JP2002363139A - 芳香族多核ポリアミンの製造方法 - Google Patents
芳香族多核ポリアミンの製造方法Info
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Abstract
反応条件下でホルムアルデヒドを生成することのできる
化合物とを反応させて芳香族多核ポリアミンを製造する
方法において、水溶媒を用い、特定の温度、圧力で反応
を行うことにより、煩雑な工程を必要とせず、一段で反
応を行う製造方法を提供すること、また、触媒回収工
程、触媒中和工程、触媒再生工程および触媒交換工程等
を必要としない製造方法を提供することである。 【解決手段】 芳香族アミンと、ホルムアルデヒドまた
は反応条件下でホルムアルデヒドを生成することのでき
る化合物とを反応させて、芳香族多核ポリアミンを製造
する方法であって、反応溶媒として水を用い、100〜
500℃の反応温度および0.1〜100MPaの反応
圧力下で反応を行う。
Description
ホルムアルデヒドまたは反応条件下でホルムアルデヒド
を生成することのできる化合物とを反応させて芳香族多
核ポリアミンを製造する方法に関する。
酸、硫酸、燐酸、メタンスルホン酸等の酸触媒を用いる
方法で行われてきたが、特に塩酸を触媒とする方法が多
く採用されている。従来から行われている製造方法は、
芳香族アミンとホルムアルデヒドを塩酸水溶液中でいく
つかの昇温ステップを経て芳香族アミンとホルムアルデ
ヒドの縮合物を得、更にいくつかの昇温ステップを経て
縮合物が転位した粗芳香族多核ポリアミンを生成する。
得られた粗芳香族多核ポリアミン中には触媒として使用
した塩酸が存在しているため水酸化ナトリウムで中和、
水洗し塩酸を除去する。その後、原料である芳香族アミ
ンを除き、粗芳香族多核ポリアミンとして回収される。
しかし、この製造方法は使用する酸触媒が特に塩酸の場
合、触媒使用量が多量であるため、反応器材質が高級と
なり建設費の増大および補修費の増大が避けられない。
また、定常的に排出される塩酸に対しては水酸化ナトリ
ウム等を用いた中和処理が必要となり、塩酸触媒コスト
だけでなく中和剤の原材料費の増大、膨大な反応時間を
要するため、不経済である。
問題を解決する為に反応混合物を溶媒分離する方法が特
公昭58−27261号公報、特開昭52−77041
号公報や特開平2−124855号公報に記載されてい
る。かかる方法は反応終了時に抽剤で水相と有機相とに
分離し塩酸含有水相は反応工程にリサイクルし、芳香族
アミンおよび芳香族多核ポリアミンを含む有機相は蒸留
分離され粗芳香族多核ポリアミンとなる。しかし、この
方法も反応中に塩酸等の強酸が存在するという点では問
題点の部分的な解決にすぎない。
部的に抑えることが特公平2−19818号公報に記載
されている。この方法は酸触媒としてイオン交換樹脂を
用いているが、樹脂の劣化や酸分の溶出が避けられな
い。また、性能の劣化した触媒は産業廃棄物として処理
される。その他の酸触媒を固定化した方法を記載した特
許として特開2001−26571号公報がある。これ
はゼオライトを酸触媒として用いる方法で、芳香族アミ
ンとホルムアルデヒドの縮合物にゼオライト及び溶媒を
仕込み、ある一定の温度で所望の芳香族多核ポリアミン
が生成しているが、イオン交換樹脂に比べて触媒の耐熱
性は改善されているものの、活性が低下した触媒の再生
処理及び触媒交換に伴う廃触媒の発生が避けられない。
更には酸触媒ではあるが、塩酸触媒等に比べると酸量が
それほど多くないため膨大な反応時間を要するという点
に関して難点がある。
を用いることに由来する経済性の悪化、廃触媒の処理等
の問題を避けることができないのが現状である。
反応を行う方法が、特開2000−136161号公
報、特開2001−81053号公報に記載されている
が、これらには、芳香族アミンと、ホルムアルデヒドま
たは反応条件下でホルムアルデヒドを生成することので
きる化合物とを反応させて芳香族多核ポリアミンを製造
する方法については、全く開示がない。
族アミンと、ホルムアルデヒドまたは反応条件下でホル
ムアルデヒドを生成することのできる化合物とを反応さ
せて芳香族多核ポリアミンを製造する方法において、水
溶媒を用い、特定の温度、圧力で反応を行うことによ
り、煩雑な工程を必要とせず、一段で反応を行う製造方
法を提供することである。また、触媒回収工程、触媒中
和工程、触媒再生工程および触媒交換工程等を必要とし
ない製造方法を提供することである。
核ポリアミンの製造方法である。 (1)芳香族アミンと、ホルムアルデヒドまたは反応条
件下でホルムアルデヒドを生成することのできる化合物
とを反応させて下記一般式(I)で表される芳香族多核
ポリアミンを製造する方法であって、反応溶媒として水
を用い、100〜500℃の反応温度および0.1〜1
00MPaの反応圧力下で反応を行うことを特徴とする
芳香族多核ポリアミンの製造方法。
個のアルキル基を表し、R1、R2は水素原子、炭素数1〜
4個のアルキル基、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ニ
トロ基、アミノ基またはハロゲン原子を表し、nは、0
または正の整数を表す。) (2)触媒の不存在下に、反応を行うことを特徴とする
上記(1)に記載の製造方法。 (3)200〜450℃の反応温度及び1〜80MPa
の反応圧力で反応を行うことを特徴とする上記(1)ま
たは(2)に記載の製造方法。 (4)200〜450℃の反応温度及び水の飽和蒸気圧
以上の反応圧力で反応を行うことを特徴とする上記
(1)ないし(3)のいずれかに記載の製造方法。 (5)反応温度及び反応圧力が、水の臨界温度以上及び
臨界圧力以上であることを特徴とする上記(1)ないし
(3)のいずれかに記載の製造方法。 (6)ホルムアルデヒドに対する芳香族アミンのモル比
(芳香族アミン/ホルムアルデヒド)を0.5〜40と
して反応を行うことを特徴とする上記(1)ないし
(5)のいずれかに記載の製造方法。 (7)芳香族アミン及びホルムアルデヒドの総量に対す
る水のモル比(水/(芳香族アミン+ホルムアルデヒ
ド))を1〜500として反応を行うことを特徴とする
上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の製造方法。 (8)芳香族アミンが、アニリン、o−トルイジン、m
−トルイジン、p−トルイジン、o−アニシジン、m−
アニシジン、p−アニシジン、o−クロロアニリン、m
−クロロアニリン、p−クロロアニリン、o−ブロモア
ニリン、m−ブロモアニリン、p−ブロモアニリン、o
−ニトロアニリン、m−ニトロアニリン、p−ニトロア
ニリン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジア
ミン、p−フェニレンジアミン、N−メチルアニリン、
N−エチルアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,
6−ジエチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリ
ン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトル
エンから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とす
る上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の製造方
法。
下記モノアミン、ジアミン等のホルムアルデヒドと反応
しうるアミノ基を少なくとも1つ有する化合物である。
芳香族モノアミンの具体例としてはアニリン、o−トル
イジン、m−トルイジン、p−トルイジン、o−アニシ
ジン、m−アニシジン、p−アニシジン、o−クロロア
ニリン、m−クロロアニリン、p−クロロアニリン、o
−ブロモアニリン、m−ブロモアニリン、p−ブロモア
ニリン、o−ニトロアニリン、m−ニトロアニリン、p
−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N−エチルア
ニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジエチル
アニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン等が挙げら
れる。芳香族ジアミンの具体例としてはo−フェニレン
ジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジ
アミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノ
トルエン等が挙げられる。
反応条件下でホルムアルデヒドを生成することのできる
化合物の具体例としては、ホルムアルデヒド、トリオキ
サン、パラホルムアルデヒド、ポリオキシメチレンを挙
げることができる。これらは反応開始時にガス状で供給
することもできるが、水に溶解して水溶液として供給す
ることもできる。
留水またはイオン交換等で処理された純水が挙げられ
る。本発明においては、酸触媒等の触媒の不存在下に反
応が進行する。
は、芳香族アミンと、ホルムアルデヒドまたは反応条件
下でホルムアルデヒドを生成することのできる化合物と
を反応させて芳香族多核ポリアミンを製造する際、反応
溶媒として水を用い、100〜500℃の反応温度およ
び0.1〜100MPaの反応圧力、好ましくは150
〜480℃の反応温度および0.5〜90MPaの反応
圧力、さらに好ましくは200〜450℃の反応温度及
び1〜80MPaの反応圧力である。もっとも好ましく
は200〜450℃の反応温度及び水の飽和蒸気圧以上
の反応圧力、または水の臨界温度以上及び臨界圧力以上
で行う。
モル比(芳香族アミン/ホルムアルデヒド)は0.5〜
40が好ましく、より好ましくは0.8〜30、更に好
ましくは1〜20である。
に対する水のモル比(水/(芳香族アミン+ホルムアル
デヒド))は1〜500が好ましく、より好ましくは
1.5〜400、更に好ましくは2〜300である。
核ポリアミンは、下記一般式(I)で表され、2分子以
上の芳香族アミンのベンゼン環がホルムアルデヒド由来
のメチレン基を介して結合した化合物である。
個のアルキル基を表し、R1、R2は水素原子、炭素数1〜
4個のアルキル基、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ニ
トロ基、アミノ基またはハロゲン原子を表し、nは、0
または正の整数を表す。) 具体的にはジフェニルメタンジアミンおよびその多核
体、ジフェニルメタンジメチルジアミンおよびその多核
体、ジフェニルメタンジメトキシジアミンおよびその多
核体、ジフェニルメタンジクロロジアミンおよびその多
核体、ジフェニルメタンジブロモジアミンおよびその多
核体、ジフェニルメタンジニトロジアミンおよびその多
核体、ジフェニルメタンジN−メチルアミンおよびその
多核体、ジフェニルメタンジN−エチルアミンおよびそ
の多核体、ジフェニルメタンテトラメチルジアミンおよ
びその多核体、ジフェニルメタンテトラエチルジアミン
およびその多核体、ジフェニルメタンテトライソプロピ
ルジアミンおよびその多核体、ジフェニルメタンテトラ
アミンおよびその多核体、ジフェニルメタンジメチルテ
トラアミンおよびその多核体、等を挙げることができ、
これらに対応する芳香族アミンはアニリン、o−トルイ
ジン、m−トルイジン、p−トルイジン、o−アニシジ
ン、m−アニシジン、p−アニシジン、o−クロロアニ
リン、m−クロロアニリン、p−クロロアニリン、o−
ブロモアニリン、m−ブロモアニリン、p−ブロモアニ
リン、o−ニトロアニリン、m−ニトロアニリン、p−
ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N−エチルアニ
リン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジエチルア
ニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、o−フェニ
レンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレ
ンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジア
ミノトルエンが挙げられる。本発明の方法は、上記一般
式(I)におけるn=0の二核体、n=1〜3の多核体
の製造に好ましく用いられるが、特にジフェニルメタン
ジアミンおよびその多核体の製造に好ましく用いられ
る。
連続式でもどちらでもよい。本発明における原料の供給
方法は芳香族アミン、ホルムアルデヒドまたは反応条件
下でホルムアルデヒドを生成することのできる化合物及
び水はそれぞれ異なるラインで通常使用されるポンプで
反応器に供給してもよいし、ホルムアルデヒドまたは反
応条件下でホルムアルデヒドを生成することのできる化
合物と水を予め混合した液と芳香族アミンとを別々に通
常使用されるポンプで反応器に供給してもよく、特に前
記したことにとらわれない。また、反応器に供給する前
に予熱器にて適当な温度まで予熱して反応器に供給する
こともできる。本発明の方法によって得られた生成物
は、通常の蒸留や抽出等の方法で分離精製され回収され
る。
ルムアルデヒドまたは反応条件下でホルムアルデヒドを
生成することのできる化合物とを反応させて芳香族多核
ポリアミンを製造する方法であって、従来法では多段
(芳香族アミンとホルムアルデヒドの縮合によるN,N'-
メチレンビスアニリンやアミノベンジルアニリンおよび
その多核体の製造及び得られたN,N'-メチレンビスアニ
リンやアミノベンジルアニリンおよびその多核体の転位
反応)で反応を行っていたが、煩雑な工程を必要とせ
ず、水を溶媒として使用し、100〜500℃の反応温
度及び0.1〜100MPaの反応圧力下で、一段で反
応を行うことができる。また、触媒を用いなくとも十分
な速度で反応が進行するので、従来の触媒を用いること
によって不可避的に伴う触媒回収工程、触媒中和工程、
触媒再生工程、触媒交換工程等を必要とせず、低コスト
で芳香族多核ポリアミンを製造することができる。
反応条件下でホルムアルデヒドを生成することのできる
化合物とを反応させて芳香族多核ポリアミンを製造する
方法について、芳香族アミンがモノアミン、ホルムアル
デヒドがホルムアルデヒド水溶液である場合を例として
以下に説明する。下記に挙げる反応の例はバッチ式であ
るが、これを連続式に応用して実施することは当業者に
は容易である。
るが、下記実施例は本発明をなんら制限するものではな
い。
g、アニリンを0.455g、37%ホルムアルデヒド
水溶液を0.182g加え、反応を開始した。反応温度
200℃、反応圧力1.5MPa、反応時間は30分と
した。反応後、すばやく降温し生成物を取り出し、乾燥
して水を充分揮発させた後、定量及び定性分析サンプル
とした。分析は分子量測定装置(GPC)及びガスクロ
マトグラフ質量分析計で行った。その結果、生成物の組
成は、以下のようであった。ジアミノジフェニルメタン
2核体は40%、3核体は43%であった。また、4,
4’−ジアミノジフェニルメタンと2,4’−ジアミノ
ジフェニルメタンの生成比(4,4’体/2,4’体)
は1.2であった。
Paにした以外は実施例1と同様に行った。その結果、
生成物の組成は、以下のようであった。ジアミノジフェ
ニルメタン2核体は41%、3核体は22%、4核体は
21%であった。また、4,4’−ジアミノジフェニル
メタンと2,4’−ジアミノジフェニルメタンとの生成
比(4,4’体/2,4’体)は0.63であった。
Pa、原料及び水の仕込み量を半分にした以外は実施例
1と同様に行った。その結果、生成物の組成は、以下の
ようであった。ジアミノジフェニルメタン2核体は46
%、3核体は23%、4核体は25%であった。また、
4,4’−ジアミノジフェニルメタンと2,4’−ジア
ミノジフェニルメタンとの生成比(4,4’体/2,
4’体)は0.47であった。
水を2.94g、アニリンを0.87g、37%ホルム
アルデヒド水溶液を0.36g加え反応を開始した。反
応時間を0分とした以外は実施例1と同じ装置、手順で
行った。その結果、生成物の組成は、以下のようであっ
た。ジアミノジフェニルメタン2核体は47%、3核体
は26%、4核体は14%、5核体は7%であった。ま
た、4,4’−ジアミノジフェニルメタンと2,4’−
ジアミノジフェニルメタンとの生成比(4,4’体/
2,4’体)は0.68であった。
g、アニリンを0.455g、37%ホルムアルデヒド
水溶液を0.182g加え反応を開始した。反応温度8
0℃、反応圧力0.1MPa、反応時間は100分とし
た。反応後すばやく降温し生成物を回収した後、定量及
び定性分析サンプルとした。その結果、アニリン以外に
ジアミノジフェニルメタンの中間体と考えられるものが
生成しており、目的物のジアミノジフェニルメタンは確
認できなかった。
Claims (8)
- 【請求項1】 芳香族アミンと、ホルムアルデヒドまた
は反応条件下でホルムアルデヒドを生成することのでき
る化合物とを反応させて下記一般式(I)で表される芳
香族多核ポリアミンを製造する方法であって、反応溶媒
として水を用い、100〜500℃の反応温度および
0.1〜100MPaの反応圧力下で反応を行うことを
特徴とする芳香族多核ポリアミンの製造方法。 【化1】 (式中Rは、水素原子または炭素数1〜4個のアルキル
基を表し、R1、R2は水素原子、炭素数1〜4個のアルキ
ル基、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ニトロ基、アミ
ノ基またはハロゲン原子を表し、nは、0または正の整
数を表す。) - 【請求項2】 触媒の不存在下に、反応を行うことを特
徴とする請求項1に記載の製造方法。 - 【請求項3】 200〜450℃の反応温度及び1〜8
0MPaの反応圧力で反応を行うことを特徴とする請求
項1または2に記載の製造方法。 - 【請求項4】 200〜450℃の反応温度及び水の飽
和蒸気圧以上の反応圧力で反応を行うことを特徴とする
請求項1ないし3のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項5】 反応温度及び反応圧力が、水の臨界温度
以上及び臨界圧力以上であることを特徴とする請求項1
ないし3のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項6】 ホルムアルデヒドに対する芳香族アミン
のモル比(芳香族アミン/ホルムアルデヒド)を0.5
〜40として反応を行うことを特徴とする請求項1ない
し5のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項7】 芳香族アミン及びホルムアルデヒドの総
量に対する水のモル比(水/(芳香族アミン+ホルムア
ルデヒド))を1〜500として反応を行うことを特徴
とする請求項1ないし6のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項8】 芳香族アミンが、アニリン、o−トルイ
ジン、m−トルイジン、p−トルイジン、o−アニシジ
ン、m−アニシジン、p−アニシジン、o−クロロアニ
リン、m−クロロアニリン、p−クロロアニリン、o−
ブロモアニリン、m−ブロモアニリン、p−ブロモアニ
リン、o−ニトロアニリン、m−ニトロアニリン、p−
ニトロアニリン、o−フェニレンジアミン、m−フェニ
レンジアミン、p−フェニレンジアミン、N−メチルア
ニリン、N−エチルアニリン、2,6−ジメチルアニリ
ン、2,6−ジエチルアニリン、2,6−ジイソプロピ
ルアニリン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジア
ミノトルエンから選ばれる少なくとも1種であることを
特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001172048A JP4598309B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | 芳香族多核ポリアミンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP4598309B2 JP4598309B2 (ja) | 2010-12-15 |
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ID=19013730
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---|---|---|---|
JP2001172048A Expired - Lifetime JP4598309B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | 芳香族多核ポリアミンの製造方法 |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61109758A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-28 | チバ‐ガイギー アクチエンゲルシヤフト | 単一工程によるビス‐(アミノ‐ニトロフエニル)‐メタンの製造方法 |
JPH0267255A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-07 | Honsyu Kagaku Kogyo Kk | 4,4’−ジアミノジフェニルメタン類の製造方法 |
-
2001
- 2001-06-07 JP JP2001172048A patent/JP4598309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61109758A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-28 | チバ‐ガイギー アクチエンゲルシヤフト | 単一工程によるビス‐(アミノ‐ニトロフエニル)‐メタンの製造方法 |
JPH0267255A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-07 | Honsyu Kagaku Kogyo Kk | 4,4’−ジアミノジフェニルメタン類の製造方法 |
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