DE3007940A1 - Di:amino:di:phenyl:methane prepn. from aniline and formaldehyde - by condensing in presence of hydroxy:ethane sulphonic acid catalyst recovered by water extraction - Google Patents

Di:amino:di:phenyl:methane prepn. from aniline and formaldehyde - by condensing in presence of hydroxy:ethane sulphonic acid catalyst recovered by water extraction

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DE3007940A1 DE19803007940 DE3007940A DE3007940A1 DE 3007940 A1 DE3007940 A1 DE 3007940A1 DE 19803007940 DE19803007940 DE 19803007940 DE 3007940 A DE3007940 A DE 3007940A DE 3007940 A1 DE3007940 A1 DE 3007940A1
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Abstract

Prepn. of diaminodiphenylmethane and higher homologues comprises condensing aniline and HCHO in the presence of a hydroxyethane sulphonic acid catalyst pref. in amt. of 10-70, esp. 20-40 mole % (based on moles of aniline) and recovering the catalyst by extraction of the salt with water. The products may be used in forming the corresponding polyisocyanates or as epoxy curing agents. The catalysts salts are much more soluble than the corresponding aniline salt of methane sulphonic acid, resulting in reduced salids build-up.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VONMETHOD FOR MANUFACTURING

DIAMINODIPHENYLMETHAN UND SEINEN HÖHEREN HOMOLOGEN Verfahren zur Herstellung von Diaminodiphenylmethan und seinen höheren Homologen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Polyamine.DIAMINODIPHENYL METHANE AND ITS HIGHER HOMOLOGOUS procedure for the preparation of diaminodiphenylmethane and its higher homologues The present Invention relates to polyamines.

Es gibt viele bekannte Verfahren zur Herstellung von aromatischen Polyaminen aus Anilin und Formaldehydt einige sind in den US-Patentschriften 2 683 730, 3 277 173, 3 344 162 und 3 362 979 beschrieben. Durch Umsetzung dieser Amine mit Phosgen werden die entsprechenden Isocyanate erhalten. Die durch Kondensation von Anilin und Formaldehyd hergestellten Polyamine bestehen gewöhnlich aus einem Gemisch von Polymethylenphenylaminen mit einer Funktionalität von mehr als 2 und den 2,2t-, 2,4t und 4,4-Isomeren von Diaminodiphenylmethan.There are many known methods of making aromatic Aniline and formaldehyde polyamines are some of them in U.S. Patents 2,683 730, 3,277,173, 3,344,162 and 3,362,979. By implementing these amines the corresponding isocyanates are obtained with phosgene. The by condensation Polyamines made from aniline and formaldehyde usually consist of one Mixture of polymethylene phenylamines with a functionality of more than 2 and the 2.2t, 2.4t and 4,4-isomers of diaminodiphenylmethane.

Durch die Umsetzung mit Phosgen wird ein entsprechendes Gemisch aus Polyisocyanaten und Diisocyanaten hergestellt, das z.B.The reaction with phosgene produces a corresponding mixture Polyisocyanates and diisocyanates produced e.g.

für die Herstellung von Polyurethanschaum oder als Härtungsmittel für Epoxide geeignet ist.for the production of polyurethane foam or as a hardening agent is suitable for epoxies.

Eine Variante der Umsetzung von Anilin mit Formaldehyd beinhaltet die Zugabe einer starken Mineralsäure, wie z.B. Salzsäure zum Reaktionsgemisch. Hier findet eine Reaktion zwischen dem entsprechenden Anilinhydrochlorid und dem Formaldehyd statt, wobei ein Reaktionsgemisch entsteht, aus dem nach Neutralisation mit einer Base die Polyphenylamine gewonnen werden können. Dieses Verfahren besitzt noch viele Nachteile. So ist es z.B. nötig, große Mengen an Mineralsäure und Base einzusetzen, die wiederum die Ökonomie des Verfahren verschlechtern und auch die Durchführbarkeit der Reaktion erschweren. Zusätzlich tritt durch den Gebrauch großer Mengen Mineralsäuren und Basen ein erhebliches Korrosionsproblem auf. Das gebildete anorganische Salz stellt außerdem bei der Vernichtung und/oder Wiedergewinnung ein Umweltproblem dar.A variant of the reaction of aniline with formaldehyde includes adding a strong mineral acid, such as hydrochloric acid, to the reaction mixture. Here a reaction takes place between the corresponding aniline hydrochloride and the Formaldehyde instead, a reaction mixture is formed from which after neutralization the polyphenylamines can be obtained with a base. This procedure possesses still many disadvantages. For example, it is necessary to use large amounts of mineral acid and base use, which in turn worsen the economy of the process and also the Make the reaction difficult to carry out. In addition, great use occurs Amounts of mineral acids and bases pose a significant corrosion problem. The educated Inorganic salt also represents in the destruction and / or Recovery poses an environmental problem.

Als Verbesserung der konventionellen Mineralsäure-katalysierten Anilin-Formaldehyd-Kondensation wurde in US-PS 3 362 979 die Verwendung eines festen sauren Siliciumkatalysators beschrieben. Dieses hat ökonomische Vorteile gegenüber dem konventionellen mit Salzsäure katalysierten Verfahren, da der Gebrauch großer Mengen korrosionsfördernder Säuren und Basen vermieden wird. Aber auch dieses Verfahren hat einige Nachteiles zum einen verläuft die Umsetzung nicht so schnell wie gewünscht und zum andern wird die Umlagerung der Aminprodukte unter konventionellen Bedingungen als noch nicht ausreichend betrachtet.As an improvement on the conventional mineral acid-catalyzed aniline-formaldehyde condensation disclosed the use of a solid acidic silicon catalyst in U.S. Patent 3,362,979 described. This has economic advantages over conventional hydrochloric acid catalyzed processes because of the use of large amounts of corrosive acids and bases is avoided. But this method also has some disadvantages on the one hand the implementation does not proceed as quickly as desired and, on the other hand, there is the rearrangement of the amine products are still not considered sufficient under conventional conditions.

Für die obengenannte Umsetzung wird auch Methansulfonsäure als Säurekatalysator eingesetzt. Diese Säure bildet jedoch ebenso wie Salzsäure zu Beginn der Umsetzung unlösliche Anilinsalze, was zu Feststoffanhäufung und Problemen mit dem Rührwerk führt.Methanesulfonic acid is also used as the acid catalyst for the above-mentioned reaction used. However, like hydrochloric acid, this acid forms at the beginning of the reaction insoluble aniline salts, causing solids buildup and agitator problems leads.

Außerdem sind Überschüsse von Salzsäure und von Methansulfonsäure durch wäßrige Extraktion nach der Umsetzung nur schwer zu entfernen. Zuletzt treten auch bei der Rückgewinnung des Katalysators Probleme auf, da die bei Raumtemperatur normalerweise festen Aminsalze der Methansulfonsäure bei der Anreicherung des Katalysators Schwierigkeiten bereiten.There are also excesses of hydrochloric acid and methanesulfonic acid difficult to remove by aqueous extraction after the reaction. Step last there are also problems with the recovery of the catalyst, since it is carried out at room temperature normally solid amine salts of methanesulfonic acid in the enrichment of the catalyst To cause difficulties.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aromatischen Polyaminen durch Umsetzung von Anilin mit Formaldehyd in Gegenwart eines Hydroxyäthansulfonsäure-Katalysators.The present invention relates to a method for producing aromatic polyamines by reacting aniline with formaldehyde in the presence a hydroxyethanesulfonic acid catalyst.

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Diaminodiphenylmethan und seinen höheren Homologen entwickelt. Die vorliegende Erfindung beinhaltet die Kondensation von Anilin und Formaldehyd in Gegenwart eines Hydroxyäthansulfonsäure-Katalysators.A process for making diaminodiphenylmethane and developed its higher homologue. The present invention includes condensation of aniline and formaldehyde in the presence of a hydroxyethanesulfonic acid catalyst.

Dabei entsteht ein Produktgemisch, das Diaminodiphenylmethan-Isomere enthält, wie 2,2'-, 2,4'- und 4,4'-Giamirto-Isomer und deren höhere Homologen oder Poiyethylen polyphenylamine. Letztere sind Kondensationspolymere aus Formaldehyd und Anilin mit höherem Molekulargewicht und gelten als Homologe der einfachen Diaminodiphenylmethan-Isomere.This creates a mixture of products, the diaminodiphenylmethane isomer contains, such as 2,2'-, 2,4'- and 4,4'-Giamirto isomer and their higher homologues or Polyethylene polyphenylamine. The latter are condensation polymers made from formaldehyde and higher molecular weight aniline and are considered homologues of the simple diaminodiphenylmethane isomers.

In Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen, der angewendeten Menge des Katalysators, den Mengen der Reaktanten und anderer Variabler können die im Produktgemisch vorliegenden Mengen an Diaminen und höheren Polyaminen stark variiert werden. Das Reaktionsgemisch enthält jedoch gewöhnlich 20-80 Gew.% Diamine, der Rest sind höhere Polyamine. Der Anteil der Diamine im Reaktionsgemisch liegt aber oft bei 30-70 % und meistens bei etwa 35-55 Gew., Dementsprechend sind in der bevorzugten Ausführungsform die höheren polymeren Produkte gewöhnlich mit 30-70 Gew.% und meistens mit etwa 45-65 Ges.% vertreten.Depending on the reaction conditions, the amount used of the catalyst, the amounts of the reactants and other variables can affect the im Amounts of diamines and higher polyamines present in the product mixture varied widely will. However, the reaction mixture usually contains 20-80% by weight of diamines, the The rest are higher polyamines. The proportion of diamines in the reaction mixture is, however often at 30-70% and mostly at about 35-55 wt., Accordingly, in the preferred Embodiment the higher polymeric products usually at 30-70% by weight and most of the time represented by about 45-65 total%.

1-lo Gew. des gesamten Dimerengemisches fallen als 2,2'-Isomer an, der Rest sind die 2,4t- und 4,4'-Isomeren, Meistens besteht das Dimerengemisch zu 1-5 ffi aus dem 2,2'-Isomer und zu 95-99% aus den 2,4t- und 4,4t-Isomeren. Die Polymethylenpolyphenylpolyamine mit höherem Molekulargewicht haben gewöhnlich eine durchschnittlich. Funktionalität von etwa 2,2 bis etwa 4,5, meistens von 2,2 - 3,o Die Hydroxyäthansulfonsäure ist gut bekannt und bedarf keiner weiteren Erklärung.1-lo wt. Of the entire mixture of dimers is obtained as a 2,2'-isomer, the remainder are the 2,4t and 4,4'-isomers, mostly the mixture of dimers consists of 1-5 ffi from the 2,2'-isomer and 95-99% from the 2,4t- and 4,4t-isomers. The polymethylene polyphenyl polyamines higher molecular weight usually have an average. Functionality from about 2.2 to about 4.5, mostly from 2.2-3, o The hydroxyethanesulfonic acid is well known and needs no further explanation.

Die Menge des eingesetzten Katalysators bleibt der Wahl des Experimentators überlassen. Gewöhnlich werden jedoch 10-70 Mol.% Katalysator bezogen auf eingesetzte Mol Anilin angewendet.The amount of catalyst used remains the choice of the experimenter left. Usually, however, 10-70 mol% of catalyst based on the amount used Moles of aniline applied.

Meistens jedoch werden 20 - 40 Mol.% Katalysator bezogen auf eingesetzte Anilin angewendet.In most cases, however, 20-40 mol% of catalyst are used, based on the amount of catalyst used Aniline applied.

Zur Herstellung der Methylen-überbrückten Polyphenylpolyamine (die Bezeichnung schließt Diaminodiphenylmethan-Isomere und deren höhere Homologe oder höhere Polymere ein) werden folgende Verfahrensbedingungen bevorzugt.For the production of the methylene-bridged polyphenyl polyamines (the Term includes diaminodiphenylmethane isomers and their higher homologues or higher polymers a) the following process conditions are preferred.

Das molare Verhältnis von Anilin zu Foramaldehyd kann über einen verhältnismäßig großen Bereich variiert werden. So können z.B. etwa 1 bis etwa lo Mol Anilin pro Mol Formaldehyd eingesetzt werden. Allgemein gilt; bei niedrigen Anilin:Formaldehyd-Verhältnissen, z.B. zwischen etwa 1:1 und etwa 2,5:1, ist die Bildung der höheren Polymere bevorzugt; ihre Ausbeute ist höher als die der Dimeren.Die Ausbeute an Dimeren steigt jedoch mit dem Einsatz größerer Mengen Anilin auf Kosten der Polymerausbeute an. So besteht das Reaktionsprodukt bei einem Anilin: Formaldehyd-Verhältnis von etwa 3:1 bis etwa 10:1 oder mehr hauptsächlich aus dem Dimer. Wie bereits oben erwähnt, ist das Dimer ein Gemisch der 2,2?-, 2,4'- und 4,4t-Diamino-Isomeren.The molar ratio of aniline to foramaldehyde can be about a proportionate can be varied over a wide range. For example, about 1 to about 10 moles of aniline per Moles of formaldehyde are used. In general; with low aniline: formaldehyde ratios, e.g., between about 1: 1 and about 2.5: 1, the formation of the higher polymers is preferred; their yield is higher than that of dimers. However, the yield of dimers increases with the use of larger amounts of aniline at the expense of the polymer yield. So there is the reaction product at an aniline: formaldehyde ratio of about 3: 1 to about 10: 1 or more mainly from the dimer. As mentioned above, this is dimer a mixture of the 2,2? -, 2,4'- and 4,4t-diamino isomers.

Formaldehyd kann in jeder der im Handel erhältlichen Formen, wie z.B. als Formalin, Paraformaldehyd, "stabilisierte" Lösung in Methanol, usw. eingesetzt werden.Formaldehyde can be in any of the commercially available forms, e.g. used as formalin, paraformaldehyde, "stabilized" solution in methanol, etc. will.

Die Umsetzung kann in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Bei Verwendung eines Lösungsmittels kann jedes der konventionellen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel oder chlorierten Lösungsmittel, wie z.B.The reaction can be carried out in the presence or absence of a solvent be performed. When a solvent is used, any of the conventional ones can be used Hydrocarbon solvents or chlorinated solvents, e.g.

aromatische oder aliphatische Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von etwa 100 bis etwa 2000C eingesetzt werden. Das Lösungsmittel sollte in einer Menge eingesetzt werden, die ausreicht, eine einphasige Lösung der Aminverbindung herzustellen.aromatic or aliphatic solvents with a boiling point of about 100 to about 2000C can be used. The solvent should be in an amount are used, which is sufficient to produce a single-phase solution of the amine compound.

Die Reaktionstemperatur sollte im Bereich von etwa 75 bis etwa 150 C, bevorzugt von etwa 9o bis etwa 105 C liegen.The reaction temperature should range from about 75 to about 150 C, preferably from about 90 to about 105 ° C.

Der Druck ist in Bezug auf das Verfahren nicht kritisch, er sollte jedoch ausreichend sein, um die Bedingungen einer Flüssigphasenreaktion zu erfüllen. Somit können Drücke von 1 bis 70 bar angewendet werden.The pressure is not critical to the procedure, it should however, be sufficient to meet the conditions of a liquid phase reaction. This means that pressures from 1 to 70 bar can be used.

Die Umsetzung läuft unter den obengenannten Bedingungen gut ab und ist normalerweise nach einem auf die Beendigung der Formalinzugabe folgenden 1-3 stündigen Erhitzen auf 90-105°C im wesentlichen vollständig. Das Formaldehyd wird jedoch wegen der exothermen Natur der Umsetzung bevorzugt in einer Rate zugegeben, bei der eine Temperatur von 20-70 C erhalten bleibt. Das Reaktionsgemisch sollte bei Abschluß der Formalinzugabe bevorzugt eine Temperatur von etwa 65-7o0C haben. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 90-105 C erhitzt und unter Rühren 1-3 h bei dieser Temperatur gehalten.The reaction proceeds well under the above conditions and is usually after one to three following the completion of formalin addition heating to 90-105 ° C for hours essentially completely. The formaldehyde will however, because of the exothermic nature of the reaction, it is preferably added at a rate at which a temperature of 20-70 C is maintained. The reaction mixture should at the end of the formalin addition preferably have a temperature of about 65-7o0C. The reaction mixture is then heated to 90-105 C and with stirring for 1-3 hours at this Temperature held.

Die Polyaminopolyphenylmethane der vorliegenden Erfindung werden aus dem Reaktionsgemisch durch Extraktion der Katalysatorsalze gewonnen. Das Rohgemisch wird in einem Extraktor mit chargenweisem oder kontinuierlichem Betrieb mit Anilin und Wasser versetzt. Die organische Phase besteht nach ausreichendem Extraktions/-Anilinaustausch aus Anilin, Diaminodiphenylmethan-Isomeren und Polyaminen; die wäßrige Phase besteht aus den Anilin- und Polyaminsalzen des in der Umsetzung angewendeten Hydroxyäthansulfonsäure-Katalysators. Durch Abziehen des Wassers aus der wäßrigen Phase erhält man ein konzentriertes Katalysatorsalz, das für den Einsatz in weiteren Kondensationsreaktionen geeignet ist (Wiederverwendungskatalysator). Nach ausreichender Behandlung (Extraktion mit Wasser und Anilin) kann das Anilin aus der organischen Phase abgezogen werden, wobei ein polymeres Amin mit Diaminodiphenylmethan-Isomeren zurückbleibt. Ist eine Trennung des Diamins vom Polyamin gewünscht, so wird das Diamin aus dem nichtflüchtigen Polyaminrückstand durch Blitzverdampfung abgezogen. Das über Kopf aufgefangene Produkt wird z.B. bei etwa 170 bis 200°C bei einem Druck von o,5 bis etwa o,o25mm Hg entfernt und besteht im wesentlichen aus Diaminodiphenylmethan.The polyaminopolyphenylmethanes of the present invention are made from the reaction mixture obtained by extraction of the catalyst salts. The raw mix is in an extractor with batch or continuous operation with aniline and water added. The organic phase exists after sufficient extraction / aniline exchange from aniline, diaminodiphenylmethane isomers and polyamines; the aqueous phase consists from the aniline and polyamine salts of the hydroxyethanesulfonic acid catalyst used in the reaction. A concentrated one is obtained by removing the water from the aqueous phase Catalyst salt that is suitable for use in further condensation reactions is (reuse catalyst). After adequate treatment (extraction with Water and aniline), the aniline can be drawn off from the organic phase, whereby a polymeric amine with diaminodiphenylmethane isomers remains. Is a breakup of If diamine is desired from the polyamine, the diamine will become the non-volatile one Polyamine residue drawn off by flash evaporation. The product caught upside down is removed e.g. at about 170 to 200 ° C at a pressure of 0.5 to about 0.025mm Hg and consists essentially of diaminodiphenylmethane.

Die dimeren und höheren Produkte der vorliegenden Erfindung sind für eine Vielzahl von Verwendungen geeignet. Sie können z.B. als Rohstoffe zur Herstellung der entsprechenden Polyisocyanate oder als Härtungsmittel für Epoxide eingesetzt werden.The dimeric and higher products of the present invention are for suitable for a variety of uses. For example, they can be used as raw materials for manufacturing the corresponding polyisocyanates or used as curing agents for epoxides will.

Bei der Verwendung von Hydroxyäthansulfonsäure ergeben sich verglichen mit den anderen bekannten Katalysatoren, besonders Methansulfonsäure und Salzsäure viele überraschende Vorteile.When using hydroxyethanesulphonic acid, the results are compared with the other known catalysts, especially methanesulfonic acid and hydrochloric acid many surprising benefits.

So wurde z.B. festgestellt, daß die Salze der Hydroxyäthansulfonsäure (HESA) besser löslich sind als das entsprechende Anilinsalz der Methansulfonsäure (MSA), was eine geringere Feststoffbildung zur Folge hat. Während des Erhitzens, nachdem alles Formaldehyd zugegeben worden ist, sind die physikalischen Eigenschaften des Reaktionsgemisches mit HESA als Katalysator auf Grund der geringeren Feststoffbildung besser als mit MSA. Außerdem wurde festgestellt, daß HESA mit Wasser besser zu extrahieren ist als MSA. Letztendlich sind die physikalischen Eigenschaften des zurückgewonnenen Katalysators im Falle von HESA besser als bei MSA, da ersterer bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit ist, während letzterer zur Erstarrung neigt und daher beim nächsten Einsatz in den Reaktor schwieriger zu handhaben ist.For example, it has been found that the salts of hydroxyethane sulfonic acid (HESA) are more soluble than the corresponding aniline salt of methanesulfonic acid (MSA), which results in lower solid formation. During heating, after all of the formaldehyde has been added the physical properties are of the reaction mixture with HESA as a catalyst due to the lower solids formation better than with MSA. It was also found that HESA extract better with water is as MSA. Ultimately, these are the physical properties of what is recovered Catalyst is better in the case of HESA than in the case of MSA, since the former is at room temperature is a liquid, while the latter tends to solidify and therefore the next Use in the reactor is more difficult to handle.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The following examples serve to illustrate the invention Procedure.

Beispiel 1 256 ml Anilin (2,7 mol) wurden in einen zylindrischen, doppelwandigen Reaktor mit Rührwerk gegeben. Dann wurde däzu eine 75o mäq HESA enthaltende Lösung von 2-Hydroxyäthansulfonsäure (HESA) gegeben (zugesetzt wurden 143,8 g HESA-Lösg. mit 5,215 mäq/g oder 135 g 70 ziege HESA + 8,8 g H20 oder 94,5 g reine HESA (o,75 mol) und 48,3 g H2O). Bei 180C traten keine Fest stoffe auf - Es wird noch einmal darauf hingewiesen, daß bei Verwendung von Methansulfonsäure (MSA) oder HCl bei etwa gleich großer Wasserkonzentration, während der anfänglichen Bildung des Katalysatorsalzes Feststoffe aufgetreten wären.-Die Formalinzugabe wurde bei einer Reaktortemperatur von 18-190c (Turborührer) begonnen und 14 min bis zur Vollendung fortgesetzt; zugesetzt wurden 113 ml Formaldehyd (1,5 mol). Example 1 256 ml of aniline (2.7 mol) were placed in a cylindrical, given double-walled reactor with stirrer. Then a 75o meq HESA was added Solution of 2-hydroxyethanesulfonic acid (HESA) added (143.8 g of HESA solution were added. with 5.215 meq / g or 135 g 70 goat HESA + 8.8 g H20 or 94.5 g pure HESA (o, 75 mol) and 48.3 g H2O). No solids occurred at 180C - it will be all over again advised that when using methanesulfonic acid (MSA) or HCl with approximately the same water concentration during the initial formation of the catalyst salt Solids would have occurred.-The formalin addition was at reactor temperature started from 18-190c (turbo stirrer) and continued for 14 min to completion; added were 113 ml of formaldehyde (1.5 mol).

Die Temperatur stieg während der Zugabe auf 640C und nachdem etwa 2/3 des Formalins zugegeben worden waren, bildeten sich fein dispergierte Feststoffe. Diese Feststoffe ließen sich während der Zugabe der letzten Forrnalinportion und beim anschliessenden Erhitzen auf 80°C einfacher handhaben als dies mit MSA oder HOl als Katalysator der Fall gewesen wäre. Das Reaktionsgemisch wurde 1 h bei 80°C gehalten; danach waren bis auf einige Spuren keine Feststoffe mehr vorhanden. Das Reaktionsgemisch wurde weiter auf 95-96°C erhitzt (unter langsamem N2-Strom) und 2 h bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurde bei 28-3o0C Wasser in 50 ml-Portionen der Reaktorflüssigkeit zugesetzt, bis sich eine Trübung zeigte ( nötig waren 300 ml H20), das Gemisch wurde über Nacht zur Trennung der verschiedenen Phasen stehengelassen. 592 mäq Säure wurden in der wäßrigen Phase und 149 mäq in der organischen Phase nachgewiesen. Die Behandlung der organischen Phase mit Wasser und Anilin senkte den Säuregehalt auf etwa 1o,8 mäq Gesamtsäure, ausgehend von 750 mäq eingesetzter Säure. Nun wurde die organische Phase "neutralisiert", d.h. nach der Neutralisation wurde noch 3-4 mal mit Wasser gewaschen, um sicherzugehen, daß das Aminprodukt frei von Salzen ist. Danach wurden Wasser und Anilin abgezogen, worauf das Aminprodukt zurückblieb. Das Produkt hatte einen Gesamtamingehalt von 9,9o mAq/g und einen Gehalt an tertiärem Amin von o, o58 mäq/g. Das Aminprodukt war bei 65-7o0C bei einem Gehalt von 6 % vollständig in Chlorbenzol löslich und enthielt etwa 37,6 Gew.% MDA (Methylendianilin) (bestimmt durch GLC). Die gLC-Analyse ergab weiterhin, daß der dimere Anteil des Polyamins nur eine Spur 2,2'-Isomer, 5,7 °/0 2,4'-Isomer und 94,3% 4,4'-Isomer enthielt. Die GPC-Daten (A%) zeigten, daß das Produkt zu 35 % aus Dimeren, zu 27 % aus Trimeren und zu 38 % aus höheren Homologen bestand. Das NMR zeigte eine im wesentlichen vollständige Umsetzung und die Abwesenheit von Protonen des N-Bensyl-Typs. Die Extraktionsdaten aus mehreren Vergleichsversuchen zeigten, daß HESA besser extrahierbar ist als MSA oder HCl. Weiterhin blieb bei der Wiedergewinnung der HESA-Katalysator nach der Anreicherung flüssig, während der MSA-Katalysator bei der gleichen Konzentration fest wird.The temperature rose to 640C during the addition and after about 2/3 of the formalin was added, finely dispersed solids formed. These solids settled during the addition of the last portion of formula and when subsequently heated to 80 ° C, it is easier to handle than with MSA or HOl would have been the case as a catalyst. The reaction mixture was at 80 ° C. for 1 h held; thereafter, apart from a few traces, there were no more solids present. That The reaction mixture was heated further to 95-96 ° C. (under a slow stream of N2) and Maintained at this temperature for 2 h. This was followed by 50 ml portions of water at 28-3o0C added to the reactor liquid until it became cloudy (300 ml H20), the mixture was left to stand overnight to separate the different phases. 592 meq of acid became in the aqueous phase and 149 meq in the organic phase proven. The treatment of the organic phase with water and aniline lowered the acid content to about 10.8 meq total acid, starting from 750 meq used Acid. The organic phase has now been "neutralized", i.e. after neutralization was washed 3-4 more times with water to ensure the amine product was free of salts is. Thereafter, the water and aniline were stripped off, whereupon the amine product remained. The product had a total amine content of 9.9o mAq / g and a tertiary amine content of 0.058 meq / g. The amine product was at 65-70 ° C Completely soluble in chlorobenzene at a content of 6% and contained about 37.6 Weight% MDA (methylenedianiline) (determined by GLC). The gLC analysis also showed that the dimeric portion of the polyamine has only a trace of the 2,2'-isomer, 5.7% / 0 2,4'-isomer and contained 94.3% 4,4'-isomer. The GPC data (A%) showed the product to be 35 % consisted of dimers, 27% of trimers and 38% of higher homologues. That NMR showed essentially complete conversion and the absence of protons of the N-bensyl type. The extraction data from several comparative experiments showed that HESA is more extractable than MSA or HCl. Still remained with the recovery the HESA catalyst after the enrichment is liquid, while the MSA catalyst solidifies at the same concentration.

Beispiel 2 Beispiel 2 wurde gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Methode durchgeführt, es wurden jedoch 402 g Anilin (4,32 mol) mit 2o3,4 g einer 74,4 frigen HESA-Lösung (25,6 °/ H20), die 5,902 mäq/g Säure entsprechend 1200 mäq Gesamtsäure enthielt, gemischt und dann mit 180 ml Formazin (2,4 mol) versetzt. Das Produkt wurde neutralisiert und hatte einen Gesamtamingehalt von 9,89 mäq/g und einen Gehalt an tertiärem Amin von o,o5mäq/g. Example 2 Example 2 was made according to that described in Example 1 Method carried out, but 402 g of aniline (4.32 mol) with 2o3.4 g of a 74.4 frigen HESA solution (25.6 ° / H20), the 5.902 meq / g acid corresponding to 1200 meq Contained total acid, mixed and then treated with 180 ml of formazine (2.4 mol). The product was neutralized and had a total amine content of 9.89 meq / g and a tertiary amine content of 0.05 meq / g.

Die physikalischen Eigenschaften des Reaktionsgemisches waren sowohl während der Formalinzugabe als auch nach beendeter Zugabe und während des Erhitzens ausgezeichnet. Das GPC (A%) zeigte 49 °/ Dimer, 25 ° Trimer und 26 % höhere Homologe. Das GLC zeigte 51,o Gew.°/O MDA und 95,4 Gew.% 4,4'-Isomer im Dimer-Anteil.The physical properties of the reaction mixture were both during the addition of formalin as well as after the addition and during the heating excellent. The GPC (A%) showed 49 ° / dimer, 25 ° trimer and 26% higher homologues. The GLC showed 51.0% by weight of MDA and 95.4% by weight of 4,4'-isomer in the dimer fraction.

Beispiel 3 In diesem Beispiel wurden gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Methode Anilin und Formaldehyd in einem molaren Verhältnis von 1,9:1 zusammen mit 62,5 Mol.% HESA, bezogen auf Formaldehyd, eingesetzt. Zusätzlich wurden 56 ml H20 (zusätzlich zu der Wassermenge in der 7o%igen HESA-Lösung) pro Mol HESA eingesetzt. Das Formalin wurde über einen Zeitraum von 25 min bei 34-58 C zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde auf 80 C erhitzt, bei dieser Temperatur 1 h gehalten und dann 3 h auf 95-97°C erhitzt. Das neutralisierte Aminprodukt wurde mit Wasser gewaschen und abgezogen. Die Analyse ergab einen Gesamtamingehalt von 9,97 mäq/g und einen Gehalt an tertiärem Amin von o,o3 mäq/g. Das Aminprodukt war bei 55-60 C zu 69b in Chlorbenzol löslich. GPC (A96) zeigte 56 Dimer, 25% Trimer und 19C/o höhere Homologe. GLC zeigte 56,7 Gew.°,b MDA und 96,4 94 4,4'-Isomer in der Dimer-Fraktion. NMR zeigte keine nicht umgelagerten Protonen des N-benzyl-Typs und nur o,6 % (A%) Protonen des N-CH3-Typs. Example 3 In this example, those described in Example 1 were followed Method aniline and formaldehyde in a molar ratio of 1.9: 1 together with 62.5 mol.% HESA, based on formaldehyde, used. In addition, 56 ml of H20 (in addition to the amount of water in the 70% HESA solution) per mole of HESA. The formalin was added over a period of 25 minutes at 34-58 ° C. The reaction mixture was heated to 80 C, kept at this temperature for 1 hour and then at 95-97 ° C for 3 hours heated. The neutralized amine product was washed with water and drained. The analysis showed a total amine content of 9.97 meq / g and a content of tertiary Amine of 0.03 meq / g. The amine product was soluble to form 69b in chlorobenzene at 55-60 ° C. GPC (A96) showed 56 dimers, 25% trimer and 19C / o higher homologues. GLC showed 56.7 Wt. °, b MDA and 96.4 94 4,4'-isomer in the dimer fraction. NMR showed none rearranged protons of the N-benzyl type and only 0.6% (A%) protons of the N-CH3 type.

Beispiel 4 In diesem Beispiel wurde das Amin aus Beispiel 1 mit Phosgen umgesetzt und ein polymeres Isocyanat hoher Qualität erhalten. Example 4 In this example, the amine from Example 1 was mixed with phosgene implemented and obtained a high quality polymeric isocyanate.

Beispiel 5 Es wurden mehrere Versuche mit Salzsäure und Methansulfonsäure als Katalysatoren an Stelle des erfindungsgemäßen Katalysators, Hydroxyäthansulfonsäure, gemacht. Die folgenden Beobachtungen wurden während der Vergleichsversuche gemacht. Example 5 Several attempts were made with hydrochloric acid and methanesulfonic acid as catalysts in place of the catalyst according to the invention, hydroxyethanesulfonic acid, made. The following observations were made during the comparative experiments.

Im Anfangsstadium der Anilin-Formaldehyd-Umsetzung (nachdem ungefähr zwei Drittel des Formaldehyds zum Anilin und Katalysator gegeben worden waren) waren bei Verwendung von Hydroxyäthansulfonsäure die Feststoffe bei 50-70 C feiner und weicher d.h. leichter zu handhaben als bei Salzsäure oder Methansulfonsäure.S0ga' bei Anwendung von Hydroxypropylsulfonsäure wurde festgestellt, daß die physikalischen Eigenschaften des Reaktionsgemisches mit Hydroxyäthansulfonsäure als Katalysator besser waren.In the initial stage of the aniline-formaldehyde conversion (after approximately two thirds of the formaldehyde had been added to the aniline and catalyst) when using hydroxyethane sulfonic acid, the solids are finer and finer at 50-70 ° C softer i.e. easier to handle than hydrochloric acid or methanesulfonic acid. when using hydroxypropylsulfonic acid it was found that the physical Properties of the reaction mixture with hydroxyethanesulfonic acid as a catalyst were better.

Nachdem die Umsetzung beendet war, wurde der Katalysator durch Extraktion mit Wasser als Anilin- oder MDA-Salz wiedergewonnen. Bei der Anwendung von Hydroxyäthansulfonsäure verlief die Extraktion viel effektiver als bei der Verwendung von Methansulfonsäure oder Salzsäure, d.h. bei Anwendung von Hydroxyäthansulfonsäure konnte mit einer bestimmten Wassermenge mehr Katalysator extrahiert werden bzw. weniger Extraktionen mit Wasser genügten, um den Katalysator vollständig zu entfernen, als bei der Verwendung von Methansulfonsäure oder Salzsäure.After the reaction was over, the catalyst was extracted by extraction recovered with water as aniline or MDA salt. When using hydroxyethane sulfonic acid the extraction was much more effective than using methanesulfonic acid or hydrochloric acid, i.e. when using hydroxyethanesulfonic acid, you could use a a certain amount of water more catalyst can be extracted or fewer extractions with water were sufficient to completely remove the catalyst than when using of methanesulfonic acid or hydrochloric acid.

Letztlich war der zurückgewonnene Hydroxyäthansulfonsäure-Katalysator während der Anreicherung viel besser löslich und neigte weniger zur Verfestigung als die entsprechenden Salze der Methansulfonsäure und Salzsäure.Ultimately, it was the recovered hydroxyethanesulfonic acid catalyst Much more soluble during enrichment and less prone to solidification than the corresponding salts of methanesulfonic acid and hydrochloric acid.

Claims (2)

Patentansprüche Uerfahren zur Herstellung von Diaminodiphenylmethan und uns seiten höheren Homologen durch Kondensation von Anilin und Formaldehyd in Gegenwart eines Katalysators, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß als Katalysator Hydroxyäthansulfonsäure eingesetzt und der Katalysator durch Extraktion seines Salzes mit Wasser zurückgewonnen wird. Claims for the production of diaminodiphenylmethane and we side higher homologues through condensation of aniline and formaldehyde in Presence of a catalyst that is not indicated as Hydroxyethanesulfonic acid catalyst used and the catalyst by extraction its salt is recovered with water. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Kondensation in Gegenwart von etwa 10 - etwa 70 Mol%, vorzugsweise in Gegenwart von 20 - 40 Mol%, bezogen auf eingesetztes Anilin, erfolgt. 2. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c Note that the condensation occurs in the presence of about 10- about 70 mol%, preferably in the presence of 20-40 mol%, based on the aniline used.
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