RU2126789C1 - Process for preparing n,n-diphenyl-p-phenylene diamine - Google Patents
Process for preparing n,n-diphenyl-p-phenylene diamine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2126789C1 RU2126789C1 RU97118635A RU97118635A RU2126789C1 RU 2126789 C1 RU2126789 C1 RU 2126789C1 RU 97118635 A RU97118635 A RU 97118635A RU 97118635 A RU97118635 A RU 97118635A RU 2126789 C1 RU2126789 C1 RU 2126789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aniline
- diphenyl
- carried out
- reaction mass
- phenylenediamine
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии органического синтеза, в частности, к способу получения вторичного ароматического амина - N,N'-дифенил-n-фенилендиамина. The invention relates to organic synthesis technology, in particular, to a method for producing a secondary aromatic amine - N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine.
N, N'-дифенил-n-фенилендиамин является широко распространенным стабилизатором синтетических каучуков общего назначения, защищает резины на основе этих каучуков от термоокислительного старения и разрушения при многократных деформациях, пассивирует действие металлов переменной валентности, является термостабилизатором полиэтилена и полиамидов, ингибитором полимеризации эфиров ненасыщенных карбоновых кислот, стабилизатором ракетных топлив и смазочных масел. N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine is a widely used stabilizer of synthetic rubbers of general purpose, protects rubbers based on these rubbers from thermal oxidative aging and destruction during repeated deformations, passivates the action of metals of variable valency, is a heat stabilizer of polyethylene and polyamides, an inhibitor of polymerization of unsaturated esters carboxylic acids, stabilizer of rocket fuels and lubricants.
N, N'-дифенил-n-фенилендиамин (ДФФД) получают конденсацией гидрохинона с анилином в присутствии катализатора. N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine (DPPD) is obtained by condensation of hydroquinone with aniline in the presence of a catalyst.
Основные реакции получения ДФФД протекают по следующей схеме:
Как следует из приведенной схемы, конденсация гидрохинона с анилином в присутствии катализатора идет в две стадии: вначале образуется n-гидроксидифениламин, который, вступая в реакцию со второй молекулой анилина, дает ДФФД. Так же протекает побочная реакция образования дифениламина.The main reactions for the production of DFFD proceed as follows:
As follows from the above scheme, the condensation of hydroquinone with aniline in the presence of a catalyst proceeds in two stages: first, n-hydroxydiphenylamine is formed, which, reacting with the second aniline molecule, gives DPPD. An adverse reaction of the formation of diphenylamine also proceeds.
Известен способ получения ДФФД конденсацией гидрохинона с анилином в присутствии катализатора процесса - хлористого цинка с азеотропной отгонкой реакционной воды. Гидрохинон, анилин и хлористый цинк берут в мольном соотношении 1: 4: 0,7 соответственно, конденсацию проводят при температуре 185-230oC в течение 10 часов при непрерывном кипении реакционной массы. К водной суспензии реакционной массы добавляют поверхностно-активное вещество ОП-10 (оксиэтилированный алкилфенол со степенью оксиэтилирования 9-10), препятствующий слипанию продукта, после чего отгоняют избыточный анилин с паром и обрабатывают продукт водным раствором щелочи. Получают ДФФД с выходом 63% от теоретического в пересчете на гидрохинон, температура плавления ДФФД составляет 144oC. (А.с. СССР N 168710).A known method of producing DFFD by condensation of hydroquinone with aniline in the presence of a process catalyst - zinc chloride with azeotropic distillation of reaction water. Hydroquinone, aniline and zinc chloride are taken in a molar ratio of 1: 4: 0.7, respectively, condensation is carried out at a temperature of 185-230 o C for 10 hours with continuous boiling of the reaction mass. The surfactant OP-10 (ethoxylated alkyl phenol with a degree of hydroxyethylation of 9-10) is added to the aqueous suspension of the reaction mixture, which prevents the product from sticking together, after which excess aniline is distilled off with steam and the product is treated with an aqueous alkali solution. Receive DFFD with a yield of 63% of theoretical in terms of hydroquinone, the melting point of DFFD is 144 o C. (A.S. USSR N 168710).
Недостатком известного способа является использование высоких концентраций анилина и хлористого цинка, а также недостаточно высокий выход целевого продукта - ДФФД. The disadvantage of this method is the use of high concentrations of aniline and zinc chloride, as well as the insufficiently high yield of the target product - DFFD.
Наиболее эффективными катализаторами конденсации гидрохинона с анилином являются вещества, способствующие отнятию воды, такие как хлориды цинка, кальция, алюминия и железа. Однако, хлориды металлов имеют ряд недостатков: выше 200oC в условиях реакции они разлагаются с образованием хлорида аммония, который отгоняется из реакционной массы вместе с анилином. Катализатор отделяется полностью только после многократной отмывки водой, что приводит к образованию большого количества сточных вод.The most effective catalysts for the condensation of hydroquinone with aniline are substances that take away water, such as zinc, calcium, aluminum and iron chlorides. However, metal chlorides have several disadvantages: above 200 o C under the reaction conditions, they decompose with the formation of ammonium chloride, which is distilled off from the reaction mass together with aniline. The catalyst is completely separated only after repeated washing with water, which leads to the formation of a large amount of wastewater.
Указывается на применение соляной, серной, борной и фосфорной кислот, а также оксалатов, сульфатов и фосфатов в качестве катализаторов конденсации гидрохинона с анилином (Горбунов Е.Н. и др. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов, М. Химия, 1981, с. 56. The use of hydrochloric, sulfuric, boric and phosphoric acids, as well as oxalates, sulfates and phosphates as catalysts for the condensation of hydroquinone with aniline is indicated (Gorbunov E.N. et al. Chemistry and technology of stabilizers of polymeric materials, M. Chemistry, 1981, p. 56.
В качестве наиболее близкого аналога заявителем выбран способ получения ДФФД конденсацией гидрохинона с анилином в присутствии триалкилфосфата (триметил- или триэтилфосфата) в качестве катализатора (Патент США N 2503712). Реакцию проводят в стальном автоклаве при 300oC, мольное соотношение гидрохинон : анилин : триалкилфосфат составляет 1:3:(0,02-0,026). Общее время реакции 6-7 часов. Процесс проводят в две стадии. Время первой стадии составляет 2 часа, реакцию проводят с азеотропной отгонкой образующейся воды, а по окончании первой стадии реакции отгоняют непрореагировавший анилин. К оставшейся после отгонки анилина реакционной смеси добавляют дополнительно анилин и катализатор - триалкилфосфат и проводят вторую стадию реакции в течение 4,5-5 часов с азеотропной отгонкой образующейся воды. По окончании второй стадии реакции отгоняют непрореагировавший анилин и из оставшейся реакционной массы выделяют целевой продукт - ДФФД путем ее фракционной разгонки. Выход ДФФД по известному способу составляет 87-87,5% от теоретического.As the closest analogue, the applicant selected a method for producing DFFD by condensation of hydroquinone with aniline in the presence of trialkyl phosphate (trimethyl or triethyl phosphate) as a catalyst (US Patent No. 2503712). The reaction is carried out in a steel autoclave at 300 o C, the molar ratio of hydroquinone: aniline: trialkyl phosphate is 1: 3: (0.02-0.026). The total reaction time is 6-7 hours. The process is carried out in two stages. The time of the first stage is 2 hours, the reaction is carried out with azeotropic distillation of the resulting water, and at the end of the first stage of the reaction, unreacted aniline is distilled off. Aniline and a trialkyl phosphate catalyst are additionally added to the reaction mixture remaining after distillation of aniline, and the second stage of the reaction is carried out for 4.5-5 hours with azeotropic distillation of the resulting water. At the end of the second stage of the reaction, unreacted aniline is distilled off and the target product, DFFD, is separated from the remaining reaction mass by fractional distillation. The yield of DFFD by a known method is 87-87.5% of theoretical.
Недостатками известного способа являются:
- проведение процесса конденсации в две раздельные стадии с промежуточным охлаждением и фракционной разгонкой реакционной массы;
- проведение процесса конденсации в автоклаве;
- использование высокой концентрации анилина.The disadvantages of this method are:
- carrying out the condensation process in two separate stages with intermediate cooling and fractional distillation of the reaction mass;
- carrying out the condensation process in an autoclave;
- the use of high concentrations of aniline.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание технологического процесса получения N,N'-дифенил-n-фенилендиамина, многократно воспроизводимого в промышленности, обеспечивающего высокий и стабильный выход целевого продукта при оптимальном сочетании технологических режимов, способа и концентраций используемых ингредиентов. The problem to which the present invention is directed, is the creation of a technological process for the production of N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine, repeatedly reproduced in industry, providing a high and stable yield of the target product with an optimal combination of technological regimes, method and concentrations of the ingredients used.
Поставленная задача решена новым способом получения N,N'-дифенил-n-фенилендиамина (ДФФД). The problem is solved in a new way to obtain N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine (DFFD).
ДФФД получают конденсацией гидрохинона с анилином в присутствии катализатора - 85-89%-ной фосфорной кислоты. Гидрохинон, анилин и фосфорную кислоту указанной концентрации смешивают в мольном соотношении 1: (1,2-1,35) : (0,018-0,10) соответственно, реакционную массу нагревают до температуры 205-210oC и процесс ведут при непрерывном кипении реакционной массы. В течение 1,5-2,5 часов осуществляют азеотропную отгонку образующейся воды при повышении температуры до 235-240oC. Конденсат разделяют на водную и анилиновую фазы, и анилиновую фазу направляют на рециркуляцию. Затем в течение 2-8 часов в реакционную массу добавляют дробно анилин по мере его расходования до достижения мольного соотношения гидрохинон: анилин 1:(2,05-2,5) соответственно, с одновременной азеотропной отгонкой образующейся воды. Процесс в течение указанных 2-8 часов проводят при постепенном повышении температуры со скоростью (3-10)oC/час до 250-270oC. Затем реакционную массу выдерживают при достигнутой температуре в течение 1,5-3 часов.DFPD is obtained by condensation of hydroquinone with aniline in the presence of a catalyst - 85-89% phosphoric acid. Hydroquinone, aniline and phosphoric acid of the specified concentration are mixed in a molar ratio of 1: (1.2-1.35): (0.018-0.10), respectively, the reaction mass is heated to a temperature of 205-210 o C and the process is carried out under continuous boiling of the reaction masses. Within 1.5-2.5 hours, an azeotropic distillation of the resulting water is carried out with increasing temperature to 235-240 ° C. The condensate is separated into the aqueous and aniline phases, and the aniline phase is sent for recirculation. Then, within 2-8 hours, aniline is fractionally added to the reaction mass as it is consumed until the hydroquinone: aniline molar ratio is 1: (2.05-2.5), respectively, with simultaneous azeotropic distillation of the resulting water. The process for the specified 2-8 hours is carried out with a gradual increase in temperature at a rate of (3-10) o C / hour to 250-270 o C. Then the reaction mass is kept at the temperature reached for 1.5-3 hours.
За время реакции азеотропно отгоняется суммарное количество воды, составляющее не менее 90% от ее теоретического выхода. During the reaction, the total amount of water, at least 90% of its theoretical yield, is azeotropically distilled off.
Затем отгоняют непрореагировавший анилин, при этом скорость потока анилина регулируется технологическими параметрами давления и температуры. Then unreacted aniline is distilled off, while the flow rate of aniline is controlled by the technological parameters of pressure and temperature.
После отгонки анилина из оставшейся реакционной массы выделяют целевой продукт - ДФФД. After distillation of aniline from the remaining reaction mass, the target product, DFFD, is isolated.
Выделение ДФФД осуществляют общепринятыми традиционными методами. Возможно выделение ДФФД из реакционной массы путем ее фракционной разгонки, которую целесообразно осуществлять в условиях вакуума. При фракционной разгонке реакционной массы в виде первой фракции дистиллята отгоняется дифениламин. Вторая фракция дистиллята содержит n-гидроксидифениламин в смеси с оставшимся анилином. И, наконец, целевой продукт - N,N'-дифенил-n-фенилендиамин отгоняется в виде третьей фракции при разгонке реакционной смеси. The selection of DFFD is carried out by conventional conventional methods. It is possible to isolate DFFD from the reaction mixture by fractional distillation, which is expediently carried out under vacuum. During fractional distillation of the reaction mass, diphenylamine is distilled off as the first fraction of the distillate. The second fraction of the distillate contains n-hydroxydiphenylamine mixed with the remaining aniline. And finally, the target product, N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine, is distilled off in the form of a third fraction upon distillation of the reaction mixture.
Погон, содержащий n-гидроксидифениламин в смеси с анилином, возвращают в цикл, на повторную циркуляцию, что обеспечивает меньшие затраты сырья, в частности, гидрохинона, и более высокий выход целевого продукта - ДФФД. A shoulder strap containing n-hydroxydiphenylamine in a mixture with aniline is returned to the cycle for re-circulation, which ensures lower raw material costs, in particular, hydroquinone, and a higher yield of the target product - DFFD.
Помимо фракционной разгонки, можно осуществлять выделение ДФФД путем его кристаллизации из различных растворителей. В качестве растворителей можно использовать толуол, этиленгликоль, хлорбензол, o-дихлорбензол. In addition to fractional distillation, it is possible to isolate DPPD by crystallizing it from various solvents. As solvents, toluene, ethylene glycol, chlorobenzene, o-dichlorobenzene can be used.
Предпочтительно использовать в качестве растворителя при выделении ДФФД толуол. It is preferable to use toluene as a solvent in the isolation of DPPD.
Все используемые в синтезе N,N'-дифенил-n-фенилендиамина ингредиенты выпускаются в промышленном масштабе и являются коммерчески доступными продуктами. All the ingredients used in the synthesis of N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine are commercially available and are commercially available products.
Полученный N, N'-дифенил-n-фенилендиамин прдставляет собой темно-серый порошок с температурой плавления 145-150oC. Горюч, пыль пожароопасна, Твоспл. 870oC, умеренно токсичен.The resulting N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine is a dark gray powder with a melting point of 145-150 o C. Combustible, dust fire, T ign. 870 o C, moderately toxic.
Выход N,N'-дифенил-n-фенилендиамина составляет 82-87%. The yield of N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine is 82-87%.
Существо настоящего изобретения далее иллюстрируется двумя примерами конкретного выполнения. Для специалистов очевидны другие примеры. Поэтому изобретение не ограничивается данными примерами, а ограничено только предлагаемым объемом формулы изобретения. The essence of the present invention is further illustrated by two examples of specific performance. Other examples are obvious to specialists. Therefore, the invention is not limited to these examples, but is limited only by the proposed scope of the claims.
Пример 1. Example 1
В реактор загружают 110,1 г (1 моль) гидрохинона, 11,7 г (1,2 моля) анилина и 2,3 г (0,02 моля) 89%-ной фосфорной кислоты. Реакционную массу нагревают до кипения (205-210oC) и в течение 2,5 часов азеотропно удаляют 16,5 г воды, при этом температура реакционной массы повышается до 235-240oC. Затем в течение 6 часов в реактор добавляют дробно 102,4 г (1,1 моля) анилина по мере его расходования, одновременно азеотропно удаляя образующуюся воду. В течение указанных 6 часов температуру реакционной массы постепенно повышают со скоростью 3-4 oC /час до 250-260oC и при достигнутой температуре массу выдерживают 2-3 часа. За время реакции выделяется 33 г воды (91,7% от ее теоретического выхода). Далее отгоняют непрореагировавший анилин. ДФФД выделяют из оставшейся реакционной массы путем ее фракционной разгонки в вакууме. Получают 205,5 г ДФФД с температурой плавления 148-150oC. Предгон, состоящий из n-гидроксидифениламина и анилина, возвращают в цикл, в результате чего выход ДФФД достигает 220,5 г (84,5%).110.1 g (1 mol) of hydroquinone, 11.7 g (1.2 mol) of aniline and 2.3 g (0.02 mol) of 89% phosphoric acid are charged to the reactor. The reaction mass is heated to boiling (205-210 o C) and 16.5 g of water are azeotropically removed over 2.5 hours, while the temperature of the reaction mass rises to 235-240 o C. Then, fractionally 102 are added to the reactor over 6 hours , 4 g (1.1 mol) of aniline as it is consumed, while azeotropically removing the resulting water. Over the course of the indicated 6 hours, the temperature of the reaction mass is gradually increased at a rate of 3-4 ° C / hr to 250-260 ° C and, at the temperature reached, the mass is held for 2-3 hours. During the reaction, 33 g of water is released (91.7% of its theoretical yield). Unreacted aniline is then distilled off. DFFD is isolated from the remaining reaction mass by fractional distillation in vacuo. 205.5 g of DPPD are obtained with a melting point of 148-150 ° C. The pregon consisting of n-hydroxydiphenylamine and aniline is recycled, resulting in a yield of DPPD of 220.5 g (84.5%).
Пример 2. Example 2
В реактор загружают 110,1 г (1 моль) гидрохинона, 121 г (1,3 моля) анилина и 11,5 г (0,1 моля) 85%-ой фосфорной кислоты. Реакционную массу нагревают до кипения (205-210oC) и в течение 1,5 часов азеотропно удаляют 16-17 г воды, при этом температура реакционной массы повышается до 235-240oC. Затем в кипящую реакционную массу в течение 3-х часов добавляют дробно 74,5 г (0,8 моля) анилина по мере его расходования, одновременно азеотропно удаляя реакционную воду. В течение указанных 3 часов температуру реакционной массы постепенно повышают со скоростью 8-10oC/час до 260-270oC и при достигнутой температуре массу выдерживают в течение 1,5 часов. За время реакции выделяется 34 г воды (94,4% от ее теоретического выхода). Затем отгоняют непрореагировавший анилин. ДФФД выделяют из оставшейся реакционной массы путем его кристаллизации из толуола. Для этого реакционную массу выливают при перемешивании в 500 мл толуола, выдерживают 15-20 минут при умеренном кипении, охлаждают, осадок отфильтровывают, промывают дважды толуолом и сушат. Получают 213,5 г ДФФД с температурой плавления 145-147oC. Выход ДФФД 82%.110.1 g (1 mol) of hydroquinone, 121 g (1.3 mol) of aniline and 11.5 g (0.1 mol) of 85% phosphoric acid are charged to the reactor. The reaction mass is heated to boiling (205-210 o C) and 16-17 g of water are azeotropically removed within 1.5 hours, while the temperature of the reaction mass rises to 235-240 o C. Then, in a boiling reaction mass for 3 hours add fractionally 74.5 g (0.8 mol) of aniline as it is consumed, while azeotropically removing the reaction water. Within the specified 3 hours, the temperature of the reaction mass is gradually increased at a speed of 8-10 o C / hour to 260-270 o C and at the temperature reached, the mass is kept for 1.5 hours. During the reaction, 34 g of water is released (94.4% of its theoretical yield). Unreacted aniline is then distilled off. DFFD is isolated from the remaining reaction mass by crystallization from toluene. For this, the reaction mass is poured into 500 ml of toluene with stirring, kept for 15-20 minutes at a moderate boil, cooled, the precipitate is filtered off, washed twice with toluene and dried. Get 213.5 g of DFFD with a melting point of 145-147 o C. The yield of DFFD 82%.
Представленные примеры иллюстрируют технологический процесс получения N, N'-дифенил-n-фенилендиамина, многократно воспроизводимый в промышленности, обеспечивающий высокий и стабильный выход целевого продукта при оптимальном сочетании технологических режимов способа и концентраций используемых ингредиентов. The presented examples illustrate the manufacturing process of N, N'-diphenyl-n-phenylenediamine, repeatedly reproduced in industry, providing a high and stable yield of the target product with an optimal combination of technological modes of the method and the concentrations of the ingredients used.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97118635A RU2126789C1 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Process for preparing n,n-diphenyl-p-phenylene diamine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97118635A RU2126789C1 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Process for preparing n,n-diphenyl-p-phenylene diamine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2126789C1 true RU2126789C1 (en) | 1999-02-27 |
RU97118635A RU97118635A (en) | 1999-05-27 |
Family
ID=20198877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97118635A RU2126789C1 (en) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | Process for preparing n,n-diphenyl-p-phenylene diamine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2126789C1 (en) |
-
1997
- 1997-11-12 RU RU97118635A patent/RU2126789C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2821541A (en) | Production of dialkyl 2, 5-diarylamino-3, 6-dihydroterephthalates | |
RU2126789C1 (en) | Process for preparing n,n-diphenyl-p-phenylene diamine | |
US4308216A (en) | Process for the preparation of aromatic dicarboxylic acid dichlorides | |
US3277175A (en) | Preparation of p-nitrodiphenylamines | |
US4382898A (en) | Process for the production of aromatic carboxylic acid chlorides | |
CA1224493A (en) | Process for making nitrodiarylamines | |
US4876337A (en) | Method and apparatus for the preparation of cyanoalkyl-alkoxysilanes | |
US2763683A (en) | Preparation of salicylanilide | |
US4351775A (en) | Method for preparation of alkyl vanadates | |
US3444233A (en) | Preparation of alkyl and aryl alpha-cyanoacrylates | |
GB2310662A (en) | Production of trialkyl phosphites from phosphorus trichloride and alcohol using a particular combination of amine base and alkyl- or alkylene-aromatic solvent | |
JPH035491A (en) | Production of tris(2-chloro(iso)propyl) phosphate | |
AU675298B2 (en) | Improved esterification process | |
JP3640319B2 (en) | Method for producing benzamide derivative | |
JPS6287550A (en) | Manufacture of z-2-methyl-2-butenoic acid | |
JPS63264491A (en) | Purification of diarylalkylphosphonate reaction residue | |
JPH01268663A (en) | Production of monoglyceride | |
JP4117373B2 (en) | Method for producing polyethylene isophthalate cyclic dimer | |
JP3876933B2 (en) | Method for producing hydrogen sulfate ester | |
JPS5967244A (en) | Preparation of ethyl acrylate | |
JP4023922B2 (en) | Method for producing high purity 1,3-dialkyl-2-imidazolidinone | |
JPH0491055A (en) | Production of succinic diester and its derivative | |
JPS63250353A (en) | Production of terephthalic acid dianilides | |
SU537068A1 (en) | The method of obtaining esters of α-acyl-aryl-α-amino acids | |
JPH02229145A (en) | Production of dimethylaminoethyl acrylate |