JP2001199940A - ジアリールアミン類の製造方法 - Google Patents

ジアリールアミン類の製造方法

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JP2001199940A
JP2001199940A JP2000013846A JP2000013846A JP2001199940A JP 2001199940 A JP2001199940 A JP 2001199940A JP 2000013846 A JP2000013846 A JP 2000013846A JP 2000013846 A JP2000013846 A JP 2000013846A JP 2001199940 A JP2001199940 A JP 2001199940A
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alkyl
arylamines
aniline
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English (en)
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Yoichi Kadota
陽一 門田
Toyohiro Kamata
豊広 鎌田
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原料アリールアミン類を固体酸触媒存在下、
加圧液相下で反応させてジアリールアミン類を製造する
方法において、ジアリールアミン類を高選択率で製造し
得る方法を提供する。 【解決手段】 原料アリールアミン類を固体酸触媒存在
下、加圧液相下で反応させてジアリールアミン類を製造
するにあたり、原料アリールアミン類中のN−アルキル
置換アニリン類の含有量を0.4重量%以下とすること
を特徴とするジアリールアミン類の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム薬、医薬、染
料等の原料であるジアリールアミン類の製造方法に関す
る。更に詳しくは、アニリン等のアリールアミン類を原
料にして固体酸触媒存在下、加圧液相下で反応させてジ
アリールアミン類を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ジアリールアミン類を製造する方
法としては、アリールアミン類を固体酸触媒存在下、加
圧液相下で反応させる方法(例えば特公昭52−155
85号、54−135728号公報)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法を、反応後の未反応アリールアミン類を回収・リサイ
クルする工業的な製造プロセスに適用する場合には、ジ
アリールアミン類の選択率が低下することがあった。
【0004】本発明の課題は、原料アリールアミン類を固体
酸触媒存在下、加圧液相下で反応させてジアリールアミ
ン類を製造する方法において、ジアリールアミン類を高
選択率で製造し得る方法を提供することにある。
【0005】本発明者らは、かかる状況下において、ジアリ
ールアミン類の選択率を向上させることを目的として鋭
意検討を行った結果、N−アルキル置換アニリン類の含
有量が特定量以下であるアリールアミン類を原料として
用いることにより、前記選択率を向上せしめうることを
見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、原料
アリールアミン類を固体酸触媒存在下、加圧液相下で反
応させてジアリールアミン類を製造するにあたり、原料
アリールアミン類中のN−アルキル置換アニリン類の含
有量を0.4重量%以下とすることを特徴とするジアリ
ールアミン類の製造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において、原料となるアリールアミン類
は、典型的にはアニリンまたはその核置換体である。ア
ニリン核に置換しうる基の具体例としては、炭素数1〜
12のアルキル、炭素数1〜12のアルコキシ、フェニ
ル、ヒドロキシ、アミノ、ニトロおよび炭素数1〜12
のアルコキシ、ヒドロキシまたはフェニルで置換された
炭素数1〜12のアルキルが挙げられ、これらの1また
は複数個がアニリン核に置換することができる。これら
原料アリールアミン類を固体酸触媒存在下、加圧液相下
で反応させることにより、ジアリールアミン類を得るこ
とができる。この際、1種類のアリールアミン類を用い
れば、2つのアリール基が等しいジアリールアミン類を
得ることができ、また異なる2種類のアリールアミン類
を用いれば、2つのアリール基が異なるジアリールアミ
ン類を得ることができる。この反応は、典型的には次式
で表すことができる。 〔式中、R1〜R10はそれぞれ独立に、同一または相異
なり、それぞれ炭素数1〜12のアルキル、炭素数1〜
12のアルコキシ、フェニル、ヒドロキシ、アミノ、ニ
トロおよび炭素数1〜12のアルコキシ、ヒドロキシま
たはフェニルで置換された炭素数1〜12のアルキルを
表す。〕
【0008】上記一般式(1)および(2)で示される原料
アリールアミン類としては、例えばアニリン、トルイジ
ン、エチルアニリン、クミジン、キシリジン、ブチルア
ニリン、アニシジン等、好ましくはアニリン、トルイジ
ン、クミジン、キシリジン等が挙げられる。
【0009】本発明では、原料アリールアミン類中のN−ア
ルキル置換アニリン類の含有量を0.4重量%以下、好
ましくは0.05重量%以下とする。原料アリールアミ
ン類中のN−アルキル置換アニリン類の含有量をこのよ
うに低く抑えることにより、ジアリールアミン類の選択
率を高くすることができる。前記N−アルキル置換アニ
リン類としては、例えば、N−エチル−p−トルイジ
ン、N−エチル−o−トルイジン、N−エチル−m−ト
ルイジン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチ
ルアニリン、又は本発明の反応に際してアニリン、トル
イジン、エチルアニリン、クミジン、キシリジン、ブチ
ルアニリン、アニシジン等のアリールアミンから生成し
得る各種N−アルキル置換アニリン類等が挙げられる。
また、N−アルキル置換アニリン類の含有量は少ないほ
どよいが、それを除去する工程の負荷も考慮すれば、そ
の含有量を0.02重量%以上0.05重量%以下程度
とするのがよい。尚、本発明において、原料アリールア
ミン類中のN−アルキル置換アニリン類の含有量は、原
料アリールアミン類に含まれる全てのN−アルキル置換
アニリン類の含有量をガスクロマトグラフを用いて測定
し、それら測定値を合計したものである。
【0010】反応後に回収される未反応アリールアミン類等
のN−アルキル置換アニリン類を含む粗アリールアミン
類を原料の全部又は一部として用いる場合は、例えば、
前記粗アリールアミン類を用いて得られる原料アリール
アミンのN−アルキル置換アニリン類の含有量が0.4
重量%以下となるように、前記粗アリールアミン類に含
まれるN−アルキル置換アニリン類を予め除去する。ア
リールアミン類からN−アルキル置換アニリン類を除去
する方法としては、例えば、りん酸、硫酸等を用いる酸
洗浄処理、イオン交換膜、イオン交換樹脂若しくは活性
白土等の固体酸物質等を用いる吸着除去処理又は蒸留等
が挙げられ、好ましくは蒸留による方法が挙げられる。
【0011】本発明に用いる固体酸触媒としては、一般的に
知られた固体酸触媒が適用でき、例えばβ型、Y型、U
SY型、L型、MFI型、SAPO型、モルデナイト型
のゼオライト、およびゼオライト構成成分であるAlの
またはSiの一部が他の金属元素で置換された他のゼオ
ライト、好ましくはβ型、Y型およびUSY型、からな
る群より選ばれる少なくとも1種の使用が推奨される。
【0012】固体酸触媒としてゼオライトを用いる場合、ゼ
オライトには酸点を存在せしめるが、これら酸点として
はH型、NH4型が望ましい。ジアリールアミン類の選
択率の低下をまねかない範囲内でNa型、K型のゼオラ
イトを併用しても良い。これらのゼオライトとしてβ
型、Y型、USY型、L型、MFI型、SAPO型、モ
ルデナイト型等として各種ゼオライトが市販されている
ので、これらの中から選択し使用してもよい。使用に際
してのゼオライト触媒の形状は、例えば粉末状、粒状、
タブレット状等が挙げられ、取り扱い易さの観点より粒
状又はタブレット状が好ましい。ゼオライトを粒状等へ
成形するに際して、バインダーを使用することが好まし
い。バインダーとしては各種材料を使用可能であるが、
例えばアルミナ、シリカ、珪藻土等が挙げられる。
【0013】本発明を行うに際して、反応温度は例えば約3
00℃〜約400℃、好ましくは約330℃〜約360
℃である。約300℃より低いと反応の進行が遅く、ま
た約400℃を越えると選択率が低下して副成物の生成
が多くなり、且つ原料にアニリンのような低沸点原料を
使用するような場合、液体として保持するために高い圧
力を要する。
【0014】反応圧力は、発生するアンモニアを放出でき、
且つ反応相を前記反応温度にて液体の状態を保持できう
るものであれば良い。この圧力は反応温度に比例して高
くなり、又、反応の進行と共に反応相中のアリールアミ
ン類のモル分率が低くなるにつれて低くなる。また、こ
の圧力は一般には反応温度でのアリールアミン類の飽和
蒸気圧に相当させれば良く、例えばアニリンの場合、通
常前記反応温度では約1MPa〜約4MPaの範囲とな
る。
【0015】本発明においては、反応後、単に反応物から未
反応アリールアミン類を分留し、次いで高沸点副生物を
残渣として分離することにより容易に目的とするジアリ
ールアミン類を得ることができる。この際、回収される
未反応アリールアミン類は原料アリールアミン類として
用いることができる。
【0016】本発明は回分法、連続法いずれによっても行う
ことができる。工業的には原料アリールアミン類を連続
的に供給し、圧力コントロールを行いながら反応物を連
続的に抜き出す連続法が作業能率上有利である。連続法
で行う場合、反応器への原料アリールアミン類の供給速
度〔アリールアミン類供給量(ml/h)/触媒充填量
(ml)〕LHSVは例えば約0.01〜約10、好ま
しくは約0.1〜約1である。
【0017】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
【0018】実施例1 原料アリールアミン類としてアニリンを用い、N−アル
キル置換アニリン類がN−エチル−p−トルイジンであ
る場合の例を示す。外部加熱炉に設置されたステンレス
製反応管(直径28mm×長さ400mm)の下部に原料
仕込み口、上部に圧力計および調圧弁を取り付けた反応
器に直径1.6mm円柱状H−β型ゼオライト触媒(S
i/Al=25.0、日揮ユニバーサル株式会社製、商
品名BETA)を179.8ml充填し、N−エチル−
p−トルイジン含有量0.01重量%未満のアニリンを
87.4ml/h(LHSV=0.48)の速度で連続
的に供給した。その際、外部加熱炉の温度は325℃、
圧力は20kgf/cm2G(2.1MPa)に保って
反応を行ない、連続的に反応管上部から抜き出された反
応液を冷却後回収した。前記の連続反応評価でのジフェ
ニルアミン選択率を表1に示す。尚、ジフェニルアミン
選択率A(%)は、供給液中アニリン含有量X(重量
%)、反応液中アニリン含有量Y(重量%)、反応液中
ジフェニルアミン含有量Z(重量%)をガスクロマトグ
ラフを用いて測定し、下記式に基いて算出した。 A=Z/(X−Y)×100
【0019】実施例2 実施例1において、N−エチル−p−トルイジン含有量
0.01重量%未満のアニリンに代えてN−エチル−p
−トルイジン含有量0.02重量%のアニリンを用いた
以外は、実施例1と同様にして行った。前記の連続反応
評価でのジフェニルアミン選択率を表1に示す。
【0020】実施例3 実施例1において、N−エチル−p−トルイジン含有量
0.01重量%未満のアニリンに代えてN−エチル−p
−トルイジン含有量0.09重量%のアニリンを用いた
以外は、実施例1と同様にして行った。前記の連続反応
評価でのジフェニルアミン選択率を表1に示す。
【0021】実施例4 実施例2と同様にして得られた反応液から、蒸留によ
り、反応液中のN−アルキル置換アニリンを除去する場
合の例を示す。500ml4つ口フラスコとその上部に
設置したディクソンパッキン充填塔とからなる蒸留装置
を用い、フラスコ内温度を201℃、充填塔塔頂温度を
103℃、充填塔塔頂の圧力(真空度)を50torr
(6.6kPa)に、還流比を0.2に各々設定し、反
応液を150g/hでディクソンパッキン充填塔中段に
供給し、精製液を126g/hで充填塔塔頂より連続的
に回収し、粗留分を24g/hでフラスコ内より連続的
に回収する方法で、反応液を精製した。その際の反応
液、精製液、粗留分のN−アルキル置換アニリンの含有
量を表2に示す。反応液を蒸留することにより、N−ア
ルキル置換アニリンの含有量が0.04重量%であるア
ニリンを得ることができた。
【0022】蒸留により得られたアニリンを原料とし、実施
例2と同様にして固体酸触媒存在下、加圧液相下で反応
させることにより、高い選択率でジフェニルアミンを得
ることができる。
【0023】比較例1 実施例1において、N−エチル−p−トルイジン含有量
0.01重量%未満のアニリンに代えてN−エチル−p
−トルイジン含有量0.47重量%のアニリンを用いた
以外は、実施例1と同様にして行った。前記の連続反応
評価でのジフェニルアミン選択率を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、原料アリールアミン類
を固体酸触媒存在下、加圧液相下で反応させてジアリー
ルアミン類を製造するに際し、ジアリールアミン類の選
択率を向上させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 217/92 C07C 217/92 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料アリールアミン類を固体酸触媒存在
    下、加圧液相下で反応させてジアリールアミン類を製造
    するにあたり、原料アリールアミン類中のN−アルキル
    置換アニリン類の含有量を0.4重量%以下とすること
    を特徴とするジアリールアミン類の製造方法。
  2. 【請求項2】 原料アリールアミン類が、無置換のまた
    は、炭素数1〜12のアルキル、炭素数1〜12のアル
    コキシ、フェニル、ヒドロキシ、アミノ、ニトロおよび
    炭素数1〜12のアルコキシ、ヒドロキシまたはフェニ
    ルで置換された炭素数1〜12のアルキルからなる群よ
    り選ばれる1または複数の基で核置換されたアニリンの
    1種または2種である請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 原料アリールアミン類中のN−アルキル
    置換アニリン類の含有量を0.05重量%以下とする請
    求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 反応後に未反応アリールアミン類を回収
    し、該アリールアミン類中のN−アルキル置換アニリン
    類を除去した後、上記反応の原料アリールアミン類とし
    て再度使用する請求項1〜3のいずれか1つに記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 固体酸触媒がβ型、Y型、USY型、L
    型、MFI型、SAPO型、モルデナイト型のゼオライ
    ト、およびゼオライト構成成分のAlのまたはSiの一
    部が他の金属元素で置換された他のゼオライトからなる
    群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜4のい
    ずれか1つに記載の方法。
  6. 【請求項6】 反応温度が300℃〜400℃である請
    求項1〜5のいずれか1つに記載の方法。
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