SK283227B6 - Spôsob prípravy 4-aminodifenylamínu - Google Patents

Spôsob prípravy 4-aminodifenylamínu Download PDF

Info

Publication number
SK283227B6
SK283227B6 SK1725-99A SK172599A SK283227B6 SK 283227 B6 SK283227 B6 SK 283227B6 SK 172599 A SK172599 A SK 172599A SK 283227 B6 SK283227 B6 SK 283227B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
nitrobenzene
aniline
adpa
base
reaction
Prior art date
Application number
SK1725-99A
Other languages
English (en)
Other versions
SK172599A3 (en
Inventor
Antonio L. Devera
Original Assignee
Flexsys America L. P.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Flexsys America L. P. filed Critical Flexsys America L. P.
Publication of SK172599A3 publication Critical patent/SK172599A3/sk
Publication of SK283227B6 publication Critical patent/SK283227B6/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/30Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
    • C07C209/32Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups
    • C07C209/36Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups by reduction of nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings in presence of hydrogen-containing gases and a catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/02Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of hydrogen atoms by amino groups

Landscapes

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

Abstract

Spôsob výroby 4-ADPA naplnením nitrobenzénu do reakčnej zóny pod tlakom vodíka za prítomnosti bázy a hydrogenačného katalyzátora. Spôsob je vhodným a hospodárnym jednostupňovým postupom, za získania zvýšených výťažkov a selektivít. Vynález ďalej poskytuje rôzne výhodné spôsoby, ktoré sú vhodné na výrobu 4-DPA a hydrogenáciu alebo redukčnú alkyláciu, aby vznikol PPD. Pre vynález sú dôležité molárne pomery anilínu k nitrobenzénu a nitrobenzénu k báze a výber vhodného katalyzátora.ŕ

Description

Oblasť techniky
Predkladaný vynález sa týka spôsobu výroby 4-aminodifenylamínu (4-ADPA), dôležitého medziproduktu pri výrobe substituovaných parafenyléndiamínových (PPD) antidegradačných látok pre polyméry, najmä gumu.
Doterajší stav techniky
Je známy spôsob výroby 4-ADPA pomocou nukleofilného aromatického substitučného mechanizmu, kde anilínový derivát nahrádza halogenid. Tento spôsob zahŕňa výrobu medziproduktu 4-ADPA, menovite 4-nitrodifenylamínu (4-NDPA) s následnou redukciou nitrozložky. 4-NDPA sa vyrába reakciou p-chlór-nitrobenzénu s anilínovým derivátom, ako je formanilid alebo jeho soľ s alkalickým kovom, v prítomnosti akceptora kyseliny alebo neutralizačného činidla, ako je uhličitan draselný a voliteľne s použitím katalyzátora. Pozri napríklad US patent No. 4 187 248; 4 683 332; 4 155 936; 4 670 595; 4 122 118; 4 614 817; 4 209 463; 4 196 146; 4 187 249; 4 140 716. Tento spôsob je nevýhodný v tom, že halogenid, ktorý je nahrádzaný, pôsobí korozívne na reaktor a vyskytuje sa v odpade, a preto musí byť odstraňovaný za značných nákladov. Okrem toho, použitie anilínového derivátu, ako je formanilid a použitie p-chlór-nitrobenzénu si vyžaduje ďalšie spracovávacie zariadenie a schopnosť vyrobiť takéto východiskové látky z anilínu a nitrobenzénu.
Je tiež známy spôsob výroby 4-ADPA z kondenzátu anilínu „hlava-päta“. Pozri napr. GB 1 440 767 a US Pat. No. 4 760 186. Tento spôsob je nevýhodný v tom, že výťažok 4-ADPA je pre priemyselnú výrobu neakceptovateľný. Je tiež známa dekarboxylácia uretánu, ako spôsob výroby 4-NDPA. Pozri US Pat. No. 3 847 990. Ale takýto spôsob nie je z komerčného hľadiska vhodný kvôli cene a výťažku.
Je známa výroba 4-ADPA hydrogenáciou p-nitrozodifenylhydroxylamínu, ktorý možno vyrobiť katalytickou dimerizáciou nitrozobenzénu s použitím alifatických zlúčenín, benzénu, naftalénu alebo etylénicky nenasýtených zlúčenín ako redukčného činidla. Pozri napr. US Pat. No. 4 178 315 a 4 404 401. Je tiež známa výroba p-nitrozodifenylamínu z difenylamínu a alkylnitrátu za prítomnosti prebytku HC1. Pozri napr. US Pat. No. 4 518 803 a 4 479 008.
Je tiež známa výroba 4-nitrozodifenylaminu reakciou acetanilidu a nitrobenzénu v DMSO za prítomnosti hydroxidu sodného a uhličitanu draselného pri 80 °C počas 5 hodín. Pozri Ayyangar et al., Tetrahedron Letters, Vol. 31, č. 22, s. 3217-3220 (1990). Pozri tiež Wohl, Chemische Berichte, 36, s. 4135 (1903) a Chemische Bcrichte, 34, s. 2442 (1901). Ale, výťažok 4-nitrozodifenylamínu je nízky, a preto v praxi nevhodný. Okrem toho, takýto postup si vyžaduje použitie derivátu anilínu, menovite acetanilidu, a preto zvyšuje náklady východiskových materiálov.
Je známa výroba 4-ADPA úspešnými krokmi a) reakciou anilínu s nitrobenzénom za prítomnosti bázy, za kontrolovaných podmienok výroby zmesi s obsahom solí 4-nitrodifenylamínu a 4-nitrozodifenylamínu a potom b) hydrogenáciou solí. US patent č. 5 117 063 uvádza takýto postup.
US patent č. 5 420 354 uvádza iný spôsob výroby p-aminodifenylamínu reakciou nitrobenzénu s vodíkom a anilínom v prítomnosti hydrogenačného katalyzátora, hydrogenačného inhibítora a kyslého katalyzátora. Hoci tento posledný menovaný postup je opísaný ako jednostupňový, selektivita požadovaného produktu je relatívne nízka.
Spôsobom podľa predkladaného vynálezu sa 4-ADPA vyrába jednostupňovým postupom, pri ktorom sa nitrobenzén naplní do reakčnej zóny pod tlakom vodíka v prítomnosti bázy a hydrogenačného katalyzátora. V tom istom reaktore prebiehajú rôzne reakcie, výhodne na nehybnej vrstve, aby sa vyrobil 4-ADPA v jednom kontinuálnom výrobnom kroku. Okrem toho, spôsob podľa predkladaného vynálezu je oveľa menej finančne náročný z hľadiska výrobných nákladov, ako aj z hľadiska ceny surovín, čo umožňuje jednostupňový spôsob. Konečne, takýmto postupom sa získajú zvýšené výťažky a selektivity.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je spôsob výroby 4-ADPA naplnením nitrobenzénu do reakčnej zóny pod tlakom vodíka za prítomnosti bázy a hydrogenačného katalyzátora. Spôsob poskytuje výhody a hospodárnosť vyplývajúce z jednostupňového spôsobu za získania zvýšených výťažkov a selektivít.
Okrem toho sa ďalej poskytuje spôsob, pri ktorom je 4-ADPA vyrábaný pod tlakom vodíka v uvedenom postupe ďalej hydrogenovaný, aby sa vyrobili alkylované parafenyléndiaminové (PPD) antidegradanty a/alebo antiozonanty pre polyméry, najmä pre gumu.
Ďalším spôsobom podľa vynálezu je spôsob, pri ktorom sa 4-ADPA redukčné alkyluje, aby sa vyrobil alkylovaný PPD.
Ešte podrobnejšie, predkladaný vynález je nasmerovaný na výrobu 4-ADPA, medziproduktu PPD, kde sa nitrobenzén v prítomnosti bázy naplní do reakčnej zóny pod tlakom vodíka. Hydrogenačný katalyzátor sa pridá do reakčnej zóny na začiatku reakcie, na rozdiel od spôsobu zavedeného v US patente č. 5 453 541, vlastnenom spoločným podávateľom patentu, čo je tu uvedené citáciou. Týmto nájdeným spôsobom je reakcia jednostupňovým postupom, kde nitrobenzén konvertuje na anilín a kondenzovanie anilínu „hlava-päta“ a nitrobenzénu je iniciované za prítomnosti bázy. Výslednými reakciami sa vyrobí zmes bohatá na medziprodukty 4-ADPA alebo ich substituované deriváty, vrátane 4-nitrodifcnylamínu a/alebo solí 4-nitrozodifenylamínu a potom ADPA je ich hydrogenačným produktom. Kľúčovým v tomto postupe pri získaní vysokých výťažkov a selektivity proti 4-ADPA je úprava reakcie tak, aby sa vyrobilo viac anilínu. Inak, výťažok nitrobenzénu bez azoxybenzénu a ďalší krok reakcie sa vyžaduje na znovuzískanie anilínu z azoxybenzénového produktu, ako pri katalytickej hydrogenácii azoxybenzénu. V tomto nájdenom postupe možno vzniknutý 4-ADPA použiť na výrobu alkylovaných produktov p-fenyléndiamínu, ktoré sú vhodné ako antioxidanty a antiozonanty.
Alternatívne možno 4-ADPA medziprodukty redukovať a redukovanú látku možno alkylovať v tom istom reakčnom bubne s použitím ketónu ako rozpúšťadla.
V jednom uskutočnení vynálezu je zvláštna pozornosť venovaná molárnemu pomeru nitrobenzénu k tetrametylamóniumhydroxidu (TMA(OH)). V tomto zmysle, kde je tento pomer udržiavaný na hladine menej ako 1,0, je selektivita hydrogenačnej reakcie, pomocou ktorej je nitrobenzén hydrogenovaný v jednom kroku, pod tlakom vodíka a v prítomnosti silnej organickej bázy, napr. TMA(OH) a hydrogenačného katalyzátora proti 4-ADPA, zvýšená.
V ďalšom uskutočnení vynálezu je jednostupňová hydrogenácia nitrobenzénu na 4-ADPA, v prítomnosti bázy a hydrogenačného katalyzátora, pod tlakom vodíka, zvýšená použitím katalyzátora z ušľachtilého kovu na vhodnej podložke, výhodne paládia alebo platiny, najvýhodnejšie platiny na uhlíkovej alebo hliníkovej podložke. V ďalšom uskutočnení vynálezu je hladina použitého paládia regulovaná, aby sa optimalizoval výťažok a selektivita proti 4-ADPA.
V ďalšom uskutočnení vynálezu je molový pomer anilínu k nitrobenzénu regulovaný tak, že výťažok a selektivita proti 4-ADPA sú optimalizované na jednostupňový konverzný postup, pri ktorom dôjde k hydrogenácii nitrobenzénu pod tlakom vodíka a v prítomnosti bázy a hydrogenačného katalyzátora na 4-ADPA. Alternatívne môže byť anilín vzniknutý počas postupu hydrogenácie dodatočne pridaný do reaktora, aby sa dosiahol požadovaný molový pomer anilínu k nitrobenzénu.
Postup na výrobu 4-ADPA zahŕňa vloženie nitrobenzénu do uzavretej zóny pod tlakom vodíka a v prítomnosti vhodnej bázy a hydrogenačného katalyzátora a hydrogenáciu nitrobenzénu, aby sa vyrobil 4-aminodifenylamín (4-ADPA).
Podrobnejšie, predkladaný vynález sa týka umiestnenia nitrobenzénu do uzavretej zóny alebo do reaktora, alebo reakčnej zóny pod tlakom vodíka a v prítomnosti bázy a hydrogenačného katalyzátora. Pri hydrogenácii nitrobenzénu dochádza in situ k tvorbe anilínu, ktorý reaguje s časťou nitrobenzénu, aby vznikli medziprodukty 4-ADPA, špecificky soli 4-aminodifenylamínu (4-ADPA) a 4-nitrozodifenylamínu (4-NODPA), okrem iných reakčných produktov. Hydrogenačná reakcia ďalej konvertuje tieto 4-NDPA a 4-NODPA medziprodukty na 4-ADPA v priebehu reakcie. Jednou výhodou prebiehajúceho postupu je schopnosť získať 4-ADPA v jednostupňovom postupe alebo reakčným postupom v jednom kotle. Kľúčom k získaniu vysokého výťažku a selektivity 4-aminodifenylamínu je posunutie reakcie, aby sa vyrobilo viac anilínu; inak je výťažok nitrobenzénu stratený kvôli azoxybenzénu alebo sa vyžaduje ďalší krok na znovuzískanie anilínu z azoxybenzénu ako pri katalytickej hydrogenácii azoxybenzénu.
Alternatívne je možné pri výrobe 4-ADPA zvýšiť tvorbu medziproduktov (4-NDPA a 4-NODPA) zavedením oddeleného naplnenia anilínu do reakčnej zóny súčasne s nitrobenzénom.
Pri výrobe alkylovaného PPD, ktorého medziproduktom je 4-ADPA, spomenutý postup zahŕňa ďalší krok hydrogenácie 4-ADPA na uskutočnenie konverzie na alkylovaný PPD, antidegradant/antiozonant pre polyméry, najmä gumu. Ďalej, na výrobu alkylovaných p-fenyléndiamínov spomenutý postup zahŕňa krok redukčnej alkylácie 4-ADPA vyrobeného vyššie, aby vznikol alkylovaný PPD.
Je identifikovaných niekoľko faktorov, ktoré sú vhodné na optimalizáciu jednostupňového postupu, ktorý sa tu poskytuje na konverziu nitrobenzénu na 4-ADPA. Jeden z takýchto faktorov zahŕňa regulovanie molárneho pomeru nitrobenzénu k TMA(OH) bázickej látke. Tento pomer by nemal byť väčší ako 1,0 a výhodne by mal byť menší ako 1,0. Pri molárnom pomere nitrobenzénu : TMA(OH) väčšom ako 1,0, hydrogenačná reakcia na výrobu 4-ADPA je nevhodne ovplyvnená v tom, že selektivita sa posunie k tvorbe azoxybenzénu, anilínu a difenylhydrazínu viac ako selektivita proti 4-aminodifenylamínu.
Ďalší parameter jednostupňového postupu podľa vynálezu je založený na výbere hydrogenačného katalyzátora a množstve katalyzátora a na hladine katalyzátora na podložke.
Ešte ďalším faktorom, ktorý môže byť regulovaný z hľadiska ovplyvnenia optimalizácie výťažku 4-ADPA a selektivity je molový pomer anilínu k nitrobenzénu dostupnému v reakčnej zóne. Molový pomer anilínu k nitrobenzé nu môže byť rozdielny, od veľkého prebytku nitrobenzénu po veľký prebytok anilínu. Výhodne sa reakcia uskutočňuje s použitím prebytku anilínu. Pomer 4-NDPA k 4-NODPA vyrobeného v reakcii podľa predkladaného vynálezu môže byť regulovaný zmenou pomeru anilínu k nitrobenzénu. Napr. čím je pomer anilínu k nitrobenzénu vyšší, tým je vyšší pomer 4-NODPA k 4-NDPA. V tomto jednostupňovom postupe je napĺňanie nitrobenzénu, a prípadne anilínu také, aby sa dosiahol molový pomer anilínu k nitrobenzénu 4 k 1. Toto je výhodné, pretože reguláciu selektivity na vyšší podiel 4-ADPA je možné dosiahnuť jednoducho. Ale, s prebytkom množstiev nitrobenzénu, za vhodnej hladiny hydrogenačného katalyzátora, nejaké množstvo nitrobenzénu sa stratí kvôli redukčným produktom nitrobenzénu, t. j. azoxybenzénu, azobenzénu a difenylhydrazínu.
Okrem uvedených faktorov je pre jednostupňový postup zásadné, aby sa postup uskutočňoval pod tlakom vodíka. Tlak vodíka v reakčnej zóne tu spomenutej poskytuje hnaciu silu na ovplyvnenie hydrogenácie počas postupu podľa vynálezu. Pri veľmi účinných katalyzátoroch, ako sú tie, ktoré sú označené ako ušľachtilé kovy, je pretlak výhodne medzi 0 a 7000 kPa, za regulácie toku vodíka alebo za regulácie tlaku. Rýchlosť vychytávania vodíka počas regulovania toku je rovnako dôležitá pri ovplyvňovaní selektivity proti 4-nitrozodifenylamínu a prípadne proti 4-aminodifenylamínu. Toková rýchlosť bude závisieť od typu a hladiny katalyzátora.
Napr. účinný hydrogenačný katalyzátor, ako je paládium na uhlíku vo väčších množstvách bude mať väčšie vychytávanie vodíka, čo následne podporuje redukciu nitrobenzénu na nežiaduce medziprodukty, ako napr. azoxybenzén, ktorý znižuje selektivitu proti 4-ADPA. V takomto katalytickom systéme možno tok regulovať znížením tlakov (ako sú tie, ktoré sú nižšie ako 700 kPa) a zvýšením hladín tetrametylamóniumhydroxidu, TMA(OH), ktorý následne zvyšuje výťažok nitrobenzénu na 4-ADPA.
Ďalším aspektom vynálezu je použitie zásaditej látky, v prítomnosti ktorej sa dávka nitrobenzénu hydrogenujc. Medzi vhodné bázy patria, ale tieto nie sú limitované na anorganické bázy, ako napr. alkalické kovy, ako kovový sodík, hydridy alkalických kovov, hydroxidy a alkoxidy, ako napr. hydrid sodný, hydroxid lítny, hydroxid sodný, hydroxid cézia, hydroxid draselný, terc-butoxid draselný a pod., vrátane ich zmesí. Výhodné sú silné organické bázy, ako sú alkoxidy alkalických kovov, ako alkoxid sodný alebo alkoxid draselný. Ďalšie prijateľné zásadité látky zahŕňajú, ale nie sú limitované na katalyzátory fázového prenosu v spojení s vhodným zdrojom bázy, ako sú tetrasubstituované hydroxidy amónne, kde je každý substituent nezávisle vybraný z alkylových, arylových alebo arylalkylových skupín, vrátane tetraamóniumhydroxidov, napr. terametylamóniumhydroxid, aryl, trialkylamóniumhydroxidy, napr. fenyltrimetylamóniumhydroxid, arylalkyl, trialkylamóniumhydroxidy, napr. benzyltrimetylamóniumhydroxid, diamóniumhydroxidy substituované alkylom, napr. bis-dibutyletylhexametyléndiamóniumhydroxid a ďalšie kombinácie katalyzátorov fázového prenosu a vhodných báz, ako sú vhodné bázy v spojení s arylamóniovými soľami, korunové étery a podobne a aminové bázy, ako je lítium-bis(trimetylsilyl)amid a podobne, vrátane ich zmesí. Výhodnými látkami na použitie ako bázy sú tetraalkylamóniumhydroxidy, ako tetrametylamóniumhydroxid (TMA(OH). Množstvo bázy použitej pri tomto postupe môže byť veľmi rozdielne a závisí napr. okrem iných faktorov, od stupňa, na ktorý má byť špecifický reakčný produkt zvýšený alebo znížený. Napr. reakciu možno uskutočniť spôsobom, ktorý je pre bázu limitujúci, alebo spôsobom, ktorý je vyhradený pre nitrobenzén alebo anilín. Ako už bolo spomenuté, báza by sa mala použiť v množstve dostatočnom na dosiahnutie molárneho pomeru nitrobenzénu k TMA(OH) menšieho ako 1 (1,0). Pre semidávkový spôsob sa napr. báza pridá do reakčnej zóny alebo nad alebo pod povrch zóny. V tomto prípade je báza výhodne v hydratovanej forme, napr. ako je dihydrát.
Do postupu podľa vynálezu je tiež zahrnuté použitie hydrogenačného katalyzátora. Hydrogenačné katalyzátory sú odborníkom v oblasti dobre známe. Jestvuje množstvo typov katalyzátorov, ktoré sú vhodné ako redukčné katalyzátory podľa predkladaného vynálezu. Medzi ne patria nasledovné a ďalšie podobnej povahy: meď alebo hliník, alebo morská pena: oxid striebomo-horečnatý na morskej pene; oxid medi-céria na morskej pene; oxid medi-mangánu alebo oxid železa-mangánu na morskej pene; meď na kremíku; platina na aktívnom uhlí alebo na grafitovej tehle; nikel na kremíku alebo na kremeline; molybdén alebo paládium na uhlíku alebo hliníku s použitím inhibítorov katalyzátorov, ako je tiofén, tiomočovina, trifenyfosfit, polyamíny, oxid horečnatý, morfolín a tioétery; a sírené katalyzátory z ušľachtilého kovu používajúce síriace činidlá, ako je sírovodík, siričitan sodný, siričitan amónny a dimetylsulfoxid. Výber katalyzátora by mal byť taký, ktorý spomaľuje alebo znižuje priamu hydrogenáciu nitrobenzénu na konečný produkt, ako je azoxybenzén a namiesto toho umožňuje kontinuálnu kondenzáciu anilínu a nitrobenzénu. Napr. s použitím chromitanu medi sa zníži hydrogenácia nitrobenzénu na azoxybenzén a na začiatku sa zvýši rýchlosť kontinuálnej kondenzácie anilínu a nitrobenzénu na 4-NODPA a 4-NDPA soľ, ktorá pri správnom tlaku bude priamo hydrogenovať na 4-ADPA.
Vynález, ako bolo uvedené, dovoľuje výrobu 4-ADPA iba z nitrobenzénu, vodíka, bázy a hydrogenačného katalyzátora ako východiskových látok. Reakčné kroky, ako je kondenzácia anilínu a nitrobenzénu „hlava-päta“ a hydrogenácia solí 4-NODPA a 4-NDPA na 4-ADPA nie sú oddelené. Vhodným výberom mólových pomerov anilínu k nitrobenzénu a nitrobenzénu k báze a vhodným hmotnostným pomerom bázy k hydrogenačnému katalyzátoru možno dosiahnuť optimálnu selektivitu proti 4-ADPA bez kontinuálneho odstraňovania protickej látky, ako je napr. voda. Odstránením protickej látky však možno zvýšiť selektivity v niektorých reakčných spôsoboch. Tieto faktory sú výhodou oproti vynálezu US Patent č. 5 453 541, ktorý bol spomenutý. V predkladanom vynáleze nie je nevyhnutné odstránenie protickej látky, pokiaľ sú splnené požiadavky na zvýšenú selektivitu proti 4-ADPA, čo zahŕňa výber vhodných mólových pomerov anilínu k nitrobenzénu, nitrobenzénu k báze a hmotnostných pomerov bázy k hydrogenačnému katalyzátoru. V predkladanom vynáleze možno uskutočniť odstránenie vody, čim sa ďalej zvýši selektivita s použitím rozličných nastavení reaktora, ako je napr. kontinuálna nehybná vrstva hydrogenačného katalyzátora, kde si odstraňovanie vody nevyžaduje podmienky vákua. Výroba 4-ADPA podľa predkladaného vynálezu si tiež vyžaduje zvýšené tlaky bez významného súvisu s odstraňovaním protickej látky, akou je napr. voda.
Podľa spôsobu predkladaného vynálezu je nitrobenzén výhodne naplnený do reakčnej zóny postupne, po určitý čas, zvyčajne v rozmedzí od 0,1 do 10 hodín. Teplota v reakčnej zóne je výhodne 90 °C a udržiava sa izotermicky. Pretlak vodíka za kontroly toku alebo tlaku je od 0 do asi 300 kPa. Pri konštantnom tlaku vodíka, pri ukončení postupu je tlak 2,757 kPa až 3,102 kPa.
Keďže nitrobenzén sa napĺňa v nastavenom čase, na začiatku dochádza ku kondenzácii anilínu a nitrobenzénu „hlava-päta“, aby sa vyrobili tetrametylamóniové (TMA) soli 4-nitrozodifenylamínu a 4-nitrodifenylamínu. V závislosti od pomeru anilínu k nitrobenzénu a od katalyzačného stupňa vznikajú nasledovné produkty: azoxybenzén, azobenzén, difenylhydrazín a 4-ADPA. Napr. v prítomnosti veľkého prebytku nitrobenzénu (molový pomer anilínu k nitrobenzénu oveľa menší ako 1 alebo takmer nula) je azoxybenzén hlavným vedľajším produktom. Na druhej strane, v prebytku anilínu (alebo ak je molový pomer anilínu k nitrobenzénu oveľa väčší ako 1), sú hlavnými vedľajšími produktmi difenylhydrazín a azobenzén. Tetrametylamóniové soli 4-NODPA a 4-NDPA sú katalytický redukované, aby vznikol 4-ADPA a tetrametylamóniumhydroxid.
Výhodne, v polodávkovom postupe, možno nitrobenzén napĺňať v nastavenom čase, aby sa dosiahla najvyššia možná selektivita proti 4-ADPA. Pri takomto postupe, množstvo bázy, akou je TMA(OH), je vo vzťahu k nitrobenzénu väčšie a za primeraného množstva prítomného hydrogenačného katalyzátora možno dosiahnuť vyššiu selektivitu proti 4-ADPA. Bod ukončenia reakcie sa stanovuje množstvom vody produkovanej pri redukčnej reakcii, pretože pri vyššom obsahu vody (ako napr. 4 % hmotn.) dochádza k narušeniu postupnej kondenzácie anilínu a nitrobenzénu a reakcia sa posunie v prospech tvorby azoxybenzénu.
Selektivita 4-ADPA sa môže tiež zvýšiť úpravou regulácie toku vodíka, takže kondenzácia anilínu a nitrobenzénu „hlava-päta“ sa uskutočňuje proti priamej hydrogenácii nitrobenzénu na konečný produkt, ako napr. azoxybenzén. Táto hydrogenačná toková rýchlosť je regulovaná tak, žc tlak je na nižšom stupni daného rozmedzia.
Ďalšou alternatívou polodávkového spôsobu je kontinuálny postup, kde nehybná vrstva hydrogenačného katalyzátora je napĺňaná kontinuálne anilínom, nitrobenzénom, vodíkom a bázou, ako je napr. tetrametylamónium-hydroxid pentahydrát, ktorý je rozpustený v anilínovom systéme. Hodnota rýchlostí toku pre tieto prítokové prúdy by mala zodpovedať tým hodnotám, kedy sa získa maximálna selektivita proti 4-ADPA, t. j. mólový pomer anilínu k nitrobenzénu je výhodne 4 až 1 alebo väčší a mólový pomer nitrobenzénu k báze výhodne takmer 1 alebo menej ako 1. Množstvo hydrogenačného katalyzátora, ktorý sa má použiť, je malé pri vstupe do reaktora a postupne sa zvyšuje do takej miery, že soli 4-NODPA a 4-NDPA konvertujú na 4ADPA. Ďalej s použitím tohto postupu sa uľahčí kontinuálne odstraňovanie vody, čím sa podporí zvýšená selektivita proti 4-ADPA.
V alternatívnom dávkovom postupe môže byť nitrobenzén naplnený do reakčnej zóny celý naraz, v takom množstve, že počet molov nitrobenzénu je menší ako počet molov bázy. Tento spôsob pridávania si vyžaduje špecifické množstvo hydrogenačného katalyzátora, takže podiel nitrobenzénu sa nestráca v konečných produktoch, ako je napr. azoxybenzén. Ale, pri počiatočnom naplnení anilínu do reakčnej zóny je vhodné postupné pridávanie nitrobenzénu kvôli vyššej sclcktivite proti 4-ADPA.
Reakčná zóna sa výhodne udržiava pri teplote medzi 20 °C a 200 °C, výhodnejšie od 80 °C do 100 °C.
Keďže nitrobenzén a anilín (ak sa použijú) sa považujú za reakčné činidlá, spôsob je tiež použiteľný na použite nitrobenzénových alebo anilínových zlúčenín obsahujúcich jeden alebo viac nukleárnych substituentov, ktoré neinterferujú s reakciou.
V spôsobe podľa vynálezu možno použiť zrieďovadlo alebo rozpúšťadlo, za podmienky, že neinterferuje s prebiehajúcimi reakciami. Medzi vhodné rozpúšťacie systémy patria, ale nie sú vyhradené na rozpúšťadlá, ako napr. dimetylsulfoxid, N-metylpyrolidón, dimetylformamid, anilín, pyridín, nitrobenzén, nepoláme uhľovodíkové rozpúšťadlá, ako sú toluén alebo hexán, etylénglykoldimetyléter, diizopropyletylamín a pod., ako aj ich zmesi. Do reakčnej zóny možno tiež pridať anilín v nadbytočnom množstve, v takomto prípade tento prebytok anilínu slúži ako rozpúšťadlo.
Tu použitý termín „substituované deriváty anilínu“ predstavuje anilín obsahujúci jeden alebo viac elektrón odstupujúcich alebo elektrón uvoľňujúcich substituentov na aromatickom kruhu. Použiteľné substituenty zahŕňajú, ale nie sú limitované na halogenidy, -NO2, -NH2, alkylové skupiny, alkoxyskupiny, -SO3, -COOH a arylové, aralkylové alebo alkarylové skupiny obsahujúce najmenej jednu -NH2 skupinu. Halogenidy sú vybrané zo skupiny pozostávajúcej z chloridu, bromidu a fluoridu. Výhodné alkylové a alkoxyskupiny obsahujú od 1 do približne 6 atómov uhlíka. Výhodné arylové, aralkylové a alkarylové skupiny obsahujú od asi 6 do asi 18 atómov uhlíka. Príklady substituovaných anilínových derivátov zahŕňajú, ale nie sú limitované na 2-metoxyanilín, 4-metoxyanilín, 4-chlóranilín, p-toluidín, 4-nitroanilín, 3-brómanilín, 3-bróm-4-aminotoluén, kyselinu p-aminobenzoovú, 2,4-diaminotoluén, 2,5-dichlóranilín, 1,4-fenyléndiamín, 4,4‘-metyléndianilín, 1,3,5-triaminobenzén a ich zmesi.
V tejto reakcii sa produkuje aj azobenzén, v rôznych množstvách, v závislosti od reakčných podmienok. Azobenzén je však nežiaducim produktom, pretože predstavuje zníženie výťažku a selektivity proti 4-ADPA. Jednou z možností regulovania produkcie azobenzénu je regulovanie pomeru anilínu k nitrobenzénu. Preto, ak sa tento pomer zvýši, množstvo azobenzénu sa vo všeobecnosti zníži. Ako je uvedené ďalej a ako to ilustrujú príklady, ďalšie premenné, ako napr. množstvo bázy a kyslíka, tiež môžu ovplyvniť množstvo produkovaného azobenzénu. Preto použitie technik predkladaného vynálezu umožňuje odborníkovi v oblasti uskutočniť reakciu podľa predkladaného vynálezu tak, aby bolo množstvo azobenzénu, ktorý sa produkuje, regulované.
Reakcia zahŕňajúca jednostupňový postup sa uskutočňuje pri vhodnej teplote, ktorej rozmedzie môže byť široké. Napr. teplota môže spadať do rozmedzia od asi 80 °C po asi 150 °C, napr. od asi 80 °C do asi 100 °C, výhodne od asi 80 °C po asi 90 °C. Najvýhodnejšia na uskutočnenie reakcie podľa predkladaného vynálezu je teplota od asi 80 °C po asi 90 °C, napr. 85 °C.
Kontrola množstva vody tvorenej počas reakčného postupuje dôležitá. Voda sa tvorí pri redukcii nitrobenzénu na azoxybenzén pri postupnom kondenzovaní anilínu a nitrobenzénu „hlava-päta“ na ich zodpovedajúce 4-NODPA a 4-NDPA soli a pri redukcii 4-NDPA soli na 4-ADPA. Voda v reakčnej zóne inhibuje reakciu anilínu s nitrobenzénom potiaľ, kým je už reakcia ďalej bezvýznamná, t. j. výťažok 4-ADPAje menši, ako sato požaduje. Regulovanie reakcie tak, aby množstvo vytvorenej vody bolo nižšie ako asi 4 % spôsobuje prijateľný priebeh reakcie. Je výhodné, ak sa ako báza použije tetrametylamóniumhydroxid a anilín ako rozpúšťadlo, keďže množstvo vody sa redukuje ďalej, t. j. asi na 0,5 % objemu reakčnej zmesi, celkové množstvo 4-NDPA a 4-NODPA a/alebo ich solí sa zvyšuje. Preto by sa reakcia mohla uskutočňovať za bezvodých podmienok. „Kontrolované množstvo“ vytvorenej vody je množstvo, ktoré inhibuje reakciu anilínu s nitrobenzénom, napr. do asi 4 % H2O vzhľadom na objem reakčnej zmesi, ak sa ako rozpúšťadlo použije anilín. Horný limit pre množstvo vody prijateľné pre reakciu sa mení podľa rozpúšťadla. Napr. ak sa ako rozpúšťadlo použije DMSO a ako báza sa použije tetrametylamóniumhydroxid, horný limit množstva vody vytvorenej pri reakcii je asi 8 % H2O vzhľadom na objem reakčnej zmesi. Ale, ak sa použije anilín ako rozpúšťadlo s tou istou bázou, horný limit je 4 % H2O vzhľadom na objem reakčnej zmesi. Okrem toho, tolerované množstvo vytvorenej vody sa mení podľa typu bázy, množstva bázy a katiónu bázy použitej v rôznych systémoch rozpúšťadiel.
Je úlohou odborníkov, aby použili návody predkladaného vynálezu, stanovili špecifický horný limit množstva vytvorenej vody pre špecifické rozpúšťadlo, typ a množstvo bázy, katiónu bázy a pod. Minimálne množstvo nevyhnutné na udržanie selektivity požadovaných produktov bude tiež závisieť od rozpúšťadla, typu a množstva bázy, katiónu bázy a pod., ktoré sa použijú a môžu byť tiež určené odborníkom v oblasti.
V jednom uskutočnení je množstvo prítomnej vytvorenej vody v reakčnej zóne počas postupu regulované kontinuálnym odstraňovaním vytvorenej vody s použitím reaktora typu kontinuálneho toku na nehybnej vrstve, ako je opísané. Kontinuálne odstraňovanie vytvorenej vody bude zvyšovať tvorbu solí 4-NODPA a 4-NDPA a tým sa zvýši selektivita proti 4-ADPA.
Redukčná alkylácia 4-ADPA na výrobu antiozonantov sa môže uskutočniť ktoroukoľvek zo známych metód. Pozri napr. US Pat. č. 4 900 868. Výhodne 4-ADPA a vhodný ketón alebo aldehyd reagujú v prítomnosti vodíka a platiny na uhlíku ako katalyzátora. Vhodné ketóny zahŕňajú metylizobutylketón (MIBK), acetón, metylizoamylketón a 2-oktanón. Treba si uvedomiť, že redukcia 4-ADPA medziproduktov a alkylácia redukovanej látky sa môže uskutočniť v tom istom reakčnom bubne s použitím ketónu ako rozpúšťadla. Pozri napr. US Pat. č. 4 463 191 a Banerjee et al., J. Chem. Soc. Chem. Comm., 18,1275-76 (1988).
Uvažovanými kontemplovanými ekvivalentmi reakčných látok a reakčných činidiel spomenutých vyššie sú reakčné činidlá a reagensy, ktoré k nim patria a majú tie isté všeobecné vlastnosti, kde jedna alebo viac rozličných skupín, napr. NO2 predstavujú jednoduché obmeny. Okrem toho, kde je substituent označený ako vodík alebo môže byť vodík, presná chemická povaha substituenta, ktorý je iný ako vodík v tej pozícii nie je striktná, pokiaľ negatívne neovplyvňuje celkový priebeh a/alebo postup syntézy.
Opísané chemické reakcie sú vo všeobecnosti nájdené podľa predkladaného vynálezu v podobe ich najširšieho použitia.
Príležitostne reakčné podmienky nesmú byť použiteľné tak, ako je to špecificky opísané pre každý reaktant a reakčné činidlo v zmysle vynálezu. Napr. určité vhodné bázy nesmú byť rovnako rozpustné v jednom rozpúšťadle, ako sú rozpustné v iných rozpúšťadlách. Reakčné látky a reakčné činidlá, pri ktorých sa toto vyskytuje, budú odborníkom ľahko určené. Vo všetkých takýchto prípadoch možno reakcie úspešne uskutočniť bežnými modifikáciami známymi odborníkom v oblasti, napr. primeranou úpravou teploty, tlaku a podobne, výmenou za alternatívne bežné reakčné látky, ako sú iné rozpúšťadlá alebo iné bázy, rutinnou modifikáciou reakčných podmienok a pod., alebo inými reakciami tu objavenými alebo inak bežným spôsobom použiteľným v postupe podľa tohto vynálezu. Pri všetkých spôsoboch výroby sú všetky východiskové látky známe alebo sú jednoducho vyrobiteľné zo známych východiskových látok.
Bez ďalšieho spracovania je zrejmé, že odborník v oblasti môže, s použitím predchádzajúceho opisu, použiť predkladaný vynález v jeho najširšom rozsahu. Nasledovné výhodné špecifické uskutočnenia sú preto zostavené iba ako ilustračné a nie sú v žiadnom prípade pre vynález limitujúce.
Všetky reagenty boli použité tak, ako boli dodané pokiaľ nie je stanovené inak a všetky výťažky boli stanovené HPLC ako je to uvedené.
Spôsob podľa vynálezu možno úplne pochopiť vzhľadom na nasledovné príklady, v ktorých sú všetky teploty v stupňoch Celzia, všetky tlaky sú pretlakmi a všetky pomery sú hmotnostné, pokiaľ to nie je stanovené inak.
4-NDPA a 4-NODPA sú prítomné v podobe ich solí.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Do 300 ml Parrovho autoklávu sa vložilo 133,3 gm nitrobenzénu, 26,1 gm TMA(OH).5H2O a 0,742 gm hydrogenačného katalyzátora (5 % paládium na hliníkovom nosiči). Vodík bol naplnený za regulácie autoklávu počas 3 h, počas ktorých tlak vzrástol zo 400 kPa pri vrcholovom toku (10 1/h pri 20 °C (70 °F) a 98 kPa (1 atm.)) a 73 °C. Teplota obsahu autoklávu sa potom zvýšila na 87 °C a tlak vodíka na 2900 kPa počas 2,5 h.
S použitím známych HPLC techník sa stanovilo zloženie v autokláve, najprv v 1 h, potom v 5,5 h. Zoznam zloženia reakčnej zóny je uvedený v nasledovnej tabuľke.
Tabuľka I
Čas 1 h 5,5 h
zložka % hmotn. % hmotn.
anilín 0,215 3,665
n-metylanilin 0,0 0,0
nitrobenzén 79,421 10,195
4-aminodifenylamín (4-ADPA) 0,899 0,603
fenazín 0,0 0,01
2-aminodifenylamín (2-ADPA) 0,074 0,0
4-nitrozodifenylamín (4-NODPA) 0,118 0,047
c-azobenzén 0,0 0,073
difenylhydrazín 0,0 0,0
4-nitrodifenylamín (4-NDPA) 0,022 0,1
azoxybenzén 19,152 82,960
2-nitrodifenylamín (2-NDPA) 0,0 0,0
t-azobenzén 0,099 2,089
4-fenylazodifenylamín (4-PADPA) 0,0 0,057
Údaje v tabuľke I naznačujú, že napriek malému množstvu 4-ADPA sa požadovaný produkt vytvoril.
Príklad 2
Tento príklad vysvetľuje účinok pridania ďalšieho anilínu na začiatku. Použil sa ten istý postup ako v príklade 1, s výnimkou toho, že na začiatku sa vložilo 136,9 gm anilínu a 43,7 gm nitrobenzénu, spolu s 58,0 gm TMA(OH). ,5H2O a 1,05 gm hydrogenačného katalyzátora. To znamená, že reaktor bol na začiatku naplnený anilínom v pri molárnom pomere anilínu k nitrobenzénu 4,165. S použitím IIPLC techník sa určilo zloženie v autokláve, najprv v 1,11 h, potom v 3,6 h a nakoniec v 5,61 h. Reakčná teplota sa regulovala na asi 94 °C počas trvania reakcie. V 3,46 h sa vytvorilo množstvo vody, ktoré bolo dostatočné, aby spôsobilo tvorbu dvoch fáz, ťažšej organickej fázy a ľahšej vodnej fázy. Počas zvyškovej fázy reakcie veľké množstvo vody inhibuje tvorbu anilidového iónu, ktorý je prekurzorom pre kondenzáciu anilínu a nitrobenzénu, aby sa vytvoril 4-ADPA.
Tabuľka IIA
Hydrogenácia nitrobenzénu: Príklad 2
Distribúcia produktu v % hmotn. - organická vrstva
Čas 1,11 h 3,46 h 5,61 h
Zložka % hmotn. % hmotn. % hmotn.
Anilín 66,64 57,65 56,999
n-metylanilín 0,0 0,0 0,0
nitrobenzén 7,195 0,0 0,0
4-aminodifenylamín (4-ADPA) 0,55 15,41 14,95
fenazín 0,126 0,126 0,108
2-aminodifenylamín (2-ADPA) 0,0 0,0 0,0
4-nitrodifenylamín (4-NDPA) 11,457 0,034 0,0322
c-azobenzén 2,46 2,44 1,266
difenyhydrazín 0,0 19,56 23,379
4-nitrodifenylamín (4-NDPA) 2,738 0,1305 0,0
azoxybenzén 2,194 0,0435 0,0
2-nitrodifenylamín (2-NDPA) 0,0 0,032 0,035
r-azobenzén 6,168 4,346 3,181
4-fenylazodifenylamín (4-PADPA) 0,216 0,0214 0,0
Tabuľka IIB
Hydrogenácia nitrobenzénu: Príklad 2
Distribúcia produktu v % hmotn. pre kompozitnú a vodnú vrstvu
Čas 1 h 5,5 h
zložka % hmotn. kompoz. vrstvy % hmotn. vodnej vrstvy
anilín 60,58 67,321
n-metylanilín 0,0 0,0
nitrobenzén 0,044 0,196
4-aminodifenylamín (4-ADPA) 15,357 12,451
fenazín 0,130 0,743
2-aminodifenyl- amín (2-ADPA) 0,0 0,0
4-nitrozodifenyl- amín (4-NODPA) 0,0444 0,0
c-azobenzén 2,537 3,164
difenylhydrazín 13,798 7,948
4-nitrodifenylamín (4-NDPA) 0,141 0,0
azoxybenzén 0,066 0,0
2-nitrodifenylamín (2-NDPA) 0,032 0,044
r-azobenzén 6,605 8,134
4-fenylazodifenylamín (4-PADPA) 0,018 0,0
Na rozdiel od príkladu 1, príklad 2 jasne demonštruje, že v prítomnosti prebytku anilínu, t. j. pri pomere mol anilínu/mol nitrobenzénu väčšom ako 1, hydrogenácia nitrobenzénu podporuje tvorbu TMA solí 4-NODPA a 4-NDPA, ako aj celkovú konverziu nitrobenzénu, čím sa zvyšuje vý6 ťažok 4-ADPA a selektivita. Ako ukazuje tabuľka IIA a IIB, konverzia nitrobenzénu je takmer 100 % v 3,46 h a hydrogenačná reakcia je v zásade ukončená. Zostávajúci reakčný čas, od 3,46 do 5,61 h, bol použitý ako ukončenie redukcie azobenzénového vedľajšieho produktu na difenylhydrazín a redukčnú disproporcionáciu 4-fenylazo-DPA na 4-ADPA a anilín.
Príklad 3
V príklade 3 bol mólový pomer anilínu k nitrobenzénu zvýšený na 7,07 alebo 1,7-násobne v porovnaní s príkladom 2. Množstvo 5 % paládiového katalyzátora na hliníku bolo približne rovnaké ako v príklade 2. V tomto príklade však množstvo bázy vo vzťahu k nitrobenzénu bolo mierne menšie ako v príklade 2. Súčasne množstvo nitrobenzénu na jednotku hmotnosti katalyzátora bolo nižšie v príklade 3 ako v príklade 2. Opäť sa reakčná masa transformovala z jednoduchej fázy na začiatku na dve tekuté fázy, ťažkú organickú fázu a ľahšiu vodnú fázu. Reakčný čas po 6 h predstavoval koniec hydrogenácie, ktorej predchádzala hydrogenácia za konštantného tlaku. Výsledky selektivity uvedené v tabuľke IIIA a v tabuľke IIIB veľmi podobné výsledkom z príkladu 2, tabuľka IIA a IIB, s výnimkou toho, že sa zistila relatívne nižšia konverzia nitrobenzénu na kondenzované reakčné produkty.
Tabuľka IIIA
Hydrogenácia nitrobenzénu: Príklad 3
Distribúcia produktu v % hmotn. kompozitu
Čas l,45h 2,79 h 6,0 h
Zložka % hmotn. % hmotn. % hmotn.
Anilín 78,16 72,33 74,69
n-metylanilín 0,0 0,0 0,0
nitrobenzén 0,0 0,0 0,0
4-aminodifenylamín (4-ADPA) 8,446 7,91 8,35
fenazín 0,067 0,0623 0,06
2-aminodifenylamín (2-ADPA) 0,025 0,0 0,0255
4-nitrozodifenylamín (4-NODPA) 1,246 0,449 0,528
c-azobenzén 0,0 0,0 0,0
difenylhydrazín 6,012 17,19 12,136
4-nitrodifenylamín (4-NDPA) 0,0 0,0 0,0
azoxybenzén 0,0 0,0 0,0
2-nitrodifenylamín (2-NDPA) 0,0 0,059 0,036
í-azobenzén 5,977 1,996 4,169
4-fenylazodifenylamín (4-PADPA) 0,067 0,0 0,0
Tabuľka IIIB
Hydrogenácia nitrobenzénu: Príklad 3
Distribúcia produktu v % hmotn. pre organickú a vodnú vrstvu na konci reakcie
S 6,0 h 6,0 h
zložka Organická vrstva Vodná vrstva
anilín 72,0 81,62
n-metylanilin 0,0 0,0
nitrobenzén 0,0 0,0805
4-aminodifenylamín (4-ADPA) 8,32 7,441
fenazín 0,06 0,0594
2-aminodifenylamín (2-ADPA) 0,024 0,0
4-nitrozodifenylamín (4-NODPA) 0,279 0,691
c-azobenzén 0,0 0,0
difenylhydrazín 16,227 3,413
4-nitrodifenylamín (4-NDPA) 0,0 0,0
azoxybenzén 0,0 0,0
2-nitrodifenylamín (2-NDPA) 0,0355 0,0279
í-azobenzén 2,86 6,667
4-fenylazodifenylamín (4-PADPA) 0,0 0,0
Príklad 3 demonštruje nižšiu konverziu nitrobenzénu na 4-NDPA a 4-NODPA spôsobenú menším množstvom bázy a väčším množstvom paládiového katalyzátora, ktorý spôsobil hydrogenáciu nitrobenzénu na difenylhydrazín tak, aby sa vytvorilo veľké množstvo vody. Veľké množstvo paládiového katalyzátora použitého na 1 g nitrobenzénu naznačuje väčšie číslo premeny pre redukciu nitrobenzénu, a preto je rýchlosť konverzie nitrobenzénu v príklade 3 väčšia ako v príklade 2.
Ako v príklade 2, inhibičný účinok vody na produkciu anilidových iónov limitoval priamu konverziu nitrobenzénu na kondenzované reakčné produkty. Vysoký mólový pomer anilínu k nitrobenzénu a vyšší pomer paládia k nitrobenzénu viedol výlučne k získaniu 4-NODPA. Ako vidno z tabuľky IIIA, po 1,45 h reakčného času nebol detegovaný žiadny 4-NDPA.
Tabuľka IV ukazuje porovnateľné hodnoty molových pomerov a množstvá rôznych reakčných/reaktorových zložiek a produktov pre príklady 1, 2 a 3.
Tabuľka IV
Hydrogenácia nitrobenzénu: reaktorové príklady
Príklad č. 1 2 3
gm anilínu 0,0 136,9322 160,2318
gm nitrobenzénu 133,3214 43,6787 30,1102
mol anilínu/mol nitrobenzénu 0,0 4,165 7,07
gmTMA(OH).5 H2O 26,1044 58,0247 39,7038
mol nitrobenzénu/ mol TMA(OH) 7,453 1,099 1,11
gm 5% Pd/Al2O3 0,7421 1,0475 1,0480
gm Pd/1000 gm nitrobenzénu 0,278 1,208 1,76
Predchádzajúce príklady by mohli naznačovať, že významné výťažky konverzie nitrobenzénu na 4-ADPA možno získať s použitím prebytku tetrametylamónium hydroxidu, t. j. pomer mol nitrobenzénu/mol TMA(OH) menší ako 1 a primeraného množstvo paládiového katalyzátora. Uvedené sa najlepšie dosiahne s použitím kontinuálneho napĺňania nitrobenzénu pri rýchlosti, ktorá spĺňa požiadavku na prebytok bázy a na tvorbu malého množstva vody tak, aby nebola inhibovaná tvorba anilidového iónu.
Výsledky z príkladov 2 a 3 ukazujú, že celková rýchlosť spotreby nitrobenzénu na kondenzačné reakčné produkty (a teda očakávateľná rýchlosť tvorby anilidového iónu) je riadená relatívnymi množstvami katalyzátora a TMA(OH). Na základe predchádzajúcich výsledkov sa veľké množstvo paládiového katalyzátora neodporúča.

Claims (8)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Jednostupňový spôsob výroby 4-aminodifenylamínu, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje naplnenie reakčnej zóny nitrobenzénom pod tlakom vodíka medzi 0 až 7000 kPa a pri teplote medzi 20 až 200 °C za prítomnosti bázy vybranej zo skupiny pozostávajúcej z alkalických kovov; hydridov alkalických kovov; hydroxidov alkalických kovov; C|.6-alkoxidov alkalických kovov; katalyzátorov fázového prenosu spoločne s bázou vybranou z tetrasubstituovaných amóniumhydroxidov, kde je každý substituent nezávisle vybraný zo skupiny zahrnujúcej C|.6-alkylovú, C648-arylovú alebo CW8-arylalkylovú skupinu, alkylsubstituovaných diamóniumhydroxidov, arylamóniových solí spoločne s bázou a korunových éterov v spojení s bázou; amínových báz a ich zmesí a hydrogenačného katalyzátora.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že do reakčnej zóny je naplnený aj anilín.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že nitrobenzén sa pridáva do reakčnej zóny postupne počas 0,1 h až 10 h.
  4. 4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že hydrogenačným katalyzátorom je paládium na hliníkovom nosiči,
  5. 5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že báza je vybraná z C^-alkoxidov akvartémych amóniových hydroxidov.
  6. 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že bázou je tetrametylamóniumhydroxid.
  7. 7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že molový pomer nitrobenzénu k tetrametylamóniumhydroxidu je menší ako 1,0.
  8. 8. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 2 až 7, vyznačujúci sa tým, že mólový pomer anilínu k nitrobenzénu je 4:1.
SK1725-99A 1997-06-10 1998-06-05 Spôsob prípravy 4-aminodifenylamínu SK283227B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/872,030 US5977411A (en) 1997-06-10 1997-06-10 Catalytic hydrogeneration of nitrobenzene to 4-aminodiphenylamine in the presence of a hydroxyl compound and a solvent
PCT/IB1998/000879 WO1998056751A1 (en) 1997-06-10 1998-06-05 Catalytic hydrogenation of nitrobenzene to 4-aminodiphenylamine in the presence of a hydroxyl compound and a solvent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK172599A3 SK172599A3 (en) 2000-06-12
SK283227B6 true SK283227B6 (sk) 2003-04-01

Family

ID=25358682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1725-99A SK283227B6 (sk) 1997-06-10 1998-06-05 Spôsob prípravy 4-aminodifenylamínu

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5977411A (sk)
EP (1) EP0988277B1 (sk)
JP (1) JP2002503246A (sk)
KR (1) KR100551872B1 (sk)
AT (1) ATE223371T1 (sk)
AU (1) AU743726B2 (sk)
BR (1) BR9809975A (sk)
CA (1) CA2293491A1 (sk)
CZ (1) CZ292194B6 (sk)
DE (1) DE69807688T2 (sk)
ES (1) ES2183362T3 (sk)
PL (1) PL337338A1 (sk)
RU (1) RU2213088C2 (sk)
SK (1) SK283227B6 (sk)
UA (1) UA57092C2 (sk)
WO (1) WO1998056751A1 (sk)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6140538A (en) * 1998-05-18 2000-10-31 Flexsys America L.P. Process for preparing 4-aminodiphenylamines
US6495723B1 (en) * 2000-06-21 2002-12-17 Flexsys America Zeolite support loaded with a base material for use in the coupling of aniline and nitrobenzene
US6395933B1 (en) 2001-07-23 2002-05-28 Flexsys America, L.P. Process for preparing 4-aminodiphenylamine intermediates
WO2003010126A1 (en) * 2001-07-23 2003-02-06 Flexsys America L.P. Process for preparing 4-aminodiphenylamine
US7084302B2 (en) * 2003-07-04 2006-08-01 Sinorgchem Shandong Co., Ltd. Process for preparing 4-aminodiphenylamine
PL1645555T3 (pl) * 2003-07-04 2012-02-29 Jiangsu Sinorgchem Tech Co Ltd Sposób wytwarzania 4-aminodifenyloaminy
US8486223B2 (en) * 2003-07-04 2013-07-16 Jiangsu Sinorgchem Technology Co., Ltd. Falling film evaporator
US8686188B2 (en) 2003-07-04 2014-04-01 Jiangsu Sinorgchem Technology Co., Ltd. Process for preparing 4-aminodiphenylamine
WO2005103025A1 (en) * 2004-04-21 2005-11-03 Novogen Research Pty Ltd Isoflavene synthetic method and catalyst
CN102259029B (zh) 2010-05-24 2014-12-10 江苏圣奥化学科技有限公司 固体碱催化剂
CN102372639A (zh) * 2010-08-20 2012-03-14 中国石油化工集团公司 一种制备4-氨基二苯胺的方法
WO2013132290A2 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Nocil Limited Improved process for preparing 4-aminodiphenylamine
RU2502725C1 (ru) * 2012-10-22 2013-12-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ получения n-алкил-n'-фенил-пара-фенилендиаминов
RU2553984C2 (ru) * 2013-02-28 2015-06-20 Олег Александрович ГОДЗОЕВ Способ получения 4-аминодифениламина и его алкилированных производных
CN103480415B (zh) * 2013-09-24 2015-04-15 北京理工大学 钯配合物-钼磷酸单组份双活性中心催化剂的制备方法及应用
US20240124683A1 (en) 2022-09-28 2024-04-18 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber - forming additives from biomass through syngas production
US20240117149A1 (en) 2022-09-28 2024-04-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber - forming additives from end of life tires through syngas production

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117063A (en) * 1991-06-21 1992-05-26 Monsanto Company Method of preparing 4-aminodiphenylamine
US5420354A (en) * 1994-10-06 1995-05-30 Uniroyal Chemical Company, Inc. Process of preparing para phenylamines

Also Published As

Publication number Publication date
EP0988277B1 (en) 2002-09-04
DE69807688T2 (de) 2003-05-22
WO1998056751A1 (en) 1998-12-17
KR20010013640A (ko) 2001-02-26
DE69807688D1 (de) 2002-10-10
UA57092C2 (uk) 2003-06-16
ATE223371T1 (de) 2002-09-15
KR100551872B1 (ko) 2006-02-14
PL337338A1 (en) 2000-08-14
RU2213088C2 (ru) 2003-09-27
AU743726B2 (en) 2002-01-31
SK172599A3 (en) 2000-06-12
CZ292194B6 (cs) 2003-08-13
AU7445798A (en) 1998-12-30
CA2293491A1 (en) 1998-12-17
JP2002503246A (ja) 2002-01-29
EP0988277A1 (en) 2000-03-29
CZ447799A3 (cs) 2000-06-14
US5977411A (en) 1999-11-02
BR9809975A (pt) 2000-08-01
ES2183362T3 (es) 2003-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK283227B6 (sk) Spôsob prípravy 4-aminodifenylamínu
EP0590053B2 (en) Method of preparing 4-aminodiphenylamine
MXPA99011493A (en) Catalytic hydrogenation of nitrobenzene to 4-aminodiphenylamine in the presence of a hydroxyl compound and a solvent
EP0641308B1 (en) Process for preparing n-aliphatic substituted p-phenylenediamines
AU2002315530B2 (en) Process for preparing 4-aminodiphenylamine
RU2155749C2 (ru) Способ получения замещенных ароматических аминов
US20030088127A1 (en) Process for preparing 4-aminodiphenylamine intermediates
EP0726889A1 (en) Process for preparing substituted aromatic amines
CA2065088C (en) Method of preparing 4-aminodiphenylamine
KR0152455B1 (ko) N-지방족 치환 p-페닐렌디아민의 제조방법