JPS61106786A - p−ヨ−ドアニリンの製造方法 - Google Patents

p−ヨ−ドアニリンの製造方法

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JPS61106786A
JPS61106786A JP59226672A JP22667284A JPS61106786A JP S61106786 A JPS61106786 A JP S61106786A JP 59226672 A JP59226672 A JP 59226672A JP 22667284 A JP22667284 A JP 22667284A JP S61106786 A JPS61106786 A JP S61106786A
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electrolysis
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松岡 有二
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山高 一則
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (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】 (産業上の利用分野) 本発明は、アニリンの存在下、ヨウ化物を電解酸化して
p−ヨードアニリン(以下、PIAと略記する)を製造
する方法に関するものである。
PIAは染料、顔料、医薬品、アラミド樹脂、ポリイミ
ドのモノマーなどの合成中間体として有用な用途がある
(従来の技術) 従来、アラニンの存在下、ヨウ化物を電解酸化してPI
Aを製造する方法としては、米国特許第3β75,45
9が挙げられる。この方法では、ヨウ化アンモニウムま
たはヨウ化アルカリ金属塩とアニリンの電解酸化を0〜
80Cで行い、PIA’を得ている。
(発明が解決しようとする問題点) 従来技術では、ヨウ化物とアニリンを電解する際、電解
液の水層(以下、単に水層と略す)のpHを5〜8に保
持し、水層と有機層の分離を行っている。このpH調整
は、プロセス上水酸化ナトリウムが陽極液中に混入して
くるため、デカンタ−での分離を行うためである。また
、従来技術の実施例では、隔膜法と無隔膜法全実施して
いるが、隔膜法の場合は、陽極で生成するヨウ化水素の
ために酸性とな9、無隔膜法の場合は、 +1極で生成
するヨウ化水素より陰極で発生する水酸化物の方が多い
友め、アルカリ性となるはずであるが、pH変化、pH
の調整についてはなんら記述されていない。
したがって、pHと電解成績の関係についてはなんら記
述されていない。本発明者らが水層のpHと電流効率の
関係について調べたところ、実施例、比較例で明らかな
7口く、特定範囲のpHでのみ高い電流効率が得られる
ことが明らかとなった。特にアルカリ性となると、電流
効率が著しく低下する。このため特定範囲のpHK調整
する必要性が、従来技術とは全く異なる理由で必要なの
である。
さらに、従来技術の電解液組成では、pH調整が困難で
あった。特に無隔膜法の場合は、水層がアルカリ性とな
ってくるので、電流効率が低下する危険性が高かった。
本発明者らは、上記のような従来方法がもつ欠点全克服
し、PIAを高い電流効率で製造し、しかも、pH調整
が容易な工業的方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結果
、リン酸塩を電解液に加え、水層のpHt”特定範囲に
保持することによって、高い電流効率が安定して得られ
、電圧が低下すること以外にも、驚くべきことに電流効
率がさらに上昇することを見出し、この知見に基いて本
発明を完成するに至つ几。
(問題点を解決する几めの手段および作用〕本発明は、
アニリンの存在下、ヨウ化物を電解酸化してPIAを製
造するにあfcり、電解液にリン酸塩を添加し、水層の
pHを5.5〜6.9に保持 !しながら電解を行うこ
とを特徴とするPIAの装造方法である。
本発明では、リン酸塩を電解液に添加し、pH変化を少
なくり、pH調整全容易にし、さらに電流効率を高めて
いるのである。
本発明では、リン酸塩としてリン酸アンモニウム、リン
酸ナトリウム、リン酸カリウムが好ましい。工業的には
、特にリン酸ナトリウムがよシ好ましい。水層中のリン
酸塩濃度は1〜20重量%が好ましく、20重量%を超
えると水層の粘度が高くなる。
水層のpHは5.5〜6.9が好ましい。pHが6.9
より高いと、PIAの電流効率が低下し、副反応生成物
である4−アミノジフェニルアミンなどが生成する。ま
た、pHが5.5よシ低いと、アニリンのリン酸塩と思
われるものが析出し、器壁に付着するなど電解を正常に
行うことができなくなつ友。
本発明において、ヨウ化物とは、水に可溶で電解質のも
のを言う。ヨウ化物には、ヨウ化アンモニウム、アルカ
リ金属のヨウ化物、ヨウ化第4級アンモニウム塩などを
挙げることができ、好ましくはヨウ化アンモニウム、ヨ
ウ化ナトリウム、ヨウ化カリウムが用いられる。工業的
には特にヨウ化ナトリウムが好ましい。カチオンは前述
のリン酸塩のカチオンと同じであることが好ましい。
ヨウ素化合物とアニリンの電解反応は、隔膜法、無隔膜
法いずれの方法で本支障なく行うことができる。隔膜法
の場合は、陽極でヨウ化水素が生成し、陰極では対応す
る水酸化物が生成する。水酸化物が必要な場合は、隔膜
が選択される。−万、無隔膜法の場合は、陰極で生成す
る水酸化物の友め水層がアルカリ性となシ、電流効率が
低下する危険性が高いが、本発明によれば、実施例3,
4、比較例3.4で明らかな如く、pH変化が少なく、
高い電流効率が安定して得られる。この方法は隔膜が不
要であシ、電槽構造が簡単となり、しかも、電極間隔を
狭くでき、電力原単位の向上が図れる。
陽極材料としては、白金、ルテニウム、ロジウム、イリ
ジウムを単独もしくはチタンやタンタルにメッキしたも
の、各々合金、合金メッキ、また、白金、ルテニウム、
ロジウム、イリジウムとパルプメタル(チタン、タンタ
ルなど)との酸化物合金、炭素などを挙げることができ
る。
陰極材料としては、水素過電圧の低いものが好ましいが
、特に限定されることなく、鉄、ニッケル、ステンレス
などを挙げることができる。
隔膜を用いる場合は、必要に応じてカチオン交換膜、ア
ニオン交換膜などが用いられる。
以下、隔膜法について述べる。その記述は、無隔膜法に
おいても概ね適用できるので実施例を示すに止めた。
電解槽は有機電解反応において通常用いられるものであ
って、電解液を両極の間に通過させることができるよう
なものであればよい。例えば、働湘は陰極板と陽極板を
平行に対立させ、両極の間に陰極室、陽極室を形成する
ように、膜−極間隔を規定するポリエチレン板、隔膜、
ポリエチレン板をこの順序に置く。これらのポリエチレ
ン板の中央部゛  分には、電解液が通過するように開
孔部を設ける。
・ず 電極の通電面積は、この開孔部の大きさによってきまシ
、そして、゛電極と隔膜との間隔は、このポリエチレン
板の厚みによって規定される。陽極液と陰極液は、それ
ぞれのタンクから電解槽に設けられた供給口全経て陽極
室、陰極室に入り、室内を通過する間に一部が反応して
流出口から出て、陽極液タンク、陰極液タンクに戻り、
タンクと室との間を循環する。
電流密度は1〜30A/d1rtが好ましく、30A 
/ di’より高い電流密度では電圧が著しく高くな5
、IA/dゴより低い電流密度では生産性が悪くなる。
電解温度は20〜60Cが好ましい。電解@度と副生成
物である0−ヨードアニリン(以下、OIAと略す〕の
生成量と相関があシ、温度が低い方が、910体比が大
きくなシ好ましい。しかし、電圧が上昇し、電力原単位
が悪くなる。
電解槽内の電解液流速は0.1〜4m/秒が好ましい。
0.1m/秒よシ遅い流速では電流効率が低下し、4m
/秒よシ速い流速では電解槽内の圧損   ′□失が非
常に多くなる。
電極と隔膜の間隔は、通常0.5〜31gl1lが好ま
しい。
水相のpHの調整は、必要に応じて、対応する水酸化物
、ヨウ化水素を加えて行うことができる。
陽極液は水層と有機層から成る。水層は水、リン酸塩、
ヨウ素化合物が主成分であり、有機層はアニリン、PI
A、OIAが主成分である。有機層中のp I Aoa
度は1〜60重iqbが好ましい。
陽極液中に有機層の占る割合’6 org容量比と定義
するが、Org容量比は0.01〜1が好ましい。陰極
液は各々リン酸塩の水溶液、ヨウ素化合物の水溶液、水
酸化塩の水溶液いずれも使用できるが、生成物である対
応する水酸化塩を用いるのがよシ好ましい。
(発明の効果) 以上述べてきたように、本発明によれば、リン酸塩を加
えることによって、水層のpH変化を抑制し、PIAの
電流効率の低下するのを防止すると共に、なおかつ電流
効率を高めることができる。
また、pHを5.5〜6.9に保持することによシ、最
も高い電流効率が得られるのである。リン酸塩を加えp
H変化を抑制でき% pH調整が容易になつ九のは、工
業的に実施する上で有利である。しかも、リン酸塩を加
えることによって電圧が下り、電力原単位の向上が図れ
る。以上の点で本発明の方法は、極めて優れ九PIAの
工業的製法である。
(実施例) 次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
なお、実施例をよび比較例における測定値は、下記方法
によつ几。
plo(モル比)=生成PIA/生成01A実施例1 陽極液として、リン酸二水素ナトリウム751、リン酸
水素二ナトリウム7511 ヨウ化ナトリウム150?
、アニリンs 00 ?、水1200fの混合液を用い
、陽極液タンクに入れた。陰極液タンクには5チ水酸化
す) IJウム水溶液1kgを入れた。両タンクの電解
液を次の電解槽に循環した。
電解槽は隔膜で仕切られた陽極液と陰極室からなり、陽
極には白金メッキし几チタン板、陰極には鉄板で両極と
もに1c1n×100Crnの通電面積を有するものを
用い1両極の間に通電面積が1ffiX100mになる
よう開孔部を有する厚さ2龍のポリエチレン板2枚と、
その中央にはパーフルオロカーボン型陽イオン交換膜を
置いて陰極室と陽極室を形成させ友ものを用いた。電解
槽は電解液の供給口と流出口を有しており、電解液は流
速2m/秒で流し、電流密度10A/dm′、電解温度
50Cで電解を2時間行った。陽極液水層のpHは、あ
らかじめ6.5に調整し、電解中はNaOHを加えpH
を6.5に保つ友。
平均電圧は!1.5 v″′Cあった。電解後、電解液
中のPIAiガスクロマトグラフィーにより分析した。
その結果、電流効率は94チであった。運転1′17 
   中のpH変化が少なく、pH調整が容易であった
生成フェニレンジアミンのp10比は24であった。
比較例1 実施例1の陽極液組成のうちリン酸ナトリウムを除いた
ほかは、実施例1と同鮒下で電解金行った。平均電圧は
4.3vであった。電流効率は86チであった。運転中
のpHの調整が難しく、pHがやや変動し友。生成した
フェニレンジアミンのp10比は23.5であった。
実施例2 実施例1と同じ電解液、電解槽を用い、電解液の流速2
m/秒、電解温度500%電流密度10A/dゴで、水
層のpHを変化させて電解を2時間行った。結果を表1
に示した。
表  1 3Yil  pf15.1では有機層が液状でなくなり
、タンク壁′iなどに付着し、電解槽に十分送ることが
できなくなり、電w4を中止し友。
*2  pH7,6ではガスクロ分析の結果、4−アミ
ノジフェニルアミン、アゾベンゼンが検出され友。
比較例2 比較例1と同じ電解液、電解槽を用い、電解条件も同じ
であるが、pHのみ変化させて電解を2時間行った。結
果を表2に示した。
表  2 なお、p H5,0、4,6でも有機層は液状であり、
析出することはなかった。しかし、p H= 4.6で
は、有機層が非常に少なくなった。アニリン塩が水槽に
溶解し7t7tめと思われる。pH7,8では、ガスク
ロ分析の結果、4−アミノジフェニルアミン、アゾベン
ゼンが検出され次。
実施例3 電解液として、リン酸二水素カリウム702、リン酸水
素二カリウム702、ヨウ化カリウム150?、アニリ
ン2501、水1210fの混合液を用い、電解液タン
クに入れた。水層のpHは6.0であつ友。
電解槽は、陽極には白金、チタンを混合、塗布、焼成さ
せた酸化物合金を形成させ九チタン板、陰極には鉄板で
両極の間に通電面積が1crn×100crr1になる
よう開孔部を有する厚さ2 +uのポリエチレン板1枚
を置いて電解室を形成させたものを用い友。電解槽は電
解液の供給口と流出口を有しておシ、電解液は流速2m
/秒で流し、電流密度10A/dゴ、電解温度saCで
電解1&:2時間行った。
電解中はpH調整を行なわなかつ友。電解後の水層のp
Hは6.5であつ几。平均電圧3.2vであつ次。PI
Aの電流効率は92チであつ几。生成フェニレンジアミ
ンのp / o比は25でらつ友。
比較例4 実施例5の電解液組成のうちリン酸塩を除き、水を14
of増やしfct解液を用いたほかは、実施例3と同様
に!解を2時間行つ比。電解中はpH調整を行なわなか
った。pHは6.0から11.3まで上昇し友。平均電
圧は4.4vであり、電流効率は32チであった。
実施例4 電解液として、リン酸二水素アンモニウム50?、リン
酸水素アンモニウム501、ヨウ化アンモニウム200
2、アニリン300 f、水12001の混合物を用い
、電解液タンクに入れ几。水層のpHは5.5であった
電解槽は実施例3と同様なものを用い、電解液流速1.
5 m 7秒で流し、電流密度10A/dTt。
電解温度45Cで電解を2時間行った。電解中はpH調
整を行なわなかった。電解後の水層のpHは6.3でb
つ友。平均電圧は3.2vであった。
PIAの電流効率は91チであった。生成フェニレンジ
アミンのp10比は25.3であった。
比較例4 実施例4の電解液組成のうちリン酸塩を除き、水7に1
00?増やし之電解液を用いたほかは、実施例4と同様
に電解を2時間行つ次。電解中はpH調整を行なわなか
った。pHは5.5から9.1まで上昇しに0平均電圧
は4.2■であつ几。PIAの電流効率は60チであっ
た。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アニリンの存在下、ヨウ化物を電解酸化してp−
    ヨードアニリンを製造するに際し、電解液にリン酸塩を
    添加し、水層のpHを5.5〜6.9に保持しながら電
    解を行うことを特徴とするp−ヨードアニリンの製造方
    法。
  2. (2)リン酸塩がリン酸アンモニウム、リン酸ナトリウ
    ム、リン酸カリウムである特許請求の範囲第1項記載の
    方法。
  3. (3)ヨウ化物がヨウ化アンモニウム、ヨウ化ナトリウ
    ム、ヨウ化カリウムである特許請求の範囲第1項記載の
    方法。
  4. (4)リン酸塩とヨウ化物のカチオンが同一である特許
    請求の範囲第1項記載の方法。
  5. (5)水層中のリン酸塩濃度が1〜20重量%である特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
  6. (6)電流密度が1〜30A/dm^3である特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  7. (7)電解温度が20〜60℃である特許請求の範囲第
    1項記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5246561A (en) * 1991-05-15 1993-09-21 The Dow Chemical Company Electrolytic cell and process for the labeling of proteins and peptides
JPWO2010104028A1 (ja) * 2009-03-10 2012-09-13 学校法人慶應義塾 電気分解を利用した芳香族ハロゲン化合物の製造方法

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