JPS6299350A - 変性ラニ−触媒を使用する芳香族ジアミノ化合物の製造 - Google Patents

変性ラニ−触媒を使用する芳香族ジアミノ化合物の製造

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JPS6299350A JP61245673A JP24567386A JPS6299350A JP S6299350 A JPS6299350 A JP S6299350A JP 61245673 A JP61245673 A JP 61245673A JP 24567386 A JP24567386 A JP 24567386A JP S6299350 A JPS6299350 A JP S6299350A
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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】 主1qλ景 本発明は芳香族ジニトロ化合物を変性ラニー触媒の存在
下に水素化することによる芳香族ジアミノ化合物の製造
方法に関する。
懸濁させたラニー触媒を使用してジニトロトルエンのよ
うな芳香族ジニトロ化合物を接触水素化することは知ら
れている(例えばDE−AS (ドイツ公告公報)1,
044,099および FR−PS (フランス特許明
細書) 1,599,004参照)。
そのような水素化は一触に170℃以下の温度好ましく
は50−150℃の温度で行なわれる。水素化反応の熱
は、所望のジアミンを高収率で且つ高純度で得るために
故意にむだにされる。
DE−O3(ドイツ公開分軸) 3,315.191に
記14L17いるもののような、反応を高温度で実施ス
ルコとを可能にする方法は増大された選択性と高められ
た温度抵抗性を有する改善された触媒を必要とする。こ
の関係において重要な副反応は芳香族部分の水素化およ
び脱アミノ化並びに高分子量化合物の生成である。
主皿傅翌豹 芳香族ジニトロ化合物を芳香族ジアミノ化合物にする水
素化において変性ラニー触媒を使用すると、生成物品質
および収率を犠牲にすることなく水素化反応の熱を技術
的に有用な形(例えばスチームとして)回収することを
可能にする反応条件を用いることができることが見出さ
れた。収率損失なしに選択しうる反応温度が高いほど経
済的価値は大きい。反応の熱かち得られるスチームはジ
アミイの精製の過程で使用し得、またはそれは他のエネ
ルギー消費者に供給しろる。
大規模に実施した場合の従来技術法の制限が特許請求し
た発明において必要な変性ラニー触媒の使用により克服
されることも見出された。
主肌立圧胤星皿藍 本発明は対応する芳香族ジニトロ化合物を変性ラニー触
媒の存在下に水素化することによる芳香族ジアミノ化合
物の製造方法に関する。ラニー触媒は50−95wt%
(好ましくは60−85wt%)のアルミニウム、4 
45wt%(好ましくは1030wt%)のニッケルお
よび/またはコバルトおよび1−46賀t%(好ましく
は5 15wt%)の少なくとも1つの変性金IX(百
分率は合計で100)の合金のアルカリ処理の生成物で
ある。
変性金属は元素WJ期表の第1、第4、第5、第6、第
7および/または第8亜族の金属から選ばれる。
本発明においては鉄、ルテニウム、レニウム、クロム、
モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、バナジ
ン、チタン、銅、ジルコンおよび/またはハフニウムで
変性されたラニー触媒が好ましい。
ラニー触媒のアルカリ処理は合金をアルカリ金属水酸化
物(例えば水酸化ナトリウムまたはカリウム)または、
好ましさは少ないが、アルカリ金属炭酸塩(例えば炭酸
ナトリウムまたはカリウム)の水溶液と反応させること
により実施しろる。
たの反応は昇温(例えばば約50−100℃)で実施す
るのが好ましい。次に触媒を?遇しそして水(例えば蒸
留水、脱イオン水および/または飲料水)で洗浄するこ
とによりアルカリ性成分の大部分を除去する。塩基の量
は合金中に存在するアルミニウムの量に依存する。塩基
は、アルミニウムの全量のアルカリ金属アルミン酸塩へ
の転化に関して化学量論未満または化学量論量で使用し
うる。しかしアルカリ化合物はアルミン酸塩形成に関し
化学量論的に過剰に使用するのが好ましい。
処理された触媒はアルミニウムの残存量をも含有しうる
。このアルミニウムの残存量は一般に170wt%好ま
しくは1 10wt%である。触媒中のニッケルおよび
/またはコバルトと変性金属の重量比は一般に30ニア
0ないし99:1、好ましくは50:50ないし90:
10である。
本発明において用いられる触媒はラニー型の変性骨格触
媒でありそして一般に平均粒子サイズく130μm好ま
しくは<80.1711を有する湿った粉の形である。
平均粒子サイズはレーザーグラニュロメーターにより公
知方法で測定しうる。
本発明で用いられるものと同様の触媒は5.7゜79に
152098号として発行された1 5.12゜77の
日本特許出願54084−508および11.3.80
に109240号として発行された5、9.78の55
035−064号に記載されている。これら開示された
触媒はアルデヒドの還元に有用であると教示されている
。そのような触媒の芳香族ジニトロ化合物の水素化(変
化する反応条件下で実施される全く異なる反応)におけ
る良好な安定性および反応熱を使用する可能性(アルデ
ヒド還元プロセスでは関心事でない)はこれら日本の開
示から自明でもなければ予言しうるちのでもない。
本発明において存用な出発物質は任意の芳香族ジニトロ
化合物である。特定例は次のものを含む:1.3−ジニ
トロベンゼン、1,5−ジニトロナフタレン、1,8−
ジニトロナフタレンおよびジニトロトルエンの異性体お
よびそれらの混合物。
本発明で使用される触媒は2.4−ジニトロトルエンお
よびそれと40wt%(全混合物を基準にして)までの
2,6−ジニトロトルエンとの工業的混合物の接触水素
化に特に適する。
ジニトロ化合物は無溶媒で170−250℃の温度で1
5−50バール(溶媒の不在下)または15〜120バ
ール(溶媒の存在下)の圧力で反応媒体に分散した変性
ラニー触媒の存在下に水素化するのが好ましい、室温で
固体のジニトロ化合物は一般に水素化実施前に溶融され
る。
水素化は慣用の反応器を使用して非連続的にかまたは連
続的に行ないうる。水素化は例えば、水素化すべきジニ
トロ化合物を充填する前←プロセス生成物(ジアミンと
水の混合物)中の触媒の懸濁液を満たした、例2に記載
の型の反応器中で連続的に実施しうる。そのような反応
器中での連続プロセス中、反応器中に供給されるジニト
ロ化合物の量は通常、同時に取出されるプロセス生成物
の量に相当する。反応器中の反応混合物の平均滞留時間
は芳香族ジニトロ化合物の処理量、使用触媒の型および
量および反応器容量に依存するが一般に1分ないし3時
間である。
水素化反応を不活性溶媒の同時使用無しに実施しうろこ
とが本発明の利点の一つである。そのような溶媒例えば
メタノール、イソプロパツールおよびt−ブタノールの
ような6個までの炭素原子を有する脂肪族アルコール;
アセトンおよび/またはメチルイソブチルケトンのよう
な9個までの炭素原子を有するケトン;および/または
酢酸のようなカルボン酸の同時使用は除外されないが、
さほど好ましくはない。
比較的高い反応温度による反応の熱は既知方法で、5な
いし30バールの出力圧でスチームの製造に使用しうる
本発明を次の実施例により更に説明するがそれらにより
限定されることを意図するものではない。
実施例中すべての部および百分率は別にことわらない限
り重量による。
大施斑 皿上(触媒の製造) 水酸化ナトリウム782gを水3129g中にビーカー
中で溶解した。水酸化ナトリウム溶液の温度を80℃に
調節した。溶液上の空気を窒素と交換し、プロセスを全
反応時間にわたり窒素雰囲気下で実施しうるようにした
次にアルミニウム80部、ニッケル14部および鉄6部
の合金合計200gを各場合に6gずつ水酸化ナトリウ
ム溶液に添加した。各場合に実質的な泡形成を伴なう強
い発熱反応が起った0合金の添加は、水酸化ナトリウム
の温度が80℃±2℃に維持されそして泡形成があまり
にも実質的に増大しないようなやり方で20分にわたり
行なった。
合金の全量を添加した時、反応混合物を80℃で30分
攪拌した。次に母液を触媒から傾瀉し、そして次に触媒
を水酸化ナトリウム78gと水313gからなる洗浄液
で5分間攪拌しつつ処理した0次に洗浄液を傾瀉により
分離しそして触媒を水でpo約8.0に洗浄した。触媒
スラリー105gが得られた。ニッケルと鉄の重量比は
69:31であった。
肛 ガス吹込攪拌機、水素供給管、下端が直接ガス吹込攪拌
機で終る芳香族ジニトロ化合物の入口管および過剰水素
の出口弁を備えた液容量8 (1m!のオートクレーブ
を使用した。芳香族ジアミンと水からなる反応混合物は
触媒を保留するフリットを通して反応器を去った。装置
は触媒が完全に使いつくされるまで芳香族ジニトロ化合
物の連続的水素化を可能にした0反応器内の温度は外部
加熱または冷却循環により制御した(反応器内の冷却コ
イルは反応混合物の付加的冷却を提供しえた)。
例1による触媒1.6gが懸濁状態で存在する(i)2
.4−ジアミノトルエン80%と2.6−ジアミノトル
エン20%の混合物と(ii )水との重量比(i):
  (ii)63:37の混合物801112を反応器
中に入れた0次に反応器内容を20バールの圧力の水素
雰囲気下175℃に加熱した。
この温度で、毎時641の水素および53gのDNT 
(2,4−ジニトロトルエン80%と2.6−ジニトロ
トルエン20%の混合物)が計量ポンプにより反応器に
導入された0反応器内の温度は190℃に上昇した。こ
の温度および20バールの圧力で、触媒が使いつくされ
るまで(50h)水素化を行なった。得られたプロセス
生成物(ジアミンと水の混合物)を連続的に除去し、そ
してそれから蒸留により純ジアミノトルエン異性体混合
物(TDA)を回収した。純TDA(80;20)の収
率は使用DNTを基準にして理論値の98.7%に相当
した。蒸留による仕上げの間に1.1%のタール状副生
物および0.2%の“低沸点生成物”が得られた。
拠主 アルミニウム80%、ニッケル10%およびモリブデン
10%の合金を例1で使用した手順に従ってアルカリ処
理して製造した変性ラニーニッケルを触媒として使用し
た。触媒中のニッケル:モタフブデンの重量比は741
6であった。
プロセスは例2に記載の装置中で220℃の温度、30
バールの圧力および53g/hのDNTで例2に記載と
同様の方法で実施した。反応開始前の反応器内容(ジア
ミンと水)は0.8gの触媒を懸濁状態で含有した。T
DAの収率は使用DNTを基準にして理論値の99.2
%に相当した。更に、0.75%のタール様生成物およ
び0.05%のTDAより低い沸点の副生物(低沸点生
成物)が生じた。
■エニ土土 次表に示した触媒、温度および圧力を使用して例2を繰
返した。触媒は、合金のアルミニウム含量を基準にして
アリコート量の水酸化ナトリウムを使用して例1の触媒
の製造に使用したのと同様の方法でそれぞれ製造した。
式中元素の後に示した数値は合金の百分率組成または触
媒中に存在スルニッケルまたは変性金属の重量比に関す
る。触媒は変動する残留量のアルミニウム(1−10%
)をも含有した。例13では溶媒としてイソプロパツー
ルを同時に使用して行なった。これは懸濁状態で存在す
る触媒を反応開始前に反応器に満たすのに使用したTD
A/水(63:37)の3Qwt%溶液でありそして水
素化すべきDNTをイソプロパツール中の33−t%温
溶液して使用した。連続的に供給された溶液の全量は1
26 g/hのDNTの使用に相当した。例4−14の
結果を次表に示す。
以下余白 以上説明の目的で本発明を詳細に記載したが該詳細はそ
の目的のためだけのものであることおよび特許請求の範
囲により限定されうる以外は本発明の精神および範囲か
ら逸脱することなく種々の変更が当該技術の熟達者によ
りそこになされうろことが理解されるべきである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)アルミニウム50−95重量%、 b)ニッケルおよび/またはコバルト4−45重量%お
    よび c)元素周期表の第1、4、5、6、7および8亜族か
    ら選ばれた少なくとも1つの変性金属1−46重量% (百分率は合計で100重量%である) からなる合金をアルカリ物質で処理した生成物である変
    性ラニー触媒の存在下に芳香族ジニトロ化合物を水素化
    する芳香族ジアミンの製造方法。
  2. (2)変性金属が鉄、クロム、銅、モリブデン、タンタ
    ル、タングステン、バナジン、チタン、ニオブ、レニウ
    ム、ルテニウム、ジルコニウムおよびハフニウムから選
    ばれる特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)水素化を170−250℃の温度および15−5
    0バールの圧力で補助溶媒の不在下に行なう特許請求の
    範囲第1項記載の方法。
  4. (4)水素化中に発生した熱を5−30バールの圧力で
    のスチームの製造に使用する特許請求の範囲第1項記載
    の方法。
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