DE1793020A1 - Verfahren zur Herstellung von aromatischen Diaminen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von aromatischen DiaminenInfo
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- C07C211/54—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of the carbon skeleton having amino groups bound to two or three six-membered aromatic rings
Description
Dr. R. Koenigsbeiger
, Dipl.Phys.R.Hobbouer
, Dipl.Phys.R.Hobbouer
SC 3164
ssszsssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von aromatischen
Dlamlnen und Insbesondere ein Verfahren sur Herstellung von gegebenenfalls substituierten ρ,ρ'-Diaminodiphenylalkanen.
Es wurde bereits vorgeschlagen» Di amlnodlphenylalkane aus Anilin
herzustellen. Diese Herstellung erfolgt in allgemeinen durch Kondensation von Anilin mit einem Aldehyd oder einem Keton in
wässrigem Medium in Anwesenheit eines Katalysators vom sauren Typ, Insbesondere Salzsäure·
Die Reaktion von Anilin mit Formaldehyd ist in zahlreichen Publikationen beschrieben« und die verschiedenen zur Herstellung
der Diaminverbindungen und Insbesondere des p#p'-Dlaminoderivats
erforderlichen verschiedenen Arbeitsbedingungen wurden untersucht.
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Es ist beispielsweise bekannt, daß die Ausbeute an Diaed.no=
verbindungen ansteigt, wenn das Molverhältnis von Anilin su Porealdehyd erhöht wird, wobei die besten Ergebnisse bei Verhältnissen
von 4:1 bis 4:2,5 erhalten werden.
Die optimalen Reakt ions tempera türen wurden ebenfalls bestimmt
und liegen in Bereich zwischen 50 und 100*0.
Die Ausbeute, bezogen auf verbrauchtes Anilin* wird noch verbessert, wenn das Molverhältnis von Salzsäure zu Anilin in der Kane
von 1:4 liegt, und kann 50 bis 6o£ an ©!aminoverbindungen betragen»
Wenn nan in de« Gemisch von Verbindungen einen erhöhten Mengenanteil
an ρ,ρ'-Diaminoderivat erhalten will, 1st es erforderlich,
daS das Molverhältnis von Anilin zu Wasser in dea Reaktloosgeuisch
niedrig ist und vorzugsweise unterhalb 4sl beträgt und die Temperatur
verhältnismäßig niedrig ist, was sehr lange Reaktionszeiten erforderlich macht.
Wenn man versucht, die für die Reaktion von Anilin mit Formaldehyd
bekannten Gegebenheiten auf die Reaktion von Anilin mit einem Keton su übertragen, so stellt man fest» da9 die erhaltenen Ausbeuten an
ρ,ρ'-Diaminoverbindung schlecht und die Reaktionszeiten zu lange
sind·
Die vorliegend« Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Diaminodiphenylalkanen, das zu erhonten Ausbeuten bei verhält-
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kurzen Reaktionszelten führt.
Dieses Yevfslirsfi bestellt darin * in ssmtm wnsavinaji Medlm unter
Druok Anilin» da« enfalls dureh «in Kslogenaton oder dureh
•inen oder nehrert niedrige Alkylreate substituiert Ist« nlt einen
Keton der Vonml R1 - OO - B1, in der B1 und B8 einwertige Alkyl-,
Cycloalkyl* oder Arylreat· bedeuten ader sosannan einen Alkylenreat
bilden« su kondensieren* und xeiohnet sich daduraii ans· dft· nan aiii HolverhülvniU
von Wasser zu Anilin zwischen S und 7, ein MolverhXltnle
von Chlorwasserstoff säure zu Anilin »wischen 0*2 und 1,2 , ein Molverhältnle
von Anilin zu Keton zwischen 1 und 5 und eine Kondeneationstemperatür
Über 150*C und vorzugsweise zwischen l80*C und
220*C anwendet.
Wenn das Molverhältnia Wasser/Anilin 7 übersteigt oder niedriger
als 2 1st, sinkt die Ausbeute des Arbeitsgänge und daa Gewicht
der naeh der Reaktion wiedergewinnbaren organischen Produkte let
niedriger als das Oewicht des umgesetzten Anilins und Ketone ,
wobei der Unterschied um so größer ist, je niedriger das Verhältnis
Anilin/Keton
Wenn nan in den erfindungsgenäSen Verfahren ein Holverhlltnia von
Chlorwasserstoff 3äure su Anilin von weniger als 0,2 anwendet, ao erhalt
mn praktiaoh kein Diamin, sondern komplexe harzartige Produkte.
Dieses Verhältnis liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 1«
109886/1759 BAD ORfQJNAL
fUhrt zu sehr unreinem Dlamin, und bei Molverhältnissen von etwa
0,4 bilden sieh teerige Produkte.
Das Mischen der Reaktionskomponenten, bevor diese auf die
Reaktionstemperatur gebracht werden« kann in Irgendeiner Reihen=
folge vorgenommen werden. Da jedoch das Mischen von Anilin und Salzsäure ein exothermer Vorgang ist» mischt man diese beiden
Reaktionskomponenten vorzugsweise zuerst und dann das so gebilde»
te Anilin-hydrochlorid mit dem Keton und bringt anschließend
das Ganze auf die ReaktIonstemperatur.
Es ist auch möglich, die Reaktionskomponenten vorzuerhltzen*
und diese Arbeltsweise 1st bevorzugt, wenn man ein kontinuierliches Herstellungsverfahren anwendet.
Für jede Reaktionstemperatur und je nach der verwendeten Apparatur
und Arbeitsweise (kontinuierlich oder diskontinuierlich) gibt es eine optimale Reaktionszeit, die leicht durch Vorversuohe
bestimmt werden kann* Diese Dauer liegt stets unter 6 Stunden und im allgemeinen zwischen einigen Minuten und zwei Stunden.
Die Reaktion wird im allgemeinen unter Druck über 10 bar und
vorzugsweise unter dem autogenen Druck durchgeführt.
Nach der Reaktion wird das Reaktionsmedium neutralisiert und
die organische Schicht abgetrennt«Man isoliert aus dieser orga«
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BAD ORIGINAl
BAD ORIGINAl
niechen Schicht nach Entfernung des nichturagesetzten Anilins
das rohe Dlamin, das entweder durch Umkristallisation oder durch
Extraktion der Verunreinigungen mit einem Lösungsmittel oder durch Destillation gereinigt wird.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren substituier»
ten Aniline sind Verbindungen» die an dem aromatischen Ring einen oder mehrere niedrige Alkylsubstituenten, insbesondere
Methylgruppen, tragen. Man kann auch die halogenieren Aniline verwenden·
Unter den für die Durchführung des erfindungsgemäSen Verfahrens
geeigneten Ketonen der Formel R1 -CO-R2 kann man Aceton,
Methylethylketon« Cyclohexanon, Acetophenon und Proplophenon
nennen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu
beschränken.
Man bringt in ein 1 1-Bombenrohr aus austenltisohera Stahl«
18-10 mit Molybdän, AFNOR Z8 CNDT 18.12» 725 g einer wässrigen
Lösung mit einem Gehalt von 486 g Anilin-hydrochlorld und 73 g Aceton ein.
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Nach Verschließen des Bombenrohrs wird das Reaktionsgemisch
innerhalb von einer Stunde auf l8O*C gebracht und 1 1/2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Das Bombenrohr wird anschließend
unter fließendem kaltem Wasser abgekühlt.
Das erhaltene Produkt wird mit 150 g einer wässrigen 30£-igen
Natriumnydroxydlöeung neutralisiert und filtriert, und die orga=
nisohe Schicht wird durch Dekantieren abgetrennt· Aus dieser
organischen Schicht trennt man durch Destillation im Hochvakuum 158 g Anilin ab. Der Rückstand wird mit Tetrachlorkohlenstoff
gewaschen.
Nach Filtrieren und Trocknen gewinnt man 122 g ρ, ρ'-Diamino-2,2-dlphenylpropan,
was einer Ausbeute der Reaktion, bezogen auf verbrauchtes Anilin» von 52,3$ entspricht.
Man bringt in die gleiche Apparatur wie in Beispiel 1 die gleiche Menge an Reaktionskomponenten wie in Beispiel 1 ein. Mach Verschließen wird das Boabenrohr in einer Stunde und 6 Minuten auf
200*C gebracht und 15 Minuten bei dieser Temperatur gehaltene
Nach Abkühlen wird das Reaktionsmedium wie in Beispiel 1 behandelt.
Man gewinnt 18I g Anilin zurück und erhält 12? g ρ,ρ1-Diamino
2,2~diphenylpropan, was einer Ausbeute von 56£ entspricht.
109886/1759 ......
Wenn die Temperatur von 200*C 30 Minuten aufrechterhalten wird;
fällt die Ausbeute auf 46, 6£ infolge der Bildung von Nebenpro«
dukten ab.
Wenn man nur 5 Minuten bei dieser Temperatur erhitzt, erreicht
die Ausbeute nur 52#.
Die in diesem Beispiel beschriebenen Versuche zeigen den Ein«
fluß des Molverhältnisses Anllin/Aoeton auf die Reaktionsausbeute,
bezogen auf verbrauchtes Anilin.
Man wendet für diese Versuche eine Kondensationszeit von 45 Minuten bei 190*C nach einem Temperaturanstieg von einer Stunde an.
Die Menge der Reaktionskomponenten 1st so berechnet, daß man
in der Kälte das gleiche Volumen, nämlich 730 com, hat.
in der Kälte das gleiche Volumen, nämlich 730 com, hat.
Die Apparatur, die Arbeitswelse und die Methode der Isolierung
des Diamine sind mit denjenigen von Beispiel 1 identisch.
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BAD ORIGiNAL
BAD ORIGiNAL
Molverhältnis | Wasser/Anilin | Anilin/Keton | Ausbeute» bezogen auf verbrauchtes Anilin |
HCl/Anilin | 3,5 3,5 3,5 |
3 4 5 |
50,5 59,3 53,5 |
1 1 1 |
Die Änderung der Ausbeute» bezogen auf verbrauchtes Anilin,
als Punktion des Verhältnisses Wasser/Anilin geht aus den Ergebnissen der nachfolgenden Versuche hervor«
Diese Versuche wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Apparatur
wie in Beispiel 1
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Molverhältnis | Anilin/Aceton | Wasser/Anilin | Ausbeute, bezogen auf verbrauchtes Anilin |
HCl/Anilln | 4 | 2 | 40,7 |
1 | 4 | 3,5 | 59,3 |
1 | 4 | 5,25 | 46,6 |
1 | 4 | 7 | 44,3 |
1 |
Man bringt in ein 1 1-Bombenrohr aus Tantal 385,2 g o-Toluidin,
360 g Salzsäure (d « 1,29) und dann £>2,5 g Aceton ein«
Man bringt die Temperatur der Reaktionskoraponenten Innerhalb
einer Stunde auf 190*C und läßt 30 Minuten bei dieser Temperatur reagieren·
Nach kräftigen Abkühlen wird das Reaktionsgemlsoh mit 150 g
Natriuntiydroxyd in wässriger Lösung mit j50j£ neutralisiert, und
die organische Schicht wird abgetrennt.
Nan gewinnt durch Destillation dieser organischen Schicht 237*3 8
o-Toluidin xurUck* Durch Dee ti llation dee Rückstands bei 180 bis
195#C unter 0*2 mi Bg gewinnt Man 133,6 g 2,2-BU-(4-aadno->»ethy!phenyl)-propan
worn P * 70*0.
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Man bringt in ein Boabenrohr aus Tantal Bit einem Fassungsvermögen
von 1 Ltr. 186 g Anilin, 120 g Acetophenon und 200 g Salz·
säure nit einer Dichte von 1,29 ein.
Man bringt die Temperatur dieser Reaktionskoapanenten innerhalb
▼on einer Stunde auf 200*C und hält diese Temperatur 30 Minuten
aufrecht«
Mach kräftige« Abkühlen neutralisiert nan das ReaJctlonsgeeisch
und trennt die organische Schicht ab·
Man gewinnt nlchtumgesetztes Anilin und Acetophenon zurück
und erhllt 6l,l g l,l-Bis-'(4-€u«lnophenyl)-l-phenyiatnan, das in Form einer an der Luft beständigem kristallinen Meißen Festsubstan* ro· F * 1*9 bis 15O*C vorliegt· Dies stellt eine Ausbeute ▼on 81,1%, bezogen auf vchtes Anilin «dar.
und erhllt 6l,l g l,l-Bis-'(4-€u«lnophenyl)-l-phenyiatnan, das in Form einer an der Luft beständigem kristallinen Meißen Festsubstan* ro· F * 1*9 bis 15O*C vorliegt· Dies stellt eine Ausbeute ▼on 81,1%, bezogen auf vchtes Anilin «dar.
Man bringt in 1 l-re aus austenltischea Stahl* 18-10
mit Molybdän, (AIMQR Z8 CMXT 18-12) identische Volumina eines
Oemlsohs aas einer wässrigen Anilin-^ydrochlorid^oeeog, Anilin und Aoeton ein. In welehen das Molrerhlltnis Wssaer/talllii * . betraft und das Molv«rhlltnls Anilin/Aeeton 2,25 hetr%Et·
mit Molybdän, (AIMQR Z8 CMXT 18-12) identische Volumina eines
Oemlsohs aas einer wässrigen Anilin-^ydrochlorid^oeeog, Anilin und Aoeton ein. In welehen das Molrerhlltnis Wssaer/talllii * . betraft und das Molv«rhlltnls Anilin/Aeeton 2,25 hetr%Et·
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Verschließen des Bombenrohrs wird das Reaktionsgemisch innerhalb von einer Stunde und 3 Minuten auf 2000C gebracht und 10 Minuten
bei dieser Temperatur gehalten.
Das Bombenrohr wird anschließend unter fließendem kaltem Wasser abgekühlt. Das 2,2~Bis«(4<*>amlnophenyl)-propan wird aus dem
Reaktionsgemisch abgetrennt.
Man erhält in Abhängigkeit von dem Molverhältnis Salzsäure/ Anilin die folgenden Ergebnisse:
Molverhältnis HCl/Anilin |
1,05 | 1 | 0,95 | 0,90 | 0,85 | 0,70 | 0,50 |
Ausbeute, Ji, bezogen auf ein gesetztes Aceton |
58,5 | 59,3 | 59,4 | 37,4 | 35,6 | 52,5 | 24,8 |
bezogen auf ver brauchtes Anilin |
72,2 | 72,6 | 75,8 | 74,8 | 71,2 | 74,2 | 68,4 |
Produktivität +) | 798 | 818 | 825 | 784 | 750 | 690 | 541 |
AlkalinitSt des „ Diamine |
94,4 | 96 | 95,7 | 94,2 | 92,8 | 89,5 | 90,6 |
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Nan stellt l,l~Bls-(4-«minophenyl}-oyclohexan aus Anilin und
Cyolohexanon her.
Man arbeitet wie in Beispiel 7* wobei man eine Kondensationsdauer
von 50 Minuten bei 1900C nach einer Temperaturerhöhung während
einer Stunde anwendet und wobei das Molverhältnis Wasser/Anilin 3,5 und das Molverhältnis Anilin/Cyclohexanon 4 beträgt.
Molverhöltnio HCl/Anilln | 1 | 0,9 |
Ausbeute, £, bezogen auf eingesetztes Cyolohexanon Ausbeute, %, .bezogen auf verbrauchtes Anilin AlkalinitSt des Diamine Produktivität +) |
42,2 49,5 91,3 6l8 |
49,6 60,8 93,4 752,5 |
Man stellt l,l~Bls-(4~amlno«>Hmthylphenyl)-oyolohexan aus o-Toluidin
und Cyolohexanon her, wobei die Reaktionsbedingungen mit denjenigen von Beispiel 8 identisch sind.
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α» J O
<β
Molverhältnis HCl/o-Toluidln | 1 | 0,9 |
Ausbeute» & bezogen auf eingesetztes Cyclohexanon Ausbeute, %t bezogen auf verbrauchtes o-Toluidin Produktivität +) |
45,9 61,6 672 |
50 68,6 840 |
*' Gewicht in g Diamin je Ltr. Apparaturvolumen je Stunde.
Beispiel. K)
Man bringt in ein 1 1-Bombenrohr^1 das mit demjenigen von Beispiel 1 identisch ist, 460 g o-Ghloranilin, 36O g Salzsäure mit
einer Dichte von 1,17 und 52,2 g Aceton ein·
Nach VersohlieBen des Rohrs wird das Reaktionsgemisch während einer Stunde bei 190°C erhitzt„
Nach Abkühlen«. Neutralisation und Dekantieren gewinnt man 266 g
o-Chloranilin und l4l,5 g rohes 2,2-Bis«(4°amino-3-chlorphenyl)-propan.
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verbrauchtes o-Chloranilin, und 53,3#, bezogen auf eingesetztes
Aceton.
Man stellt eine wässrige Lösung eines Oemlsohs von Salzsäure,
o-Chloranilin und Cyclohexanon In den folgenden Molverhältnissen
her:
o-Chloranilin/Cyclohexanon: 3
Man arbeitet mit der gleichen Apparatur und nach der gleichen Arbeitswelse« wie sie In Beispiel 1 beschrieben wurde, jedooh
unter Anwendung einer Kondensationsdauer von 30 Minuten bei 190*C.
Man Isoliert das rohe l,l«Bis-(4-araino-3-chlorphenyl)-cyclohexan.
Dieses rohe Dianin mit einer Alkallnltät von 86ji und einem Siede«
punkt von 170 bis 24o*C unter 0,2 nm Hg wird In einer Ausbeute von
y\%» bezogen auf eingesetztes Cyclohexanon, und 55£, bezogen auf
verbrauchtes o-Chloranilin, erhalten·
Das Diamin wird anschließend durch doppelte Umkrlstalllsation
aus p-Xylol gereinigt. Man erhält so ein Produkt mit einer Alkali»
nität von 96,70 und einem Schmelzpunkt von 166*C.
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Man stellt ein Gemisch aus 349,7 g Anilin, 376 g Salzsäure
mit einer Dichte von 1,17 und 67,7 g Methyläthylketon her·
Man bringt die Reaktionskoraponenten während 1 1/4 Stunden auf
eine Temperatur von 19O*C und erhält nach den in den vorstehenden
Beispielen erläuterten Arbeitsstufen 227,2 g Anilin und 91*5 g
2,2-Bis-(4-ajninophenyl)-butan mit einer Alkalinltät von 91*5#
und einem Siedepunkt von l80°C unter 0,3 mm Hg.
ian stellt ein Gemisch her, das 27 840 g konzentrierte Salzsäure
(Dichte - 1,17)» 25 112 g Anilin, 7 832 g Aceton und 3 420 g
Wasser enthält, wobei die Molverhältnisse der Reaktionskomponen»
ten die folgenden sind:
HCl/Anilin: 0,95*
Man spritzt das Gemisch kontinuierlich innerhalb von 6 Stunden und 42 Minuten in einen Vorerhitzer und dann in ein 3 1-Reactions
gefäß aus Tantal unter einem Druck von 23 bar mit einer Rate von 9*25 l/Stunde, so daß die Verweilzeit des Gemische in dem auf
205°C erhitzten ReaktionsgefäQ im Durchschnitt 20 Minuten beträgt.
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Man gewinnt das Reaktionsprodukt bei 35*C und isoliert dann
1 Ltr. dieses Produkts, das man mit 650 g einer wässrigen 2JO#-lgen
Natriumhydroxydlösung neutralisiert und von dem man die organ!-
sehe Schicht abtrennt.
Aus dieser organischen Schicht Isoliert man das überschüssige
Anilin und gewinnt 258 g zurück· Durch Hochvakuumdestillation erhält man 171 g rohes 2,2«Bis~(4-andnophenyl)-propan, dessen
Siedepunkt unter 0,5 ran Hg 170 bis 190°C und dessen Alkalinltät
beträgt.
Man erhält 6 860 g weißes kristallisiertes 2,2°Bia=(4-aminophenyl)-propan
mit einer AüLkallnität von 98,5$ in einer Ausbeute
α von. 22,75Ji, bezogen auf eingesetztes Aceton, und 56,9& bezogen
auf verbrauchtes Anilin.
Nan kann so 1 58O g destilliertes rohes Diamln je Stunde und
1 030 g umkristallisiertes Diamin je Stunde herstellen.
(d = 1,17)« 12 556 g Anilin, 3 916 g Aceton und 480 g Wasser her.
109886/1759
folgenden:
HCl/Anilin« 0,95.
Man spritzt das Gemisch kontinuierlich innerhalb von 3 Stunden
und 57 Hinuten in ein auf 205*C erhitztes Reaktionsgefäß unter
23 bar mit einer Rate von 7,55 Ltr./Stunde so ein, daS die
durchschnittliche Verweilzeit des Gemische in dem Reaktionsgefäß 24 Minuten beträgt.
durchschnittliche Verweilzeit des Gemische in dem Reaktionsgefäß 24 Minuten beträgt.
Wie in dem vorhergehenden Beispiel isoliert man zunächst aus
1 Ltr. des rohen Reaktionsprodukts 288 g Anilin und 178 g rohes 2,2~Bis-(4-arainophenyl) -propan mit einem Siedepunkt von l60 bis 210*C unter 0,7 mm Hg und einer Alkalinität von 90*
1 Ltr. des rohen Reaktionsprodukts 288 g Anilin und 178 g rohes 2,2~Bis-(4-arainophenyl) -propan mit einem Siedepunkt von l60 bis 210*C unter 0,7 mm Hg und einer Alkalinität von 90*
Anschließend fuhrt man die gleiche Isolierung mit dem restlichen
gesamten Rohprodukt durch und kristallisiert das Dlamln um·
Man erhält so 1 350 g destilliertes Diamin je Stunde und
850 g umkristallisiertes Diamin Je Stunde.
850 g umkristallisiertes Diamin Je Stunde.
Man stellt ein ReaktionegeBüeoh her» das den folgenden Molverhältnis
sen entsprichts
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o-Toluidin/Aceton: 2,25
Man verwendet 7 223 8 o-Toluidin, 6 960 g konzentrierte Salzsäure
(d = 1,17)# 1 7*0 g Aceton und 855 g Wasser, was insgesamt
16 778 g Gemisch ausmacht, das innerhalb von zwei Stunden in eine
Apparatur mit einer Bate von 7,84 Ltr. /Stunde so eingespritzt wird, daß das Reaktionsprodukt etwa 23 Minuten in den auf 195°C
erhitzten Reaktionsgefäß verweilt.
Man Isoliert aus 1 Ltr. Rohprodukt 285 g o°Toluidin und 178 g
rohes 2,2-Bis-(4-aBiino-5-methylphenyl)-propan mit einen Siedepunkt
von 175 bis 195°C unter 0,5 ram Hg und einer Alkalinität
von
Man erhält schließlich 1 400 g je Stunde an Dianin mit einer
Ausbeute von 87,3Ji* bezogen auf verbrauchtes o~Toluidin.
109886/1759
Claims (1)
- - 19 PatentanspruchVerfahren sur Herateilung von Dl&minodlphexqrlalkanen duroh Kondensation von Anilin, dta eebealls durek ein Halogene to« oder duroh eine· oder Mehrere niedrige AUqrlreete substituiert eeln kam, alt eines Keton- der Formel R- -CO- IU* In der R1 und Rg einwertige Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylreete bedeuten oder zusammen einen Alkylen- m rest bilden.unter Druck in aaurem wässrigem Medium, daduroh gekennzeichnet, daß taan ein MolverhKltnia Wasser/Anilin zwischen 2 und 7„ ein Molverhttltnls Chlorwasserstoffsäure/Anilin zwiaehen 0,2 und 1.2, ein Molverh<nie Anilin/Keton xwlaohen 1 und 5 : und eine !Condensations tempera tür Über 150*C und vorzugsweise zwischen l8o und 220*C anwendet.109886/1759BAD ORIGINAL
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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