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JPS593987B2 - P- Phenylenediamine - Google Patents
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JPS593987B2 - P- Phenylenediamine - Google Patents

P- Phenylenediamine

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Publication number
JPS593987B2
JPS593987B2 JP50130346A JP13034675A JPS593987B2 JP S593987 B2 JPS593987 B2 JP S593987B2 JP 50130346 A JP50130346 A JP 50130346A JP 13034675 A JP13034675 A JP 13034675A JP S593987 B2 JPS593987 B2 JP S593987B2
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JP
Japan
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reaction
nitric acid
azobenzene
phenylenediamine
nitroazobenzene
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JP50130346A
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Japanese (ja)
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和利 舟橋
洋一 斉藤
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアゾベンゼンを硝酸でニトロ化し、次いでこれ
を分子状水素で触媒の存在下に水素化分解することによ
るp−フェニレンジアミンの製造法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing p-phenylenediamine by nitrating azobenzene with nitric acid and then hydrogenolyzing it with molecular hydrogen in the presence of a catalyst.

p−フェニレンジアミンは工業的に多方面に使用される
。例えば、耐熱性高分子の製造の原料、写真における発
色剤、染料、顔料の原料、ゴム工業においては酸化防止
剤として使用されている重要な化合物である。従来、p
−フェニレンジアミンの合成法としてp−ニトロアニリ
ンを鉄一塩酸で還元する方法、p−ジクロルベンゼンを
アンモノリンスする方法、p−ジニトロベンゼンを水素
化還元する方法、テレフタル酸アミドをホフマン分解す
る方法等が知られている。
p-Phenylenediamine is used in a wide variety of industrial applications. For example, it is an important compound used as a raw material for the production of heat-resistant polymers, a raw material for color formers, dyes, and pigments in photography, and as an antioxidant in the rubber industry. Conventionally, p
-Methods for synthesizing phenylenediamine include reducing p-nitroaniline with iron monohydrochloric acid, ammonorinsing p-dichlorobenzene, hydrogenating reduction of p-dinitrobenzene, and Hofmann decomposition of terephthalic acid amide. Methods are known.

更には、4−アミノアゾベンゼンを原料とし水素化する
方法が報告されている。即ち、米国特許第270868
0号明細書においては4−アミノアゾベンゼンを鉄一塩
酸で水素化する方法を提案している。ヌ、JACS56
1411(1934)においては白金或はニッケルを触
媒5 として水素化する方法を提案している。しかしな
がら、これらの方法は原料4−アミノアゾベンゼンから
目的のp−フェニレンジアミンと同一モル数の多量のア
ニリンを同時に副生するため、生成物の分離および経済
的な面から有効な方法とは云10えない。叉、Helv
、Chim、Acta30735(1947)において
ラネーニツケル触媒を用いて4−ニトロアゾベンゼンを
水素化することによりp−フェニレンジアミンを得てい
る。
Furthermore, a method of hydrogenating 4-aminoazobenzene as a raw material has been reported. That is, U.S. Patent No. 270,868
The specification of No. 0 proposes a method of hydrogenating 4-aminoazobenzene with iron monohydrochloric acid. Nu, JACS56
1411 (1934) proposed a hydrogenation method using platinum or nickel as a catalyst. However, since these methods simultaneously produce a large amount of aniline with the same number of moles as the target p-phenylenediamine from the raw material 4-aminoazobenzene, they cannot be said to be effective methods in terms of product separation and economics. No. Helv
, Chim, Acta 30735 (1947), p-phenylenediamine is obtained by hydrogenating 4-nitroazobenzene using a Raney-nickel catalyst.

しかしな15がら、この方法もp−フェニレンジアミン
と同一モル数の多量のアニリンが同時に副生するため有
効な合成法とは云えない。更に、Berichted、
D、Chem、Gesellschaff5235(1
872)には4・4′−ジニトロアク0 ゾベンゼンを
硫化アンモニウムを用い封管中で100゜に加熱しp−
フェニレンジアミンを得たと云う記載がある。
However, this method cannot be said to be an effective synthesis method because p-phenylenediamine and a large amount of aniline having the same number of moles are simultaneously produced as by-products. Furthermore, Berichted,
D, Chem, Gesellschaff5235 (1
872), p-
There is a statement that phenylenediamine was obtained.

しかしながら、硫化アンモニウムを使用するこの反応に
おいては生成するp−フェニレンジアミンの分離、精製
に手間が掛る。ク5 叉、副生成物として廃棄が問題と
なる硫黄化合物が生成し、合成法として良法とは云えな
い。本発明者等はアゾベンゼンを出発原料とし、これに
硝酸を作用させることによりアゾ基に対しp一位のニト
ロ化物を得、更にこのものを水素化す30ることによる
p−フェニレンジアミンの合成について鋭意研究した結
果、高収率でp−フェニレンジアミンが得られる方法を
見出し本発明に到漣した。即ち、本発明は第一工程にお
いてアゾベンゼンを硝酸で処理し、得られた4・4′−
ジニトロア35 ゾベンゼン及び/ヌは4・4′−ジニ
トロアゾキシベンゼンを第二工程において分子状水素で
触媒の存在下に水素化分解をすることを特徴とするp−
C4−フエニレンジアミンの製造方法である。
However, in this reaction using ammonium sulfide, it takes time and effort to separate and purify the p-phenylenediamine produced. H5: Moreover, sulfur compounds are produced as by-products, which are problematic to dispose of, and this method cannot be said to be a good synthesis method. The present inventors have made extensive efforts to synthesize p-phenylenediamine by using azobenzene as a starting material, reacting it with nitric acid to obtain a nitrated product at the p-1 position relative to the azo group, and further hydrogenating this product30. As a result of research, they discovered a method for obtaining p-phenylenediamine in high yield and arrived at the present invention. That is, in the present invention, in the first step, azobenzene is treated with nitric acid, and the obtained 4.4'-
Dinitroa 35 zobenzene and/or p- are characterized by hydrogenolyzing 4,4'-dinitroazoxybenzene with molecular hydrogen in the presence of a catalyst in the second step.
This is a method for producing C4-phenylenediamine.

本発明における反応方法は、第一工程においてアゾベン
ゼンに硝酸を作用させることにより、4・4′−ジニト
ロアゾベンゼン、4・4′−ジニトロアゾキシベンゼン
を合成することにある。
The reaction method of the present invention consists in synthesizing 4,4'-dinitroazobenzene and 4,4'-dinitroazoxybenzene by reacting azobenzene with nitric acid in the first step.

該反応において目的とする有利な生成物は4・4′−ジ
ニトロアゾベンゼンおよび4・4′−ジニトロアゾキシ
ベンゼンであり、特に4・4′−ジニトロアゾベンゼン
を高割合に得られることが望ましい。本発明のアゾベン
ゼンのニトロ化慝応は (1)アゾベンゼンに発煙硝酸を作用させて4・4′一
ジニトロアゾベンゼンを得るBerichted.D.
Chem.Gesellschaft323256(1
899)およびJ.Chem.SOc.l9532l5
Oに報告の方法。
The desired desired products in this reaction are 4,4'-dinitroazobenzene and 4,4'-dinitroazoxybenzene, and it is particularly desirable to obtain a high proportion of 4,4'-dinitroazobenzene. The nitration reaction of azobenzene of the present invention is as follows: (1) Azobenzene is reacted with fuming nitric acid to obtain 4,4'-dinitroazobenzene, as described by Berichted. D.
Chem. Gesellschaft323256(1
899) and J. Chem. SOc. l9532l5
How to report to O.

(Ii)アゾベンゼンに混酸を作用させて4・4′−ジ
ニトロアゾベンゼンを得る方法。
(Ii) A method for obtaining 4,4'-dinitroazobenzene by reacting a mixed acid with azobenzene.

(Iii) アゾベンゼンに硝酸を作用させて4−ニト
ロアゾベンゼンを得、引続き4−ニトロアゾベンゼンに
混酸を作用させて4・4′−ジニトロアゾベンゼンを得
る方法。
(Iii) A method in which 4-nitroazobenzene is obtained by reacting azobenzene with nitric acid, and then 4,4'-dinitroazobenzene is obtained by reacting a mixed acid with 4-nitroazobenzene.

0′V)アゾベンゼンに少割合の硫酸を含む硝酸を作用
させて4−ニトロアゾベンゼンを得、引続き4−ニトロ
アゾベンゼンに混酸を作用させて4・4′−ジニトロア
ゾベンゼンを得る方法が使用される。
0'V) A method is used in which 4-nitroazobenzene is obtained by reacting azobenzene with nitric acid containing a small proportion of sulfuric acid, and then 4-nitroazobenzene is reacted with a mixed acid to obtain 4,4'-dinitroazobenzene.

これらのニトロ化反応(1)HV)項において、収率お
よび選択率の点から(1i1)項および0V頑の方法が
良く、特に(ト)項の方法が望ましい。
In these nitration reactions (1) HV), the methods (1i1) and 0V robustness are preferred from the viewpoint of yield and selectivity, and the method (g) is particularly desirable.

本発明の反応を一段階で行う場合には、アゾベンゼンに
発煙硝酸或は混酸を作用させる方法で行つた。
When the reaction of the present invention was carried out in one step, it was carried out by reacting azobenzene with fuming nitric acid or a mixed acid.

反応方法はアゾベンゼンに対し硝酸4〜40モル当量お
よび濃硫酸0〜40モル当量を作用させて行われるのが
望ましい。しかし、特にこの範囲に限定されるものでは
ない。使用される酸の量が少いと反応の速度が遅くなり
、多過ぎる場合には反応後の過剰の酸の処理に手間が掛
る欠点がある。使用される硝酸の濃度は比重1.12〜
1.52であり、硫酸は比重1.8のが使用されるが、
特にこの範囲に限定されるものではない。硝酸に対する
硫酸の使用量は0〜1.0モル当量が望ましい、硫酸の
割合が小さいと、反応の速度が遅くなる。ヌこの割合が
大きな時には目的物以外の副生成物が増加する。反応は
アゾベンゼンに硝酸および硫酸を加え所定の温度におい
て攪拌下に行なわれるが、更に攪拌効果を上げる為に他
の溶媒を添加して行うことも出来る。この様な溶剤とし
ては、この反応系において硝酸および硫酸と反応を行わ
ない溶剤、例えば酢酸等が使用される。生成物の分離は
反応混合物中に析出する目的物を沢過分離することによ
り行われる。この分離で得られた化合物は主成分が4・
4′−ジニトロアゾベンゼンであり、その他に4・4/
−ジニトロアゾキシベンゼン、4−ニトロアゾベンゼン
および4−ニトロアゾキシベZゼンを含有することがあ
る。これらの化合物は全て第二工程において水素化され
p−フエニレンジアミンに変換されるものである。アゾ
ベンゼンのニトロ化反応を二段階で行う場合には、アゾ
ベンゼンに硝酸或は少割合の硫酸を含む硝酸を反応させ
て4−ニトロアゾベンゼンを得、更に得られた4−ニト
ロアゾベンゼンに混酸を作用させて4・4′−ジニトロ
アゾベンゼンを合成する。更に詳しく本方法について説
明すると、4−ニトロアゾベンゼンを製造するには、ア
ゾベンゼンに硝酸を作用させることにより行なわれる。
硝酸の濃度は比重1.12〜1.47の物が都合が良い
。ヌこの硝酸の濃度は反応温度および反応系中の硫酸の
在否により影響されるものである。硝酸のアゾベンゼン
に対する割合はアゾベンゼンに対し1〜40モル当量が
使用される。硝酸の割合が少な過ぎると充分な反応速度
で反応が進行せず、未反応の原料の割合が多くなる。一
方、多過ぎる場合には、過剰の硝酸の処理の点で面倒で
ある。使用される硫酸の量は、硝酸に対しO〜1.0モ
ル当量が用いられる。一般に硫酸を添加することにより
硝化の速度が速まる。しかしながら過剰に用いると、ア
ゾキシ化合物が生成する傾向があり、同時に目的外の副
生成物が多量に生じる場合がある。本発明の反応温度は
−5〜100℃において行われる。
The reaction is preferably carried out by reacting 4 to 40 molar equivalents of nitric acid and 0 to 40 molar equivalents of concentrated sulfuric acid to azobenzene. However, it is not particularly limited to this range. If the amount of acid used is small, the reaction rate will be slow, and if it is too large, it will take time and effort to dispose of the excess acid after the reaction. The concentration of nitric acid used has a specific gravity of 1.12~
1.52, and sulfuric acid with a specific gravity of 1.8 is used,
It is not particularly limited to this range. The amount of sulfuric acid to be used relative to nitric acid is preferably 0 to 1.0 molar equivalent; if the ratio of sulfuric acid is small, the reaction rate will be slow. When this ratio is large, by-products other than the target product increase. The reaction is carried out by adding nitric acid and sulfuric acid to azobenzene at a predetermined temperature with stirring, but it is also possible to carry out the reaction by adding other solvents to further improve the stirring effect. As such a solvent, a solvent that does not react with nitric acid and sulfuric acid in this reaction system, such as acetic acid, is used. Separation of the product is carried out by filtering and separating the target product precipitated in the reaction mixture. The main component of the compound obtained by this separation is 4.
4'-dinitroazobenzene, and 4,4/
-dinitroazoxybenzene, 4-nitroazobenzene and 4-nitroazoxybenzene. All of these compounds are hydrogenated and converted into p-phenylenediamine in the second step. When carrying out the nitration reaction of azobenzene in two steps, 4-nitroazobenzene is obtained by reacting azobenzene with nitric acid or nitric acid containing a small proportion of sulfuric acid, and then a mixed acid is reacted with the obtained 4-nitroazobenzene. 4,4'-dinitroazobenzene is synthesized. To explain this method in more detail, 4-nitroazobenzene is produced by reacting azobenzene with nitric acid.
It is convenient for the concentration of nitric acid to have a specific gravity of 1.12 to 1.47. The concentration of nitric acid is influenced by the reaction temperature and the presence or absence of sulfuric acid in the reaction system. The ratio of nitric acid to azobenzene is 1 to 40 molar equivalents to azobenzene. If the proportion of nitric acid is too small, the reaction will not proceed at a sufficient reaction rate, and the proportion of unreacted raw materials will increase. On the other hand, if the amount is too high, it will be troublesome to dispose of the excess nitric acid. The amount of sulfuric acid used is O to 1.0 molar equivalent to nitric acid. Generally, adding sulfuric acid increases the rate of nitrification. However, when used in excess, an azoxy compound tends to be produced, and at the same time, a large amount of unintended by-products may be produced. The reaction temperature of the present invention is -5 to 100°C.

反応温度はこの他の反応条件、例えば硝酸および硫酸の
濃度および原料に対する割合により好ましい範囲が定ま
つて来る。一般的な傾向として反応温度が低いと反応速
度が遅くなり、高過ぎると副反応物の生成が起り易くな
る。生成物の分離は反応混合物中に析出する目的物を沢
過分離することにより得られる。又、反応混合物中に水
を注入することにより、一層分離が容易になることがあ
る。こkに得られた化合物は主成分が4一ニトロアゾベ
ンゼンである。この化合物はこのままの状態、或は更に
精製しニトロ化の第二段階の反応に供給される。ニトロ
化の第二段階の反応は、4−ニトロアゾベンゼンをニト
ロ化し4・4′−ジニトロアゾベンゼン及び/ヌは4・
4′−ジニトロアゾキシベンゼンを得るものである。
The preferable range of the reaction temperature is determined by other reaction conditions, such as the concentrations of nitric acid and sulfuric acid and their ratios to the raw materials. As a general tendency, when the reaction temperature is low, the reaction rate becomes slow, and when the reaction temperature is too high, the formation of side reactants tends to occur. Separation of the product is obtained by filtering and separating the target product precipitated in the reaction mixture. Separation may also be made easier by injecting water into the reaction mixture. The main component of the compound thus obtained is 4-nitroazobenzene. This compound is supplied as is or after further purification to the second stage of nitration. In the second step of nitration, 4-nitroazobenzene is nitrated to produce 4,4'-dinitroazobenzene and/or 4-nitroazobenzene.
4'-dinitroazoxybenzene is obtained.

この反応は第一段階の反応終了時に、反応器中の4−ニ
トロアゾベンゼンを含む反応混合物に硫酸及び必要によ
り硝酸を追加したり、或は反応温度等の反応条件を変更
することにより行われる。ヌ、ニトロ化の第一段階の反
応で、分離した4ニトロアゾベンゼンに硝酸及び硫酸を
作用させて反応が行われる。
This reaction is carried out by adding sulfuric acid and, if necessary, nitric acid to the reaction mixture containing 4-nitroazobenzene in the reactor at the end of the first stage reaction, or by changing reaction conditions such as reaction temperature. In the first step of the nitration reaction, the separated 4-nitroazobenzene is reacted with nitric acid and sulfuric acid.

ニトロ化第二段階の反応は4ニトロアゾベンゼンに対し
硝酸を4〜40モル当量を用いて反応させる。ヌ、硝酸
の濃度は比重1.12〜1.52の範囲のが都合よい。
硫酸は硝酸に対しO〜1.0モル当量で使用される。用
いられる硫酸の濃度は比重1.8が都合が良い。反応温
度は−5〜100℃において行われるが、硝酸、硫酸の
濃度および原料4−ニトロアゾベンゼンに対する割合に
より変動し、上の範囲に特に限定されるものではない。
しかし反応温度が低い時には反応が遅く、高い時には目
的物以外の副生成物が増加する。生成物の分離は反応混
合物中に析出する目的物を沢過分離することにより得ら
れる。こkに得られた化合物は主成分が4・4′−ジニ
トロアゾベンゼンであり、その他に4・4′−ジニトロ
アゾキシベンゼン、4−ニトロアゾベンゼンおよび4ニ
トロアゾキシベンゼンを含有することがある。これらの
化合物は全て第二工程において水素化され、p−フエニ
レンジアミンに変換されるものである。第二工程の水素
化反応は第一工程において得られた4・4′−ジニトロ
アゾベンゼン及び4・4′−ジニトロアゾキシベンゼン
を水素化触媒の存在下に分子状水素で水素化分解を行い
p−フエニレンジアミンを生成するものである。
In the second step of nitration, 4-nitroazobenzene is reacted with 4 to 40 molar equivalents of nitric acid. The concentration of nitric acid is conveniently within the range of specific gravity 1.12 to 1.52.
Sulfuric acid is used in an amount of O to 1.0 molar equivalent to nitric acid. Conveniently, the concentration of sulfuric acid used has a specific gravity of 1.8. The reaction temperature is carried out at -5 to 100[deg.] C., but it varies depending on the concentration of nitric acid and sulfuric acid and the ratio to the raw material 4-nitroazobenzene, and is not particularly limited to the above range.
However, when the reaction temperature is low, the reaction is slow, and when the reaction temperature is high, by-products other than the target product increase. Separation of the product is obtained by filtering and separating the target product precipitated in the reaction mixture. The main component of the compound obtained here is 4,4'-dinitroazobenzene, and may also contain 4,4'-dinitroazoxybenzene, 4-nitroazobenzene, and 4-nitroazoxybenzene. All of these compounds are hydrogenated and converted into p-phenylenediamine in the second step. The hydrogenation reaction in the second step involves hydrogenolyzing the 4,4'-dinitroazobenzene and 4,4'-dinitroazoxybenzene obtained in the first step with molecular hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst. - It produces phenylenediamine.

本反応における第二工程の反応方法は、4・4′−ジニ
トロアゾベンゼン及び(ヌは)4・4′−ジニトロアゾ
キシベンゼンを適当な溶媒に溶解或は懸濁させる。これ
に水素化触媒を添加して反応用の溶液とする。これを所
定の温度において攪拌下に水素と接触させて反応させる
。又、場合により耐圧反応器中で高圧下に水素と反応さ
せるものである。不発明において使用される水素化触媒
は、4・4′−ジニトロアゾベンゼン中に含まれるニト
ロ基をアミノ基に還元し、アゾ基及び(又は)アゾキシ
基を水素化開裂してアミノ基にする両活性を有すること
が必要である。
In the second step of this reaction, 4,4'-dinitroazobenzene and 4,4'-dinitroazoxybenzene are dissolved or suspended in a suitable solvent. A hydrogenation catalyst is added to this to prepare a reaction solution. This is brought into contact with hydrogen at a predetermined temperature with stirring to cause a reaction. In addition, if necessary, the reaction is carried out with hydrogen under high pressure in a pressure-resistant reactor. The hydrogenation catalyst used in the present invention reduces the nitro group contained in 4,4'-dinitroazobenzene to an amino group, and hydrogenates the azo group and/or azoxy group to convert it into an amino group. It is necessary to have activity.

この目的を充たす本発明に使用される触媒として多くの
一般的な水素化触媒が用いられる。例えば白金族金属、
ニツケル、コバルト、銅、レニウム、イリジウム等の触
媒が掲げられる。更に具体的には白金黒、コロイド白金
、酸化白金、パラジウム黒、パラジウム炭素、酸化パラ
ジウム、コロイドパラジウム、還元ニツケル、ラネーニ
ツケル、レニウム黒、コロイド状イリジウム、銅クロム
酸化物、酸化モリブデン、コバルトクロム酸化物等が掲
げられる。この内で特に白金族金属およびニツケルが効
果的な触媒である。ヌ、触媒を担体上に付着させること
により、触媒の表面積を大きくし、反応速度を上げる上
で効果的な場合がある。この様な点から担体の使用は多
くの場合に望ましい。使用される担体としては、例えば
アルミナ、シリカゲル、珪藻土、活性土類、石綿、酸化
マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、炭酸バリウム等
が掲げられる。これらの触媒は単独或は複数種類で使用
される。本発明において使用される触媒量は、多い方が
反応速度を速める点で有利であるが、触媒の種類、反応
条件および反応操作により使用量が定まる。
Many common hydrogenation catalysts are employed in the present invention to serve this purpose. For example, platinum group metals,
Catalysts include nickel, cobalt, copper, rhenium, and iridium. More specifically, platinum black, colloidal platinum, platinum oxide, palladium black, palladium carbon, palladium oxide, colloidal palladium, reduced nickel, Raney nickel, rhenium black, colloidal iridium, copper chromium oxide, molybdenum oxide, cobalt chromium oxide. etc. are listed. Among these, platinum group metals and nickel are particularly effective catalysts. In some cases, it is effective to increase the surface area of the catalyst and increase the reaction rate by attaching the catalyst to the carrier. From this point of view, the use of carriers is desirable in many cases. Examples of the carrier used include alumina, silica gel, diatomaceous earth, activated earth, asbestos, magnesium oxide, zinc oxide, chromium oxide, barium carbonate, and the like. These catalysts may be used alone or in combination. As for the amount of catalyst used in the present invention, a larger amount is advantageous in terms of increasing the reaction rate, but the amount used is determined by the type of catalyst, reaction conditions, and reaction operation.

本発明において一般に使用される触媒量は原料4・4′
−ジニトロアゾベンゼン及び(ヌは)4・4/−ジニト
ロアゾキシベンゼンに対し0.1〜30重量%が適当で
あるが、何等この範囲に限定されるものではない。本発
明において用いられる溶剤は、反応系で水素化反応等の
反応を起さなく安定であることが必要であり、この様な
溶剤であれば多くの場合用いることが出来るが、原料4
・4′−ジニトロアゾベンゼン及び(又は)4・l−ジ
ニトロアゾキシベンゼンを良く溶解させるものであれば
更に好ましい。
The amount of catalyst generally used in the present invention is 4.4'
-Dinitroazobenzene and 4.4/-dinitroazoxybenzene are suitably used in an amount of 0.1 to 30% by weight, but are not limited to this range in any way. The solvent used in the present invention needs to be stable without causing reactions such as hydrogenation in the reaction system, and such a solvent can be used in many cases, but the raw material 4
- It is more preferable if it can dissolve 4'-dinitroazobenzene and/or 4.l-dinitroazoxybenzene well.

ヌ、水を溶媒或は混合溶媒として使用する場合には、強
い酸性においては時として目的外の副反応が起ることが
有る。使用される溶媒としては、例えば水、メタノール
、エタノール、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ベン
ゼン、エーテル、酢酸、酢酸エナル、ジメチルホルムア
ミド等が掲げられる。本発明において使用される水素は
工業的に大量に生産されている分子状水素で充分である
When water is used as a solvent or a mixed solvent, unintended side reactions may sometimes occur in strong acidity. Examples of the solvent used include water, methanol, ethanol, dioxane, tetrahydrofuran, benzene, ether, acetic acid, enal acetate, dimethylformamide, and the like. Molecular hydrogen, which is industrially produced in large quantities, is sufficient as the hydrogen used in the present invention.

水素は原料4・4′−ジニトロアゾベンゼン及び(ヌは
)!4・4′−ジニトロアゾキシベンゼン、水素化触媒
および溶媒を入れた容器中に充填され反応に用いられる
。充填される水素圧は用いられる水素化触媒、反応温度
、仕込原料の重量により異なるが1〜150atmにお
いて行うのが都合が良いが、何等この範囲に制限される
べきものでなく、一般に水素圧が高い方が反応速度を速
める点において望ましい。水素の充填は還元に必要な量
を最初から行うか、或は反応の進行と共に消費された水
素の量を、この消費に相当する量か、または消費される
量より多量あるいは少量の水素を補充しても良い〜 本発明において行なわれる反応温度は、使用される水素
化触媒の種類、水素圧力等により異なり、一般には10
〜300℃の範囲であるが、何等こ jの範囲に限定さ
れるものではない。
Hydrogen is the raw material 4,4'-dinitroazobenzene and (nuha)! A container containing 4,4'-dinitroazoxybenzene, a hydrogenation catalyst and a solvent is charged and used for the reaction. The charging hydrogen pressure varies depending on the hydrogenation catalyst used, the reaction temperature, and the weight of the raw materials to be charged, but it is convenient to charge the hydrogen at 1 to 150 atm, but the hydrogen pressure is not limited to this range in any way. A higher value is desirable in terms of accelerating the reaction rate. Hydrogen can be charged in the amount necessary for reduction from the beginning, or as the amount of hydrogen consumed as the reaction progresses, it can be replenished with an amount equivalent to this consumption, or a larger or smaller amount than the consumed amount. The reaction temperature in the present invention varies depending on the type of hydrogenation catalyst used, hydrogen pressure, etc., and is generally 10
~300°C, but is not limited to this range in any way.

ヌ、触媒の種類により異なるが、反応温度が低過ぎると
反応が遅いか、或は反応中間体で停止したり、或は全然
進行しない場合がある。一方、反応温度が高過ぎると目
的外の反応物、例えば、芳香核の水素化物、ジアリール
アミン等の副生成物が生成することがある。反応の終点
は、一般には仕込水素の減量で分る。
Although it depends on the type of catalyst, if the reaction temperature is too low, the reaction may be slow, stop at a reaction intermediate, or not proceed at all. On the other hand, if the reaction temperature is too high, unintended reactants, such as by-products such as hydrides of aromatic nuclei and diarylamine, may be produced. The end point of the reaction is generally determined by the decrease in the amount of hydrogen charged.

即ち、計算量の水素の吸収が常圧における反応において
は吸収容量で測定され、加圧反応においては減少する圧
力計の圧力で測定される。本反応の利点はアゾベンゼン
を原料としニトロ化によりアゾ基に対しp一位にニトロ
基が高選択率で導入されることであり、更に得られたニ
トロアゾベンゼンを特に精製することなく接触水素化に
よりp−フエニレンジアミンが生成し、生成物は反応混
合物からの分離が容易であることである。
That is, the absorption of the calculated amount of hydrogen is measured by the absorption capacity in reactions at normal pressure, and by the decreasing pressure of the manometer in pressurized reactions. The advantage of this reaction is that azobenzene is used as a raw material, and a nitro group is introduced at the p-1 position with respect to an azo group with high selectivity through nitration. Furthermore, the obtained nitroazobenzene is subjected to catalytic hydrogenation without any particular purification. p-phenylenediamine is produced and the product is easily separated from the reaction mixture.

即ち、反応終了後の反応混合物から高選択率で生成した
p−フエニレンジアミンの分離は触媒を沢過分離した溶
液の溶媒を蒸発させることにより容易に行われる。ヌ、
触媒を▲過分離した溶液を蒸溜することにより分離、精
製が容易に行われることである。更に、アゾベンゼンを
ニトロ化し、目的の4・4′−ジニトロアゾベンゼン及
び4・4−ジニトロアゾキシベンゼンの他に中間体とし
ての4−ニトロアゾベンゼン及び4−ニトロアゾキシベ
ンゼンが存在したとしても、特に精製、除去することな
くして混合物の状態で水素化することにより、4−ニト
ロアゾベンゼン及び4−ニトロアゾキシベンゼンからも
アニリンが副生するがp−フエニレンジアミンが生成す
ることである。即ち、アゾベンゼンのニトロ化した反応
混合物はニトロ化剤を除去した後の4・4′−ジニトロ
アゾベン、4・l−ジニトロアゾキシベンゼン、4−ニ
トロアゾベンゼン及び4−ニトロアゾキシベンゼンの混
合物を効果的に目的のp−フエニレンジアミン合成の原
料に使用出来るため、アゾベンゼンのニトロ化反応によ
る生成物の分離・精製に余り手間が掛らない有利さがあ
る。以下に実施例を掲げて説明する。
That is, the separation of p-phenylenediamine produced with high selectivity from the reaction mixture after the completion of the reaction is easily carried out by evaporating the solvent of the solution obtained by filtering off the catalyst. Nu,
Separation and purification can be easily carried out by distilling a solution in which the catalyst has been over-separated. Furthermore, even if azobenzene is nitrated and 4-nitroazobenzene and 4-nitroazoxybenzene exist as intermediates in addition to the target 4,4'-dinitroazobenzene and 4,4-dinitroazoxybenzene, especially By hydrogenating the mixture without purification or removal, aniline is produced as a by-product from 4-nitroazobenzene and 4-nitroazoxybenzene, but p-phenylenediamine is produced. That is, the azobenzene nitration reaction mixture effectively converts the mixture of 4,4'-dinitroazoben, 4,1-dinitroazoxybenzene, 4-nitroazobenzene, and 4-nitroazoxybenzene after removing the nitrating agent. Since it can be used as a raw material for the desired synthesis of p-phenylenediamine, it has the advantage that separation and purification of the product from the nitration reaction of azobenzene does not require much effort. Examples will be described below.

実施例 1 (〜 第一工程 撹拌器を備えた100m1の硝子製反応器にアゾベンゼ
ン4,57および硝酸(比重1.42)25m1を仕込
み、50℃において5時間、攪拌下に反応を行つた。
Example 1 (~ First step) Azobenzene 4,57 and nitric acid (specific gravity 1.42) 25 ml were charged into a 100 ml glass reactor equipped with a stirrer, and the reaction was carried out at 50° C. for 5 hours with stirring.

反応混合物を室温において沢過分離し、乾燥した固体を
5.07得た。このものをガスクロマトグラフで分析の
結果、アゾベンゼンに対する収率は4−ニトロアゾベン
ゼン93%および4・4′−ジニトロアゾベンゼン25
%であつた。次に攪拌器を備えた200m1の硝子製反
応器に先に得られた反応生成物5.07、硝酸(比重1
.42)30m1及び硫酸(比重1.8)30m1を仕
込み、15〜20℃において3時間、撹拌下に反応を行
つた。
The reaction mixture was filtered at room temperature to yield 5.07 g of dry solid. As a result of gas chromatographic analysis of this product, the yield based on azobenzene was 93% for 4-nitroazobenzene and 25% for 4,4'-dinitroazobenzene.
It was %. Next, in a 200 ml glass reactor equipped with a stirrer, the previously obtained reaction product 5.07 and nitric acid (specific gravity 1
.. 42) 30 ml and 30 ml of sulfuric acid (specific gravity 1.8) were charged, and the reaction was carried out at 15 to 20°C for 3 hours with stirring.

反応混合物を室温において沢過分離し、水で洗浄した後
に乾燥した固体を6.6y得た。このものをガスクロマ
トグラフで分析の結果、最初の原料アゾベンゼンに対す
る収率は4・41−ジニトロアゾベンゼン83.5%、
4−ニトロアゾベンゼン5%、4−ニトロアゾキシベン
ゼン7%、4・4′−ジニトロアゾキシベンゼン1%で
あつた。(B)第二工程 次に、攪拌器、圧力計、温度計およびガス導入管を備え
た500m1の耐圧反応器に第一工程で得た固体6.6
V、触媒としてPd一炭素(Pd5%含有)0.17及
びエタノール200m1を仕込む。
The reaction mixture was filtered at room temperature to obtain 6.6y of dry solid after washing with water. As a result of gas chromatographic analysis of this product, the yield of 4,41-dinitroazobenzene based on the initial raw material azobenzene was 83.5%.
The contents were 5% of 4-nitroazobenzene, 7% of 4-nitroazoxybenzene, and 1% of 4,4'-dinitroazoxybenzene. (B) Second step Next, 6.6 ml of the solid obtained in the first step was placed in a 500 m1 pressure-resistant reactor equipped with a stirrer, a pressure gauge, a thermometer, and a gas inlet tube.
V, 0.17 Pd-carbon (containing 5% Pd) as a catalyst, and 200 ml of ethanol were charged.

更に気密にした反応器内を窒素で置換した後に、ガス導
入管から水素を30kg/Cdの圧力で導入した。この
反応器を50゜Cにおいて5時間、攪拌下に反応を行わ
せた。反応後、反応器から過剰の水素を放出する。
Furthermore, after purging the inside of the airtight reactor with nitrogen, hydrogen was introduced from the gas introduction pipe at a pressure of 30 kg/Cd. The reaction was carried out in this reactor at 50° C. for 5 hours with stirring. After the reaction, excess hydrogen is released from the reactor.

次に反応混合物を沢過し、更に固形分の触媒を充分にエ
タノールで洗浄する。沢液と洗浄したエタノールを合わ
せて蒸溜した。B.pl57〜160/13muHgの
留分を4.77得た、M.pl45〜147゜Cである
Next, the reaction mixture is thoroughly filtered, and the solid catalyst is thoroughly washed with ethanol. The sap liquid and washed ethanol were combined and distilled. B. 4.77 fractions of pl57-160/13 muHg were obtained, M. pl is 45-147°C.

この留分は1Rスペクトル、ガスクロマトグラフからp
−フエニレンジアミンと確認された。ガスクロマトグラ
フの測定条件は下記の通りである。充填剤 Sil
lcOnSE−30(日本クロマト工業製)含浸率10
%担体 ゛ダイアソリツドL゛(日本クロマト工
業製)カラム長 カラム内径 He流速 カラム温度 保持時間 1m 3mm 50m1/分 4−ニトロアゾベン 1分 ゼン 4−ニトロアゾキシ 1分50秒 ベンゼンノ 4・4′−ジニトロア 3分 ゾベンゼン 4・4′−ジニトロア 3分45秒 ゾキシベンゼン 実施例 2 (A)第一工程 攪拌器を備えた200m1の硝子製反応器にアゾベンゼ
ン4657、硝酸(比重1.42)25m1および濃硫
酸(比重1.8)25m1を仕込み、5〜10℃におい
て2時間、攪拌下に反応を行つた。
This fraction was determined by the 1R spectrum and gas chromatograph.
- Confirmed as phenylenediamine. The measurement conditions of the gas chromatograph are as follows. Filler Sil
lcOnSE-30 (manufactured by Nippon Chromato Industries) Impregnation rate 10
% Support "Dia Solid L" (manufactured by Nippon Chromato Kogyo) Column length Column inner diameter He flow rate Column temperature holding time 1 m 3 mm 50 m 1/min 4-Nitroazoben 1 minute Zen 4-nitroazoxy 1 minute 50 seconds Benzene 4,4'-dinitroa 3 minutes Zobenzene 4,4'-Dinitroa 3 minutes 45 seconds Zoxybenzene Example 2 (A) First step In a 200 ml glass reactor equipped with a stirrer, azobenzene 4657, 25 ml of nitric acid (specific gravity 1.42) and concentrated sulfuric acid (specific gravity 1.42) were added. 8) 25 ml was charged and the reaction was carried out at 5 to 10°C for 2 hours with stirring.

反応後、反応混合物を沢過分離し、水で洗浄した後に乾
燥した固体を6.47得た。このものをガスクロマトグ
ラフで分析の結果、最初の原料アゾベンゼンに対する収
率は4・4′−ジニトロアゾベンゼン40%、4−ニト
ロアゾキシベンゼン31%であつた。(B)第二工程 実施例1(B)と同一装置、操作において実施した。
After the reaction, the reaction mixture was filtered and washed with water to obtain 6.47 g of a dried solid. As a result of gas chromatographic analysis of this product, the yield was 40% for 4,4'-dinitroazobenzene and 31% for 4-nitroazoxybenzene based on the starting material azobenzene. (B) Second step This was carried out using the same equipment and operation as in Example 1 (B).

即ち、第一工程で得た固体6.4V、安定化ニツケル0
.37及びテトラヒドロフラン200m1を仕込み、更
に水素圧80k9/c武反応温度120℃において5時
間反応を行つた。反応混合物から触媒を沢過分離した溶
液を蒸溜し、B.pl56〜160/13mmHgの留
分を3.47得た、M.pl45〜147gであつた。
That is, the solid obtained in the first step 6.4V, stabilized nickel 0
.. 37 and 200 ml of tetrahydrofuran were charged, and the reaction was further carried out for 5 hours at a hydrogen pressure of 80k9/c and a reaction temperature of 120°C. The solution obtained by filtering off the catalyst from the reaction mixture is distilled and B. 3.47 fractions with a pl of 56-160/13 mmHg were obtained. The pl was 45 to 147 g.

この留分は1.Rスペクトル、ガスクロマトグラフの結
果からp−フエニレンジアミンと確認された。実施例
3 (A)第一工程 攪拌器を備えた100m1の硝子反応器にアゾベンゼン
4,57、硝酸(比重1.42)10m1および濃硫酸
(比重1.8)2m1を仕込み、40℃において6時間
、攪拌下に反応を行つた。
This fraction is 1. It was confirmed to be p-phenylenediamine from the R spectrum and gas chromatography results. Example
3 (A) First step Into a 100 ml glass reactor equipped with a stirrer, 4.57 ml of azobenzene, 10 ml of nitric acid (specific gravity 1.42) and 2 ml of concentrated sulfuric acid (specific gravity 1.8) were charged, and the mixture was heated at 40°C for 6 hours. The reaction was carried out under stirring.

次に反応器中の反応混合物を15〜16℃に保持しなが
ら硝酸(比重1.42)5m1および硫酸(比重1、8
)10m1の混合物を攪拌下に加える。更にこの温度に
おいて反応を6時間行つた。反応混合物を沢過分離し、
水で洗浄した後に酢酸で再結晶すると橙色の結晶5.3
′y′を得た、M.p222すである。
Next, while maintaining the reaction mixture in the reactor at 15-16°C, 5 ml of nitric acid (specific gravity 1.42) and sulfuric acid (specific gravity 1,8
) Add 10 ml of the mixture under stirring. The reaction was further carried out at this temperature for 6 hours. The reaction mixture is filtered,
After washing with water and recrystallizing with acetic acid, orange crystals 5.3
'y' was obtained, M. It is p222.

このものは1.Rスベクトルから4・4!−ジニトロア
ゾベンゼンと確認された。(B)第二工程 実施例1(B)と同ブ装置、操作において実施した。
This one is 1. 4.4 from R vector! - Confirmed as dinitroazobenzene. (B) Second step The second step was carried out using the same equipment and operation as in Example 1 (B).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第一工程においてアゾベンゼンを硝酸で処理し、得
られた4・4′−ジニトロアゾベンゼン及び/又は4・
4′−ジニトロアゾキシベンゼンを第二工程において分
子状水素で触媒の存在下に水素化分解することを特徴と
するp−フェニレンジアミンの製造方法。
1 In the first step, azobenzene is treated with nitric acid, and the obtained 4,4'-dinitroazobenzene and/or 4.
A method for producing p-phenylenediamine, which comprises hydrogenolyzing 4'-dinitroazoxybenzene with molecular hydrogen in the presence of a catalyst in the second step.
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DE19762649748 DE2649748A1 (en) 1975-10-31 1976-10-29 PROCESS FOR THE PREPARATION OF POLYAMINE SUBSTITUTED BENZENE
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61150978U (en) * 1985-03-12 1986-09-18
JPS61166089U (en) * 1985-04-04 1986-10-15
JPS63129084U (en) * 1987-02-16 1988-08-24

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