SK10582000A3 - Spôsob prípravy n-fenyl-benzochinónimínu z hydroxydifenylamínov - Google Patents

Spôsob prípravy n-fenyl-benzochinónimínu z hydroxydifenylamínov Download PDF

Info

Publication number
SK10582000A3
SK10582000A3 SK1058-2000A SK10582000A SK10582000A3 SK 10582000 A3 SK10582000 A3 SK 10582000A3 SK 10582000 A SK10582000 A SK 10582000A SK 10582000 A3 SK10582000 A3 SK 10582000A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
oxygen
catalyst
activated carbon
hydroxydiphenylamine
reaction
Prior art date
Application number
SK1058-2000A
Other languages
English (en)
Other versions
SK284438B6 (sk
Inventor
Donald L. Fields Jr.
Michael K. Stern
Jayant S. Lodaya
Original Assignee
Flexys 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 Flexys America L. P. filed Critical Flexys America L. P.
Publication of SK10582000A3 publication Critical patent/SK10582000A3/sk
Publication of SK284438B6 publication Critical patent/SK284438B6/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C249/00Preparation of compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton
    • C07C249/02Preparation of compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton of compounds containing imino groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C251/00Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton
    • C07C251/02Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups
    • C07C251/20Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups having carbon atoms of imino groups being part of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C251/22Quinone imines

Landscapes

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

Description

Oblasť vynálezu
Predkladaný vynález sa týka nového spôsobu prípravy /V-fenyl-benzochinónimínov z ich zodpovedajúcich hydroxydifenylamínov za použitia katalyzátora z aktívneho uhlia, u ktorého sú povrchové oxidy odstránené.
Doterajší stav techniky
Skupina cyklických enónov je v organickej chémii dobre známa. Najznámejšími príkladmi cyklických enónov sú chinóny, ako napr. benzochinóny, naftochinóny, antrachinóny, fenatrachinóny, a pod. 1,4-Benzochinón je všeobecne označovaný ako chinón. Chinóny sú vo všeobecnosti zlúčeniny jasnej farby a majú rôzne použitia pri chemických syntézach, rôzne biologické použitia, ako redukčnooxidačné látky, ako aj v priemysle. Jestvuje niekoľko prehľadových článkov o chémii a použití chinónov, vrátane napr. Kirk-Othmerovej encyklopédie chemických technológií (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3. vyd., vol. 19, s. 572 až 605, John Wiley & Sons, New York, 1982).
Syntéza chinónov je dobre zdokumentovaná. Pozri napr. j. Cason, Synthesis of benzoquinones by oxidation, Organic Synthesis, vol. IV, s. 305, John Wiley & Sons, New York (1948). Chinóny sa vo všeobecnosti vyrábajú oxidáciou vhodne disubstituovaných derivátov aromatických uhľovodíkov, substituentami sú hydroxy alebo aminoskupiny. 1,4-Benzochinón možno napr. vyrobiť oxidáciou hydrochinónu, p-aminofenolu alebo p-fenyléndiamínu, alebo niekedy z kyseliny chinovej. Reagensami použitými vo všeobecnosti pri oxidácii je zmes dichroman/kyselina sírová, chlorid železitý, oxid striebra(ll) alebo dusičnan amónno-céritý. Takéto spôsoby sa vo všeobecnosti uskutočňujú v rozpúšťadlách, ktoré si môžu vyžadovať vypracovanie postupov na odstraňovanie odpadu. Niektoré postupy môžu tiež trvať niekoľko hodín, kým sa reakcia ukončí.
Preto niektoré zo známych spôsobov používajú katalyzátor na dosiahnutie prijateľnej reakčnej rýchlosti, zatiaľ čo iné spôsoby prebiehajú bez katalyzátorov.
-2Spôsob podľa predkladaného vynálezu používa mechanizmus oxidácie, ktorý poskytuje výnimočne vysokú konverziu, vysokú selektivitu a veľké reakčné rýchlosti.
Známy spôsob, ktorý používa pri výrobe /V-fenyl-benzochinónimínu katalyzátor, je opísaný Desmursom et al., v US patente č. 5 189 218. Postup podľa Desmursa et al., ktorý konvertuje N-(4-hydroxyfenyl)anilín na /V-fenylbenzochinónimín, používa zlúčeninu mangánu, medi, kobaltu a/alebo niklu ako katalyzátor reakcií oxidačného typu.
Iné spôsoby, ktoré konvertujú hydroxydifenylamíny na /V-fenylchinónimíny cez stoichiometrickú oxidáciu za použitia dichromanu draselného alebo sodného ako katalyzátorov sú opísané Cottmanom v US patente 4 968 463, US patente 5 068 439, US patente 5 053 540, US patente 5 371 289, EP 448 899 a EP 617 004.
Denisov et al. (Bull. Acad. Sci. USSR Div. Chem. Sci., 37 (10) opisujú výrobu /V-fenylchinónimínu reakciou 4-anilínfenolu (4-hydroxydifenylamínu) s MnO2 katalyzátorom v systéme benzénového rozpúšťadla.
Ram et al. (Tetrahedron, 33 (8), 887-90, 1977) uvádzajú nekatalytický spôsob autooxidačnej reakcie na konverziu p-hydroxydifenylamínu na /V-fenyl-p-benzochinónimín.
Vyššie spomenutý spôsob Desmursa et al., ktorý používa kovovú katalytickú zložku, spolu s akýmikoľvek inými postupmi, ktoré využívajú kovový katalyzátor, majú niektoré nevýhody. Kovové katalyzátory sú nielenže relatívne drahé, ale vyskytujú sa pri nich environmentálne problémy. Napr. vytekajúce prúdy a produkty môžu byť týmito kovmi kontaminované. Okrem toho, izolovanie katalyzátora na opakované použitie je nesmierne finančne náročné.
Sú známe rôzne katalyzátory nepatriace medzi ťažké kovy. Napr. katalyzátory z aktívneho uhlia, ktoré sa bežne vyrábajú zohriatím uhlíka na vysoké teploty (800 °C až 900 °C) s parou alebo oxidom uhličitým, aby sa vytvorila pórovitá štruktúra častíc a zvýšila sa povrchová plocha, sú dobre známymi oxidačnými katalyzátormi.
US patent č. 4 264 776 napr. opisuje a vyžaduje spôsob výroby sekundárnych amínov katalytickou oxidáciou za použitia katalyzátora z aktívneho uhlia.
US patent č. 4 158 643 uvádza spôsob modifikácie oxidácie podložky z aktívneho uhlia, v ktorej sa na povrch aktívneho uhlia pridáva kyslík a potom sa uhlíková podložka impregnuje inertnou hydrofóbnou zlúčeninou. Uhlíková podložka,
-3ktorou môže byť akékoľvek komerčne dostupné aktívne uhlie na použitie pri parnej aktivácii, je vhodné pri oxidácii oxidu uhoľnatého v prítomnosti oxidu siričitého po dlhšiu dobu.
US patent č. 4 624 937 poskytuje spôsob výroby aktívneho uhlia pre katalytický oxidujúce terciárne amíny alebo sekundárne amíny v prítomnosti kyslíka alebo plynu s obsahom kyslíka na selektívnu výrobu sekundárnych alebo primárnych amínov. Spôsob z patentu 4 624 937 obsahuje krok opracovania uhlíkového katalyzátora, aby sa odstránili z jeho povrchu oxidy.
Možno teda vidieť, že spôsoby na výrobu chinónimínov z hydroxydifenylamínov, sú známe. Okrem toho je pri chemických reakciách známe použitie rôznych uhlíkových katalyzátorov, vrátane aktívneho uhlia. Avšak, pri konverzii hydroxydifenylamínu na /V-fenylbenzochinónimín doposiaľ nebolo navrhnuté použitie modifikovanej zlúčeniny aktívneho uhlia ako oxidačného katalyzátora.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je spôsob prípravy /V-fenylbenzochinónimínov - NPQI, ktorý zahrnuje oxidáciu zodpovedajúceho hydroxydifenylamínu - HDA v prítomnosti kyslíka a modifikovaného katalyzátora z aktívneho uhlia, pričom spomenutý katalyzátor je modifikovaný tak, že sú z neho odstránené povrchové oxidy.
Takto modifikovaný uhlíkový katalyzátor umožňuje konverziu hydroxydifenylamínu na zodpovedajúci /V-fenylbenzochinónimín v takmer kvantitatívnych (HPLC) výťažkoch.
Na rozdiel od doterajšieho stavu techniky výhoda použitia spôsobu podľa predkladaného vynálezu je v tom, že konverzia hydroxydifenylamínu na zodpovedajúci /V-fenylbenzochinónimín je takmer kvantitatívna. Preto, po skončení reakcie zostáva veľmi malé množstvo odpadového materiálu.
Ďalšou výhodou pri použití modifikovaného katalyzátora z aktívneho uhlia uvedeného vyššie je, že modifikovaný katalyzátor z aktívneho uhlia je nielenže recyklovateľný, ale tiež zabraňuje nevýhodám súvisiacim s kovovými katalyzátormi, ktoré zahŕňajú vysokú cenu, kontamináciu produktu a záležitosti týkajúce sa odpadu v prostredí.
-4Ďalšou výhodou je, že modifikované katalyzátory z aktívneho uhlia, ako bolo uvedené vyššie, poskytujú rýchlejšiu, úplnejšiu reakciu v porovnaní s komerčne dostupnými katalyzátormi z aktívneho uhlia pri konverzii hydroxydifenylamínov na /V-fenylbenzochinónimíny.
Ďalšie výhody predkladaného vynálezu budú zrejmé odborníkom v danej oblasti techniky pri čítaní a pochopení nasledovného podrobného opisu výhodných uskutočnení vynálezu.
Predmetom predkladaného vynálezu je poskytnúť účinný postup konverzie hydroxydifenylamínov na N-fenyl-benzochinónimíny.
Podľa prvého uskutočnenia vynálezu ortho alebo para-hydroxydifenylamín všeobecného vzorca I
R1 R2
OH kde R1 a R2 sú nezávisle vybrané z vodíka; hydroxylu; Ci-Csoalkylu, Ci-Csoalkoxy, C6-C4oaryloxy, C2-C5oalkenylu, C3-C2ocykloalkylu, C6-C4oarylu, C7-C5oaralkylu, C7-C50alkarylu, CrC2oalkylamino, C6-C4oarylamino, kde alkylové skupiny môžu byť lineárne alebo rozvetvené; C3-C30 heterocyklu obsahujúceho jeden alebo viac atómov dusíka, síry, kyslíka a/alebo fosforu; Ci-Csoacylu; aroylu; kyano; halogénu tiolu; CrC5otioalkylu; C6-C40tioarylu; amino; nitro; sulfonátu vzorca SO2X, kde X je vybraný zo sodíka, Ci-C50alkylu alebo C6-C40arylu; a Ci-C50alkylesteru alebo C6-C40arylesteru; kde vyššie uvedené skupiny môžu byť ďalej substituované, kde je to vhodné;
reaguje v prítomnosti kyslíka alebo plynu s obsahom kyslíka a voliteľne rozpúšťadla a tepla, ďalej v prítomnosti modifikovaného katalyzátora z aktívneho uhlia, z ktorého sú odstránené povrchové oxidy.
Výhodnejšie uskutočnenia pre určité z vyššie identifikovaných R1 a R2 premenných zahŕňajú Ci-Cioalkyl, Ci-Ci5alkoxy, C6-C2oaryloxy, C2-C6 alkenyl, C3-Ciocykloalkyl, C6-C2oaryl, C7-C3oaralkyl, C7-C5oalkaryl, Ci-Cioalkylamino, C6-C2o-5arylamino, kde alkylové skupiny môžu byť lineárne alebo rozvetvené; C3-C20heterocyklus obsahujúci jeden alebo viac atómov dusíka, síry, kyslíka a/alebo fosforu; Ci-C2oacyl; Ci-Ci5tioalkyl; C6-C20tioaryl; sulfonát vzorca SO2X, kde X je vybraný zo sodíka, Ci-Ci5alkylu alebo C6-C2oarylu; a Ci-CiOalkylesteru alebo C6-C2oarylesteru; kde vyššie uvedené skupiny môžu byť ďalej substituované, kde je to vhodné.
Príkladmi premenných pre R1 a R2 sú, ale bez ohraničenia, sú vodík, hydroxyl, metyl, etyl, propyl, izopropyl, butyl, izobutyl, pentyl, 1,3-dimetylbutyI, hexyl, heptyl, oktyl, nonyl, decyl, dodecyl, metoxy, etoxy, propoxy, fenoxy, etenyl, propenyl, butenyl, cyklohexyl, cykloheptyl, 1,3-dimetyl-cyklohexyl, fenyl, fenol, benzyl, etylbenzyl, xylyl, naftyl, antracyl, tolyl, toluén, xylén, etylbenzén, nitrobenzén, chlórbenzén, metylizobutylamino, izopropylamino, anilín, 2,4-dimetylanilín, 1,3,5-sym-triazinyl, 2-benzotiazolyl, merkaptopyridazyl, merkaptobenzotiazolyl, 2-benzimidazolyl, 2-benzoxazolyl, 2-pyridyl, 2-pyrimidyl, acetyl, kaproyl, benzoyl, ftaloyl, tereftaloyl, fluór-, bróm-, chlór-, jód-, cyklohexylmerkapto, metylmerkapto, fenylmerkapto, p-tolysulfonát, metylester, etylester, propylester, fenylester, alyl, izobutenyl, adipyl, glutaryl, sukcinyl, malonyl, akrylyl, metakrylyl, 3merkaptopropionyl, aminokarbonyl, karboetoxy, karbonyl, formyl, kyano, amino, nitro, tiol, a pod. Tieto sú zriedkavými radikálmi a žiadnym spôsobom nelimitujú vynález.
V najvýhodnejšom uskutočnení R1 a R2 v zlúčenine vzorca I sú obidva vodíkmi, kde výslednou zlúčeninou je 4-hydroxydifenylamín.
Reakciou vznikne zodpovedajúci N-fenylbenzochinónimín všeobecného vzorca II A alebo II B
(HA)
(IIB)
-6Reakcia prebieha nasledovne
za použitia modifikovaného katalyzátora z aktívneho uhlia, 02l rozpúšťadla a tepla.
Modifikovaný katalyzátor zakrívneho uhlia, opísaný vyššie, sa vyrába odstránením tak kyslých ako aj zásaditých povrchových oxidov z povrchov uhlíkového katalyzátora. Spôsob výroby modifikovaného katalyzátora z aktívneho uhlia je uvedený v US patente č. 4 624 937.
Podľa US patentu č. 4 624 937 sa najprv poskytuje uhlíková látka, napr., ktorá je opísaná v US patente č. 4 264 776.
Modifikovaným katalyzátorom z aktívneho uhlia je komerčne dostupné aktívne uhlie s obsahom uhlíka v rozmedzí od 10 % pre kostné uhlie, po približne 98 % pre niektoré drevené uhlia a takmer 100 % pre aktívne uhlia odvodené od organických polymérov. Látka neuhlíkovej podstaty v komerčne dostupných uhlíkatých látkach bude za normálnych okolností rôzna v závislosti od takých faktorov, ako sú pôvod prekurzora, spôsob výroby a aktivácie. Postup opracovávania môže byť uskutočnený podľa jednoduchej schémy v jednom kroku alebo vo viacerých krokoch, čo v každom prípade má za následok celkovú chemickú redukciu oxidov na uhlíkovom povrchu, t. j. redukciu alebo odstránenie kyslých oxidov z uhlíkového povrchu.
Tu použitý termín oxidy patri funkčným skupinám uhlíka, ktoré obsahujú atómy kyslíka, ako aj funkčným skupinám s heteroatómom, ktoré obsahujú atómy kyslíka. Ďalšie funkčné skupiny s heteroatómom, ktoré neobsahujú atómy kyslíka možno z povrchu uhlíkovej látky počas opracovania tak isto odstrániť.
V dvojkrokovej schéme možno uhlíkatú látku najprv opracovať oxidačným činidlom, ako napr. tekutou kyselinou dusičnou, oxidom dusičitým, CrO3, vzduchom, kyslíkom, H2O2, chlórnanom alebo zmesou plynov získaných vaporizáciou kyseliny dusičnej. Opracovanie môže byť uskutočnené za použitia plynného alebo tekutého oxidačného činidla. Kde sa používa tekutina, je výhodné použiť koncentrovanú
-Ί kyselinu dusičnú obsahujúcu od 10 do približne 80 g HNO3 na 100 g vodného roztoku. Medzi výhodné plynné oxidanty patrí kyslík, oxid dusičitý a pary kyseliny dusičnej. Zvlášť účinným oxidantom je kyselina dusičná v parnej fáze, čo zahŕňa kyselinu dusičnú prenesenú do parnej fázy pomocou obsiahnutého plynu, ako aj pary získané destiláciou tekutej kyseliny dusičnej. U tekutého oxidantu sú vhodné teploty od približne 60 °C do približne 90 °C, ale u plynných oxidantov je v kroku opracovávania často výhodné použiť teploty od približne 50 °C do približne 500 °C alebo dokonca vyššie.
Opracovanie možno dosiahnuť umiestnením uhlíka od výrobcu do banky s okrúhlym dnom, ktorá je vybavená magnetickým miešačom. Na ilustráciu je ako oxidačné činidlo vybraná tekutá kyselina dusičná. Množstvo použitého uhlíka sa určuje percentom požadovanej uhlíkovej dávky (% uhlíkovej dávky = g uhlíka použité na 100 ml roztoku kyseliny dusičnej) a objemom roztoku kyseliny dusičnej, ktorá sa má použiť. Za normálnych okolností je 1 až 200 g uhlíka na 100 ml kyseliny dusičnej alebo iného tekutého oxidačného činidla postačujúce. Regulácia teploty sa uskutočňuje akýmkoľvek vhodným spôsobom. Kondenzátor a práčka plynu môžu byť v prípade potreby spojené s bankou s okrúhlym dnom. Vypočítaný objem vody, výhodne deionizovanej vody, sa pridá k uhlíku, s následným pridaním dostatočnej koncentrácie kyseliny dusičnej (69 až 71 %), aby sa získal požadovaný roztok kyseliny dusičnej. Uhlík a roztok kyseliny dusičnej sa potom miešajú požadovanú dobu pri požadovanej teplote.
Po miešaní sa uhlík odfiltruje a vzniknutý vlhký koláč môže alebo nemusí byť premytý a/alebo vysušený pred pyrolýzou.
Doba, počas ktorej sa uhlík opracováva oxidantom môže byť rozdielna, v rozmedzí od 5 min do približne 10 hodín. Výhodne je postačujúci reakčný čas od približne 30 min do približne 6 hodín. Ak je oxidantom koncentrovaná kyselina dusičná, je postačujúci kontakt po dobu približne 30 min až 3 hodín.
V druhom kroku je oxidovaná uhlíková látka pyrolyzovaná, t j. opracovaná teplom, pri teplote v rozmedzí od približne 500 °C po približne 1500 °C, výhodne od približne 800 °C po 1200 °C.
Pyrolýzu je výhodné uskutočňovať v atmosfére inertného plynu, ako je dusík, argón alebo hélium.
-8Vlhký koláč alebo suchý uhlík sa umiestni do keramickej misky na pyrolýzu, ktoré sa spolu umiestnia do kremíkovej rúrky. Dusík pasážuje cez vodu pri približne 70 °C, potom cez kremíkovú rúrku počas pyrolýzy. Suchá, statická dusíková atmosféra sa udržiava po prepláchnutí kremíkovej rúrky niekoľkými objemami suchého dusíka pred pyrolýzou. Kremíková rúrka obsahujúca misku na pyrolýzu sa umiestni do vhodného pyrolyzačného prístroja pri približne 930 °C na požadovanú dobu, s následným ochladením, za zachovania dusíkovej atmosféry.
Pyrolýza môže trvať od 5 min do 60 h, hoci normálne postačuje 10 min až 60 h. Kratšie doby sú výhodné z ekonomických dôvodov, pretože, ako možno očakávať, kontinuálna expozícia uhlíka zvýšeným teplotám po dlhý čas môže mať za následok vznik slabého uhlíkového oxidačného katalyzátora. Pyrolýzu možno začať v mierne vlhkej atmosfére alebo v atmosfére, ktorá obsahuje NH3| keďže sa zdá, že takto sa vyprodukuje účinnejší katalyzátor za kratší čas.
Alternatívne je opracovanie uskutočnené v jednom kroku pyrolýzou uhlíkového materiálu, ako je opísané vyššie, za simultánneho pasážovania prúdu plynu obsahujúceho NH3 a plynu s obsahom kyslíka, napr. H2O/NH3 cez uhlík. Rýchlosť toku prúdu plynu by mala byť dostatočne rýchla, aby sa dosiahol dostatočný kontakt medzi čerstvými plynnými reakčnými látkami a uhlíkovým povrchom, ešte dostatočne pomalá, aby sa zabránilo strate hmotnosti uhlíka a materiálovej strate. Možno použiť množstvo zmesí obsahujúcich NHs/kyslík, ako napr.NH3/CO2, NH3/O2, NH3/H2O a NH3/NOX, za podmienky, že zmes plynu dosiahne požadovaný výsledok. Za normálnych podmienok môže byť pomer plyn obsahujúci kyslík/NH3 v rozmedzí od 0:100 až 90:10. Okrem toho možno ako riedidlo použiť dusík, aby sa zabránilo vážnym hmotnostným stratám uhlíka v koncentráciách plynu s vysokým obsahom kyslíka. Amoniak je ako taký zásaditým plynom a usudzuje sa, že napomáha rozkladu rôznych oxidových skupín na povrchu uhlíkatej látky. Ako zdroj NH3 môže byť tiež postačujúca akákoľvek chemická látka, ktorá tvorí NH3 počas pyrolýzy. Z ekonomických dôvodov je prúd NH3/H2O najvýhodnejší.
Uhlíkaté látky opracované spôsobom uvedeným vyššie pri použití pri katalytickej oxidácii hydroxydifenylamínu na zodpovedajúci N-fenyl-benzochinónimín vykazujú rýchlu účinnú konverznú reakciu bez nevýhod súvisiacich s použitím katalyzátorov z ťažkých kovov používaných v pôvodných postupoch.
-9Dávkovacia koncentrácia katalyzátora podľa predkladaného vynálezu je vo všeobecnosti približne 0,5 % až 25,0 % (hmotnostné % hydroxydifenylamínu). Výhodne sa v reakciách podľa predkladaného vynálezu používa približne 10 % (hmotnostné % hydroxydifenylamínu).
Podľa predkladaného vynálezu možno v hociktorých reakciách použiť rôzne rozpúšťadlá. Príklady rozpúšťadiel, ktoré možno v reakciách podľa predkladaného vynálezu použiť zahŕňajú, ale nie sú ohraničené na alkoholy, ako napr. metanol, etanol, izopropanol, metylizobutylkarbinol, etylénglykol, atd’.; ketóny, ako napr. acetón a metylizobutylketón, cyklohexanón, 5-metyl-2-hexanón, 5-metyl-3heptanón; alifatické a/alebo aromatické uhľovodíky, ako napr. alkány, alkény, toluén a xylén; nitrily, ako napr. acetonitril; halogenované rozpúšťadlá, ako napr. chloroform, metylénchlorid a chlorid uhličitý; a iné rozpúšťadlá, ako napr. /V-metylpyrolidón, THF, etylacetát, dimetylformamid a dimetylsulfoxid, voda alebo akékoľvek zmesi rozpúšťadiel možno tiež použiť.
Východzí materiál, hydroxydifenylamín (HDA) môže byť v koncentráciách od približne 1,0 % do približne 75 %.
Reakcia sa môže uskutočňovať pri rôznych teplotách v rozmedzí od približne 0 °C do približne 150 °C. Výhodne je reakčná teplota v rozmedzí od približne 20 °C do približne 80 °C.
Reakcia podľa predkladaného vynálezu sa uskutočňuje v kyslíkovom systéme. Tlak kyslíka môže byť rôzny s účinným rozmedzím medzi atmosférickým tlakom (0,101 MPa a 10,34 MPa (atmosférický psig a 1500 psig). Výhodne je tlak O2 systému medzi 0,173 MPa až 3,447 MPa (20 až 500 psig). Najvýhodnejšie je tlak O2 systému medzi 0,103 MPa až 0,689 MPa (15 až 100 psig). Koncentrácia kyslíka môže byť v rozmedzí od približne 100 % O2 po približne 2 % O2 (za použitia riedenia dusíkom alebo vzduchom).
Po skončení oxidačnej reakcie sa katalyzátor odfiltruje a /V-fenylchinónimín sa izoluje bežným spôsobom, za použitia rozpúšťadla, ak je to vhodné.
V spôsobe podľa predkladaného vynálezu je tiež možné použiť terciárny amín na zvýšenie rýchlosti reakcie. Terciárne amíny použiteľné podľa predkladaného vynálezu zahŕňajú, ale nie sú ohraničené na trialkyl- a triarylamíny. Pridanie
-10terciárneho amínu bude mať za následok zásadité pH reakcie. Výhodné je pH približne 8 až približne 9.
Predkladaný vynález môže byť jasnejšie ilustrovaný nasledovným príkladom (príkladmi). Modifikovaný katalyzátor z aktívneho uhlia použitý v príkladoch bol vyrobený v súlade s postupom uvedeným vyššie.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Zmes 5,0 g 4-hydroxydifenylamínu (4-HDA), 0,5 g modifikovaného uhlíkového katalyzátora a 200 ml metanolu sa naplnila do autoklávu. Reakčná zmes sa miešala a autokláv, prepláchnutý kyslíkom, sa potom naplnil na 0,206 MPa (30 psig) kyslíka pri 20 až 25 °C. Reakčná zmes sa potom zohriala na 50 °C a udržiavala sa na teplote 50 °C, kým reakcia nebola skončená. V priebehu reakcie tlak kyslíka klesal. Keď tlak kyslíka klesol na približne 0,173 MPa (20 psig), pridalo sa viac kyslíka, aby sa tlak vrátil na 0,206 MPa (30 psig). Reakčný čas sa počítal od momentu naplnenia kyslíka do autoklávu. Priebeh reakcie sa monitoroval analyzovaním vzoriek pomocou HPLC. Keď bolo detegovateľné veľmi malé alebo žiadne vychytávanie kyslíka a HPLC analýza naznačovala miznutie východzieho materiálu 4-hydroxydifenylamínu, produkt sa odfiltroval, aby sa oddelil katalyzátor. Reakcia trvala približne 1 h a HPLC analýza zmesi naznačovala oblasť 99,7 % produktu /V-fenyl-pbenzochinónimínu (NPQI). Produkt možno izolovať vo väčšom ako 90 % výťažku. Produkt je hnedá tuhá látka s teplotou topenia od 100 do 103 °C.
Na izolovanie produktu podľa predkladaného vynálezu možno použiť rôzne izolačné techniky, vrátane ale bez ohraničenia na kryštalizáciu, koncentrovanie a/alebo precipitáciu.
Katalyzátor a rozpúšťadlo získané z reakcie možno recyklovať a znovu použiť v následných reakciách.
Príklad 2
Tento príklad poukazuje na účinok použitia trietylamínu na zvýšenie reakčnej rýchlosti.
-11 V súlade s postupom uskutočneným v príklade 1 sa zmes 5,0 g 4-hydroxydifenylamínu (4-HDA), 0,5 g modifikovaného uhlíkového katalyzátora, 1,5 g trietylamínu a 200 ml metanolu naplnila do autoklávu. Použil sa ten istý postup, ako je uvedené v príklade 1. Reakcia trvala 20 min a HPLC analýza zmesi naznačovala oblasť 99,7 % produktu /V-fenyl-p-benzochinónimínu (NPQI).
Na izolovanie produktu podľa predkladaného vynálezu možno opäť použiť rôzne izolačné techniky, vrátane ale bez ohraničenia na kryštalizáciu, koncentrovanie a/alebo precipitáciu.
Katalyzátor a rozpúšťadlo získané z reakcie možno recyklovať a znovu použiť v následných reakciách.
Príklad 3
V súlade s postupom uskutočneným v príklade 1 sa zmes 5,0 g 4-hydroxydifenylamínu (4-HDA) v 200 ml toluénu a 0,5 g modifikovaného uhlíkového katalyzátora, naplnila do autoklávu. Použil sa ten istý postup, ako je uvedené v príklade 1. Reakcia bola ukončená o menej ako 1,25 h a HPLC analýza zmesi naznačovala oblasť väčšiu ako 99,7 % produktu /V-fenyl-p-benzochinónimínu (NPQI).
Porovnanie nasledovných dvoch príkladov jasne naznačuje výhody trietylamínu v prospech rýchlosti reakcie.
Príklad 4
Zmes 5,0 g 4-hydroxydifenylamínu (4-HDA), 0,5 g modifikovaného uhlíkového katalyzátora a 200 ml metanolu sa naplnila do autoklávu. Reakčná zmes sa miešala a autokláv, prehnaný kyslíkom sa potom naplnil na 0,206 Mpa (30 psig) kyslíka pri 21 °C. Reakčná zmes sa potom udržiavala na teplote 21 °C, kým reakcia nebola skončená. V priebehu reakcie tlak kyslíka klesal. Keď tlak kyslíka klesol na približne 0,173 MPa (20 psig), pridalo sa viac kyslíka, aby sa tlak vrátil na 0,206 MPa (30 psig). Reakčný čas sa počítal od momentu naplnenia kyslíka do autoklávu. Priebeh reakcie sa monitoroval analyzovaním vzoriek pomocou HPLC. Nasledujúca tabuľka sumarizuje výsledky:
- 12Tabuľka 1
Vzorka č. Čas (min) Plocha % 4-HDA Plocha % NPQI
1 10 31.1 68,2
2 20 30,1 69,3
3 30 14,9 83,1
4 40 13,8 85,6
5 50 8,15 90,4
6 60 7,5 90,9
7 70 5,4 94,2
8 80 3,6 96,1
9 90 3,3 94,6
10 100 1,6 97,5
11 110 0,85 98,6
Keď bolo detegovateľné veľmi malé alebo žiadne vychytávanie kyslíka a HPLC anylýza naznačovala miznutie východzej látky 4-hydroxydifenylamínu, produkt sa odfiltroval, aby sa oddelil katalyzátor. HPLC analýza zmesi naznačovala oblasť 98,6 % produktu /V-fenyl-p-benzochinónimínu (NPQI).
Na izolovanie produktu podľa predkladaného vynálezu možno opäť použiť rôzne izolačné techniky, vrátane ale bez ohraničenia na kryštalizáciu, koncentrovanie a/alebo precipitáciu.
Katalyzátor a rozpúšťadlo získané z reakcie možno recyklovať a znovu použiť v následných reakciách.
Príklad 5
V súlade s postupom uskutočneným v príklade 4 sa zmes 5,0 g 4-hydroxydifenylamínu (4-HDA), 0,5 g modifikovaného uhlíkového katalyzátora, 200 ml metanolu a 1,5 g trietylamínu sa naplnila do autoklávu. Reakčná zmes sa miešala a autokláv, prehnaný kyslíkom sa potom naplnil na 0,206 MPa (30 psig) kyslíka pri 21 °C. Reakčná zmes sa potom udržiavala na teplote 21 °C, kým reakcia nebola skončená. V priebehu reakcie tlak kyslíka klesal. Keď tlak kyslíka klesol na približne
-130,173 MPa (20 psig), pridalo sa viac kyslíka, aby sa tlak vrátil na 0,206 MPa (30 psig). Reakčný čas sa počítal od momentu naplnenia kyslíka do autoklávu. Priebeh reakcie sa monitoroval analyzovaním vzoriek pomocou HPLC. Nasledujúca tabuľka sumarizuje výsledky:
Tabuľka 2
Vzorka č. Cas (min) Plocha % 4-HDA Plocha % NPQI
1 10 18,3 80,5
2 20 8,7 90,5
3 30 3,7 93,9
4 40 2,1 96,9
5 50 1,3 98,3
6 60 0,77 99,2
Keď bolo detegovateľné veľmi malé alebo žiadne vychytávanie kyslíka a HPLC analýza naznačovala miznutie východzej látky 4-hydroxydifenylamínu, produkt sa odfiltroval, aby sa oddelil katalyzátor. HPLC analýza zmesi naznačovala oblasť 99,2 % produktu A/-fenyl-p-benzochinónimínu (NPQI).
Toto jasne naznačuje, že rýchlosť reakcie v prítomnosti trietylamínu je výrazne vyššia v porovnaní s postupom, kde trietylamín nebol použitý.
/V-fenyl-benzochinónimíny podľa predkladaného vynálezu možno použiť ako východzie látky na výrobu aminodifenylamínov. Para-aminodifenylamíny sa používajú na výrobu množstva gumárenských chemikálií vrátane antidegradantov, . gólových inhibítorov a polymerizačných inhibítorov. Okrem toho, /V-fenyl-benzoλ chinónimíny tiež vykazujú zlepšené vlastnosti z hľadiska účinnosti, ak sa použijú ako gumárenské aditíva.
Vynález je opísaný v súlade s jeho výhodnými uskutočneniami. Zvyčajne sa pri prečítaní a pochopení predchádzajúceho podrobného opisu vyskytnú ďalšie modifikácie a úpravy. Zámerom je, že vynález je zostavený tak, že všetky takéto modifikácie a úpravy zahŕňa, pokiaľ spadajú pod priložené nároky alebo ich ekvivalenty.

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob výroby /V-fenyl-benzochinónimínov - NPQI, ktorý zahrnuje oxidáciu zodpovedajúceho hydroxydifenylamínu - HDA v prítomnosti kyslíka a modifikovaného katalyzátora z aktívneho uhlia, vyznačujúci sa tým, že katalyzátor je modifikovaný tak, že sú z neho odstránené povrchové oxidy.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že hydroxydifenylamínom - HDA je 4-hydroxydifenylamín.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že HDA je najprv rozpustený a/alebo zmiešaný s rozpúšťadlom.
  4. 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že rozpúšťadlom je alkohol, ketón, aromatický/alifatický uhľovodík, nitril, halogenované rozpúšťadlo, /V-metylpyrolidón, THF, etylacetát, dimetylformamid a dimetylsulfoxid, voda alebo ich zmesi.
  5. 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, kde alkoholové rozpúšťadlo je vybrané z metanolu, etanolu, izopropanolu, metylizobutylkarbinolu a etylénglykolu.
  6. 6. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že sa k reakčnej zmesi pridáva ešte terciárny amín.
  7. 7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že terciárnym amínom je trietylamín.
  8. 8. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že oxidy sú z povrchu modifikovaného uhlíkového katalyzátora odstránené vystavením aktívneho uhlia oxidačnému činidlu a potom pyrolýze aktívneho uhlia v atmosfére bez kyslíka pri teplote v rozmedzí od približne 500 °C do približne 1500 °C.
    -159. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúc i sa tým, že oxidy sú z povrchu modifikovaného uhlíkového katalyzátora odstránené simultánnou pyrolýzou aktívneho uhlia v prítomnosti NH3 a plynu s obsahom kyslíka, ktorý reaguje s oxidmi na povrchu aktívneho uhlia pri teplote pyrolýzy od približne 500 °C do približne 1500 °C.
  9. 10. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že tlak kyslíka pri reakcii je od približne 0,173 MPa do približne 3,447 MPa (20 psig do približne 500 psig).
SK1058-2000A 1998-01-16 1999-01-14 Spôsob prípravy N-fenyl-benzochinónimínu z hydroxydifenylamínov SK284438B6 (sk)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7169098P 1998-01-16 1998-01-16
US09/264,989 US6187937B1 (en) 1998-01-16 1998-12-23 Preparation of N-phenyl-benzoquinoneimine from hydroxydiphenylamines
PCT/IB1999/000424 WO1999036395A2 (en) 1998-01-16 1999-01-14 Preparation of n-phenyl-benzoquinoneimine from hydroxydiphenylamines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK10582000A3 true SK10582000A3 (sk) 2001-01-18
SK284438B6 SK284438B6 (sk) 2005-04-01

Family

ID=26752530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1058-2000A SK284438B6 (sk) 1998-01-16 1999-01-14 Spôsob prípravy N-fenyl-benzochinónimínu z hydroxydifenylamínov

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6187937B1 (sk)
EP (1) EP1047667B1 (sk)
JP (1) JP2002509133A (sk)
KR (1) KR100569560B1 (sk)
BR (1) BR9906894A (sk)
CA (1) CA2318457A1 (sk)
DE (1) DE69909239T2 (sk)
ES (1) ES2203069T3 (sk)
RU (1) RU2211829C2 (sk)
SK (1) SK284438B6 (sk)
WO (1) WO1999036395A2 (sk)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10028654A1 (de) 2000-06-09 2001-12-20 Sandler Helmut Helsa Werke Herstellung von Aktivkohle mit erhöhter katalytischer Aktivität
EP2724742B1 (en) * 2004-08-18 2017-11-01 Geno LLC Conversion of nitrogen dioxide (no2) to nitric oxide (no)
US7618594B2 (en) 2004-08-18 2009-11-17 Geno Llc Conversion of nitrogen dioxide (NO2) to nitric oxide (NO)
WO2009097343A1 (en) 2008-01-28 2009-08-06 Geno Llc Conversion of nitrogen dioxide (no2) to nitric oxide (no)
US8607785B2 (en) 2008-08-21 2013-12-17 Geno Llc Systems and devices for generating nitric oxide
US8173072B2 (en) 2008-09-22 2012-05-08 Geno Llc Conversation of nitrogen dioxide (NO2) to nitric oxide (NO)
EP2445508B1 (en) 2009-06-22 2018-11-14 VERO Biotech LLC Nitric oxide therapies

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2118826A (en) * 1936-10-27 1938-05-31 Goodrich Co B F Method of making quinone di-imides
US4264776A (en) 1976-01-02 1981-04-28 Monsanto Company Production of secondary amines
US4158643A (en) 1976-07-15 1979-06-19 Calgon Corporation Catalytic carbon for oxidation of carbon monoxide in the presence of sulfur dioxide
US4624937A (en) 1984-05-10 1986-11-25 Monsanto Company Process for removing surface oxides from activated carbon catalyst
US5068439A (en) 1990-03-08 1991-11-26 The Goodyear Tire & Rubber Company N-substituted phenylenediamine compounds
US5053540A (en) 1990-03-08 1991-10-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Preparation of a para-aminodiphenylamine
US4968843A (en) 1990-03-08 1990-11-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Preparation of a N-substituted phenylenediamine
FR2659652B1 (fr) 1990-03-13 1992-07-03 Rhone Poulenc Chimie Procede de preparation de n-phenyl benzoquinone-imine.
US5371289A (en) 1993-03-22 1994-12-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Preparation of N-substituted-N'-phenyl p-phenylenediamines

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002509133A (ja) 2002-03-26
DE69909239D1 (de) 2003-08-07
RU2211829C2 (ru) 2003-09-10
US6187937B1 (en) 2001-02-13
WO1999036395A2 (en) 1999-07-22
KR100569560B1 (ko) 2006-04-10
BR9906894A (pt) 2000-10-17
WO1999036395A9 (en) 1999-11-11
ES2203069T3 (es) 2004-04-01
EP1047667B1 (en) 2003-07-02
WO1999036395A3 (en) 1999-10-07
CA2318457A1 (en) 1999-07-22
EP1047667A2 (en) 2000-11-02
KR20010034006A (ko) 2001-04-25
DE69909239T2 (de) 2004-05-27
SK284438B6 (sk) 2005-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK10582000A3 (sk) Spôsob prípravy n-fenyl-benzochinónimínu z hydroxydifenylamínov
US5959126A (en) Formation of quinonedimines from phenylenediamines by catalytic oxidation
JP4267815B2 (ja) 過酸化水素及び触媒を使用してフェニレンジアミンからキノンジイミンを製造する方法
MXPA00006983A (en) Preparation of n-phenyl-benzoquinoneimine from hydroxydiphenylamines
FR2784103A1 (fr) Procede de preparation de lauryllactame par photonitrosation de cyclododecane et transposition de beckmann en presence d'acide methanesulfonique
US6043384A (en) Preparation of quinoneimines from hydroxyphenylamines using hydrogen peroxide and a catalyst
EP1030833B1 (en) Preparation of quinonediimines from phenylenediamines using a hypochlorite as an oxidation agent
TWI236464B (en) Preparation of n-phenyl-benzoquinoneimine from hydroxydiphenylamines
JPH0529384B2 (sk)
Norouzi et al. Deprotection of oximes, phenylhydrazones, semicarbazones and thiosemicarbazones to the corresponding carbonyl compounds using cetyltrimethylammonium peroxodisulfate as a new and selective oxidizing agent
SK277813B6 (en) Method of imines preparation
JPH0674229B2 (ja) 2,6―ジメチル―4―アルコキシメチルフェノール類の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20120114