JPH0776559A - レゾルシノールからのm−アミノフェノールの製造方法 - Google Patents
レゾルシノールからのm−アミノフェノールの製造方法Info
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Abstract
ら選ばれるアミノ化剤とレゾルシノールを反応させてm
−アミノフェノール類を製造する方法であって、有機溶
媒中でシリカーアルミナ触媒の存在下、無水アミノ化剤
との反応を進めることを特徴とする。 【効果】 m−アミノフェノールが、望ましくない副産
物の最小量の生成と廃棄流出液の最小量化と共に、レゾ
ルシノールとアミノ化合物から高収量で製造される。
Description
m−アミノフェノールの製造に関する。さらに詳しく
は、本発明は、有機溶媒中である種のシリカーアルミナ
触媒の存在下、アンモニア、1級アミンまたは2級アミ
ンから選ばれる無水アミノ化合物とレゾルシノールを反
応させることによるm−アミノフェノールの製造に関す
る。特に、本発明は有機溶媒中で天然のあるいは合成の
シリカ−アルミナ触媒の存在下、無水アンモニアとレゾ
ルシノールを反応させることによるm−アミノフェノー
ルの製造に関する。
知られており、文献によく報告されている。これらの化
合物は、染料、医薬、樹脂そして農薬の調製のための中
間物質として有益である。近ごろでは、m−アミノフェ
ノール化合物は、特にm−アミノフェノール自身は、高
性能ポリマーの調製に、特に高性能繊維の中間物質の調
製に用途を見い出している。最もよく知られているアミ
ノフェノールを調製するための方法は、アンモニア、1
級アミンそして2級アミンから選ばれるアミノ化剤をレ
ゾルシノールと反応させることによる。m−アミノフェ
ノールは最も一般的には、レゾルシノールとアンモニア
を反応させることによって製造される。アンモニア、1
級アミンそして2級アミンから選ばれるアミノ化剤での
レゾルシノールのアミノ化は、よく文献に記載され、多
くの特許や特許出願の主題である。すべての方法はレゾ
ルシノールをアミンと反応させることを含むが、反応に
多くの種々の態様がある。例えば、水性媒体中でレゾル
シノールとアミンを反応させることはよく知られてい
る。これは、生成物の付随的損失を伴う水の除去の必要
性から望ましくない。さらに、再利用のための水性母液
中のm−アミノフェノールは不安定である。多様な触媒
を使用して、あるいは使用しないで、多様な溶媒中でア
ミノ化を進めることが、また示唆されている。これらの
方法のいくつかは、いくらか成功しているが、それは1
つあるいはそれ以上の違った欠点を持っている。例え
ば、いくらかの触媒はたいへん高価である。いくらかの
触媒は再生することなしでは再利用できないし、いくつ
かは反応混合物から分離するのが困難である。従来の方
法に関連した他の欠点のいくつかは、1通過あたりのレ
ゾルシノールの低い転化率、m−フェニレンジアミンへ
の高すぎる転化率を伴うアミノフェノールへの転化の低
い選択性、長い反応時間そしてm−アミノフェノールを
分離および/また精製することの困難さを含む。
は、アンモニア、1級アミンまたは2級アミンでレゾル
シノールをアミノ化するための改良された方法を提供す
ることである。本発明のさらに別の目的は、レゾルシノ
ールのアミノフェノール化合物への高い転化率と低量の
m−フェニレンジアミン副産物とを有し、かつ、レゾル
シノールをアミンと反応させるための従来の方法の他の
欠点をもたない、レゾルシノールをアンモニア、1級ア
ミンまたは2級アミンと反応させるための方法を提供す
ることである。
ミノフェノールが、望ましくない副産物の最小量の生成
と廃棄流出液の最小量化と共に、レゾルシノールとアミ
ンから高い収量で製造されうることが見出された。さら
に詳しくは、本発明は、不活性有機溶媒中、アルミノケ
イ酸塩触媒の存在下、無水条件下で反応を進めることに
より、アンモニア、1級アミンそして2級から選ばれた
アミノ化剤とレゾルシノールを反応させるための改良さ
れた方法を含む。触媒は、天然または合成ゼオライト、
あるいは再利用できる活性化クレーである。本発明は、
アンモニア、1級アミンそして2級アミンから選ばれる
アミノ化剤とレゾルシノールを反応させることにより、
m−アミノフェノール化合物を製造するための改良され
た方法に向けられている。改良点は、有機溶媒中で、ア
ルミナケイ酸塩触媒の存在下、無水アミノ化剤との反応
を進めることを含む。本発明における有益なアミノ化剤
は、アンモニア、1級アミンそして2級アミンから選ば
れ、下記一般式(a)で示される。 (a) NHR1R2 式中、R1とR2は個々に水素原子と1〜12個の炭素
原子を持つアルキル基から選ばれる。アルキル基は、1
級、2級、3級あるいは環状アルキル基であることが可
能である。R1とR2は一緒になってピペリジン、ピロ
リジン、モルフォリンそしてそれらのアルキル誘導体か
ら選ばれる環状アミンを形成してもよい。好ましいアミ
ノ化剤は、アンモニアと1〜12個の炭素原子からなる
アルキル基を有する1級または2級アミンから選ばれ
る。最も好ましいアミノ化剤はアンモニアである。アミ
ノ化剤はレゾルシノールと反応して、下記一般式(b)
で示されるm−アミノフェノールまたはN−アルキル置
換m−アミノフェノール化合物を形成する。 式中、R1とR2は上記定義のとおりである。本発明に
よれば、アミノ化剤は無水で、好ましいアミノ化剤が無
水アンモニアであることが重要である。もし反応が水性
媒体を使って進行すると、結果として生成物の損失と生
成物の安定性の減少がある。少量の水は許容されうる。
レゾルシノールの重量に基づいて20重量%を超える量
の水は避けるられるべきである。本発明によれば、反応
は適当な不活性有機溶媒中で実施される。適当な溶媒の
例は、トルエン、キシレンそしてトリメチルベンゼンの
ような炭化水素である。他の適当な溶媒は、フェノール
自体、クレゾール、キシレノールそしてアルキルフェノ
ールのようなフェノールである。本発明の条件下ではフ
ェノール溶媒がアミノ化されないことに注目することが
重要である。好ましい溶媒の1つはフェノールであり、
フェノールは本発明の条件下ではアミノ化されず、すな
わちアニリンは触媒物から検出されない。本発明によれ
ば、反応はある種のアルミノケイ酸塩触媒の存在下で進
行されなければならない。適当な触媒の例は、約2から
約100の高いシリカ/アルミナ比を持つゼオライト
(モレキュラーシーブ)触媒で、好ましくはそれらは、
UnionCarbite社のLZ M−8(モルデン
沸石構造)やLZ Y−62(Y−型モレキュラーシー
ブ)のようなアンモニウム交換体あるいは酸型であるこ
とがよい。他の適当な触媒は、Union Carbi
te社のSK−500(希土類交換ゼオライト)、Un
ited Catalyst社のmontmorill
onite K−306のような活性化クレー(アルミ
ノケイ酸塩)そしてFiltrol/Hahshaw社
のFiltrol 13あるいはFiltrol 24
(beidellite活性化クレー)を含む。使用さ
れる触媒の量は、個々の触媒によるが、一般的にはレゾ
ルシノールの約10から約100重量部の触媒が使われ
る。レゾルシノールとアミノ化剤は、レゾルシノールと
アミノ化剤のモル比が1:1から1:5、好ましくは
1:1.5から1:3.0で反応させるのがよい。この
範囲外の比は使用可能だが望ましくない。例えば、1:
1より低い比は、反応性あるいは選択性の増加がなく、
目的とする生成物の収量を減少する。さらに、1:5よ
り大きい比は収量、反応性または選択性を増加しない。
このような過剰のアミノ化剤はまた、取扱い上の問題を
作り出す。レゾルシノールとアミノ化剤は、175℃と
275℃の間の温度で、好ましくは200℃と240℃
の間の温度で反応させられる。もし温度が低すぎると、
反応速度は遅くなり、転化率は低くなる。もし温度が高
すぎると、望ましくない副産物の生成が増加し、すなわ
ち、m−アミノフェノールへの選択性が減少する。反応
は自己圧力で進行する。反応が、分光分析法あるいはク
ロマトグラフィー分析法のような方法で証明されて完了
した時、粗製のm−アミノフェノール溶液は濾過によっ
て分離される。触媒はそれから洗われ、溶媒はいっしょ
になった炉液と洗浄液からストリッピングされ、粗製m
−アミノフェノールはフラッシュ蒸留され、メタノー
ル、エタノール(95%あるいは100%)、ブタノー
ルあるいはトルエン/ブタノールのような混合溶媒のよ
うな適当な媒体から再結晶化され、高純度で安定性のあ
る白いm−アミノフェノールを得る。本発明によれば、
触媒は再生が必要となる前に、何回も再利用できること
が見出された。また、未反応のアミノ化剤と溶媒は、生
成物あるいは方法に有害な影響を与えることなく、容易
に再利用できることが見出された。このように全体にわ
たる反応が経済的で、環境問題が極小化されている。第
1図には、本発明によってm−アミノフェノールを作る
ための好ましい方法の作業工程図が描かれている。第1
図にそって説明すると、レゾルシノールは導管2を通っ
て、フェノールは導管4を経て、無水アンモニアは導管
6を経て、それらが導管10からの触媒(Filtro
l−13−LM)と導管13を介するレゾルシノール、
m−アミノフェノールそしてm−フェニレンジアミンを
含む再利用の流れと接触する反応器8へ送られる。反応
は5時間、180から220psigで220℃±5℃
で行われる。反応が完了した後、反応混合物は50−1
50℃に冷却され、残留圧力は解放される。過剰のアン
モニアは150℃のような比較的高い温度で排出される
ことができ、導管6を経て再利用されうる。反応混合物
は導管11を経て濾過器12へ通され、50〜150℃
で濾過される。触媒(湿潤したケーク)は溶融フェノー
ルで洗われ、導管14を経て反応器8へ再利用される。
いっしょになった炉液と洗浄液は導管16を経て、反応
中に形成された水が水/フェノール共沸混合物として除
去される空中ストリッピングユニット18へ通され、残
りは真空下、20torr150゜(pot)でストリ
ッピングされ、沸点−86℃/20torrのフェノー
ルを除去する。フェノールは導管24を経て、濾過器1
2と反応器8の両方へ再利用される。フェノールストリ
ッピングユニットから、残った粗製m−アミノフェノー
ルは導管20を経て、m−アミノフェノール分画が16
0−163℃(head)10torrで回収される真
空蒸留ユニット22へ通される。残留物は導管26を経
て反応器8へ再利用される。粗製反応生成物は、レゾル
シノール、m−アミノフェノールそしてm−フェニレン
ジアミンを含み、蒸留ユニット22から導管28を経
て、導管32と34からの同量の熱n−ブタノールで処
理される晶析器30へ通される。25℃に冷却された
後、スラリーは導管36を経て濾過器38へ通され、得
られた白い固体は導管46を経て、純度97−98%の
m−アミノフェノールが回収される(融点120−12
1℃)、約100℃、20torrで操作される真空乾
燥器へ通される。濾過器38からのいっしょになった炉
液と洗浄液は、導管42を経て溶媒ストリッパー44へ
通され、回収されたn−ブタノールは導管34を経て晶
析器30へ通され、また濾過器38でフィルターケーク
を洗浄するのに使われ、レゾルシノール、m−アミノフ
ェノールそしてm−フェニレンジアミンを含む残留物は
導管13を経て反応器8へ再利用される。濾過器38か
らの湿った結晶は、導管46を経て乾燥器48へ通さ
れ、高純度のm−アミノフェノールを製造するために真
空乾燥され、乾燥器から回収されるn−ブタノールは導
管50を経て溶媒ストリッパー44へ再利用される。下
記の実施例は、本発明とそれらの好ましい実施態様をさ
らに説明するのに役立つ。実施例および、その他明細書
と請求の範囲におけるすべての部とパーセンテージは、
他の指示がない限りは重量による。
m)のレゾルシノール、1600mlのキシレン、22
0.0gのUnion Carbide社の触媒LZM
−8粉末(モルデン沸石構造をもった合成ゼオライト、
アンモニウムイオン交換体)と204.0g(12.0
m)の無水アンモニアを加えた。オートクレーブは密封
され、撹拌され、220℃まで熱せられ、217℃から
220℃で5時間保持された。反応器はその後25℃ま
で冷却され、排気され、排出られ、生成物は濾過され
た。触媒ケークは、メタノールで洗浄され、いっしょに
なった炉液と洗浄液は、110℃(pot)/20to
rrの最終条件でストリッピングされた。黒色の残留物
は、液体クロマトグラフィーの分析によると、82重量
%のm−アミノフェノール、5.7重量%のレゾルシノ
ールそして9.0重量%のm−フェニレンジアミンを含
有していた。 実施例2−5 先の実施例からの使用済の乾燥触媒が再び次の実施例に
使われること以下は、実施例1が全く同一の態様で繰り
返された。実施例1から実施例5の生成物の平均的な組
成は80.6重量%のm−アミノフェノール、9.0重
量%のレゾルシノールそして8.4重量%のm−フェニ
レンジアミンであった。5回の反応を行った場合の粗製
生成物の平均的収率は96.5重量%であった。レゾル
シノールの転化率は、1回あたり平均91%に達した。
m−アミノフェノールの算定最終収率は88.6%であ
った。粗製生成物は、10torrでフラッシュ蒸留さ
れて、95.6重量%の蒸留物(淡黄色)と3.3重量
%の残留物を得た。フラッシュ蒸留生成物はメタノール
から再結晶化され、白い結晶性物質を得て、それは、示
差走査熱量計によると99.3%、液体クロマトグラフ
ィー分析によると98.8%の純度の融点123.0℃
−123.5℃のm−アミノフェノールである推定され
た。 実施例6−14 一連の実施例が、実施例1記載の一般的な手順で実施さ
れたが、種々の原料比、溶媒、触媒および反応条件で実
施された。この一連の実施例の結果を表1に記載する。 実施例15 2リットルのオートクレーブに220.0g(2.0
m.)のレゾルシノール、880.0gのフェノール
(溶媒)、292.4g(4.0m.)のジエチルアミ
ンおよび88.0gのFiltrol−13LM(触
媒)を加えた。オートクレーブは密封され、撹拌され、
215℃から220℃で5時間保持された。充填物は、
それから約60℃まで冷却された。オートクレーブは排
気され、触媒は濾過された。触媒ケークは温フェノール
(60℃)で洗浄された。いっしょになった濾過液と洗
浄液はストリッピングされ、未反応のジエチルアミンが
除かれた。反応中形成された水と溶媒(フェノール)
は、蒸留によって除去された。残留物は10torrで
フラッシュ蒸留され、生成物を得て、液体クロマトグラ
フィー分析によると、それは、38.5重量%のレゾル
シノールと62.8重量%のm−ジエチルアミノフェノ
ールを含有していた。 実施例16 実施例1の一般的な手順によれば、2リットルのオート
クレーブに220.0g(2.0m)のレゾルシノー
ル、880.0gのフェノール(溶媒)、284.5g
(4.0m)のピロリジンおよび88.0gのFilt
rol−13LM(触媒)を加えることによりm−ピロ
リジニルフェノールが調製されうる。オートクレーブは
その後密封され、撹拌され、215℃から220℃で4
時間保持される。生成物はその後濾過され、炉液はスト
リッピングされ低い沸点の物質を除き、フラッシュ蒸留
されて、赤外線/核磁気共鳴分析で同定されうるm−ピ
ロリジニルフェノールを含む生成物を提供する。 実施例17 実施例1の一般的な手順によって、2リットルオートク
レーブに330.0g(3.0m)のレゾルシノール、
268.5g(3.6m)のジエチルアミン、330.
0gのフェノールおよび132.0gのFiJtrol
−13LMを加えた。充填物は5時間220℃で反応さ
せられ、それから濾過され、炉液はストリッピングされ
て低沸点の物質が放散され、瞬時蒸留されて、液体クロ
マトグラフィー分析によると61重量%のm−ジエチル
アミノフェノールと33重量%のレゾルシノールを含む
生成物を提供する。転化されるレゾルシノールに基づく
と、m−ジエチルアミノフェノールの91重量%の収量
が得られた。 実施例18 実施例1の一般的な手順によれば、2リットルオートク
レーブに220.0g(2.0m)のレゾルシノール、
880.0gのフェノール(溶媒)、236.4g
(4.0m)のプロピルアミンおよび110.0gのF
iltrol 13−LM(触媒)を加えることによ
り、m−プロピルアミノフェノールが調製されうる。オ
ートクレーブは密封され、撹拌され220℃で5時間保
持される。充填物は冷却され、排気、排出されて濾過さ
れる。炉液はストリッピングされフェノール溶媒を含む
低い沸点の物質は放散され、粗製生成物は真空蒸留され
る。この蒸留物は、かなりの量のm−プロピルアミノフ
ェノールを含む(赤外線/核磁気共鳴スペクトル分析に
よる)。 実施例19 実施例1の一般的な手順によれば、2リットルオートク
レーブに220.0g(2.0m)のレゾルシノール、
880.0gのフェノール(溶媒)、297.6g
(3.0m)のシクロヘキシルアミンおよび88.0g
のFiltrol13−LM(触媒)を充填することに
より、m−シクロヘキシルアミノフェノールが調製され
うる。反応器は冷却され、排気され、排出される。触媒
物は濾過され、炉液はストリッピングされフェノール溶
媒を含む低沸点物質は放散される。残留した粗製生成物
は、赤外線/核磁気共鳴スペクトル分析法で分析され、
かなりの量のm−シクロヘキシルアミノフェノールを含
むことが見出される。 実施例20 実施例1の一般的な手順によれば、2リットルオートク
レーブに220.0g(2.0m)のレゾルシノール、
880.0gのフェノール(溶媒)、348.7g
(4.0m)のアミルアミンおよび88.0gのFil
trol 13−LM(触媒)を充填することにより、
m−アミルアミノレゾルシノールが調製されうる。オー
トクレーブは密封され、撹拌され、220℃で5時間保
持される。反応器は冷却され、排気され、排出される。
触媒物は濾過され、炉液はストリッピングされフェノー
ル溶媒を含む低沸点物質は放散される。残留物は赤外線
/核磁気共鳴スペクトル分析法で分折され、充填したレ
ゾルシノールの良好な転化で、かなりの量のm−アミル
アミノレゾルシノールを含むことが見出される。上記
は、好ましい実施態様と最も良好な態様の具体例である
が、通常の技術を有する者には多くの態様が可能であ
り、そのために本発明は記載した請求項によってのみ限
定されるものととする。
て、レゾルシレゾルシノールとアンモニアからm−アミ
ノフェノールを製造するための作業工程図である。
炭素原子を持つアルキル基から選ばれ、またはR1 とR
2 は一緒になってピペリジン、ピロリジンおよびモルフ
ォリンから選ばれる環状アミンを形成する。〕により示
されるm−アミノフェノールを製造する方法であって 式 HNR1 R2 〔ここでR1 とR2 は上記定義のとおりである。〕によ
り示されるアンモニア、1級アミンおよび2級アミンか
ら選ばれる無水アミノ化剤とレゾルシノールを反応させ
ることを含み、不活性有機溶媒中でシリカ−アルミナ触
媒の存在下、該無水アミノ化剤との上記反応を進めるこ
とを特徴とする方法。
Claims (20)
- 【請求項1】 式 〔ここでR1とR2は別々に、水素原子と1〜12個の
炭素原子を持つアルキル基から選ばれ、またはR1とR
2は一緒になってピペリジン、ピロリジンおよびモルフ
ォリンから選ばれる環状アミンを形成する。〕により示
されるm−アミノフェノールを製造する方法であって 式 HNR1R2 〔ここでR1とR2は上記定義のとおりである。〕によ
り示されるアンモニア、1級アミンおよび2級アミンか
ら選ばれるアミノ化剤とレゾルシノールを反応させるこ
とを含み、有機溶媒中でシリカ−アルミナ触媒の存在
下、無水アミノ化剤との上記反応を進めることを特徴と
する方法。 - 【請求項2】 触媒が、2から約100のシリカ/アル
ミナ比を有する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 触媒が活性化クレーである、請求項1記
載の方法。 - 【請求項4】 有機溶媒がトルエン、キシレン、トリメ
チルベンゼン、フェノール、クレゾール、キシレノール
およびフェノールから選ばれる請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 レゾルシノールとアミノ化剤の比が1:
1から1:5である請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 レゾルシノールとアミノ化剤の比が1:
1から1:5である請求項2記載の方法。 - 【請求項7】 レゾルシノールとアミノ化剤の比が1:
1から1:5である請求項4記載の方法。 - 【請求項8】 触媒が、2から約100のシリカ/アル
ミナ比を有する、請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 触媒が活性化クレーである請求項7記載
の方法。 - 【請求項10】 触媒がレゾルシノールの重量の10か
ら100部の量で使用される、請求項1記載の方法。 - 【請求項11】 有機溶媒中でシリカーアルミナ触媒の
存在下、無水アンモニアとの反応を進めることを特徴と
する、レゾルシノールをアンモニアを反応させることに
よってm−アミノフェノールを製造するための方法。 - 【請求項12】 触媒が、2から約100のシリカ/ア
ルミナ比を有する、請求項11記載の方法。 - 【請求項13】 触媒が活性化クレーである請求項11
記載の方法。 - 【請求項14】 触媒が、レゾルシノールに基づいて約
10から約100重量部の量で使われる、請求項11記
載の方法。 - 【請求項15】 触媒が、レゾルシノールに基づいて約
10から約100重量部の量で使われる、請求項12記
載の方法。 - 【請求項16】 触媒が、レゾルシノールに基づいて約
10から約100重量部の量で使われる、請求項13記
載の方法。 - 【請求項17】 レゾルシノールとアンモニアの比が
1:1から1:5である請求項11記載の方法。 - 【請求項18】 レゾルシノールとアンモニアの比が
1:1から1:5である請求項14記載の方法。 - 【請求項19】 レゾルシノールとアンモニアの比が
1:1から1:5である請求項15記載の方法。 - 【請求項20】 レゾルシノールとアンモニアの比が
1:1から1:5である請求項16記載の方法。
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