JPS6410510B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はニトロジフエニルアミン類の製造法に
関し、更に詳しくはハロゲン化ニトロベンゼン化
合物とアニリン化合物を、酸中和剤、銅触媒およ
びポリエーテルの存在下、減圧下で反応させるこ
とからなるニトロジフエニルアミン類の製造法で
ある。 ニトロジフエニルアミン類、とくにｐ−ニトロ
ジフエニルアミン類あるいはｐ−ニトロ−p′−メ
チルジフエニルアミンは染料ならびに有機ゴム用
薬品の中間体として極めて有用な化合物である。 これらの化合物の合成に関しては古くから研究
が行なわれ、種々の方法が知られている。しか
し、工業的規模で行なう場合、いずれも反応時間
が長く、その結果タール状物質の増加、収率の低
下等の難点があるか、あるいは特殊な原料を使用
するか等のために工業的に有利な方法とはいえな
かつた。 これらの問題を改良すべく、ハロゲン化ニトロ
ベンゼン化合物とアニリン化合物との反応におい
て、アニリン化合物としてホルムアニリドを使用
する方法（特開昭54−95523号公報、特開昭54−
81230号公報）や、反応系にポリエーテルまたは
大環式エーテルを添加する方法（特開昭54−
125622号公報）等が提案されている。これらの方
法はいずれも反応時あるいは反応前処理の工程で
トルエン、キシレンのような溶媒を使用し、反応
で副生する水の除去を行つている。たとえば特開
昭54−125622号公報の方法では、大気圧ないしは
約300KPa（キロパスカル）の圧力下、170〜215
℃で反応を行つているが、この方法に従えば、た
とえば大気圧では反応温度を最適の範囲に保つた
め、反応時トルエンのような溶媒を滴下する必要
があり、アニリン化合物としてアニリンを使用し
た場合、反応器頂部に接続した断熱充填塔より揮
発したアニリン、トルエン及び反応で生成し、ア
ニリン、トルエンと共沸して留出した水のうち、
アニリン、トルエン溶液を充填塔の頂点へ戻し、
一部を反応器へ戻し、これらの各々の送入は可変
ストロークベローズポンプで制御し、かつ、各々
の送入量はレトメーターで調整しなければなら
ず、また、反応の進行するにつれてアニリンが消
費され、ｐ−ニトロジフエニルアミンが生成して
反応液の沸点が上昇してくるので、所定の反応温
度を維持するために、同時にトルエンのみも滴下
する必要があり、工業的にも極めてはん雑な操作
が必要となる。また、トルエンのような溶媒を使
用する為、容積効率の低下による生産性の低下、
また反応終了時のアニリン化合物とトルエンとの
分離等の操作が必要となり工業的に不利となる。 しかし、この方法によれば副生物が比較的多く
生成するのみならず、反応時間も長くなる等の問
題があつた。 このようなことから、本発明者らはこれらの諸
欠点を改善し、操作的にも容易に副生物の生成を
減少せしめ、かつ短い反応時間でニトロジフエニ
ルアミン類を製造すべく鋭意検討の結果、本発明
に至つた。 すなわち本発明は、ハロゲン化ニトロベンゼン
化合物とアニリン化合物を、酸中和剤、銅触媒お
よびポリエーテルの存在下、減圧下で反応させる
ことからなるニトロジフエニルアミン類の製造法
である。 本発明において特徴とするところは、反応系を
50〜700mmHgの減圧にし、減圧度を調節すること
により、反応開始より終了までの反応温度を最適
の値に保ち、反応によつて生成した水は、過剰に
加えられたアニリン化合物と共に留出させて系外
へ取出し、水と分離されたアニリン化合物は再び
反応系へ供給するところにある。 これにより、反応の間に生成する水の留出速度
はトルエン添加の如き従来方法の約２倍となり、
反応時間が短縮し、製品中の副生成物含有率が低
下する。さらには、トルエンのような溶媒を使用
しないことにより生産性が向上し、反応時の煩雑
な操作が不必要となり、また反応終了時トルエン
のような溶媒の分離等の操作も不必要となつた。 この種の縮合反応において、特に溶媒を使用す
ることなく、直接ハロゲン化ニトロベンゼン化合
物とアニリン化合物とを反応せしめる場合には、
使用する原料あるいは製品によつては無機アルカ
リの共存下に高温で長時間さらされるとタール化
するおそれのあるものもあるが、本発明の方法に
よれば、このような場合にも反応系を減圧にする
ことより反応温度を自由に調節することができる
ので、容易にタール化を防止しうるのである。 本発明において使用する原料として、ハロゲン
化ニトロベンゼン化合物としてはｐ−クロルニト
ロベンゼン、ｏ−クロルニトロベンゼン、ｐ−ブ
ロムニトロベンゼン等が例示され、アニリン化合
物としてはアニリン、ｐ−トルイジン、ｐ−ニト
ロアニリン、ｐ−アニシジン、ｐ−フエネチジン
等が例示される。アニリン化合物の使用量は、ハ
ロゲン化ニトロベンゼン化合物に対して通常1.1
〜10モル比であり、好ましくは1.3〜3.0モル比で
ある。酸中和剤としては苛性ソーダ、重炭酸ソー
ダ、炭酸ソーダ、苛性カリ、重炭酸カリ、炭酸カ
リ等が例示されるが、製品品質に対する影響など
の点から炭酸カリが特に好ましく使用される。銅
触媒としては銅粉、シアン化銅、塩基性炭酸銅、
ヨウ化銅、塩化銅、硫酸銅、硝酸銅、酒石酸銅、
酸化銅等が例示される。ポリエーテルとしてはポ
リオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、オキ
シエチレンオキシプロピレンブロツクコポリマ
ー、ポリオキシエチレンモノまたはジアルキルエ
ーテルおよびポリオキシエチレンモノまたはジア
ルキルフエニルエーテル等が挙げられる。 次に反応装置および反応方法について説明す
る。撹拌機、温度計ならびに真空計を具えた通常
の反応釜に、脱水塔、冷却器、分液槽を取りつ
け、留出した含水アニリン化合物は脱水塔により
脱水され、アニリン化合物は再び反応釜に仕込ま
れる。一方分離された水は分液槽において一部同
伴したアニリン化合物と分液して反応系外に取り
出される。 この反応釜にポリエーテルを除く原料を仕込
み、100〜300℃、好ましくは170〜200℃に加熱
し、所定の内温で脱水が進行するように減圧度を
調節する。ポリエーテルが液体の場合、所定の内
温に達した後、たとえば減圧吸込み方式により反
応釜へ仕込む。固体のポリエーテルの場合、加熱
溶解後あるいはアニリン化合物の熱溶液として仕
込む。所定の反応時間後、水の留出がなくなれ
ば、反応は終了とする。反応後、混合物を過ま
たは水中に投じて無機塩を除去することにより、
ニトロジフエニルアミンのアニリン化合物溶液が
得られる。場合によつては、この溶液を水蒸気蒸
留または減圧蒸留によつてアニリン化合物を除
き、製品を取出してもよい。工業的には、アニリ
ン化合物溶液で次の反応へ進む方法が有利とな
る。収率および副生成物の含有率については、高
速液体クロマトグラフイー内部標準法で算出し
た。 以下、実施例により本発明の方法の詳細を具体
的に説明する。 実施例 １ 反応釜にｐ−クロルニトロベンゼン315ｇ、ア
ニリン372ｇ、無水炭酸カリ138ｇおよび酸化銅６
ｇを仕込み、撹拌下反応釜内温が185〜190℃に、
かつ留出含水アニリンが４〜５ml／minになるよ
うに減圧度を調節する。 ポリオキシエチレン平均分子量2000、PEG−
2000として市販のポリエーテル６ｇを反応釜内温
が180℃になれば、減圧吸込み方式により反応釜
へ仕込む。反応初期はアニリンが多いから670mm
Hg程度の減圧でよいが、反応が進行するにつれ
てアニリンが消費され、ｐ−ニトロジフエニルア
ミンが生成して反応液の沸点が上昇してくるの
で、徐々に減圧度を上げ反応終了時には400mmHg
にする。 一方、留出含水アニリンは脱水塔で水を除き、
塔底部より定量ポンプを経て反応釜へ仕込む。脱
水塔上部より留出する水は分液槽で同伴アニリン
を分離後、系外に取出し、分離アニリンは再び脱
水塔へもどす。 このようにして約５時間反応を続けると、系外
に取出された留出水量は約19.8ｇとなるので、こ
こで反応を終り反応釜内温を約160℃へ冷却後、
約1200ｇの水中へ排出して無機塩を溶解除去し、
分液後、油層を過して残留触媒を除き、ｐ−ニ
トロジフエニルアミンのアニリン溶液631.9ｇが
得られ、ｐ−ニトロジフエニルアミンの含有率
63.6％、収率93.8％であつた。この時副生成物と
して４，4′−ジニトロトリフエニルアミン（以下
DNTAという）が17.4ｇ、ニトロベンゼン（以
下NBZという）が2.5ｇ生成し、ｐ−クロルニト
ロベンゼンに対して各々5.2％、1.0％の副生率で
あつた。 比較例 １ 実施例１において、減圧法のかわりにトルエン
滴下法で行なつた。 反応釜にｐ−クロルニトロベンゼン315ｇ、ア
ニリン372ｇ、無水炭酸カリ138ｇ、酸化銅６ｇお
よびトルエン17ｇを仕込み、撹拌下反応釜内温を
185〜190℃にする。 ポリオキシエチレン平均分子量2000、DEG−
2000として市販のポリエーテル６ｇを反応釜内温
が180℃になれば、滴下により反応釜へ仕込む。 反応初期はアニリンが多いからトルエンの滴下
はわずかでよいが、反応が進行するにつれて反応
液の沸点が上昇してくるので、上記反応釜内温が
維持されるようにトルエンを滴下する。 一方、トルエン、アニリン、水よりなる留出物
は反応釜上部に設置した断熱充てん塔、冷却器を
経て分液槽へ流入し、水は分離して反応系外に取
り出した。 アニリン−トルエン溶液は充てん塔の頂部へも
どし、一部反応器へもどした。これらの操作はい
ずれも定量ポンプで行なつた。 このようにしてトルエンをさらに34ｇ滴下し、
約12時間反応を行なつたのち、実施例１と同様に
処理すると、ｐ−ニトロジフエニルアミンのアニ
リン溶液682.9ｇが得られた。ｐ−ニトロジフエ
ニルアミンの含有率は56.2％であり、ｐ−ニトロ
ジフエニルアミンの収率は89.6％であつた。この
とき副生成物としてDNTAが26.2ｇ、NBZが6.2
ｇ生成し、ｐ−クロルニトロベンゼンに対して
各々7.8％、2.3％の副生率であつた。 このアニリン溶液中の揮発性物質を160〜170℃
で約10〜20mmHgの真空下でストリツプリングし、
残存重量物435.2ｇと留出液247.7ｇとを得た。留
出液はアニリン180.5ｇ、トルエン51ｇおよび水
16.2ｇからなり、その分離は精留塔を使用して行
ない、アニリン171.5ｇ、トルエン34ｇを各々回
収した。 実施例 ２〜12 ｐ−クロルニトロベンゼン、アニリン、無水炭
酸カリ、酸化銅の使用量および反応温度は実施例
１と同様とし、各種のポリエーテルを使用した結
果を実施例２〜12で表１に示す。

【表】 実施例 13〜20 ｐ−クロルニトロベンゼン、アニリン、無炭酸
カリ、PEG2000の使用量および反応温度は実施
例１と同様とし、各種の銅触媒を使用した結果を
実施例14〜22で表２に示す。

【表】

【表】 実施例 21〜26 ｐ−クロルニトロベンゼン、無水炭酸カリ、酸
化銅、PEG2000の使用量および反応温度は実施
例１と同様とし、アニリンを各種モル比対ｐ−ク
ロルニトロベンゼンで使用した結果を実施例21〜
26で表３に示す。

【表】 実施例 27〜29 ｐ−クロルニトロベンゼン、アニリン、無水炭
酸カリ、酸化銅の使用量および反応温度は実施例
１と同様とし、PEG2000を各種の量で使用した
結果を実施例27〜29で表４に示す。

【表】 実施例 30 反応釜にｐ−クロルニトロベンゼン201ｇ、ｐ
−トルイジン205ｇ、無水炭酸カリ88ｇおよび酸
化銅３ｇを仕込み、ポリエーテルとして６ｇのエ
マルゲン985を使用し、実施例１と全く同様の操
作を行なうことにより、ｐ−メチル−p′−ニトロ
ジフエニルアミンのｐ−トルイジン溶液367.3ｇ
が得られ、含有率76.9％で、ｐ−メチル−p′−ニ
トロジフエニルアミンの収率は92.9％であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハロゲン化ニトロベンゼン化合物とアニリン
   化合物を、酸中和剤、銅触媒およびポリエーテル
   の存在下、無溶媒下にて、減圧下で反応させるこ
   とを特徴とするニトロジフエニルアミン類の製造
   法。