JPS60202844A - ポリアミンの製造方法 - Google Patents

ポリアミンの製造方法

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JPS60202844A
JPS60202844A JP60037748A JP3774885A JPS60202844A JP S60202844 A JPS60202844 A JP S60202844A JP 60037748 A JP60037748 A JP 60037748A JP 3774885 A JP3774885 A JP 3774885A JP S60202844 A JPS60202844 A JP S60202844A
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aniline
formaldehyde
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hydrochloric acid
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ヴイリ・アイフラー
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C265/00Derivatives of isocyanic acid
    • C07C265/14Derivatives of isocyanic acid containing at least two isocyanate groups bound to the same carbon skeleton

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

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】 発明の背景 本発明はアニリンとホルムアルデヒドを触媒としての塩
酸の存在下に2段階で反応させることによる高いジアミ
ン含量と低い2,2′−ジアミノ−ジフェニルメタン含
量を有するジフェニルメタン係の/ジアミンの新規製造
方法に関する。
♂jチよシ大きいジイソシアネート含量を有するジフェ
ニルメタン系のポリイソシアネート混合物は、品質に関
しては高純度ジインシアネートよシ僅かに下なだけでお
るがはるかに経済的に製造しうるので、ポリウレタン製
造への使用に商業的見地からますます興味あるものとな
っている。それらの性質に関するかぎり、約tないし/
、2チの平均2.弘′−ジイソシアナトージフェ二ルメ
タン含量を有するのが有利であることがしばしば証明さ
れている。何故ならばそれらの結晶化傾向は斯してそれ
らの反応性の有意な低下なしに抑制されるからである。
これらインシアネートのもととなる高ジアミンのポリア
ミンの製造は原則的に当咳技術分野で知られている。そ
れらはアニリンとホルムアルデヒドの縮合を、アニリン
のホルムアルデヒドに対する高いモル比を使用して実施
することによシ得られる。
これらの生成物の商業的製造における相当のコスト因子
は使用される塩酸の量である。何故ならば通常、塩酸は
水酸化ナトリウムの添加によってプロセスから除去され
なければならないからでおる。
7°四トン化度はすべての7ミノ基(即ち反応混合物中
の中和されたおよび中和されて々いアミノ基)の合計量
を基準にしたアンモニウム基の形で存在するアミノ基(
即ち塩酸で中和されたアi)基)の百分率である。(高
いシア之ン含量を得るために必要なアニリンの高過剰に
も拘らず)塩酸と水酸化ナトリウムの経済的に有利な消
費を得るために低いプロトン化度が選択されるなら、λ
、≠′−ジアミノージフェニルメタン含量の増大が得ら
れる(これはしばしば望ましくsb得る)はかシでなく
 、 2 、2’−ジアミノ−ジフェニルメタンも大巾
に増大した程度に生成する。この成分はポリアミンから
製造されるポリイソシアネート混合物の反応性の明瞭な
低下をもたらすばかシでなく、これらポリイソシアネー
トから製造されるポリウレタンプラスチックスの性質に
も悪影響を有する。
米国特許第3,3乙Zり2り号は(1) /、 jない
し6モル(好ましくはλないしj −e 、!1/ )
のアニリンと1モルのホルムアルデヒドをアユ9フ1モ
ルアタシ0.2!ないしA/モJv(好ましくはOlり
jないし/。Ojそル)の塩酸の存在下に、20ないし
ょ0℃で反応させ: (Ii)次に少なくとも0.2モ
ルのアニリンを添加して混合物がその最終組成において
ホルムアルデヒド1モルあた力約コないし約10モル(
好ましくは約、2.jないし約5モル)のアニリンおよ
びアニリンノモルあたり約0. /ないし017gモル
(好ましくは0.7 !rないし0. P 5モル)の
塩酸を含有するようにし;そして(itD反応が完了す
るまで混合物をよo−1oo℃に加熱することからなる
ジフェニルメタ/系の4リア考ン混合物の製造方法を記
載している。このようにして得られた酸性反応混合物を
中和後、過剰のア=yンを分離しセして≠、≠′−ジア
ミノー2フェニルメタンを蒸留によシ回収する。との純
≠、!′−ジアミノ−ジフェニルメタンの製造方法は、
特に比較的高官能価のボリア(yの形の副生成物(蒸留
残渣)が相当の量蓄積するという欠点を伴なう。
上記米国特許の実施例の7つを除くすべてにおいて、反
応の第1段階において100%のプロトン化度(即ち若
干過剰の塩酸を使用)が維持されそして第2段階におい
て少なくともJ″Oチのプロトン化度が維持される。塩
酸とその中和に必要な水酸化ナトリウムの高消費量は全
く別として、このような手順は≠ 411−シアミノ−
ジフェニルメタンが明白に高収率で単離されうるポリア
ミン混合物を生ずる。しかし、弘、弘′−ジアミノーソ
フェニルメタンを単離しないと、該ポリアミン混合物は
対応するホスグ/化生成物(即ち対応するポリイソ7ア
ネート混合物)が室温で著しい結晶化傾向を示しそして
比較的高い塩素含量を有するといり欠点を伴なう。更に
、対応するポリイソシアネート混合物は暗色である。
本発明の目的は、少なくともr7重量−のりアミ/およ
び?ないし7.2重量%の2.F′−ジアミノ−ジフェ
ニルメタン含量を有するポリアミンを製造することがで
きるジフェニルメタン系のポリアミ/の新規な製造方法
を提供することで娶る。
得られるポリアミンは高い反応性によシ際立ち、最小の
結晶化傾向を有しそして明るい色の対応するポリイソシ
アネート混合物の製造に使用しうる。
同時にこの新規方法は比較的少量の塩酸触媒を使用する
発明の記述 本発明は、アニリンとホルムアルデヒドを触媒としての
塩酸の存在下に縮合させ、縮合反応の終シに酸触媒を中
和しそしてこのようにして得られたポリアミン混合物を
蒸留によシ精製することによる高いジアミン含量と低い
2,2′−ジアミノ−2フエニルメタン含量を有するジ
フェニルメタン系のボリア叱ンの製造方法において、 a)第7反応段階において、、2.0ないし3.5モル
のアニリンと1モルのホルムアルデヒドを塩酸の存在下
で反応させるかまたは、2.0ないし3.J′モルのア
ニリンと1モルのホルムアルデヒドとの酸触媒不在下で
の縮合生成物を塩酸の存在下で反応させ、この反応はJ
−0℃より低い温度で≠0ないしz0チのプロトン化度
で行ない、 b)〜次に反応混合物にア= リンを追加して、遊離ア
=’lJンおよび&)に従って生成した反応生成物の形
のアζン窒素原子の、これら反応生成物中にメチレン橋
の形で化学的に結合したホルムアルデヒドに対するモル
比が10:/より大きく且20’、/以下に増大しそれ
に応じてプロトン化度が低下するようにし、 c) b)に従りて得られた反応混合物を加熱して存在
するN−置換された中間生成物を未置換第1級アミノ基
含有ポリアミンに完全に転位させ、そして d) a)に従って得られた反応混合物を酸の中和後蒸
留により精製すること。
を特徴とする前記製造方法に向けられてbる。
本発明による方法の出発物質はアニリン、水溶液(通常
30ないし50重量%)の形のホルムアルデヒドおよび
通常30ないし37重量%の濃度の塩酸である。
第1反応段階において、出発物質はアニリンのホルムア
ルデヒドに対するモル比2:/ないし3.3:/好まし
くは、2.j:/ないし3:/およびプロトン化度l/
loないし60チに相当する量比で使用される。第2反
応段階において添加されるア= IJンの量は斯して、
反応混合物中でアミン窒素i子のホルムアルデヒド(既
にメチレン橋の形でその中に化学的に結合している)に
対するモル比が10:/よシ大きく且、20 : /l
で、好ましくは//:/ないし/乙:/であジアニリン
追加のプロトン化度が相応して低下するように計量され
る。
第7反応段階において反応温度は!θ℃以下好ましくは
30ないしl/L0℃の範囲、更に好ましくは32ない
し31r℃の範囲でおる。アニリンが追−加される第1
反応段階の反応混合物は次に第2反応段階において少な
くともioo℃、好ましくは少なくとも130℃、更に
好ましくは/30ないし750℃の範囲の最終温度に、
混合物の個々の蒸気圧に少なくとも相当する過圧下で徐
々に加熱される。
第1反応段階における反応混合物の滞留時間(または連
続運転の場合には平均滞留時間)は少なくとも75分好
ましくは3Qないし20分であるべきである。前記最終
温度での第2反応段階における反応混合物の(平均)滞
留時間は、N−置換中間生成物(アミノベンジルアニリ
ン)カ第1級アミノ基のみを含有する?リアミンに定量
的に転位するに充分な長さでなければなら々い、これは
反応混合物が、例えば高性能液体クロマトグラフィによ
ってもはやアミノベンジルアニリンが検出しえなくなる
まで前記最終温度に保持されることを意味する。
反応の最初に、ア=、IJンと塩酸を予備混合し次にホ
ルムアルデヒド溶液を添加することができる。
最初にアニリンとホルムアルデヒドを前記毎ル比で酸の
不在下に(例えばt、tohいし100℃で)反応させ
て対応するN、N’−二置換アζナールを生成させ、場
合によシ生成した水およびホルムアルデヒドと共に導入
された水を縮合生成物から相分iによって除去し、そし
て次に本発明による方法の第1反応段階に使用されるこ
の中性予備反応の生成物に塩酸を添加することもできる
ホルムアルデヒドとアニリン−塩酸混合物の、またはア
ニリン−ホルムアルデヒド予備反応の生成物と塩酸の反
応の温度は最終生成物の品質に関する限シ重要なプロセ
スパラメーターである。これらの反応は高度に発熱的な
ので、熱の効果的消散のための用意がなされねばならな
い、実際には、本発明による方法は直接冷却式またはド
イツ特許214tzタタr号に従りて蒸発冷却式の攪拌
器付容器内で減圧下に実施するのが好ましい、容量の適
当な選択は少なくとも75分の、好ましくは3Qないし
り0分の(平均)滞留時間を確保する。
しかる情残シのアニリンを添加しそして得られる混合物
を前記のように徐々に加熱する。
第λ反応段階が完了したら反応混合物を既知方法で例え
ば水酸化ナトリウムで中和し、有機相を塩溶液から分離
し、過剰のアニリンを有機相から留去しそして本発明に
よるポリアミン混合物を回収する。
本方法は連続法でかまたはパッチ法で実施しうる。連続
操作の場合反応の第λ段階は攪拌器付容器のカスケード
と続く圧力容器中で、または記載した一度プロフィルを
維持しうるなら適当な寸法の管または塔反応器中で有利
に実施しうる。
得られるポリアミンは更にホスダン化によシ処理してジ
フェニルメタン系の高品質ポリイソシアネートを生成さ
せることができ、それらはそのままで、他のイソシアネ
ートと混合後、または適当に変性後、硬質および軟質フ
オームおよび硬質および弾性成形品の出発物質として使
用しうる。
得られるポリイソシアネートは比較的高官能価の/IJ
イソシアネートの含量が低いために、純弘。
V′−ジイソシアナト−ジフェニルメタンおよびそれと
2.lIt′−ジイソシアナト−ジフェニルメタンの混
合物の製造用の価値ある出発物質でもある。
以下の実施例において百分率はすべて重量百分率である
実施例 例/(比較) 攪拌器を備えたフラスコ中で2≠oz<io、1モル)
のアニリンを/l乙# (/、2モル)の30%塩酸と
混合し、続いて3J’℃に冷却する6次に100g(1
モル)の30%ホルムアルデヒド水溶液を攪拌下に添加
し、混合物の温度は冷却によル3!℃に保つ。混合物を
3j℃で合計to分保ち、≠j℃でto分攪拌しそして
次に100℃に更に30分加熱する。得られる混合物を
圧力容器に移し、13.3;℃に加熱しそしてその温度
に60分保つ。冷却後混合物を/ 20.9 (/、 
jモル)のjOチ水酸化ナトリウムで中和する。生成す
る塩溶液を相分離によシ分離しそして水および遊離アニ
リンを有機相から留去する。ポリアミン混合物の収量は
/り1gである。塩酸の消費率は斯して計算−によ勺ポ
リアミンゆ、あた9、22りIの100チHCIと々る
生成物は次の組成を有する(MDA=ジアミノ−ジフェ
ニルメタンの略)=7よ2チの≠、グ’−MD人、/3
.1%CD2 、 !’−MDA、 /、0 %f)2
 、2’−MDA。
2タチの4リアミン。
例λ (米国特許3.3 A 7.りtり号の例/、表■、実
験乙に基づく比較) 攪拌器を備えたフラスコ中で、27り1(3モル)のア
ニソ/を3tり11(3,03モル)の30多塩酸と混
合する。しかる後≠O℃で攪拌しつつ100&C1モル
)の30%ホルムアルデヒド水溶液を添加する。該温度
を3θ分維持する0次に211A乙!l(3,0zモル
)のアニリンを添加し、温度を6j℃に上げそして混合
物をその温度で3時間保つ。反応混合物を30≠11(
3,1モル)のjOチ水酸化す) IJウムで中和する
。生成する塩溶液な相分離により分離しそして水と遊離
アニリンを有機相から留去する。ポリアミン混合物の収
量は797gである。塩酸の消費率は計算によpポリア
ミンに91)だvsvoyの/ 00 % H(Jとな
る。
生成物は次の組成を有する:♂よ2チの弘、 4t/−
MDA 、よ0%の2 、4t’−MDA、 0./チ
の2,2′−MDA、9.♂チのポリアミン。
ポリイソシアネートを製造するために、io。
gのポリアミンをまずjlomlのり目ロベンゼンに溶
解する。攪拌器を備えたフラスコ中でt2J’m1(Q
クロロベンゼン中の/jO−の液体ホスl”7の溶液を
調整する。ポリアミン溶液をホスゲン溶液VL償汗しつ
つ添加しそして得られる混合物を≠j分にわたt)/3
0℃に加熱し、その間塩化水素およびホスゲンが混合し
て廃ブスとして除去される。
このようにして得られる溶液から蒸留にょクホスrンと
クロロベンゼンを除き、この場合生成物は2jC℃の最
終温度を有する。得られるポリイソシアネート混合物は
次のデータによシ特徴づけられる: 塩素含量(1):0.36 クロロベンゼン中の5%溶液の1lt30nrnにおけ
る吸光度二0.3≠♂ 2J’Cにおける結晶化挙動:f時間内に結晶化例3(
本発明による) 攪拌器を備えた、フラスコ中でコ乙09(,21モル)
のアニリンをl≠49(/、、2モル)の30%塩酸と
混合し、続いて33℃に冷却する。次に1ooi(iモ
ル)の30=I&ホルムアルデヒド水溶液を攪拌下に添
加し、混合物の温度を冷却によ?)3j℃に保つ、混合
物、を3jCで合計60分攪拌する。次に乙1r011
(7,3モル)のアニリンを添加し、混合物を4’J″
℃に加熱し、弘j℃で60分攪拌しそして次に100℃
に更にto分加熱する。混合物を圧力容器に移し、/3
に℃に加熱しそしてその温度にto分保つ、冷却後混合
物を/ 20 Ii(/、 5モル)のj0チ水酸化ナ
トリウムで中和する。生ずる塩溶液な相分離により分離
しそして水と遊離アニリンを有機相から留去する。
ぼりアミン混合物の収量は/2/Iでおる。塩酸の消費
率は計算によりポリアミン/kl?あたシ22りIの1
00チHCIとなる。
生成物は次の組成を有する=777%の≠、 4LLM
DA、 52 A %(D2 、4Z’−MDA、 0
.j %(D2 、2’−MDk、10.7%のポリア
ミン。
ポリアミン混合物を例コと全く同様の方法でホスゲンと
反応させてインシアネートを生成させる。
得られるポリイソシアネート混合物は次のデータによシ
特徴づけられる: 塩素含量(イ):0.20 力、nイソーン由のぐ蟻庭溶のμm? Onmに卦汁る
吸光度’、0.232 26℃における結晶化挙動二♂日後も結晶化無し 例グ(本発明による) 攪拌器を備えたフラスコ中で27,011 (,2,r
モル)のアニリンを酸の不在下に30cs水溶液の形の
ホルムアルデヒド10011(1モル> ト、s−o℃
で反応させる。攪拌器を停めた時、二相混合物は上方の
水性相と下方の有機相に分離する。 −水性相を分離し
、有機相を攪拌しつつ/グ乙I(/、、2モル)の30
チ塩酸と混合し、温度は3j℃に保つ。混合物を3j℃
でto分保ち、その後♂J−79(’12モル)のアニ
リンを添加する。次に溶液を≠5℃に加熱し、そして6
0分間にわたり100℃に加熱し、次に圧力容器に移し
、その中で/lltθ℃に加熱しそしてその温度で、2
0分保つ、冷却後、混合物をハ2011(45モル)の
jOチ水酸化ナトリウムで中和する。生ずる塩溶液な相
分離によシ分離し、そして水と遊離アニリンを有機相か
ら留去する。ポリアミン混合物の収量は/り/lである
。塩酸の消費率は一すアミンki9あたシ22り9の1
00チHCJである。
生成物は次の組成を有する: 79.3r%の4t、 
+’−MDA、 / 0.!r%(D2 、 Il’−
MDA、 0.33’%(D2.2’−MOAおよび9
.3 J’チのポリアミン。
例j(比較) 手順は次の量を使用して例/における如くである。/J
−モルC/35PにI>のアニリン、A2モル(l≠6
g)の30チ塩酸、1モル(/ 00g>のホルムアル
デヒド(10%水溶液)および43モル(720g>の
jθチ水酸化ナトリウム、ポリアミン混合物(/り/l
)は次の組成を有する=76.3−のび、I/l’−M
DA、/よターの一1μ′−MDA、 /、 3 %O
2、2’−MDA オヨヒA、j %(Df! IJア
ミン。
例6(本発明による連続操作) 連続試験装置はカスケードの形に配置された6つのλリ
ットル容量攪拌器付フラスコと続くμリットル容量の、
jパールの過圧下で操作される管反応器である。第1の
攪拌器付フラスコは還流下に4totリパールの減圧で
操作され、従ってそれは311℃のメディウム温度を有
する。第2の攪拌器付フラスコは44j℃で、第3のは
50℃で、第≠のはto℃で、第jのは7j℃でそして
第6のはりよ℃で操作されるa mto攪拌器付フラス
コから混合物を管反応器に圧送し、その中で最初に10
0℃のメチイウム温度が調節され、徐々に増大して出口
で/≠θ℃になる。流出する酸性溶液を冷却し、捕集す
る。
102J107=リンとJr7JrlF)30%塩酸の
混合物/1,0OIIAおよび30%ホルマリン水溶液
32≠IIAを第1のフラスコに導入する。これはアニ
リンのホルムアルデヒドに対するモル比、2.r : 
/および7’ vs ) y化81/13 ’16ニ相
m−j−ル。
この混合物が第2のフラスーに流入する時これに≠≠7
 / IIAのアニリンを添加する。これはアミン窒素
原子の化学結合したホルムアルデヒドに対するモル比/
J’:/に相当する。管反応器から流出する混合物ハ弓
jIを!−,2!11(1)jOチ水酸化ナトリウムの
添加によル中和する。生ずる塩浴液を相分離によ〕分離
しそして水と遊離アニリンを有機相から留去する。ポリ
アミン混合物の毎時収量は73−01である。酸の消費
率は計算によシポリアミンに9あたシ23011の/ 
00 MCIとなる。
生成物は次の組成を有する:4t、4t’−即人ざtざ
チ、2.≠’ −MDA 9.3チ、λ、コ’ −MD
A O,≠チ、ポリアミンと5%。
ポリアミン混合物を例λにおけると同様の方法でホスゲ
ンと反応させてインシアネートを生成させる。得られる
ポリイソシアネート混合物は次のデータによシ特徴づけ
られる。
塩素含量(イ)二〇、// クロロベンゼン中の5%溶液の4’30nrnにおける
吸光度:o、isざ 2j℃における結晶化挙動二g日後も結晶化無し。
以上説明の目的で本発明を詳細に記載したが、該詳細は
その目的のためだけのものであるととおよび特許請求の
範囲によシ限定されうる以外は本発明の精神および範囲
を逸脱することなく種々の変更が当該技術の熟練者にょ
ルそこになされうろことは理解されるべきである。
代理人の氏名 川原1)−穂 第1頁の続き ■Int、CI、4 識別記号 庁内整理番号0発 明
 者 ウ′イリ・アイフラー ドイツ連邦共和国ハ2、
カタリネン 0発 明 者 ギュンター・エレント ドイツ連邦共和
国ヴアテイネスシュ デイ−5060ベルギツシューグラトバタル 25 ディー4150 フレフェルト 1、デストラーセ 8

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) アニリンとホルムアルデヒドを触媒としての塩
    酸の存在下に縮合させ、縮合反応の終りに酸触媒を中和
    しそしてこのようにして得られたポリアミン混合物を蒸
    留によシ精製することによる高いジアミン含量と低いコ
    、2′−ジアミノーゾフェニルメタン含量を有するジフ
    ェニルメタン系の一すアミンの製造方法において、 a) 第1反応段階において、 2.Oftいし3.5
    モルのアニリンと1モルのホルムアルデヒドを塩酸の存
    在下で反応名せるかまたは、2.0ないし3.タモルの
    アニリンと1モルのホルムアルデヒドとの酸触媒不在下
    での縮合生成物を塩酸の存在下で反応させ、この反応は
    10℃よシ低い温度でl/LOないし乙0−のプロトン
    化度を保って行ない、b)次に反応混合物にアニリンを
    追加して、遊離アニリンおよび&)に従って生成した反
    応生成物の形のアミン窒素原子の、これら反応生成物中
    にメチレン橋の形で化学的に結合したホルムアルデヒド
    に対するモル比が10:/よシ大きく且20:/以下に
    増大しそれに応じてプロトン化度が低下するようにし、 c) b)に従って得られた反応混合物を加熱して存在
    するN−置換された中間生成物を未置換第1級アミノ基
    含有ポリアミンに完全に転位させ、そ−して d) a)に従って得られた反応混合物を酸の中和後蒸
    留によ〕精製すること、 を特徴とする前記製造方法。
  2. (2) 段階&)を30ないし≠O℃で行なうことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)段階a)における反応混合物の滞留時間が少なく
    とも75分であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
  4. (4) 段階b)で添加されるアニリンの量が、アミン
    窒素原子の結合ホルムアルデヒドに対するモル比が/l
    :/ないし/乙:/となるような量であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の方法。
  5. (5)段階C)において反応混合物を加圧下に少なくと
    も730℃の温度に加熱することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  6. (6) ポリアミンのホスゲン化によるポリイソシアネ
    ートの製造方法において、Iジアミンが特許請求の範囲
    第1jJに記載の方法によりて製造される改良された製
    造方法。
JP60037748A 1984-03-01 1985-02-28 ポリアミンの製造方法 Granted JPS60202844A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3407494.5 1984-03-01
DE19843407494 DE3407494A1 (de) 1984-03-01 1984-03-01 Verfahren zur herstellung von polyaminen und ihre verwendung zur herstellung von polyisocyanaten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60202844A true JPS60202844A (ja) 1985-10-14
JPH0417943B2 JPH0417943B2 (ja) 1992-03-26

Family

ID=6229250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60037748A Granted JPS60202844A (ja) 1984-03-01 1985-02-28 ポリアミンの製造方法

Country Status (6)

Country Link
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