JPH0140112B2 - - Google Patents

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JPH0140112B2
JPH0140112B2 JP59226672A JP22667284A JPH0140112B2 JP H0140112 B2 JPH0140112 B2 JP H0140112B2 JP 59226672 A JP59226672 A JP 59226672A JP 22667284 A JP22667284 A JP 22667284A JP H0140112 B2 JPH0140112 B2 JP H0140112B2
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JP
Japan
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phosphate
iodide
electrolysis
pia
sodium
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JP59226672A
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JPS61106786A (ja
Inventor
Juji Matsuoka
Kazunori Yamataka
Atsushi Shimizu
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/791,121 priority patent/US4666570A/en
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

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、ヨウ化アンモニ
ウムまたはヨウ化ナトリウムまたはヨウ化カリウ
ムを電解酸化して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、アラミド繊維、ポ
リイミド樹脂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、アニリンの存在下、ヨウ化物を電解酸化
してPIAを製造する方法としては、米国特許第
3975439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0〜80℃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つて
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、デカンターで
の分離を行うためである。また、従来技術の実施
例では、隔膜法と無隔膜法を実施しているが、隔
膜法の場合は、陽極で生成するヨウ化水素のため
に酸性となり、無隔膜法の場合は、陽極で生成す
るヨウ化水素より陰極で発生する水酸化物の方が
多いため、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。 したがつて、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、
比較例で明らかな如く、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つた。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PHに調整する必要性が、
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
困難であつた。特に無隔膜法の場合は、水層がア
ルカリ性となつてくるので、電流効率が低下する
危険性が高かつた。 本発明者らは、上記のような従来方法がもつ欠
点を克服し、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PHを特定範囲に保持することによつて、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
成するに至つた。 (問題点を解決するための手段および作用) 本発明は、アニリンの存在下、ヨウ化アンモニ
ウムまたはヨウ化ナトリウムまたはヨウ化カリウ
ムを電解酸化してPIAを製造するに際し、電解液
にリン酸アンモニウムまたはリン酸ナトリウムま
たはリン酸カリウムを添加し、電解液中の水層の
PHを5.5〜6.9に保持しながら電解することを特徴
とするPIAの製造方法である。 本発明では、リン酸アンモニウムまたはリン酸
ナトリウムまたはリン酸カリウムを電解液に添加
し、PH変化を少なくし、PH調整を容易にし、さら
に電流効率を高めているのである。 本発明では、リン酸アンモニウム、リン酸ナト
リウム、リン酸カリウムをリン酸塩として用いる
が、工業的には、リン酸ナトリウムが好ましい。
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−アミノジフエニルアミンなどが生成す
る。また、PHが5.5より低いと、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る。 本発明では、ヨウ化アンモニウムまたはヨウ化
ナトリウムまたはヨウ化カリウムをヨウ化物とし
て用いるが、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。 アニリンの存在下、ヨウ化アンモニウムまたは
ヨウ化ナトリウムまたはヨウ化カリウムを電解す
る場合は、隔膜法、無隔膜法いずれの方法でも支
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、隔膜法
が選択される。一方、無隔膜法の場合は、陰極で
生成する水酸化物のため水層がアルカリ性とな
り、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り、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
にメツキしたもの、各々合金、合金メツキ、ま
た、白金、ルテニウム、ロジウム、イリジウムと
バルブメタル(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、ニツケ
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、アニリ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。 電解層は有機電解反応において通常用いられる
ものであつて、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、電
解槽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。電極の通電面積は、この開孔部の大き
さによつてきまり、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つて規定され
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を経て陽極室、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/dm2が好ましく、30A/
dm2より高い電流密度では電圧が著しく高くな
り、1A/dm2より低い電流密度では生産性が悪
くなる。 電解温度は20〜60℃が好ましい。電解温度と副
生成物であるo−ヨードアニリン(以下、OIAと
略す)の生成量と相関があり、温度が低い方が、
p/o体比が大きくなり好ましい。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/秒より遅い流速では電流効率が低
下し、4m/秒より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0.5〜3mm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、ヨウ化物が主成分であり、有機層
はアニリン、PIA、OIAが主成分である。有機層
中のPIAの濃度は1〜60重量%が好ましい。陽極
液中に有機層の占る割合を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、ヨウ化物の水溶液、水酸
化物の水溶液いずれも使用できるが、生成物であ
る対応する水酸化物を用いるのがより好ましい。 (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つて、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り、最も高
い電流効率が得られるのである。リン酸塩を加え
PH変化を抑制でき、PH調整が容易になつたのは、
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つて電圧が下り、電力原単
位の向上が図れる。以上の点で本発明の方法は、
極めて優れたPIAの工業的製法である。 (実施例) 次に、実施例によつて本発明をさらに詳細に説
明する。なお、実施例および比較例における測定
値は、下記方法によつた。 電流効率(%) =生成したPIAのモル数×2/通電量(フアラデー単
位)×100 p/o(モル比)=生成PIA/生成OIA 実施例 1 陽極液として、リン酸二水素ナトリウム75g、
リン酸水素二ナトリウム75g、ヨウ化ナトリウム
150g、アニリン300g、水1200g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2
%水酸化ナトリウム水溶液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、陽極には白金メツキしたチタン板、陰極に
は鉄板で両極ともに1cm×100cmの通電面積を有
するものを用い、両極の間に通電面積が1cm×
100cmになるように開孔部を有する厚さ2mm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
室を形成させたものを用いた。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2
m/秒で流し、電流密度10A/dm2、電解温度50
℃で電解を2時間行つた。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に保つた。 平均電圧は3.5Vであつた。電解後、電解液中
のPIAをガスクロマトグラフイーにより分析し
た。その結果、電流効率は94%であつた。運転中
のPH変化が少なく、PH調整が容易であつた。生成
ヨードアニリンのp/o比は24であつた。 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と同条件下で電解を行
つた。平均電圧は4.3Vであつた。電流効果は86
%であつた。運転中のPHの調整が難しく、PHがや
や変動した。生成したヨードアニリンのp/o比
は23.5であつた。 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2m/秒、電解温度50℃、電流密度10A/
dm2で、水層のPHを変化させて電解を2時間行つ
た。結果を表1に示した。
【表】 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
間行つた。結果を表2に示した。
【表】 なお、PHを5.0、4.6でも有機層は液状であり、
析出することはなかつた。しかし、PH=4.6では、
有機層が非常に少なくなつた。アニリン塩が水層
に溶解したためと思われる。PH7.8では、ガスク
ロ分析の結果、4−アミノジフエニルアミン、ア
ゾベンゼンが検出された。 実施例 3 電解液として、リン酸二水素ナトリウム70g、
リン酸水素二ナトリウム70g、ヨウ化カリウム
150g、アニリン250g、水1210gの混合液を用
い、電解液タンクを入れた。水層のPHは6.0であ
つた。 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たチタン
板、陰極には鉄板で両極の間に通電面積が1cm×
100cmになるよう開孔部を有する厚さ2mm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/dm2、電解温度50℃で電解を2時間行つ
た。電解中はPH調整を行なわなかつた。電解後の
水層のPHは6.5であつた。平均電圧3.2Vであつた。
PIAの電流効率は92%であつた。生成ヨードアニ
リンのp/o比は25であつた。 比較例 3 実施例3の電解液組成のうちリン酸塩を除き、
水を140g増やした電解液を用いたほかは、実施
例3と同様に電解を2時間行つた。電解中はPH調
整を行なわなかつた。PHは6.0から11.3まで上昇
した。平均電圧は4.4Vであり、電流効率は32%
であつた。 実施例 4 電解液として、リン酸二水素アンモニウム50
g、リン酸水素アンモニウム50g、ヨウ化アンモ
ニウム200g、アニリン300g、水1200gの混合物
を用い、電解液タンクに入れた。水層のPHは5.5
であつた。 電解槽は実施例3と同様なものを用い、電解液
流速1.5m/秒で流し、電流密度10A/dm2、電
解温度45℃で電解を2時間行つた。電解中はPH調
整を行なわなかつた。電解後の水層のPHは6.3で
あつた。平均電圧は3.2Vであつた。PIAの電流効
率は91%であつた。生成ヨードアニリンのp/o
比は25.3であつた。 比較例 4 実施例4の電解液組成のうちリン酸塩を除き、
水を100g増やした電解液を用いたほかは、実施
例4と同様に電解を2時間行つた。電解中はPH調
整を行なわなかつた。PHは5.5から9.1まで上昇し
た。平均電圧は4.2Vであつた。PIAの電流効率は
60%であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アニリンの存在下、ヨウ化アンモニウムまた
    はヨウ化ナトリウムまたはヨウ化カリウムを電解
    酸化してp−ヨードアニリンを製造するに際し、
    電解液にリン酸アンモニウムまたはリン酸ナトリ
    ウムまたはリン酸カリウムを添加し、電解液中の
    水層のPHを5.5〜6.9に保持しながら電解すること
    を特徴とするp−ヨードアニリンの製造方法。 2 リン酸アンモニウムまたはリン酸ナトリウム
    またはリン酸カリウムと、ヨウ化アンモニウムま
    たはヨウ化ナトリウムまたはヨウ化カリウムのカ
    チオンが同一である特許請求の範囲第1項記載の
    方法。 3 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。 4 電流密度が1〜30A/dm2である特許請求の
    範囲第1項記載の方法。 5 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。
JP59226672A 1984-10-30 1984-10-30 p−ヨ−ドアニリンの製造方法 Granted JPS61106786A (ja)

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JP59226672A JPS61106786A (ja) 1984-10-30 1984-10-30 p−ヨ−ドアニリンの製造方法
US06/791,121 US4666570A (en) 1984-10-30 1985-10-24 Process for producing aromatic compound with functional groups

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