JPS5927855A - ビス(アミノシクロヘキシル)ジアルキルメタンの製法 - Google Patents

ビス(アミノシクロヘキシル)ジアルキルメタンの製法

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JPS5927855A
JPS5927855A JP58129600A JP12960083A JPS5927855A JP S5927855 A JPS5927855 A JP S5927855A JP 58129600 A JP58129600 A JP 58129600A JP 12960083 A JP12960083 A JP 12960083A JP S5927855 A JPS5927855 A JP S5927855A
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デイ−トリツヒ・ヴオルフ
オツト−・ヘルテル
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、p−位で非置換のアニリンを、脂肪族ケトン
と反応させてジフェニルメタン誘導体となし、これを続
いて核水素化することによる、ビス(アミノシクロヘキ
シル)ジアルキルメタンの新規な製法に関する。
鉱酸の存在下にアニリン又はp−位で非置換・のその誘
導体を、水溶性のホルムアルデヒドと反応させて、ビス
(アミノフェニル)メタン化合物にすることはすでに知
られている。特に西ドイツ特許2227110号、同2
34!1658号、同2517301号、同25286
94号及び米国特許2638730号、同295026
5号、同3260751号、同3277173号、同3
297759号、同3476806号、同413058
8号各明細書参照j0 これに対しp−位で非置換のアニリンの脂肪族ケトンと
の縮合は、わずかしか試みられていない。その最初のも
のは、西ドイツ特許699149号明細書に記載の、塩
酸の存在下に水溶液中でアニリン塩酸塩と脂肪族ケトン
を反応させる方法である。゛ 水溶液中で比較的高濃度の塩酸の影響下に120〜15
0℃の操作温度では、優先してキノリン又はジヒドロキ
ノリン誘導体が生ずることが指摘される(ジャーナル・
オプ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソケイエフ460巻
1938年1458頁)。ビス(アミノフェニル)ジア
ルキルメタンは、この条件下ではわずかに副生物として
生成するにすぎない。その際同時に生ずるジフェニルア
ミンの存在が、希望する生成物の生成と単離の点で特に
不都合に作用する。
なぜならばそれはビス(アミノフェニル)ジアルキルメ
タンと共に塩酸の存在下に、希望しない随伴生成物を生
ずるからである。
ルテニウム触媒又はコバルト−、ニッケルー、白金もし
くはパラジウム触媒による、芳香族環の水素化である第
二の反応段階は、西ドイツ特許1282018号明細書
ならびにそこに引用の文献に記載されている。しかしこ
れらの文献の実施例から知られるように、その場合は脱
アミノ生成物及び縮合生成物が生成し、それが目的生成
物に夾雑して収率な低下させる。
またルテニウム−ニッケル触媒の使用も、かなり多量の
分解生成物及び高沸点縮合生成物を与える(米国特許2
606925号明細書)。
本発明者らは、縮合を、反応生成物に対し10〜60重
量%の水の存在下に100〜160℃の温度及び1〜2
0バールの圧力で行い、その際アニリン対ケトンのモル
比を2:1〜10:1、そしてアニリン対酸当量のモル
比を1:1〜4:1となし、次いで得られた生成物の水
素化を、懸濁されたルテニウム含有触媒の存在下に60
〜250℃の温度及び50バ一ル以上の圧力で行うとき
、一般式 (式中R3は後記の意味を有し、そして核において1〜
4個の炭素原子を有する低級アルキル基の1個又は2個
により、又はアルキル基中に1〜4個の炭素原子を有す
る1個のカルボキシアルキル基により置換されていても
よい)で表わされるp−位で非置換のアニリンを、アル
キル基がそれぞれ1〜4個の炭素原子を有する低級脂肪
族ケトンと、−塩基性又は多塩基性の強酸の存在下で縮
合させ、得られた生成物を次いで水素化することにより
、一般式 (式中R’及びR2は同一でも異なってもよく、1〜4
個の炭素原子を有する低−級アルキル基を意味し、そし
て両シクロ5キシル環はそれぞれ1〜4個の炭素原子を
有する〆1個又は2個の低級アルキル基により又はアル
キル基中に1〜4個の炭素原子を有する1個のカルボキ
シアルキル基により置換されていてもよい)で表わされ
るビス(アミノシクロヘキシル)/ジアルキルメタンを
有利に製造しうろことを見出した。
この場合脂肪族ケトンによるアニリンの縮合及び最初の
縮合生成物の転位を、アニリン対ケトンのモル比又はア
ニリン対酸のモル比の変化により、また反応混合物の水
分含量に依存して、ならびに比較的高圧の適用により、
希望するジフェニルメタン誘導体がより高い選択率で得
られるように調節しうろことは予測されなかった。
さらにこのジフェニルメタン誘導体が、特殊なルテニウ
ム触媒の存在下の水素化に際し、実際上定量的な収率で
対応する脂環族化合物になることも予想外であった。
以下この新規方法な詳細に説明する。
本発明方法では基本物質のほか、核及び/又はアミン基
において置換されたアニリンも使用できる。その場合核
は、バラ位置換されていることは別として、任意の位置
で1個又は2個のアルキル基又はエステル化カルボキシ
ル基により置換されていてもよいが、アミノ基における
基 置換λまアルキル基に限られ、したがって例えば下記の
ものがあげられる。0−トルイジン、m−トルイジン、
N−メチルアニリン、2.6−シメチルアニリン、21
6−シエチルアニリン、2.6−ジイツプロピルアニリ
ン、N−メチル−〇−トルイジン、アントラニル酸エチ
ルエステル。
脂肪族ケトンとしてはアセトンのほか、縮合が進む間に
立体障害を受けないケトン、例えば2−ブタノン、2−
ペンタノン、6−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘ
キサノン、イソブチルメチルケトンが用いられる。
縮合のために必要な一塩基性又は多塩基性の強酸は、特
に2.5 k全+邊適好ましくは1.5より小さいPK
A価を有する水溶性の酸である。その例は次のものであ
る。塩酸、臭化水素酸、硫酸、三弗化酢酸、メタンスル
ホン酸、トリフルオルメタンスルホン酸、ペンゾールス
ルホン酸及び燐酸。塩酸の使用が特に好ましい。
酸は純粋な形で、あるいはその中性塩又は酸性塩例えば
アルカリ金属塩又はアンモニウム塩と一緒に使用できる
。本発明方法では、これは水相中で一部は反応に必要な
アニリンのアンモニウム塩として存在する。
水溶性酸の代わりに、そのpKA価が前記範囲内にある
、水溶性の強酸性イオン交換体も用いられる。好ましく
はジビニルペンゾールとの高度スルホン化スチロールの
共重合体の形のイオン交換体樹脂が用いられる。
縮合段階においてアニリン対ケトンのモル比は、2:1
〜10:1好ましくは6:1〜6:1である。2:1よ
り小さい値では希望しない副生物の生成が促進される。
アセトンとの非置換アニリンの縮合の場合は、主として
次の副生物が生ずる。2,2.4− )ジメチル−1,
2−ジヒドロキノリン、2,3.4 =トリメチルキノ
リン、2,4−ジメチルキノリン、N−イソプロペニル
−2,2−ビス(4−アミノフェニル)ソロパン、N、
N’−ジフェニル−2,2−ビス(4−アミノフェニル
)プロノ(ン0 10:1の値を有する上限は、副生物の生成という点で
は重要でない。もちろんアニリン濃度をそれ以上に高め
ても利益は増加されない。
アニリン対酸当量のモル比は、1:1〜4:1好ましく
は1:1〜2:1の間で変化できる。
4:1の値を越えて高めると、副生物の生成が増加する
アセトン及び塩酸との非置換アニリンの前記反応におい
ては、特にジフェニルアミンと、その2,2−ビス(4
−7ミノフエニル)プロノくンとの反応からの随伴生成
物が関与する。さらに1:1より小さいアニリン対酸当
量のモル比においては、2,2−ビス(4−アミノフェ
ニル)プロパンの生成速度が低下し、したがって前記の
場合での主としてN−インプロペニルアニリン及び2,
2.4− )ジメチル−1,2−ジヒドロキノリンが生
成する副反応が助長される。
酸性イオン交換体を用いる操作においては、水溶性酸に
当量の量が使用される。
本発明により添加される水量は、反応混合物に対し10
〜60重量%である。10重量%以の 下の水量では、副生物の生成(前言へ場合では特にキノ
リン類の生成)が助長される。水量を60重量%以上に
高めると、本方法は不経済になる。
反応成分は耐圧容器内で混合される。好ましくはそれは
攪拌により行われ、その場合反応関与体の添加順序は重
要でない。しかし優れた実施態様では、アミンを先に装
入したのちケトン、水及び酸を添加する。
反応関与体の混合は、普通は室温(20〜25°C)で
行われる。次いで攪拌下に混合物を閉鎖された反応器内
で、100〜160℃好ましくは120〜140℃に加
熱する。温度の上昇は段階的に行っても連続的に行って
もよく、それが速やかでも遅くても問題はない。
縮合は通常は1〜20バールの圧力で行われる。その場
合一般に系の固有圧力で足りる。圧力は、温度と濃度と
に依存して易揮発性の反応関与体の蒸気圧により定まる
。この圧力は不活性ガス例えば窒素によっても高めうる
が、20バールを越えて高めても変化率と選択率につい
て何も改善は得られない。
反応時間は一般に2〜20時間である。例えば浸液管を
経て対圧容器から反応混合物の数分の−を取り出し、こ
れを苛性ソーダ溶液(25重量%)で弱アルカリ性とし
、水相及び有機相に分け、有機相をガス/又は液体クロ
マトグラフィにより分析して、反応の進行を追跡できる
5反応は非連続的にも連続的にも実施できる。
連続反応では、2個又はそれ以上の適当な攪拌釜を有す
る攪拌釜カスケードによって操作することが有利である
本発明により得られる反応混合物は、使用する酸触媒に
よって不均一(固−液状)又は均一(液状)であり、種
々の手段により後処理又は他の処理に付することかでき
る。通常は反応排出物を25〜40重量%の苛性ソーダ
溶液で8〜10のpH価となし、40℃でしばらく攪拌
したのち、水相と有機相とに分別する。
水相に一部溶解した出発物質例えばアセトン及びアニリ
ンは、疎水性溶剤による抽出により、大部分回収できる
。好適な疎水性溶剤としては、水と混合しないで反応成
分に対しては不活性な任意の溶剤、例えばクロルベンゾ
ール、ペンゾール、ドルオール、キジロール、ジクロル
エタン、クロロホルム、四塩化炭素等が用いられる。
特に好ましい溶剤は0−キジロールである。
ジビニルペンゾールにより架橋された高度スルホン化の
固体ポリスチロール−イオン交換体樹脂を使用する場合
には、苛性ソーダ溶液を加えたのち、この固体触媒をP
Lにより分離する。
水洗された有機相及び合併した抽出物は、別個に又は−
緒に、まず常圧で次いで減圧で分留される。その際得ら
れるジフェニルメタン誘導体を水素化工程に使用する。
が、回収された装入物質は縮合工程に再供給することが
できる。
水素化は50バ一ル以上の圧力で実施される。
通常は60〜600バール好ましくは150〜600バ
ールの圧力が適用される。
好ましくは本方法のため60〜250°Cの温度が選ば
れ、120〜180°Cの範囲が特に優れている。
水素化される生成物は、その1までも溶液としても使用
できるが、溶液での水素化が有利である。その場合溶剤
としては、エーテル例えばジエチルエーテル、グリコー
ルジメチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン
等を使用できる。
好ましいルテニウム含有触媒は、その場ですなわち反応
混合物中で、酸化ルテニウム−([V)水和物を水素で
還元することにより得られた触媒である。この触媒前段
物質は、懸濁された形で又は乾燥粉末として又は普通の
担体材料例えば珪酸、酸化アルミニウム又は活性炭の上
に付着して得られる。三塩化ルテニウム水和物RuCl
3・6H20からの酸化ルテニウム−(IV)水和物の
製造は、西ドイツ特許2132547号明細書に詳細に
記載されている。
粒径が40〜60nmの範囲にあってルテニウム約60
〜70重量%の含量を有する、粉末状の触媒前段物質を
使用すると、特に活性の水素化触媒が得られる。
この触媒前段物質は湿−潤状態で用いてもよ(、使用前
に乾燥してもよい。これは真空中で80〜100℃に加
熱することにより得られる。しかし遠心分離して湿った
触媒前段物質を、有機溶剤で無水に洗浄して、最も好ま
しくは水素化のための溶剤中に懸濁された濃厚物の形で
使用できる。
一般にジフェニルメタン誘導体に対して、酸化ルテニウ
ム−(rV)水和物の量は10〜11000pp好まし
くは10〜1 o o ppmで足りる。
下記実施例中の部は重量部を意味する。
実施例1 a)二重外套加熱器と油循環加熱器、攪拌器、温度計、
供給装置、バースト円板(40バール)及び試料採取用
浸液管を備えたほうろう内張りのオートクレーブに、ア
ニリン521部、アセトン116部、水200部及び6
6重量%塩酸568部を装入し、閉鎖して攪拌しなから
130°Cで約1時間加熱する。その際3.2バールの
圧力となる。
時々浸液管を経て試料を採取し、これを苛性−ソーダ溶
液で中和したのち有機相を分離し、蒸留し、クロマトグ
ラフーイにより分析する。15時間経過したのち、反応
混合物をガラスフラスコに移し40%苛性ソーダ溶液5
65部を添加し、60〜4D’Cで短時間攪拌したのち
、分液漏斗により水相と有機相とに分別する。
前記条件下でアニリンとアセトンにより飽和した水相を
、0−キジロール各100部を用いて2回抽出し、抽出
液を反応排出物の有機相と合併する。合併した有機相を
C1’がなくなるまで数回洗浄し、次いで二段階蒸留装
置で精製する。
第一段階では常圧でアセトン、アニリン、〇−キジロー
ル及びN−イソプロペニルアニリンが留去され、縮合生
成物は塔底液中に存在する。
アセトン26部及びアニリン263部が回収され、変化
率はアニリンに対し77.5%及びアセる塔により、0
.5ミリバールで蒸留する。97%の純度で2,2−ビ
ス(4−アミノフェニル)プロパン(沸点=186〜1
84°C10,5ミリバール、融点:132°C)が2
92部(82%の選択率に相当)得られる。
b)実施例1a)により得られた2、2−ビス(4−ア
ミノフェニル)プロパン170部、ジオキサン250部
及び100℃で60ミリバールの真空で乾燥した酸化ル
テニウム−(IV)水和物0.04部を回転式オートク
レーブ中で、窒素により洗浄したのち水素を充填して1
50℃に加熱し、水素圧を250バールにする。水素が
吸収されな(なるまで水素化したのち、反応排出物から
触媒を除去し、減圧下に溶剤を分離し、残査を4ミリバ
ールで分留する。2,2−ビス(4−アミノシクロヘキ
シル)プロパン(沸点168〜170°G)171部が
得られ、これは95%の収率に相当する。
実施例2 a)実施例1a)に記載の耐圧装置にアニリン372部
、アセトン116部、水500部及びジビニルペンゾー
ルにより架橋したスルホン化ホリスチロール樹脂800
部(下記、特性を有する)を装入する。
粒径         0,3〜1.5龍水分含量  
     50〜55% H十−全容量:4.9ミリ当量 H+/gを 容器を閉鎖し、混合す拝上に130℃に20時間加熱す
る。その際3.0バールになる。次いで濾過により酸触
媒を除去する。液状の反応排出物を水相と有機相に分け
、実施例1a)と同様に仕上げ処理すると、アセトン2
5部及びアニリン86部が回収される。これはアニリン
に対し77%の変化率、アセトンに対し78.5%の変
化率に相当する。2,2−ビス(4−アミノフェニル)
プロパン350 部カ95%の純度で得られ、これは7
7、%の選択率に相当する。
b)振盪式オートクレーブにジオキサ7300部、実施
例伍)により得られた2−2−ビス(4−アミノフェニ
ル)プロパン200部及び遠心分離してジオキサンで洗
浄した酸化ルテニウム−(■)水和物(Ru i 9重
量%)0.5部を装入する。反応混合物を300バール
及び150’Cで水素化し、実施例1b)と同様に仕上
げ処理すると、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシ
ル)プロパン190部(収率は95%に相当)が得られ
る。
実施例6 a) 実施例1a)に記載の圧力装置中で、〇−トルイ
ジン600部、アセトン116部、水200部及び66
重量%塩酸568部を130°Cに20時間加熱する。
その際圧力は3,1バールとなる。反応混合物をガラス
フラスコに移し、40重量%苛性ソーダ溶液565部を
添加し、30℃で短時間攪拌したのち分液漏斗で水相と
有機相に分ける。有機相なC1’がなくなるまで10重
量%苛性ソーダ溶液で数回洗浄し、蒸留により仕上げ処
理する。
第一段階ではアセトン、o−)ルイジン及びN−イ:/
プロペニルー0−トルイジンが140ミリバールで留出
し、縮合物は塔底液として得られる。o −トルイジン
301部及びアセトン64部が回収され、変化率は0−
トルイジンにつき697%、アセトンにつき70.7%
である。
塔底液を実施例1a)と同様に分留すると、2,2−ビ
ス(4−アミノ−6−メチルフェニル)プロパン336
部(沸点197〜200’C10,5ミリバール、選択
率63%)、2,2,4.8−テトラメチル−1,2−
ジヒドロキノリン6部及びN−インプロペニル−2,2
−ビス(4−7ミノー6−メチルフエニル)プロパン8
部が得られる。
b) 振盪式オートクレーブに実施例3a)により得ら
れた2、2−ビス(4−アミノ−3−メチルフェニル)
フロパン2oo部、ジオキサン3で 00部及び100℃60バールの真空で乾燥した酸化ル
テニウム−(IY)%水和物0.1部(Ru67重量%
)を装入する。反応混合物を200バール及び200 
’Cで水素化し、実施例1b)と同様に仕上げ処理する
と、2,2−ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキ
シル)プロパン(沸点190〜196°C/4ミリバー
ル)が197部(94%の収率に相当)得られる。
実施例4 a) 実施例1a)に記載の耐圧装置内で、アニリフ5
21部、メチルエチルケトン144部、水200部及び
66重量%塩酸568部を130℃に20時間加熱する
。その際圧力は3.2 ノ<−ルとなる。反応生成物を
実施例5a)と同様に二段階の蒸留により仕上げ処理す
る。
第一段階ではメチルエチルケトン、アニリン及びN−イ
ソブテニルアニリンを140ミリバールで留出させ、縮
合生成物は塔底液として得られる。その際メチルエチル
ケトン29部及びアニリン225部が回収され、変化率
はアニリンにつき795%、メチルエチルケトンにつき
80%である。塔底液を実施例1a)と同様に分留する
と、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ブタン(沸点
186〜188°C10,5ミリバール)が662部(
75,2%の選択率に相当)得られる。
I))  振盪式オートクレーブに実施例4a)により
得られた2、2−ビス(4−アミノフェニル)ブタン2
00部、ジオキサン600部及び10で 0℃△60ミリバールの真空で乾燥した酸化ルテニウム
−(IV)水和物0.1部(Ru 67重量%)を装入
する。反応混合物を200バール及び200℃で水素化
し、実施例1b)と同様に仕上げ処理すると、2,2−
ビス(4−アミノシクロヘキシル)ブタン(沸点176
〜175°C/4ミリバール)が196部(96%の収
率に相当)得られる。
比較例1 実施例1a)に記載の耐圧装置を用い、アニリン559
部、アセトン262部、水410部及び66重量%塩酸
203部を160℃に20時間加熱する。その際圧力は
6バールとなる。
40重量%苛性ソーダ溶液202部を添加し、相分離及
び有機相の二段階蒸留を行ったのち、アセトン28部及
びアニソ7271 部(38,7%の変化率に相当)が
回収され、縮合生成物として2.2.4−)ジメチル−
1,2−ジヒドロキノリン(沸点130°C/10ミリ
バール融点21°G)70部、N−イソプロペニル−2
,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン28部及び
2.2− ビス(4−アミノフェニル)プロパン71部
(20,,6%の選択率に相当)得られる。
蒸留残有は150部である。
比較例2 実施例1a)に記載の耐圧装置を用い、アニリン521
部、アセトン116部及び66重量%塩酸142部を1
30℃に20時間加熱する。
その際圧力は6.5バールとなる。反応混合物をガラス
フラスコに移し、40重量%苛性ソーダ溶液145部を
添加し、40°Cで短時間攪拌したのち有機相と水相に
分ける。二段階蒸留ののち、アセトン21部及びアニリ
ン309部(56,8%の変化率に相当)が回収され、
そして縮合生成物として、2,2.4−)ジメチル−1
,2−ジヒドロキ29フ61部、N−インプロペニル−
2,2−ビス(4−アミノフェニル)フロバ?/80部
、N 、 N’−ジフェニル−2,2−ビス(4−アミ
ノフェニル)プロフッ12部及ヒ2゜2−ビス(4−ア
ミノフェニル)プロパン52部(20,2%の選択率に
相当)が得られる。蒸留残有は127部である。
出願人 バスフΦアクチェ/ゲゼルシャフト代理人 弁
理士 小  林  正  雄第1頁の続き 0発 明 者 ディーター・フォーゲスドイツ連邦共和
国6800マンハイ ム・リヒアルトーワーグナー− シュトラーセ28

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 縮合を、反応混合物に対し10〜60重量%の水
    の存在下に100〜160°Cの温度及び1〜20バー
    ルの圧力で行い、その際アニリン対ケトンのモル比を2
    :1〜10 : 1.そしてアニリン対酸当量のモル比
    を1=1〜4:1となし、次いで得られた生成物の水素
    化を、懸濁されたルテニウム含有触媒の存在下に60〜
    250℃の温度及び50バ一ル以上の圧力で行うことを
    特徴とする、一般式 (式中R3は後記の意味を有し、そして核において1〜
    4個の炭素原子を有する低級アルキル基の1個又は2個
    により、又はアルキル基中に1〜4個の炭素原子を有す
    る1個のカルボキシアルキル基により置換されていても
    よい)で表わされるp−位で非置換のアニリンを、アル
    キル基がそれぞれ1〜4個の炭素原子を有する低級脂肪
    族ケトンと、−塩基性又は多塩基性の強酸の存在下で縮
    合させ、得られた生成物を次いで水素化することによる
    、一般式 (式中R1及びR2は同一でも異なってもよく、1〜4
    個の炭素原子を有する低級アルキル基、R3は水素原子
    又は1〜4個の炭素原子を有する低級アルキル基を意味
    し、そして両シクロヘキシル環はそれぞれ1〜4個の炭
    素原子を有する〜1個又は2個の低級アルキル基により
    又はアルキル基中に1〜4個の炭素原子を有する1個の
    カルボキシアルキル基により置換されていてもよい)で
    表わされるビス(アミノシクロヘキシル)メジアルキル
    メタンの製法。 2、 酸として塩酸を使用することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 6、 酸として、ジビニルペンゾールにより架橋された
    高度スルホン化ポリスチロール樹脂系の水溶性強酸イオ
    ン交換体を使用することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の方法。 4、 縮合を120〜140°Cで行うことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 5、 アニリン対ケトンのモル比が3:1ないし6:1
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。 6、 アニリン対酸当量のモル比が1:1ないし2:1
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。 Z 水素化を120〜180℃で行うことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の方法。 8、 水素化を150〜300バールで行うことな特徴
    とする、特許請求の範囲第1項に記載の方法。
JP58129600A 1982-07-17 1983-07-18 ビス(アミノシクロヘキシル)ジアルキルメタンの製法 Pending JPS5927855A (ja)

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