CS199653B2 - Process for preparing polyarylamines containing methylene bridges - Google Patents

Process for preparing polyarylamines containing methylene bridges Download PDF

Info

Publication number
CS199653B2
CS199653B2 CS712476A CS712476A CS199653B2 CS 199653 B2 CS199653 B2 CS 199653B2 CS 712476 A CS712476 A CS 712476A CS 712476 A CS712476 A CS 712476A CS 199653 B2 CS199653 B2 CS 199653B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
starting
salt
arylamine
water
aniline
Prior art date
Application number
CS712476A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Efim Biller
Original Assignee
Efim Biller
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 Efim Biller filed Critical Efim Biller
Publication of CS199653B2 publication Critical patent/CS199653B2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Výroba polyaminů diaminodifenylmetanové řady kondenzací aromatických aminů s formaldehydem v přítomnosti kyselých katalyzátorů byla mnohokráte popsána a poskytuje vždy podle způsobu výroby produkt rozličného složení. Tak se při kondenzaci v přítomnosti slabě kyselých katalyzátorů nebo stop silně kyselých katalyzátorů získají směsi polyaminů s vysokým podílem 2,4‘-diaminodiarylmetanů, zatímco polyaminy s vysokým podílem 4,4‘-diaminodiarylmetanů a současně malým obsahem 2,4‘-isomerů lze vyrobit pouze v přítomnosti velkých množství silně kyselých katalyzátorů. Pro poslední případ se nejlépe hodí silné minerální kyseliny, jako zejména kyselina solná. (DOS číslo 1 518 406, DOS 2 045 834, DOSThe production of polyamines of the diaminodiphenylmethane series by the condensation of aromatic amines with formaldehyde in the presence of acid catalysts has been described many times and, depending on the production method, provides a product of different composition. Thus, by condensation in the presence of weakly acid catalysts or traces of strongly acid catalysts, mixtures of polyamines with a high proportion of 2,4'-diaminodiarylmethane are obtained, while polyamines with a high proportion of 4,4'-diaminodiarylmethane and at the same time a low content of 2,4'-isomers can be produced. only in the presence of large amounts of strongly acid catalysts. In the latter case, strong mineral acids, such as hydrochloric acid in particular, are best suited. (DOS number 1 518 406, DOS 2 045 834, DOS

049 707, DOS 2 301 554, USA patent čísloNo. 049,707, DOS 2,301,554, U.S. Pat

367 969.) Přednost vysoké selektivity silně kyselých minerálních kyselin pro tvorbu 4,4‘-isomerů se ale musí podle metod, patřících ke známému stavu techniky vykoupit ztrátou katalyzátoru, neboť tento se po ukončení reakce musí z reakčni směsi odstraňovat nákladnou neutralizací bázemi. Další nedostatek způsobu podle známého· stavu techniky tkví v tom, že se solné roztoky, vylu2 čující se touto neutralizační reakcí nemohou nikterak vrátit zpět k technickému zhodnocení a přináší s sebou závažné problémy, týkající se okolí.367 969.) The advantage of the high selectivity of strongly acidic mineral acids for the formation of 4,4‘-isomers, however, must be avoided according to methods known in the art because of the loss of the catalyst, since this must be removed from the reaction mixture by expensive base neutralization. A further disadvantage of the prior art method is that the saline solutions which are eliminated by this neutralization reaction cannot in any way be returned to the technical evaluation and entails serious environmental problems.

S překvapením bylo zjištěno, že se při smíšení vodných solných roztoků polyaminů s výchozími arylaminy (arylaminem) přinejmenším v částečně heterogenním systému (o dvou fázích) se polyaminy vytěsní arylaminy, popřípadě se vymění za arylaminy.Surprisingly, it has been found that by mixing the aqueous salt solutions of the polyamines with the starting arylamines (arylamine) in at least a partially heterogeneous (two-phase) system, the polyamines are displaced by arylamines or alternatively replaced by arylamines.

Tvoří se dvě fáze: organická (polyarylamin-arylamin), jakož i vodná (solný roztok arylaminuj.Two phases are formed: organic (polyarylamine-arylamine) and aqueous (saline arylamine).

Předmětem vynálezu je tedy způsob výroby polyarylaminů, vykazujících metylénové můstky, za současného zpětného získávání katalyzátoru, z arylaminů a formaldehydu v přítomnosti kyselin a vody, jehož podstata spočívá v tom, že polyarylaminové složky solí polyarylaminů, které jsou přítomny ve vodných roztocích po reakci, se vymění za výchozí arylaminy, při kteréžto výměně se vodné roztoky solí polyarylaminů, které popřípadě po přídavku vody vykazují koncentraci soli ve vodné fázi 2 až 50 i°/o, jsou přítomny v koncentraci, při které tvoří s výchozími arylaminy heterogenní dvoufázový systém, mísí s výchozími arylaminy v jednom nebo více stupních v souproudu nebo protiproudu při 15 až 100 O|C a zpracovávají,Accordingly, the present invention provides a process for producing polyarylamines having methylene bridges while recovering the catalyst from arylamines and formaldehyde in the presence of acids and water, wherein the polyarylamine components of the salts of polyarylamines that are present in aqueous solutions after the reaction are exchanged with the starting arylamines, in which case aqueous solutions of polyarylamine salts which, if added with water, have a salt concentration in the aqueous phase of 2 to 50% are present at a concentration at which they form a heterogeneous biphasic system with the starting arylamines. starting arylamines in one or more stages in cocurrent or countercurrent with 15-100 O | C and process,

139653 přičemž v každém stupni činí objemový poměr organické fáze k vodné fázi 20 : 1 až 1 : 10, potom se organická fáze oddělí od vodné fáze a vodná fáze výchozí soli arylaminu se vrací zpět do kondenzace a popřípadě se fáze polyarylaminu promývá vodou, polyarylamin se oddělí a prací voda se vede v okruhu.139653 wherein the volume ratio of the organic phase to the aqueous phase is 20: 1 to 1: 10, then the organic phase is separated from the aqueous phase and the aqueous phase of the arylamine starting salt is returned to condensation and optionally the polyarylamine phase is washed with water; and the wash water is circulated.

Kondenzační reakce, probíhající při kontinuálním nebo diskontlnuálním způsobu podle vynálezu se může provádět známými metodami podle stavu techniky, přičemž se molární poměry arylaminu ke kyselému katalyzátoru mohou v širokém rozmezí libovolně volit. Jako molární poměr arylaminu k formaldehydu přichází v úvahu zejména rozmezí 10 : 1 až 1 : 1, s výhodou 4 : 1 až 18 : 1 a jako molární poměr arylaminu ke katalyzátoru rozmezí 20 : 1 až 1 : 1, s výhodou 1 : 1 až 5 : 1, přičemž jako posledně uvedený molární poměr se rozumí molární poměr mezi arylaminem vsazeném na počátku procesu k přítomné kyselině, nacházející se v okruhu ve formě solí arylaminu.The condensation reaction of the continuous or discontinuous process according to the invention can be carried out by known methods according to the state of the art, wherein the molar ratios of arylamine to acid catalyst can be freely selected in a wide range. Suitable molar ratios of arylamine to formaldehyde are in particular from 10: 1 to 1: 1, preferably from 4: 1 to 18: 1, and from 20: 1 to 1: 1, preferably from 1: 1 to 1, 5: 1, the latter molar ratio being understood as the molar ratio between the arylamine charged at the start of the process and the acid present in the ring in the form of arylamine salts.

Výměna se provádí prakticky vícenásobným směšováním vodných solných roztoků polyaminu s výchozími arylaminy, s výhodou kontinuálně, v protiproudu.The exchange is effected practically by multiple mixing of the aqueous salt solutions of the polyamine with the starting arylamines, preferably continuously, in countercurrent.

Při provádění způsobu podle vynálezu se objevují dva konkurenční pochody:There are two competing processes in the process of the invention:

1. požadovaná výměna polyaminů za arylaminy,1. the required exchange of polyamines for arylamines,

2. extrakce aminosolí organickou fází.2. extraction of the amino-salts with the organic phase.

Druhý jev je nežádoucí, neboť technologicky má význam získat vodné roztoky arylaminosolí s maximální koncentrací. Čím je tato vyšší, tím méně je nutné odpařit vody, aby se získala potřebná koncentrace soli pro výchozí kondenzaci procesu.The second phenomenon is undesirable since it is technologically important to obtain aqueous solutions of arylaminosolines with maximum concentration. The higher this is, the less it is necessary to evaporate the water in order to obtain the necessary salt concentration for the initial process condensation.

Aby se tato extrakce potlačila, musí se pracovat s poměrně malými množstvími výchozího arylaminu. Tím se ale zhoršuje výměnný účinek.In order to suppress this extraction, relatively small amounts of the starting arylamine must be used. However, this exacerbates the exchange effect.

Bylo zjištěno, že existují různé možnosti, aby se způsob podle vynálezu uspíšil.It has been found that there are various possibilities to accelerate the process of the invention.

Ukázalo se, že při práci s malými množstvími arylaminu se musí použít také přiměřeně nízké koncentrace kyseliny v solných roztocích polyaminů. Při vyšších koncentracích kyseliny se zvyšuje rozpustnost arylaminu. Při použití většího množství arylaminu se získají opět dvoufázové systémy.It has been shown that, when working with small amounts of arylamine, reasonably low acid concentrations in the polyamine salt solutions must also be used. At higher acid concentrations, the solubility of arylamine increases. When using more arylamine, two-phase systems are again obtained.

Aby se dosáhlo co nejlepšího výměnného účinku při minimálním množství arylaminu, je výhodné vést arylamin v každém stupni v cyklu, takže se vždy pouze část množství této kapaliny účastní v jednom stupni na výměně, vede se dále do následujícího stupně, zatímco zbytek se vrací zpět do téhož stupně. Jestliže jsou například použitá množství vodného solného roztoku polyarylaminu, který se má zpracovat, a arylaminu, který se má vyměnit v poměru 5 :1, a množství arylaminu přivedené v každém stupni do okruhu činí 4násobek arylaminu (vnitřní okruh), tak poměr mezi fázemi při stejném celkovém množství vsazeného arylaminu v každém stupni je 1:1, což poskytuje lepší výměnný účinek, jakož i lepší dělení fází.In order to achieve the best exchange effect with a minimum amount of arylamine, it is advantageous to conduct the arylamine at each stage in the cycle, so that only a part of the liquid always participates in one exchange stage, fed to the next stage, of the same degree. For example, if the amounts of the aqueous salt solution of the polyarylamine to be treated and the arylamine to be exchanged at a ratio of 5: 1 are used, and the amount of arylamine fed to each circuit is 4 times the arylamine (inner circuit), the same total amount of arylamine charged in each step is 1: 1, which provides better exchange effect as well as better phase separation.

Je také možné poměr mezi proudy ve stupních udržovat různý, neboť výměnné účinky se v různých stupních mění: na začátku probíhá výměna mnohem rychleji než na konci. Může být také výhodné měnit vnitřní okruh stupeň ke stupni.It is also possible to maintain the ratio between the currents in the stages different, as the exchange effects vary in different stages: at the beginning, the exchange is much faster than at the end. It may also be advantageous to vary the inner circuit step by step.

Přinejmenším částečná nerozpustnost arylaminu ve vodných solných roztocích polyarylaminů (předpoklad pro výměnu) se může dosáhnout také přídavkem hydrofobního (ve vodě nerozpustného) rozpouštědla (HLM). Tento pochod je použitelný pouze omezeně. Přítomnost větších množství hydrofobních rozpouštědel ovlivňuje výměnu negativně: bylo zjištěno, že příliš velká množství přidaných hydrofobních rozpouštědel sice redukují extrakci solí, tím ale zhoršuji výměnný účinek polyaminů.The at least partial insolubility of arylamine in aqueous salt solutions of polyarylamines (prerequisite for exchange) can also be achieved by the addition of a hydrophobic (water insoluble) solvent (HLM). This process is only of limited use. The presence of larger amounts of hydrophobic solvents affects the exchange negatively: it has been found that too large amounts of added hydrophobic solvents reduce the extraction of salts, but thereby impair the exchange effect of polyamines.

Zde se ukazuje rozdíl oproti způsobu podle DOS 223 892, při kterém zvýšení množství hydrofobních rozpouštědel zabraňuje výměně, popřípadě ji ukončí. Tím se také dokazuje, že předpokladem výměny jsou minimálně částečně heterogenní fáze ve stavu, přičemž organická musí sestávat hlavně z arylaminu. Je prokazatelné, že musí existovat určitá rozpustnost arylaminů ve vodných solných roztocích polyaminů.There is shown a difference from the process of DOS 223 892, in which an increase in the amount of hydrophobic solvents prevents or terminates the exchange. This also proves that at least partially heterogeneous phases in the state are a prerequisite for the exchange, and the organic phase must consist mainly of arylamine. It has been shown that there must be some solubility of arylamines in aqueous salt solutions of polyamines.

To znamená, že se musí pro odpovídající zařízení určit experimentálně optimální hydrofobních rozpouštědel, přičemž se musí nalézt kompromis mezi oběma sl konkurujícími pochody.This means that experimentally optimal hydrophobic solvents must be determined for the corresponding equipment, and a compromise must be found between the two competing processes.

Jako hydrofobní rozpouštědla jsou prakticky použitelná všechna rozpouštědla nemísící se s vodou, která jsou inertní vůči reakčním produktům. Zejména vhodná jsou: benzen a alkylbenzeny, chlorované uhlovodíky alifatické a aromatické aj. Velkou přednost má použití hydrofobních rozpouštědel, která leží v oblasti teplotu varu, například anilinu: tyto destilují společně s přebytečným anilinem a vedou se do kruhu.All water-immiscible solvents which are inert to the reaction products are practically useful as hydrophobic solvents. Particularly suitable are: benzene and alkylbenzenes, chlorinated aliphatic and aromatic hydrocarbons, etc. Highly preferred are the use of hydrophobic solvents which are in the boiling range, for example aniline: they distil together with the excess aniline and are circulated.

Rozpustnost arylaminů ve vodě, popřípadě v kyselých solných roztocích je značně závislá na koncentraci soli.The solubility of arylamines in water or in acidic salt solutions is highly dependent on the salt concentration.

Podle Landolt-Bornstein II, svazek 2 díl svazku C: rovnováha roztoku II, strana 601 jsou známy rovnováhy mezi anilinem a vodným roztokem anílinchlorhydrátu. Se zvýšením koncentrace anilinchlorhydrátu se zvýší i rozpustnost anilinu až do mísitelnosti.According to Landolt-Bornstein II, Volume 2 part of Volume C: equilibrium of solution II, page 601, the equilibrium between aniline and an aqueous solution of aniline hydrochloride is known. As the concentration of aniline chloride hydrate increases, the solubility of aniline is increased until miscibility.

Asi při 20% anilinchlorhydrátu obsahují obě fáze asi po 20 % soli.At about 20% aniline hydrate, both phases contain about 20% salt.

jestliže se množství solí ve vodné fázi redukuje asi na 6 %, tak se sníží množství solí v anilinové fázi asi na 1,4 %.if the amount of salts in the aqueous phase is reduced to about 6%, the amount of salts in the aniline phase is reduced to about 1.4%.

Způsob se dá těmto skutečnostem přizpůsobit tím, že se pracuje v protiproudém zařízení s různými koncentracemi solí; na straně vodné fáze s maximální koncentrací solí a na straně organické fáze s co možná nejmenší koncentrací solí.The process can be adapted to this by operating in a countercurrent device with different salt concentrations; on the aqueous phase with the maximum salt concentration and on the organic phase with the lowest possible salt concentration.

Toto je možné dosáhnout tím, že se solný roztok polyarylaminu nedávkuje v jednom, ale ve více směšovacích stupních, a to tak, aby nejvyšší koncentrace solí byla asi uprostřed výměnného zařízení.This can be achieved by not delivering the polyarylamine salt solution in one but in several mixing stages so that the highest salt concentration is about in the middle of the exchange device.

Je možné pracovat také tak, že se vodný solný roztok polyarylaminu dávkuje asi do prostředního stupně vícestupňového zařízení a pracuje se v protiproudu na jedné straně s výchozím arylaminem a na druhé straně s vodou), jak je to například obvyklé při protiproudné extrakci, s vodou jako zpětným tokem).Alternatively, the aqueous polyarylamine salt solution is metered into about the middle stage of a multi-stage apparatus and operated in countercurrent with the arylamine starting material and water on the other hand, as is customary in countercurrent extraction, with water such as backflow).

Další způsob práce vyplývá z kombinace obou postupů:Another way of working comes from a combination of both:

Na počátku se zpracuje směs polyaminu a vodného roztoku solí se směsí arylaminu s hydrofobním rozpouštědlem, čímž se dosáhne 50 až 98% výměny.Initially, a mixture of polyamine and aqueous salt solution is treated with a mixture of arylamine with a hydrophobic solvent, resulting in a 50-98% exchange.

Potom se zpracovává s čistým arylaminem a výměna se ukončí.It is then treated with pure arylamine and the exchange is complete.

Prakticky to znamená, že se do proudu arylaminu přidá hydrofobní rozpouštědlo, přičemž je lhostejné, zda se tento přídavek provádí v jednom nebo ve více stupních.In practice, this means that a hydrophobic solvent is added to the arylamine stream, irrespective of whether this addition is carried out in one or more stages.

Účinek výměny lze také zvýšit, jestliže se například množství arylaminu rozdělí ve dva nebo více proudů, vede do výměnných stupňů, potom se teprve společně vede v protiproudu. Zejména v případech, kdy jsou množství arylaminu malá, má toto použití vnitřního vedení cyklu význam.The exchange effect can also be increased if, for example, the amount of arylamine is divided into two or more streams, leads to the exchange stages, then is only co-current in countercurrent. Particularly in cases where the amounts of arylamine are small, this use of internal cycle guidance is of importance.

Takto získaná organická fáze nesmí obsahovat více než 30 ppm kyseliny. Praním vodou, například v protiproudém extrakčním zařízení lze tuto hodnotu snadno dosáhnout. Promývací voda se může používat ve výměnném zařízení.The organic phase thus obtained must not contain more than 30 ppm of acid. By washing with water, for example in a countercurrent extraction device, this value can be easily achieved. The wash water may be used in a replaceable device.

Vodná fáze obsahuje ještě rozpuštěný výchozí arylamin, který se může odstranit azeotropní destilací (popřípadě párou) nebo extrakcí hydrofobními rozpouštědly. Potom se vodná fáze zkoncentruje a vede ke kondenzaci.The aqueous phase also contains a dissolved starting arylamine, which can be removed by azeotropic distillation (optionally by steam) or by extraction with hydrophobic solvents. Then, the aqueous phase is concentrated and leads to condensation.

Při způsobu podle vynálezu se mohou používat libovolné aromatické aminy. Příklady pro toto použití jsou: anilin, o-toluidin, m-toluidin, N-metylanilin, N-ety.lanilin,Any aromatic amine may be used in the process of the invention. Examples of this use are: aniline, o-toluidine, m-toluidine, N-methylaniline, N-ethylanlanine,

2,6-dimetylanilin, 2,6-dietylanilin, 2,6-diisoproipyilanilin, 2,4-diaminotoluen, jakož i libovolné směsi, sestávající z takovýchto aminů. S výhodou se při způsobu podle vynálezu používá jako arylamin anilin.2,6-dimethylaniline, 2,6-diethylaniline, 2,6-diisoproipyilaniline, 2,4-diaminotoluene, as well as any mixtures consisting of such amines. Preferably aniline is used as arylamine in the process of the invention.

Při způsobu podle vynálezu se používají zejména ve vodě rozpustné kyseliny s hodnotou pKa pohybující se pod 1,5. Příklady pro tyto jsou kyselina solná, kyselina bromovodíková, kyselina sírová, kyselina trifluormetansulfonová, kyselina benzensulfonová nebo kyselina fosforečná. S výhodou používané katalyzátory jsou kyselina solná, kyselina trifluoroctová a kyselina metansulfonová. Uvedené kyseliny se mohou používat i ve směsi s kyselými nebo neutrálními solemi těchto kyselin, jako například odpovídajícími amonnými solemi nebo i odpovídajícími solemi alkalických kovů. Samozřejmě se mohou jako výhradní katalyzátory používat i soli, vzniklé již na počátku z uvedených kyselin, jakož i vzniklé z arylaminu, použitého jako výchozí amin.In particular, water-soluble acids having a pKa of less than 1.5 are used in the process according to the invention. Examples of these are hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid or phosphoric acid. Preferred catalysts are hydrochloric acid, trifluoroacetic acid and methanesulfonic acid. Said acids may also be used in admixture with acidic or neutral salts of these acids, such as the corresponding ammonium salts or even the corresponding alkali metal salts. Of course, salts formed initially from said acids as well as from arylamine used as the starting amine can also be used as sole catalysts.

Kyselá kondenzační směs se může vyrobit o sobě známým způsobem, tím, že se smísí směs, sestávající z aromatického aminu a kyselého katalyzátoru s formaldehydem, popřípadě s látkami, uvolňujícími formaldehyd a pro přesmyknutí vzniklého předkondenzátu se zahřeje na vyšší teploty. Je také možné obráceně nejdříve nechat zreagovat aromatický amin s formaldehydem a potom přidat katalyzátor. V obou případech nehraje žádnou roli, zda se reakce provádí v přítomnosti nebo za vyloučení vody. V každém případě se kyselá kondenzační směs hodí pro způsob podle vynálezu.The acidic condensation mixture can be prepared in a manner known per se by mixing a mixture consisting of an aromatic amine and an acid catalyst with formaldehyde or formaldehyde-releasing substances and heating them to higher temperatures to switch the precondensate formed. It is also possible, conversely, first to react the aromatic amine with formaldehyde and then to add the catalyst. In both cases, it does not matter whether the reaction is carried out in the presence or absence of water. In any case, the acidic condensation mixture is suitable for the process of the invention.

Množství přidané vody závisí hlavně na molárním poměru arylaminu a kyseliny. Má se přidat tolik vody, až se rozpustnost arylaminu dostane pod určitou hranici.The amount of water added depends mainly on the molar ratio of arylamine to acid. Water should be added until the arylamine solubility is below a certain level.

S výhodou se koncentrace solí ve vodě nastavuje na 50 %, zejména pak na 5 až 40 procent.Preferably, the salt concentration in the water is adjusted to 50%, in particular to 5 to 40 percent.

Kondenzát, voda z formaldehydu, jakož i z přísady se po eventuálním odstranění rozpuštěného arylaminu, odstraní s výhodou v jedno- nebo vícestupňové odparce, pod tlakem, beztlakově nebo ve vakuu a ipo odstranění se vede v kruhu.The condensate, water from the formaldehyde as well as the additive are removed after the eventual removal of the dissolved arylamine, preferably in a one- or multi-stage evaporator, under pressure, under pressure or under vacuum, and is subsequently circulated in the ring.

Výměna se může provádět při teplotě místnosti nebo při teplotě tuto převyšující, s výhodou při teplotě 15 až 35 °C.The exchange can be carried out at or above room temperature, preferably at 15 to 35 ° C.

Způsob podle vynálezu se vyznačuje následujícími přednostmi:The method according to the invention has the following advantages:

— odpadni vodou prostou soli, — nespotřebuje se žádný kyselý katalyzátor, — odpadají alkálie, — odpadá neutralizační aparatura, — ekonomickými přednostmi.- salt-free waste water, - no acid catalyst is used, - alkali is eliminated, - neutralization apparatus is eliminated, - economic advantages.

Pro výměnu se mohou používat různá zařízení: kontinuální, popřípadě diskontinuální. S výhodou se používají extrakční zařízení pro kapaliny, popřípadě protiproudné aparatury.Various devices may be used for replacement: continuous or discontinuous. Preferably, liquid extraction devices or countercurrent devices are used.

Měrná hmotnost fází je ovlivňována více faktory: koncentrací solí ve vodě, popřípadě v arylaminu, jakož i obsahem polyarylaminu v arylaminu. Měrná hmotnost je rovněž závislá na katalyzátoru. Například polyaminy (anilinu J, soli kyseliny metansulfonové jsou ve vodě lehčí než směsi anilinu a polyarylaminu.The specific gravity of the phases is influenced by several factors: the concentration of salts in water or arylamine, as well as the polyarylamine content of the arylamine. The specific gravity also depends on the catalyst. For example, polyamines (aniline J, methanesulfonic acid salts are lighter in water than mixtures of aniline and polyarylamine.

Vodné roztoky anilinmetansulfonátu s obsahem polyaminu nižším než 5 % jsou opět těžší než anilin. Dochází ke zvratu fází.Again, aqueous aniline methanesulfonate solutions with a polyamine content of less than 5% are heavier than aniline. Phases are reversed.

Tentoi jev není technologicky příjemný.This phenomenon is not technologically pleasant.

Zvrat fází je možné obejít buď přídavkem hydrofobního rozpouštědla, nebo použitím směsí kyselin jako katalyzátorů.Phase reversal can be avoided either by adding a hydrophobic solvent or by using mixtures of acids as catalysts.

Množství arylaminu, potřebné k výměně, se určí složením solí (obsahem polyaminu), druhem zařízení a také způsobem práce.The amount of arylamine to be exchanged is determined by the composition of the salts (polyamine content), the type of apparatus, and also the mode of operation.

Při práci s protiproudnými zařízeními se vystačí s menšími množstvími.When working with counterflow devices, smaller quantities are sufficient.

Obecně se může objemový poměr arylaminu k vodnému roztoku solí pohybovat okolo 5 : 1 až 1 : 10, s výhodou okolo 1 : 1 až 1 : 5.In general, the volume ratio of arylamine to aqueous salt solution may be about 5: 1 to 1: 10, preferably about 1: 1 to 1: 5.

Způsob se může používat pro výrobu dvou s ohledem na složeni různých produktů.The method can be used to produce two with respect to the composition of different products.

Při použití molárního poměru arylaminů ke kyselinám 1 : 0,01 až 0,75, se po přidání vody oddělí organická vrstva. Tato má podle zkušeností vyšší obsah aromatických jader 2,2-polyaminů, 2,4-polyaminů, jakož iUsing a molar ratio of arylamines to acids of 1: 0.01 to 0.75, the organic layer is separated after the addition of water. This has, according to experience, a higher content of aromatic cores 2,2-polyamines, 2,4-polyamines as well as

3-polyaminů a vyšších než polyaminy, získané pomocí arylaminů ze solných roztoků.3-polyamines and higher than polyamines obtained with arylamines from saline solutions.

Tím je možné tyto vyrábět v předem určené kvalitě.This makes it possible to produce these in a predetermined quality.

Přídavek vody se může provádět libovolně: po kondenzaci jednoduchým smísením a sice nejprve k dodatečnému praní polyaminu, potom ke zředění, nebo část ke praní a zbytek ke zředění. Může se také vstřikovat do různých stupňů ve více proudech,The addition of water can be carried out in any desired manner: after condensation by simple mixing, first to additionally wash the polyamine, then to dilute, or to wash part and the remainder to dilute. It can also be injected to different degrees in multiple streams,

Příklad 1Example 1

V nádobě s míchadlem se předloží 186 g anilinu (2 moly) a k těmto se přidá 171 g vodného chlorovodíku (obsahujícího 1,5 molu chlorovodíku] a ochladí se na 25 CC.186 g of aniline (2 moles) are placed in a stirred vessel and 171 g of aqueous hydrogen chloride (containing 1.5 moles of hydrogen chloride) are added thereto and cooled to 25 ° C.

Po ukončení přidávání formaldehydu se ještě 1 hodinu míchá při 25 °C a potom se zahřeje na 90 °C.After the addition of formaldehyde was complete, the mixture was stirred at 25 ° C for 1 hour and then heated to 90 ° C.

Doba přesmyku činí 4 hodiny. Potom se zředí přídavkem 500 cm3 studené vody a ochladí.The rearrangement time is 4 hours. It is then diluted with 500 cm 3 of cold water and cooled.

Získá se homogenní vodný roztok asi se 20 '% soli.A homogeneous aqueous solution is obtained with about 20% salt.

Vezme se 400 g shora uvedeného roztoku a čtyřikrát se smísí vždy po 250 g anilinu při 25 CC a oddělí. Vodná fáze se po 4. výměně zneutralizuje alkáliemi na pH 8, uvolněný amin se vyjme chloroformem a dvakrát dodatečně promyje vodou. Potom se vzorek analyzuje pomocí chromatografie na tenké vrstvě na silikagelu s elučním činidlem směsí chloroformu a metanolu v poměru 95 : 5 hmotnostním %.400 g of the above solution are taken and mixed four times with 250 g of aniline each at 25 DEG C. and separated. The aqueous phase is neutralized to pH 8 with alkali to pH 4, the amine liberated is taken up in chloroform and washed twice more with water. The sample is then analyzed by thin layer chromatography on silica gel, eluting with a 95: 5% mixture of chloroform and methanol.

Ukazuje se, že volný amin z vodné fáze sestává prakticky z anilinu. Polyamin byl z více než 99 o/o vyměněn za anilin. Příklad 2It turns out that the free amine of the aqueous phase consists practically of aniline. Polyamine was more than 99 a / o exchanged for aniline. Example 2

V nádobě s míchadlem se rozmíchá 93 g anilinu a 68,6 g 70% vodné metasulfonové kyseliny, jakož i 57,4 g vody a nechá se zreagovat. Roztok se nastaví na 50 °C a během 20 minut se k němu přikape 73 g 18,5% formaldehydu.93 g of aniline and 68.6 g of 70% aqueous metasulfonic acid as well as 57.4 g of water are mixed in the stirring vessel and allowed to react. The solution is set at 50 ° C and 73 g of 18.5% formaldehyde are added dropwise over 20 minutes.

Vsázka odpovídá poměru anilinu k formaldehydu a k metansulfonové kyselině 1: : 0,45 a k 0,5. Celkový obsah vody činí asi 50 %.The charge corresponds to a ratio of aniline to formaldehyde and to methanesulfonic acid of 1: 0.45 and 0.5. The total water content is about 50%.

Potom se udržuje 1 hodinu při 50 CC, potom 2 hodiny při 70 C'C a 1 hodinu při 90 °C.Then maintained for 1 hour at 50 DEG C., then for 2 hours at 70C ° C and 1 hour at 90 ° C.

Po ukončení přesmykování se přidá 295 cm3 studené vody a teplota roztoku se nastaví na 23 °C.On completion of the rearrangement, 295 cm 3 of cold water are added and the temperature of the solution is adjusted to 23 ° C.

Tento roztok se zpracuje 4krát s 200 g anilinu, jako v příkladě 1.This solution was treated 4 times with 200 g of aniline, as in Example 1.

Chromatografie na tenké vrstvě ukazuje, že se ve vodném roztoku nachází prakticky pouze anilinmetansulfonan.Thin layer chromatography showed that only aniline methanesulfonate was present in the aqueous solution.

Příklad 3Example 3

Kondenzační produkt z příkladu 2 se nastaví vodou na 11 % metansulfonové kyseliny. Potom se při teplotě místnosti smísí 5krát vždy se 100 g roztoku a oddělí:The condensation product of Example 2 was adjusted to 11% methanesulfonic acid with water. Then, at room temperature, they are mixed 5 times with 100 g of solution each time and separated:

a) b) and) (b) 30 30 30 30 g g G G anilinu anilinu aniline aniline + + 7,5 7.5 g G monochlor- monochlor- c) C) 30 30 g G anilinu aniline + + 15 15 Dec g G benzenu monochlor- benzene monochlor- d) (d) 30 30 g G anilinu aniline 4- 4- 30 30 g G benzenu monochlor- benzene monochlor-

benzenubenzene

Po každém zpracování se vzorek vodní fáze neutralizuje a analyzuje pomocí chromatografie na tenké vrstvě.After each treatment, the aqueous phase sample is neutralized and analyzed by thin layer chromatography.

Bylo zjištěno, že při pokusu a) již po 3násobném zpracování polyaminu se vyměnilo více než 99 %.It was found that in experiment a) more than 99% were exchanged after 3-fold processing of the polyamine.

Při bj po čtyřnásobném zpracování 98 %At bj after quadruple processing 98%

c) po pětinásobném zpracování asi 80 %c) after processing five times about 80%

d) po šestinásobném zpracování asi 50 %.(d) after a six-fold treatment, about 50%.

Příklad 4Example 4

Kondenzační produkt se nastaví vodou na 15 % metansulfonové kyseliny. Toto nastavení je mísitelné s anilinem. Po· přídavku hydrofobního rozpouštědla se dosáhne vytvoření dvou fází.The condensation product is adjusted with water to 15% methanesulfonic acid. This setting is miscible with aniline. After addition of the hydrophobic solvent, two phases are formed.

Byly zpracovány 3 vsázky po 100 g roztoku, 5krát při teplotě místnosti s následujícími směsmi:3 batches of 100 g of solution were treated 5 times at room temperature with the following mixtures:

aj 30 g anilinu + 7,5 g monochlorbenzenu bj 30 g anilinu 4-30 g monochlorbenzenu cj 30 g anilinu + 30 cm3 toluenu.also 30 g aniline + 7.5 g monochlorobenzene bj 30 g aniline 4-30 g monochlorobenzene cj 30 g aniline + 30 cm 3 toluene.

Pomocí chromatografie na tenké vrstvě bylo zjištěno, že se výměna uThin layer chromatography revealed that the exchange of

a) po 5 zpracováních pohybuje asi okolo 98 %a) after 5 processing it is about 98%

b) po 5 zpracováních pohybuje asi okolo 50 %b) after 5 treatments it is about 50%

c) po· 5 zpracováních pohybuje asi okolo 50 %.c) after about 5 treatments, it is around 50%.

Příklad 5 (obr. 1)Example 5 (Fig. 1)

Na obr. 1 až 3 znamenají Ui až U<t okruh,In Figures 1 to 3, Ui to U <t represent a circuit,

Mi až M4 míchačku a Si až S4 odlučovač (usazovák).Mi to M4 mixer and Si to S4 separator (settler).

Čtyřstupňové protiproudé extrakční září199653 zení pro kapaliny, odpovídající obr. 1, je provázeno následovně:The four-stage countercurrent extraction apparatus for liquids corresponding to Figure 1 is accompanied by the following:

Vedením 1 se do míchačky 1 přivádí 650 dílů/h vodného roztoku, sestávajícího z:Through line 1, 650 parts / h of an aqueous solution consisting of:

14.7 % polyaminu (metyléndianilin a vysoký, PA)14.7% polyamine (methylenedianiline and high, PA)

5,6 % 100% kyseliny solné5.6% 100% hydrochloric acid

79.7 % vody.79.7% water.

Vedením 2 prochází 100 dílů/h anilinu a v každém stupni extrakčního zařízení pro kapaliny se přečerpává 650 dílů/h anilinové fáze. Vedením 4 se získá vodný roztok, obsahující 14 % anilinchlorhydrátu, který je prakticky prostý PA.100 parts / h of aniline are passed through line 2 and 650 parts / h of aniline phase are pumped through each stage of the liquid extraction apparatus. Line 4 gives an aqueous solution containing 14% aniline chlorohydrate, which is practically free of PA.

Vedením 3 se získá směs polyaminu s anilinem.Line 3 gives a polyamine-aniline mixture.

Příklad 5a (obr. 1)Example 5a (Fig. 1)

Pracuje se jako v příkladě 5, přičemž se použijí následující proudy:The procedure is as in Example 5, using the following streams:

650 dílů/h vodného roztoku, sestávajícího ze % polyaminu (metyléndianilin + polyamln), '% kyseliny metansulfonové, % vody, jakož i 150 dílů/h organického roztoku, sestávajícího ze 120 dílů anilinu a 30 dílů o-dichlorbezenu.650 parts / h of an aqueous solution consisting of% polyamine (methylenedianiline + polyamine),% methanesulfonic acid,% water, and 150 parts / h of an organic solution consisting of 120 parts of aniline and 30 parts of o-dichlorobezene.

Vodný roztok z vedení 4 obsahuje 22 % směsi kyseliny metansulfonové, anilinu a metyléndianilinu. Neutralizací získaný amin sestává z 98 % anilinu a 2 % metyléndianilinu.The aqueous solution from line 4 contains 22% of a mixture of methanesulfonic acid, aniline and methylenedianiline. The amine obtained by neutralization consists of 98% aniline and 2% methylenedianiline.

Příklad 5b (obr. 2)Example 5b (Fig. 2)

Pracuje se jako v příkladě 5, přičemž vedením 2 se zavádí 90 dílů/h anilinu a vedením 2a 60 dílů/h roztoku, sestávajícího ze 30 dílů anilnu a 30 dílů o-dichlorbenzenu.The procedure is as in Example 5, with 90 parts / h of aniline being fed through line 2 and 60 parts / h through a line 2a containing 30 parts of aniline and 30 parts of o-dichlorobenzene.

Vedením 4 získaná sůl ve vodném roztoku sestává prakticky z čistého anilinmetansulfonátu. Vedením 3 se získá směs polyaminu a anilinu.The salt obtained in line 4 in aqueous solution consists of practically pure aniline methanesulfonate. Line 3 yields a mixture of polyamine and aniline.

Příklad 5c (obr. 3)Example 5c (Fig. 3)

Pracuje se jako· v příkladě 5 s tím rozdílem, že se vedením 2 a 2a zavádí vždy 50 dílů/h anilinu.The procedure is as in Example 5 except that 50 parts / h of aniline are introduced each time via lines 2 and 2a.

Organické fáze stupňů S3 a S4 se vedou odpovídajícími vedeními společně do- mísiče M2.The organic phases of stages S3 and S4 are led through the corresponding lines together to the mixer M2.

Vedením 4 se získá vodný roztok, obsahující 16 % anilinchlorhydrátu. Sůl je prakticky prostá metyléndianilinu.Line 4 gives an aqueous solution containing 16% aniline chlorohydrate. The salt is practically free of methylenedianiline.

Příklad 6Example 6

Ve výměnném zařízení podle obr. 4 se šesti výměnnými stupni (5 až 10) (extrakční zařízení pro kapaliny) se pracuje následovně:The exchange device according to FIG. 4 with six exchange stages (5 to 10) (liquid extraction device) is operated as follows:

Vedením 12 přichází voda z dodatečného praní směsi polyaminu a anilinu. Kondenzát s chlorovodíkem se zavádí vedeními 11a, b, c, tak, aby se koncentrace chlorovodíku nastavila následovně:Through line 12, water comes from the additional wash of the polyamine-aniline mixture. The hydrogen chloride condensate is passed through lines 11a, b, c so as to adjust the hydrogen chloride concentration as follows:

ve stupni 5 = 1,5 %, ve stupni 6 = 3,5 %, ve stupni 7 = 5,6 %.step 5 = 1.5%, step 6 = 3.5%, step 7 = 5.6%.

Vedeními 15a, b, c přichází anilin, přičemž součet proudů je roven 25 objemovým % celkového součtu 12 + 11a, b, c.Aniline is passed through lines 15a, b, c, wherein the sum of the currents is 25% by volume of the total sum of 12 + 11a, b, c.

Získá se proud směsí anilinu s polyaminem s asi 0,95 0/0 chlorovodíku a vodný roztok 13 anilinchlorhydrátu a asi 19 % soli a 5,6 % anilinu.A stream of mixtures of aniline with a polyamine with about 0.95% hydrogen chloride and an aqueous solution of 13 aniline chloride hydrate and about 19% salt and 5.6% aniline is obtained.

Po dodatečné extrakci se získá roztok anilinchlorhydrátu s asi 25% koncentrací, který se vede k zahuštění.After an additional extraction, an aniline chloride hydrate solution of about 25% concentration is obtained which is concentrated.

Proud anilinu a polyaminu se dodatečně propírá vodou v protiproudném extrakčním zařízení a zpracovává způsobem podle známého stavu techniky.The stream of aniline and polyamine is additionally washed with water in a countercurrent extraction apparatus and treated according to the prior art method.

Claims (10)

P R E D M É ΤP R E D M E Τ 1. Způsob získávání polyaminů, vykazujících metylénové můstky, které byly vyrobeny reakcí arylaminů a formaldehydu v přítomnosti kyselin a vody, vyznačující se tím, že polyarylaminové složky soli polyarylaminu, které jsou přítomny ve vodných roztocích po reakci, se vymění za výchozí arylamlny, při kteréžto výměně se vodné roztoky solí polyarylaminu, které popřípadě po přídavku vody vykazují koncentraci soli ve vodné fázi 2 až 50 % a jsou přítomny v koncentraci, při které tvoří s výchozími arylaminy heterogenní dvoufázový systém, mísí s výchozími arylaminy v jednom nebo ve více stupních v souproudu nebo protiproudu při 15 až 100 °C a zpracovávají, přičemž v každém stupni činí objemový poměr organické fáze k vodné fázi 20 : 1 až 1 : 10, potom se organická fáze oddělí od vodné fáze a vodná fáze výchozí soli arylaminů se vrací zpět do kondenzace a popřípadě se fáze polyarylaminu promývá vodou, polyarylamin se oddělí a prací voda se vede v okruhu.A process for obtaining polyamines having methylene bridges which have been prepared by reacting arylamines and formaldehyde in the presence of acids and water, characterized in that the polyarylamine salt components of the polyarylamine salt present in aqueous solutions after the reaction are exchanged for starting arylamines, wherein In exchange, aqueous solutions of the polyarylamine salts, which, optionally after addition of water, have a salt concentration in the aqueous phase of 2 to 50% and are present in a concentration at which they form a heterogeneous biphasic system with the starting arylamines, are mixed with the starting arylamines in one or more stages or countercurrent at 15 to 100 ° C and processed, with each stage having a volume ratio of organic phase to aqueous phase of 20: 1 to 1: 10, then the organic phase is separated from the aqueous phase and the aqueous phase of the arylamine starting salt is returned to condensation and optionally washing the polyarylamine phase water polyarylamin were separated and the wash water is passed in a circuit. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, ze se pracuje pří teplotách 18 až 35 CC.2. Process according to claim 1, characterized in that the process is carried out at temperatures of 18 to 35 [ deg .] C. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že se při kontinuálním způsobu práce organická fáze uvnitř jednotlivých stupňů vede v okruhu.Method according to Claims 1 and 2, characterized in that, in a continuous process, the organic phase is conducted in a circuit within the individual stages. VYNALEZUVYNALEZU 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že se výměna provádí nejprve s výchozím arylaminem a směsí hydrofobních rozpouštědel a potom s čistým výchozím arylaminem.4. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the exchange is carried out first with the starting arylamine and a mixture of hydrophobic solvents and then with the pure starting arylamine. 5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že se obsah hydrofobního rozpouštědla ve výchozím arylaminů stupeň od stupně mění.5. The process of claims 1 to 4 wherein the hydrophobic solvent content of the starting arylamines varies from step to step. 6. Způsoh podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že se konečná výměna provádí s děleným proudem výchozího arylaminů, přičemž se dílčí proudy teprve po dvou až větším počtu stupňů vedou opět společně.Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the final exchange is carried out with a split stream of the starting arylamines, the partial streams being brought together again only after two or more stages. 7. Způsoh podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že se koncentrace soli ve vodné fázi udržuje na 5 až 30 %.7. A method according to any one of claims 1 to 6, wherein the concentration of salt in the aqueous phase is maintained at 5 to 30%. 8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že se použijí roztoky surových solí polyarylaminů, které obsahují jako kyselý katalyzátor kyselinu metansulfonovou, kyselinu trifluoroctovou nebo jejich směsi.8. Process according to claim 1, characterized in that solutions of crude salts of polyarylamines containing methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid or mixtures thereof are used as acid catalysts. 9. Způsob podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že se roztok solí polyarylaminu napájí do prostředního výměnného stupně.9. A method according to claims 1 to 8, characterized in that the polyarylamine salt solution is fed to the intermediate exchange stage. 10. Způsob podle bodů 1 až 9, vyznačující se tím, že se koncentrace soli výchozího arylaminů ve vodě udržuje na hranici heterogenity.10. A method according to any one of claims 1 to 9, wherein the concentration of the salt of the starting arylamine in the water is maintained at the limit of heterogeneity.
CS712476A 1975-11-11 1976-11-04 Process for preparing polyarylamines containing methylene bridges CS199653B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1461875 1975-11-11
CH1004976 1976-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS199653B2 true CS199653B2 (en) 1980-07-31

Family

ID=25705783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS712476A CS199653B2 (en) 1975-11-11 1976-11-04 Process for preparing polyarylamines containing methylene bridges

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS199653B2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5237564B2 (en) Process for producing diphenylmethane-based diamines and polyamines
US3996283A (en) Process for the production of polyamines
US4087459A (en) Process for the preparation of polyamines
CN102046588A (en) Method for producing diphenylmethane diamine
JP2515578B2 (en) Method for producing polynuclear aromatic polyamine
US4061678A (en) Process for the preparation of aromatic polyamines
PT86816B (en) APPROPRIATE PROCESS FOR THE PREPARATION OF POLYAMINES
US4259526A (en) Process for the preparation of mixtures of polyamines of the polyamino-polyaryl-polymethylene type
JPH05170708A (en) Preparation of polycyclic aromatic polyamine
JPS5826338B2 (en) Polyisocyanate
JPS5827261B2 (en) Method for producing polyamine
US4093658A (en) Process for the preparation of aromatic polyamines
US8329951B2 (en) Process for preparing diphenylmethanediamine
US4094907A (en) Process for the preparation of polyamines
US4798909A (en) Process for recovery of polyarylpolyamines
US4250114A (en) Process for the recovery of polyarylpolyamines
CS199653B2 (en) Process for preparing polyarylamines containing methylene bridges
PL86402B1 (en)
CA1087633A (en) Process for the production of polyaryl amines containing methylene bridges
US4147724A (en) Process for the preparation of polyamines
PL89776B1 (en)
US5679840A (en) Fractionation and purification of aromatic polyamine mixtures and the use thereof
JPH08283211A (en) Fractionation,purification,and use of aromatic polyamine mixture
US5648520A (en) Fractionation and purification of aromatic polyamine and the use thereof
JPH04154744A (en) Production of methylene-crosslinked polyarylamine