DE1941009A1 - Reduktionsverfahren - Google Patents

Reduktionsverfahren

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DE1941009A1
DE1941009A1 DE19691941009 DE1941009A DE1941009A1 DE 1941009 A1 DE1941009 A1 DE 1941009A1 DE 19691941009 DE19691941009 DE 19691941009 DE 1941009 A DE1941009 A DE 1941009A DE 1941009 A1 DE1941009 A1 DE 1941009A1
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hydrogen
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heavy metals
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DE19691941009
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Manchester Blackley
David Dodman
Woolley John Mathers
Pearson Kenneth William
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J23/34Manganese
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    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von
sekundären aromatischen Aminen aus aromatischen Hitrosoverbindungen«,
Herstellung von sekundäres, aromatischen Aminen aus aromatischen Nitrosoverbindungen in zwei Stufen ist bekannte In der ersten dieses* Stufen wird die Ifitrosoverbindung mit Hilfe von Wasserstoff
in ein primäres Amin reduziert und in άβτ zweiten Stufe wird das
primäre Aiain mit einem Aldehyd oder Keton in Gegenwart von Wasserstoff kondensiert· Si© bisher in einer jeden Stufe verwendeten
Katalysatoren sind entweder teure Edelmetalle oder sind schwierig zu haß&Imlsan, beispielsweise wagen ihrer pyrophoren Eigenschaften«, Sie werden auch laicht äureh Terunreinigungon, wie z030 durch
vergiftet»
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von sekundären aromatischen Aminen vorgeschlagen, welches dadurch ausgeführt wird, daß man einen Katalysator mit einer aromatischen Nitrosoverbindung, Wasserstoff und/oder einem Aldehyd oder Keton kontaktiert, wobei der Katalysator eine Kombination aus zwei oder mehr der Schwermetalle Eisen, Mangan, Kobalt, Kupfer, Nickel, Silber, Cer und Blei in Form ihrer Oxyde, Hydroxyde oder Carbonate oder Gemische daraus oder ein teilweises Reduktionsprodukt einer solchen Kombination enthält und durch ein Verfahren hergestellt worden ist, f welches als Stufe entweder eine gemeinsame Fällung aus Lösung oder eine gemeinsame Erhitzung der genannten Schwermetalle in Form ihrer Hydroxyde oder wärmeunatabilen Salze aufweist.
Die beim erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Katalysatoren werden im wesentlichen durch ein Verfahren hergestellt, welches die eine oder andere der oben angegebenen Stufen umfaßt» So kann eine wäßrige Lösung der Salze der gemischten Schwermetalle als Oxyde, Hydroxyde, Carbonate (einschließlich basische Carbonate) oder als Mischung derselben gefällt werden und die Ausfällung kann abfiltriert, gewaschen und getrocknet und als Katalysator verwendet werden. Alternativ kann ein inniges Gemisch der Hydroxyde, Hitrate, Acetate, Carbonate oder anderer wärmeunstabiler Salze auf die Zersetzungstemperatur erhitzt und das Produkt als Katalysator verwendet werden»
Gewünsehtenfalls kann die Erhitzung auf die Zersetzungstemperatur oder die Ausfällung in aitu durchgeführt werden, so daß die resultierende Zusammensetzung unmittelbar zur Katalyse der Reduktion einer Nitrosoverbindung zur Verfügung steht«
Gegebenenfalls können die durch die gemeinsame Fällung oder die gemeinsame Erhitzung erhaltenen Schwermetallhydroxyde oder wärme— unstabilen Salze teilweise reduziert werden, beispielsweise durch
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eine Vorbehandlung mit einem Gas, welches aus Wasserstoff besteht oder solchen enthält, bevor die Produkte bei dem erfindungsgemäsBen Verfahren verwendet werden«, .
Gewünsohtenfalls können Träger, wie Z0B0 Bimsstein, Asbest, gebrannter Lehm oder Kieselgur in die Schwermetalloxyde, -hydroxyde oder -carbonate eingearbeitet werden, um einen Trägerkatalyeator herzustellen.
Zusammensetzungen
Zwar sind/die zwei oder mehr der erwähnten Schwermetallsalze in allen relativen Verhältnissen enthalten, anscheinend wirksame £eduktionskatalysatorenp aber die optimalen Verhältnisse für die Erzielung des besten Effekts hängen von den jeweiligen Schwermetallen ab. In einigen Fällen sind Zusammensetzungen, in denen der Anteil des einen Schwermetalls in bezug auf die anderen nur 1 % beträgt, wirksame Katalysatoreno Im allgemeinen ist es jedoch erwünscht, daß jedes Schwermetall in mindestens einem atomaren Anteil auf jeweils 25 atomare Anteile der anderen Schwermetalle anwesend isto
Die gemäß der Erfindung verwendeten Katalysatoren sind leicht herzustellen und sind nicht—pyrophor, und viele von ihnen sind billige Sie besitzen eine lange Lebensdauer und werden nicht leicht beispielsweise durch Schwefelverbindungen vergiftet»
Es wird angenommen, daß die gemäß der Erfindung verwendeten Katalysatoren ein Grundgitter aufweisen,» welches aus den Atomen des einen Schwermetalles und den zugeordneten Oxydatomen oder Hydroxydoder Garbonatgruppen bestehtsund daß Atome von anderen Schwermetallen als Verunreinigungsatome im (fitter wirken, wodurch chemische Fehler im Gitter entstehen, die für die katalytischen Eigenschaften verantwortlich sindo
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Aldehyde und Ketone, die beim erfind ongsgemässen Verfahren ver-
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wendet werden können, besitzen drei lonneln R »CHO und R oC00R ,
worin R1. R2 und R3 Alkyl-, Cyolf&ttvl-, Aryl- (einschließlich
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substituierte Aryl-) oder Aralkyl i'ac ikale darstellen«. R und R kennen gleich oder verschieden Sf in. Beispiele für die verschie-
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denen Radikale, die durch R , R uno R*^ dargestellt werden, Bind Kethyl, Äthylf n-Propyl, η-Butyl. Cyclohexyl, Phenyl, cx-Naphthyl, p-Tolyl, p^ethoxyphenyl, p~Chlo2'opt9nyl und Benzylo
Spezielle Beispiele für Aldehydef die verwendet werden können, sind Acetaldehyd, Propionaldehyd. Bvtyraldehyd, Cyclohexyl&ldehyd, ienzaldehydo p-Ioluolaldehyd und Beizylaldehydo
Spezifische Beispiele für Ketone, die verwendet werden können, sind Aceton^ Hetliyläthylketon, JD:.ltutylketont Acetophenoi\, p-Methylssetophenon, Acetonaphthon, liethjJ.cjclohexylketon, Methjrlbenzylketon und Methylisobutylketono
Zur Vermeidung der Bildung eines primären Amins durch Reduktion der Nitrogoverbindung sollte der Alöehyd oder der Keton in mino.2stens einer stöchiometrisehen lien^e anwesend sein, wobei die .':■ saktione:·! mit einer aromatische?.. HitroBoverbindung X-HO wie folgt verlaufeni
Das erfindungegemässe Verfahren Isxir entweder absatzweise oder kontinuierlich bei atmosphärisehfm Iruck oder bei einem verringerten oder erhöhten Druck aasgeiührt werden, sofern dies erwünscht istc Die Verwendung einer ufceratmosphärischen Drucks wird ae?orzugt3 insbesondere für eine absatzweise Durchführung, da die Reaktionsgeschwindigkeit hierdurch erhöht wird«
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BAD ORIGINAL
Olemperaturen von 100 bis 25O0O wender, in zx-ieckmässigerweise verwendet, aber £ttr einen wirksamen :Jotrieb .das Verfahrens ist es Heftig, daß die HitrosoverbinduTig unter (ken Arbeitsbedingungen liäoht aersetat wirdf
Gewünsehtenfalls kann ein VerdünnTmgßmittel verwendet werden, vorausgesetzt, daß dieses unter dan Betriebsbedingungen inert bleibt«. Geeignete lösungsmittel, die verwendet werden können, sind toluol, Monochlorobenzol, o-DichlorobenKol, 192,4~Irio3ilorobenzol und 1,1,2~Irifluoro-1,2,2-trichloi?oäthano
Der Wasserstoff miaß nicht rein sein» uncl gewünsebtenfalls können auch Trägergase, wie ZoB0 Stickstoff, verwendet werden, Gemische, die Kohlenmonoxyd enthalten, wie rinBc YJasssrgas und Gs:aeratorgas, können verwendet werden, und das Zohlenmonosyd kann beim iteduktionsverfahren teilnehmen,, aber ea mviß ausreichend Wasaerstoff vorhanden sein, um eine vollständige Reduktion sioherzasteilen»
Die sekundären Amine können in de:? üblichen Weise aus ien Produkten isoliert werden, die durch daa erfinduagsgemässβVerfahren erhalten worden sind, beispielsweise durch Destillation oder Kristallisation, was von den physikalischen Eigenschaften der Amine abhängt.,
Die Erfindung erlaubt die wirtsehaftliehe Herstellung vgh sekundären Aminen in einer Stufe aus Nitrosoverbindungen und ist insbesondere dann wertvoll, wenn Wasser&as oder Generatorgas verwendet wird, da solche Gase häufig i3i chemischen Betrieben zvac Verfügung stehen, die sich an Ortan befinden, für dia ®& keine unmittelbare Zufuhr von reinem Wa3se3?stoff gibt« Ss ist you besonderem Wert für die Herstellung von litroscdiphenylaminen aus sekundären Äiainodiphesylamineßg beispielsweise AlkylSEimodiphenylaminen, dl© als gummiaTütiosydationamf-ttel von ¥ert sind»-
0098DS/ 1820 bad orjginau
1 941003
Di e Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläuterto Die Beispiele sind nicht in etoaulir&nkendeEi Sinne aufzufassen» Die Proaentangaben sind in Sewieiii e.usgedrüekto
Beispiel 1
20,8 g Manganacetat-tetrahycLrat T,mraen in Uasser aufg-slöat und 15 ial konzentrierte Salpetersäure wurde zugesetzt« Diese Lösung wurde mit einer Lösung von 13,4 g Silbernitrat in Wasser gemischt. Eine 32 #ige Natriiauhydroxydlöaung wurde dann zugesetzt, vm das Gemisch gegen Brilliantgelbpapier alkalisch, hu machen,
Die Ausfällung wurde durch Dekantieren alkalifrei gewaschen, und 100 s feiner Bimsstein (feilchengirösse bis zu 0,085 mn) imrden sugesetzto Dia Ausfällung wurde ab filtriert, lait Methanol und dann mit Aceton gewaschen und bei 1000G getrocknet.
Die getrocknete Ausfällung wurde Bit Kohlenmonos^d bei 200 bis 2200C vorbehandelt, bis kein Kohlendioxyd mehr entwickelt wurdeo
5 β dee auf diese Weise erhaltenen Katalysators und· 5 g 4-Hitrosodiphenylamin wurden mit 100 si Aceton gemischt und mit einem Anfangswaeserstoffdruck von 100 at 8 stunden auf 140°C erhitzt«
Sach Abkühlen und Tentilieran wurds der Katalysator abfiltriert, das überschüssige Aceton wurde entfernt, und die Infrarotanalyse des Produktes zeigte eine gate Ausbeute an 4—Ißopropy.laminqdiphenylami:ae Gas/!?lüssigke±t-Ghromtographie bestätigta eine Ausbeute von 75 ^.
Beispiel 2
Der in Beispiel 1 verwendete Katalysator enthielt Silber Kangan in einem Atoia^erhältiiis von 1,8 t 1 o Ersatz dieses
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BAD ORIGINAL
lysators durch Katalysatoren, die Atomverhältnisae von Eisen und Iiangan mit einem Wert von 1 s Z, von Kobalt und Mangan mit einem \it.rt von 1 : 2 oder von Nickel und. Hangan mit einem Wert von 1 : ■'jeweils 13 bis 14 $ gesamte Metalle auf 5 g feinem Bimsstein) enthielten* ergaben bei Temperaturen von 140 Me 1600C Ausbeuten von 4-IsopropylamindiphenylasiiB im Bereich von 60 bis 75 ^-
Bei höheren Temperaturen, beispielsweise 200cO, wurde etwas 4~ "sopropylaminodiphenylamin gebildet, aber es irarda ein erhöhter Anteil an Nebenprodukten erhalten.,
J3ui aaiedrigeren Temperaturen^ beispielsweise '25 C? verlief dia :3:.ldung des gewlmschten Produktes viel langBeraer«.
]?i.n EatalyBator, der Ecpfer und Mangan im Atomverhältnis von 1*2: enthieltj wurde wie folgt hergestellt:
'i-s g Eupfer-(Il)~aitrat-trihydrat liurde in ¥asser aufgelöst und iif-t einer Lösung von 20,6 g liangaa; II)-nitrat-hesahydrat» in Wasser gemischt= Eine iQ 5»ige Hatrioabydridlösung wuräe unter Rühren zu«- bis eiB Überschuß ansreseBii >/ar, und clie Ausfällung wurde
reii alkalifrei gewaschen, 20 g Holzkohle (Gasadsorprts) ;urdeii zugesetzt, und die resultierende Suspension ■\mrde durch filtration getrennt, Eiit Methanol, gewasohen und bei '000G
' : 72 g des axif. diese Weise erhaltenen Satelysators tmd 5 g 4-Hl troscdiphsnylaw! ώ wurden iait i6ö g 4-Methylpeiitaii-2-on gemischt und 5 Stunden auf 1400C und dann 5 Stunden auf 1?0°G erhitzt ? T-rcbei der Anfaugswasserstoffdruek GO at betrug*
Ife.ch dem AbkiÄlea und Ventilieren wurde die Produktiv sang vom
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Autoklaven entnommene und der Katalysator wurde durch Filtration abgetrennt» Entfernung des Lößungsmittels ergab ein Produkt, das 20 fo H-(1s3~Dimethylbutyl)-H'-phenyl-p-pheitylendiamin enthielt.,
Ein Katalysator, hergestellt durch Absorption einer wäßrigen Lösung von 18 g Kupfer(II)-nitrat~trihydrat und 20,6 g Mangen(II)-nitrat-hexahydrat auf 2Q g Holzkohle,Erhitzen auf 1000C, um Wasser zu entfernen, und abschliessende Behandlung bei 25O0C, bis die Entwicklung von nitrosan Oasen aufhörtt ergibt eine ähnliche Ausbeute an H-(1,3-pimethylbutyl)-N3-phenyl-phenylendiamin, wenn er in dem in diesem Beispiel beschriebenen Verfahren verwendet wird.
Beispiel 4
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei anstelle von Wasserstoff ein Gemisch aus Wasserstoff und Eohlenmonoxyd in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 verwendet wurde» j5as/FlUssigkeits~ Chromatographie zeigte, daß die Ausbeute an 4~Isopropylaminodlphenylamin 70 % betrug·
Beispiel 5
Ein Katalysator, der C er vnä Kupfer in einem Atomverhältnie von 20 : 1 enthielt, wurde wie folgt hergestellt:
Hr 88 g Ger(III)-nitrat-hexahydrat und 0,91 g Eupfea*(ll)-nitrathydrat wurden in Wasser aufgelöst und durch Zusatz eines leichten Überschusses von Natriumcarbonat, welches in Wasser gelöst warff unter Rühren ausgefällt« Die Ausfällung wurde durch Dekantieren alkalifrei gewaschen und 143 g feiner Bimsstein (Teilchengrösse bis zu 0,085 mm) wurde zugesetzt« Die resultierende Suspension wurde filtriert, and der Filterkuchen wurde mit Methanol gewasohen und bei 10O0C getrocknetη
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Die getrocknete Ausfällung wurde mit Kohlenmonoxyd bei 200 bis 2200C vorbehandelt, biß kein Kohlendioxyd mehr entwickelt wurde,,
15 g des auf diese Weise erhaltenen Katalysators (der 3,3 # gesamte Metalle auf dem Träger enthielt) und 5 g 4-Nitrosodiphenylamin wurden mit 160 g Aceton gemischt und 5 Stunden auf 15O0C und dann 5 Stunden auf 1700C unter einem Anfangswasserstoffdruck von 100 at erhitzte
Nach dem Abkühlen und Ventilieren wurde der Katalysator abfiltriert, \ und die Produkt lösung wurde destilliert, um überschüssiges Aceton abzutrennen,, Gaa/lPlüeeigkeits-Chroinatographie zeigte, daß das Produkt 51 ^ 4-Isopropylamlnodiphenylamin enthielte
Beispiel 6
0,5155 g Silbernitrat wurden in Wasser aufgelöst, mit einer Lösung von 0,9013 g Mangan(II)~nitrat-hexahydrat in {fässer gemischt und durch Zusatz überschüssiger Hatriumhydroxydlöeung ausgefällt. Die Ausfällung wurde durch Dekantieren alkalifrei gewaschen, mit 5 g Bimsstein (Teilchengrösse bis zu 0,085 mm) gemischt, filtriert und mit Aceton gewaschen« Der Katalysator wurde dann vor der Verwendung bei 10O0C getrocknet <, "
5 g 4-Nitrosodiphenylamin wurden mit dem so erhaltenen Katalysator mit 52,3 g Benzaldehyd gemischt und 6 Stunden unter einem Anfengswasserstoffdruck von 105 at auf 1400C erhitzt.
Bach dem Abkühlen und Ventilieren wurde der Katalysator abfiltriert und das fieaktionsproduk* wurde durch Abtrennung des Benzaldehyde unter vermindertcat Druck isolierte Gas/Plüssigkelts^Ch^asäto^raphieanalyse ieigte, daS die Ausbeute an H-Phenyl-iiJ-bensjJ.-p-phenylendiamin 24 £ betrug»
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Claims (1)

19A1009 - ίο -
Patentansprüche s
Verfahren zur Herstellung von sekundären aromatischen Aminen,
gekennzeichnet, daß man Wasserstoff (beispielsweise bei 100 bis 25O0C) mit einer aromatischen Nitrosorerbindung in Gegenwart eines Aldehyds oder Ketone und eines Katalysators kontaktiert, der eine Kombination aus zwei oder mehr der Sohwermetalle Eisen, Hangan, Kobalt, Kupfer, Nickel, Silber, Cer und Blei in Form ihrer Oxyde, Hydroxyde oder Carbonate oder Gemische daraus oder ein teilweises Reduktionsprodukt einer solchen Kombination enthalt und durch ein Verfahren hergestellt worden let, welches als Stufe entweder eine gemeinsame fällung aus einer Lösung oder eine gemeinsame Erhitzung der genannten Schwermetall© in Form ihrer Hydrosyde oder wärmeunstabilen Salze umfaßte
2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator durch teilweise Reduktion (beispielsweise durch Wasserstoff) eines Produkts hergestellt worden ist, das durch die genannte gemeinsame fällung oder gemeinsame Erhitzung erhalten worden isto
3o Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein sekundäres Aainodiphenylamin aus einem Hitrosodiphenylamin hergestellt wird*
""»»»NVWttTE
RNCK
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DE19691941009 1968-08-13 1969-08-12 Reduktionsverfahren Pending DE1941009A1 (de)

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NL6912106A (de) 1970-02-17
FR2022122A1 (de) 1970-07-31

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