(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アリールアミン類を原料とし、固体酸触媒であるゼオライト存在下、加圧液相下にてジアリールアミン類を製造するにあたり、原料アリールアミン類中の水分量が０．９重量％未満であり、かつ、前記ゼオライトがβ型およびＵＳＹ型から選ばれた少なくとも１種のゼオライトであることを特徴とするジアリールアミン類の製造方法。
【請求項２】
下記一般式（１）で示されるアリールアミンと下記一般式（２）で示されるアリールアミンとを反応させて下記一般式（３）で示されるジアリールアミンを製造することを特徴とする請求項１記載のジアリールアミン類の製造方法。
0004239289.tif 000005
（式中、Ｒ１〜Ｒ１０はそれぞれ同一でも異なったものであってもよく、それぞれ水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、フェニル、ヒドロキシ、アミノ、ニトロまたは炭素数１〜１２のアルコキシ、ヒドロキシもしくはフェニルで置換された炭素数１〜１２のアルキルからなる群から選ばれる）
【請求項３】
原料アリールアミン類中の水分量が０．７重量％未満であることを特徴とする請求項１または２に記載のジアリールアミン類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム薬、医薬、染料等の原料であるジアリールアミン類の製造方法に関する。更に詳しくは、アニリン等のアリールアミン類を出発原料にして固体酸触媒の存在下、加圧液相下にてジアリールアミン類を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アニリンを出発原料としてジフェニルアミンを製造する方法としては、塩酸、Ｐ2 Ｏ5 、ＰＣｌ3 、ＡｌＣｌ3 、ＢＦ3 、ＮＨ4 ＢＦ4 等を触媒とする加圧液相法（例えば特開昭５１−１３８６２８号公報、特開昭５３−４０６９７号公報）や、 例えば酸処理されたγ−アルミナを使用する固定床気相法（例えば特開昭６１−１０３８５７号公報、特公平３−１６９４３号公報等）が開示されている。また特公昭５２−１５５８５号公報には、シリカ−アルミナ系合成固体酸触媒を使用する固定床加圧液相法が開示されている。更に、特開昭５４−１３５７２８号公報には、シリカ−アルミナ系合成固体酸触媒を使用する固定床加圧液相法において、原料アニリン中に所定量の水を共存させることによりアニリン転化率が大幅に向上することが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加圧液相法では触媒が腐食性を有することにより高度の耐食性容器を必要とすること、触媒の分離、回収に難点を有することとの欠点がある。また、固定床気相法では、反応装置が大型になるし、反応中に生成するタール性副生物の触媒表面への付着による触媒活性の低下が著しいという欠点がある。一方、固定床加圧液相法では、従来上記特許等に開示されている固体酸触媒、例えば反応活性が高いとされているシリカ−アルミナ系触媒の場合でも、その転化率は十分ではなく、そのため、生産性が低く、原料アニリンを大量に回収・リサイクルする必要があるなどの欠点を有していた。
【０００４】
本発明者らは、かかる状況下において、固体酸触媒を用いる加圧液相法について、アリールアミン類のジアリールアミン類への転化率の高い製造方法を見出すことを目的として鋭意検討を行った結果  、固体酸触媒としてゼオライト触媒を用いると共に、原料アリールアミン類中に存在する水の含有量を特定量以下に調製し使用する場合には、上記目的が達成し得ることを見出し、本発明発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、アリールアミン類を原料とし、固体酸触媒であるゼオライト存在下、加圧液相下にてジアリールアミン類を製造するにあたり、原料としてアリールアミン類中の水分量が0.９重量％未満であることを特徴とするジアリールアミン類の製造方法を提供するにある。
【０００６】
さらに本発明は、アリールアミン類を原料とし、固体酸触媒であるゼオライト存在下、加圧液相下にてジアリールアミン類を製造するにあたり、原料アリールアミン類中より水分量が0.９重量％未満となるように水分を除去した後、該水分量が0.９重量％未満のアリールアミン類を原料として用いることを特徴とするジアリールアミン類の製造方法を提供するにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明方法について具体的に説明する。
本発明方法の実施に際しては固体酸触媒としてゼオライト触媒を用いることを必須とする。ゼオライトは種々の形態のものが知られている。例えば代表的なものとしてβ型、Ｙ型、ＵＳＹ型、Ｌ型、ＭＦＩ型、ＳＡＰＯ型、モルデナイト型等が知られているが、本発明方法においてはβ型、Ｙ型およびＵＳＹ型から選ばれた少なくとも１種のゼオライトの使用が推奨される。
【０００８】
固体酸触媒としてゼオライトには酸点を存在せしめるが、これら酸点としてはＨ型、ＮＨ4 型が望ましい。勿論適応するゼオライトが固体酸触媒としての機能を有する範囲で有るならば、Ｎａ型、Ｋ型を含有しても良い。また、固体酸触媒として著しい転化率の低下を見ない範囲に於いて、ゼオライト構成成分であるＡｌあるいはＳｉ等の一部が他の各種金属で置換されたゼオライト触媒を使用することは勿論可能である。
【０００９】
これらのゼオライト触媒は通常公知の製法で得られたものであればよく、特にその製造方法は制限されない。また、β型、Ｙ型、ＵＳＹ型、Ｌ型、ＭＦＩ型、ＳＡＰＯ型、モルデナイト型等として各種ゼオライトが市販されているので、これらの中から選択して使用すればよい。使用に際してのゼオライト触媒の形状は特に制限されるものではなく、粉末状、粒状、タブレット状等の各種形状で使用可能であるが、取り扱いの点より、粒状或いはタブレット状に成形したものが推奨される。また、成形に際して、バインダーとして各種材料を使用することが可能であるが、通常アルミナ、シリカ、珪藻土等が使用される。また、使用に際して予め触媒の付着水を除去しておくことが好ましい。
【００１０】
本発明において、使用されるアリールアミン類は、下記一般式（１）および（２）（式中、Ｒ1 〜Ｒ１０はそれぞれ同一でも異なったものであってもよく、それぞれ水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、フェニル、ヒドロキシ、アミノ、ニトロまたは炭素数１〜１２のアルコキシ、ヒドロキシもしくはフェニルで置換された炭素数１〜１２のアルキルからなる群から選ばれる）で示されるものであり、これら原料アリールアミンを上記ゼオライト触媒存在下にて反応させることにより下記一般式（３）〔式中の記号および条件は上記一般式（１）および（２）と同じ〕で示されるジアリールアミンを得ることができる。
【００１１】
0004239289.tif 000002
原料である上記一般式（１）および（２）で示されるアリールアミンの具体的例としてはアニリン、トルイジン、エチルアニリン、クミジン、キシリジン、ブチルアニリン、アニシジン等を例示できるが、アニリン、トルイジン、クミジン、キシリジンが好ましい。反応に際し一般式（１）および（２）は勿論同一物、例えばアニリンのみであってもよい。
【００１２】
本反応方法の実施に際し原料アリールアミン類は、水分量を約0.９重量％未満、好ましくは０．７重量％未満として反応をおこなう必要がある。原料アリールアミン類中の水分量は一義的ではないが、0.９重量％を越えて含有するものにあっては、反応に供する前に予め水分を除去する。原料アリールアミン類中よりの水分の除去は、公知の方法でよく、特にその方法は制限されない。例えば、蒸留により精製する方法等が挙げられる。原料アリールアミン類中の水分の存在量が１重量％を越える場合には著しい転化率の向上は望めない。
【００１３】
本反応は、約３００〜４００℃の温度範囲、望ましくは約３３０〜３６０℃の温度条件下に実施される。３００℃より低いと反応の進行が遅く、また４００℃を越える場合には副成物の生成が多く、且つ原料にアニリンのような低沸点原料を使用するような場合、液体として保持するために高い圧力を要する。
【００１４】
本発明の実施における圧力は、発生するアンモニアを放出でき、且つ反応相を上記反応温度下にて液体の状態を保持できうるものであれば良い。この圧力は反応温度に比例して高くなり、又、反応の進行と共に反応相中のアリールアミン類のモル分率が低くなるにつれて低くなる。また、この圧力は一般には反応温度でのアリールアミン類の飽和蒸気圧に相当させれば良く、例えばアニリンの場合、通常上記反応温度では約１０〜約４０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの範囲となる。
【００１５】
本発明の方法においては、反応後、単に反応物から未反応アリールアミン類を分留し、次いで高沸点副生物を残渣として分離することにより容易に目的とするジアリールアミン類を得ることができる。また、この際、回収される未反応アリールアミン類は水分量を0.９重量％未満に調整した後、再度、原料として使用することができる。
【００１６】
本発明方法は回分法、連続法いずれによっても実施できる。しかし工業的には原料アリールアミン類を連続的に供給し、圧力コントロールを行いながら反応物を連続的に抜き出す連続法が作業能率上有利である。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、固体酸触媒としてゼオライトを用い、原料として適用するアリールアミン類中の水分量を0.９重量％未満に調製するという極めて簡単な方法で、ジアリールアミンへ転化率が著しく向上し得ることを見出したもので、その産業上の利用価値は極めて大きいものである。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例、比較例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
５００ｍｌステンレス製オートクレーブに、５０．１ｇのＨ−βゼオライト粉体（Ｓｉ／Ａｌ＝２５．０、日揮ユニバーサル株式会社製、商品名ＢＥＴＡ）、２００．１ｇのアニリン（水分含有量０重量％）を入れ、オートクレーブ内の空気を窒素で置換した後、密封系で３５０℃で３時間加熱を行った。反応物を冷却後、オートクレーブから取り出し、触媒を濾過した後、反応液をガスクロマトグラフを用いて分析した。その結果、反応液中のジフェニルアミン濃度は３６．８％であった。
【００２０】
実施例２
５００ｍｌステンレス製オートクレーブに、５０．０ｇのＨ−ＵＳＹゼオライト粉体（Ｓｉ／Ａｌ＝１０．０、エヌ・イーケムキャット株式会社製、商品名ＵＳＹ）、２００．２ｇのアニリン（水分含有量０重量％）を入れ、オートクレーブ内の空気を窒素で置換した後、密封系で３５０℃で３時間加熱を行った。反応物を冷却後、オートクレーブから取り出し、触媒を濾過した後、反応液をガスクロマトグラフを用いて分析した。その結果、反応液中のジフェニルアミン濃度は４２．７％であった。
【００２１】
比較例１
５００ｍｌステンレス製オートクレーブに、５０．１ｇのＨ−βゼオライト粉体（Ｓｉ／Ａｌ＝２５．０、日揮ユニバーサル株式会社製、商品名ＢＥＴＡ）、２０３．７ｇのアニリン（水分含有量１．２８重量％）を入れ、オートクレーブ内の空気を窒素で置換した後、密封系で３５０℃で３時間加熱を行った。反応物を冷却後、オートクレーブから取り出し、触媒を濾過した後、反応液をガスクロマトグラフを用いて分析した。その結果、反応液中のジフェニルアミン濃度は２７．１％であった。
【００２２】
比較例２
５００ｍｌステンレス製オートクレーブに、５０．０ｇのＨ−ＵＳＹゼオライト粉体（Ｓｉ／Ａｌ＝１  ０．０、エヌ・イーケムキャット株式会社製、商品名商品名ＵＳＹ  ）、２０２．１ｇのアニリン（水分含有量１．０４重量％）を入れ、オートクレーブ内の空気を窒素で置換した後、密封系で３５０℃で３時間加熱を行った。反応物を冷却後、オートクレーブから取り出し、触媒を濾過した後、反応液をガスクロマトグラフを用いて分析した。その結果、反応液中のジフェニルアミン濃度は３９．０％であった。
【００２３】
実施例３、４および比較例３、４
５００ｍｌステンレス製オートクレーブに、βゼオライト粉体（Ｓｉ／Ａｌ＝２５．０、日揮ユニバーサル株式会社製、商品名：ＢＥＴＡ）を表１に示す量、充填し、表１に示す水を含有するアニリンを表１に示す量、入れ、オートクレーブ内の空気を窒素で置換した後、密封系で３５０℃で３時間加熱を行った。反応物を冷却後、オートクレーブから取り出し、触媒を濾過した後、反応液をガスクロマトグラフを用いて分析した。反応液中のジフェニルアミン濃度を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0004239289.tif 000003
表中のＤＰＡはジフェニルアミンを示し、アニリン量は水の量を除いた量である。
【００２５】
実施例５
外部加熱炉に設置されたステンレス製反応管(直径２８ｍｍ×長さ４００ｍｍ)の下部に原料仕込み口、上部に圧力計および調圧弁を取り付けた反応器に直径１．６ｍｍ円柱状Ｈ−βゼオライト触媒（Ｓｉ／Ａｌ＝１２．５、エヌ・イーケムキャット株式会社製、商品名Ｈ−β）を１８３ｍｌを充填し、アニリン（水分含有量０重量％）を８７．７ｍｌ／Ｈｒ（ＬＨＳＶ＝０．４８）の速度で連続的に供給した。その際、外部加熱炉の温度は３４５℃、圧力は２０ｋｇ／ｃｍ２Ｇに保って反応を実施し、連続的に反応管上部から抜き出された反応液を冷却後回収した。２８時間経過後の反応液をガスクロマトグラフを用いて分析した。その結果、反応液中のジフェニルアミン濃度は１６．７％であった。上記の連続反応評価でのジフェニルアミン濃度経時変化を表２に示す。
【００２６】
比較例５
外部加熱炉に設置されたステンレス製反応管(直径２８ｍｍ×長さ４００ｍｍ)の下部に原料仕込み口、上部に圧力計および調圧弁を取り付けた反応器に直径１．６ｍｍ円柱状Ｈ−βゼオライト触媒（Ｓｉ／Ａｌ＝１２．５、エヌ・イーケムキャット株式会社製、商品名Ｈ−β）を１８０ｍｌを充填し、１重量％含水アニリンを８６．２ｍｌ／Ｈｒ（ＬＨＳＶ＝０．４８）の速度で連続的に供給した。その際、外部加熱炉の温度は３４５℃、圧力は２０ｋｇ／ｃｍ２Ｇに保って反応を実施し、連続的に反応管上部から抜き出された反応液を冷却後回収した。２８時間経過後の反応液をガスクロマトグラフを用いて分析した。その結果、反応液中のジフェニルアミン濃度は１６．０％であった。上記の連続反応評価でのジフェニルアミン濃度経時変化を表２に示す。
【００２７】
【表２】
0004239289.tif 000004