウムからなる群より選ばれる１種類又は２種類以上である、［９］に記載の製造方法。
［１２］前記異種金属が、マグネシウム、ニオブ、ランタン、イットリウム、プラセオジム、ガドリニウム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ツリウム、イッテルビウム、鉄、ジルコニウム、マンガン、及び亜鉛からなる群より選ばれる１種類又は２種類以上である、［９］に記載の製造方法。
［１３］１時間の単位時間当たりに前記固定床触媒に供給される前記液状原料組成物中の前記カルバミン酸化合物の量が、前記の固定床触媒１ｇ当たり、０．１～１０［ｍモル／時間］である、［１］に記載の製造方法。
［１４］下記一般式（５）で示される環状ウレア化合物を製造するための液状原料組成物であって、
下記一般式（１）で示されるアミン化合物と、下記一般式（３）で示されるカルバミン酸化合物と、水からなることを特徴とする、液状原料組成物。
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（一般式（１）、（３）、及び（５）中、Ｒ
１
～Ｒ
６
は、各々独立して、水素原子、フェニル基、又は炭素数１～４のアルキル基を示す。ｎは０又は１である。なお、一般式（１）におけるＲ
１
と一般式（３）及び（５）におけるＲ
１
は同一であり、Ｒ
２
～Ｒ
６
、及びｎについても同様である。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、触媒として酸化セリウム（ＩＶ）を用いる環状ウレア化合物の製造方法において、酸化セリウム（ＩＶ）の触媒活性を低下しにくくすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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