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DE2426116A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF METHYLENE BRIDGES POLYARYLAMINES - Google Patents

PROCESS FOR THE PRODUCTION OF METHYLENE BRIDGES POLYARYLAMINES

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Publication number
DE2426116A1
DE2426116A1 DE19742426116 DE2426116A DE2426116A1 DE 2426116 A1 DE2426116 A1 DE 2426116A1 DE 19742426116 DE19742426116 DE 19742426116 DE 2426116 A DE2426116 A DE 2426116A DE 2426116 A1 DE2426116 A1 DE 2426116A1
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DE
Germany
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reaction
water
aniline
formaldehyde
catalyst
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Withdrawn
Application number
DE19742426116
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German (de)
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DE2426116B2 (en
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Efim Biller
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Individual
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Publication of DE2426116B2 publication Critical patent/DE2426116B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G12/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08G12/02Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes
    • C08G12/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds
    • C08G12/06Amines
    • C08G12/08Amines aromatic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL.-ING. SELTINGDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. BEAUTIFUL FOREST DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL.-ING. SELTING

5KOLNLDEICHMANNHAUs 24261165KOLNLDEICHMANNHAUs 2426116

Verfahren zur Herstellung von MethylenbrückenProcess for the production of methylene bridges

aufweisenden Po Iy aryl am inen having poly aryl on the inner

Die Herstellung von Di(aminophenyl)methan und Gemischen aus dieses Diamin enthaltenden, methylenbrückenhaltigen Polyphenylpolyaminen durch saure Kondensation von Anilin und Formaldehyd Ist seit langem bekannt und beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift 2 683 730 beschrieben. Diese Umsetzung hat beträchtliche wirtschaftliche Bedeutung erlangt, da das Diamin selbst sowie 'die bei dieser Anilin - Formaldehyd-kondensation entstehenden und dieses Diamin als Hauptbestandteil enthaltenden Polymethylenpolyamingernische nicht nur als solche selbst in der Polymertechnik als Härtungsmittel für Epoxyharze und elastomere Polyurethane von Nutzen sind, sondern sich auch als Zwischenprodukte bei der durch Phosgenierung erfolgenden Herstellung der entsprechenden Di- und Polyisocyanate eignen.The preparation of di (aminophenyl) methane and mixtures of this diamine-containing, methylene bridge-containing polyphenyl polyamines by acidic condensation of aniline and formaldehyde has been known for a long time and is described, for example, in US Pat. No. 2,683,730. This reaction has achieved considerable economic importance, since the diamine itself and 'the polymethylene polyamine niches formed in this aniline-formaldehyde condensation and containing this diamine as the main component are not only useful as such in polymer technology as curing agents for epoxy resins and elastomeric polyurethanes, but are also suitable as intermediates in the preparation of the corresponding di- and polyisocyanates by phosgenation.

Das so erhaltene Diisocyanat vyird in großem Ausmaß zur Herstellung elastomerer Polyurethane benutzt, während die in obiger Weise gewcn-'The diisocyanate thus obtained is widely used for production elastomeric polyurethanes used, while those obtained in the above manner

nenen Polymethylenpolyphenyl-Polyisocyanate ebenso weitgehend zur Herstellung von Polyurethanschaummassen dienen.Nenen polymethylene polyphenyl polyisocyanates are also largely used Production of polyurethane foam compounds are used.

Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, da3 man Basen der Diph'enylmethanreihe durch Kondensation von aromatischen Aminen mit aliphatischen Aldehyden in saurem, insbesondere salzsaurem Medium herstellen kann, wobei die Säuren in verschiedenen Mengen verwendet werden. Die Kondensation gelingt auch in neutraler wäßriger oder alkaüsch-afkohoüscher Lösung, wobei D iaminodi aryl methane, entsprechend© höhermolekulare Kondensationsprodukte oder cykiische sogenannte Anhydroformaldöhydbasen erhalten v/erden, die dann mittels Mineralsäure bei erhöhter. Temperatur in die entsprechenden mineral-According to the prior art, it is known that bases of the diph'enylmethane series can be prepared by condensation of aromatic amines with aliphatic aldehydes in an acidic, in particular hydrochloric acid, medium, the acids being used in various amounts. The condensation also succeeds in neutral aqueous or alkali-Afkohoüscher solution, whereby D iaminodi aryl methane, corresponding to higher molecular condensation products or cyclic so-called anhydroformal dehydrated bases are obtained, which are then obtained by means of mineral acid at increased. Temperature in the corresponding mineral

sauren Salze dor Diphenyimethanbasen übergeführt werden. Zur Ge- » 409881/1221- acidic salts are converted to diphenymethane bases. To the »409881 / 1221-

winnung der freien Basen muß man aus den mineralsauren Salzen mit Hilfe von Laugen, wie Soda oder Natronlauge, die entsprechenden freien Basen der Diphenylmethanreihe herstellen. Ein großer Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß man die Mineralsäure und die Lauge in größeren Mengen verwenden muß und dabei unerwünschte Salze dieser Mineralsäuren und Laugen anfallen, die natürlich z.B. als Katalysatoren nicht rrehr verwendet werden können. Es liegt auf der Hand, daß dies unwirtschaftlich ist.Obtaining the free bases must be prepared from the mineral acid salts with the help of alkalis, such as soda or caustic soda, the corresponding free bases of the diphenylmethane series. A major disadvantage of this process is that the mineral acid and the alkali have to be used in larger amounts and undesired salts of these mineral acids and bases are obtained, which of course cannot be used as catalysts, for example. It is obvious that this is uneconomical.

Es wurde nun gefunden, daß die Herstellung von Methyfenbrücken aufweisenden Polyarylaminen in wirtschaftlich einfacher Weise erfolgen kann ohne daß der Verbrauch an katalytisch wirkenden Säuren bzw. Neutralisationsmitteln notwendig ist. .It has now been found that the production of methylene bridges Polyarylamines can be made in an economically simple manner can without the consumption of catalytically active acids or neutralizing agents being necessary. .

Es wurde nun weiter gefunden, daß die Herstellung der Methylenbrücken aufweisenden Polyarylamine auch ohne Rückführung von Katalysator hochrentabel sein kann, da mehrere Verbesserungen durch eine neue Arbeitsweise in Bezug auf Verbrauch an Salzsäure und Alkali, Volumenausbeute und die Bildung von unerwünschten N-Methyl-Verbindungen gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden können.It has now been found that the preparation of the methylene bridges having polyarylamines can be highly profitable even without recycling of the catalyst, since several Improvements through a new way of working with regard to consumption of hydrochloric acid and alkali, volume yield and the Formation of undesired N-methyl compounds compared to the prior art can be achieved.

DOS 1 518 4o6 und 2 o49 7o7 beschreiben Verfahren zur Herstellung der oben genannten Verbindungen, bei denen im günstigsten Fall pro 1 t anilinfreies Produkt mindestens 5oo kg NaCl anfallen. Das bedeutet, daß entsprechende Mengen HCl und Alkali verbraucht werden.DOS 1 518 4o6 and 2 o49 7o7 describe processes for the preparation of the above-mentioned compounds in which im In the best case, at least 500 kg of NaCl are produced per 1 t of aniline-free product. That means that appropriate Amounts of HCl and alkali are consumed.

In Bezug auf Raumausbeute spielt die Abwandlung des Verfahrens eine besonders grosse Rolle. Nach dem heutigen Stand der Technik werden mindestens o,5, meistens aber 1 Volumen Wasser pro 1 Volumen Anilin angewendet. Dieses Wasser wird zu einem Teil aus Formaldehydwasser, Formaldehydreaktionswasser, Salzsäurewasser und gegebenenfalls Extrawasserzusatz zusammengesetzt, um gute Reaktionsführung zu gewährleisten. Die dafür notwendigen Apparate müssen gegen Salzsäure korrosionsfest sein, was selbstverständlich grosse Kosten verursacht.With regard to the space yield, the modification of the process plays a particularly important role. After today In the prior art, at least 0.5, but mostly 1 volume of water per 1 volume of aniline is used. This Water becomes part of formaldehyde water, formaldehyde reaction water, Hydrochloric acid water and, if necessary, additional water added to ensure good reaction performance. The necessary equipment must be corrosion-proof against hydrochloric acid, which of course causes great costs.

Für die Qualität der Isocyanate ist entscheidend, daß der Gehalt an N-Methylverbindungen minimal ist, weil sonst grosse Mengen an sog. verseifbarem Chlor sich bilden. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren bilden sich fast keine bzw. minimale Mengen an N-Methy!verbindungen.For the quality of the isocyanates it is crucial that the content of N-methyl compounds is minimal, because otherwise large amounts of so-called saponifiable chlorine are formed. In the process according to the invention, almost no or minimal amounts of N-methyl compounds are formed.

Demgemäß besteht die Erfindung aus einem Verfahren zur Herstellung von Polyaminen in mehreren Stufen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ■Accordingly, the invention consists of a method of manufacture of polyamines in several stages, which is characterized in that one ■

a) aromatische Amine, die wenigstens ein Wasserstoff atom in der Amingruppe haben und wenigstens in einer der Stellungen 2, 4 oder des aromatischen Kerns unsubstituiert sein müssen und aliphatischea) aromatic amines that contain at least one hydrogen atom in the Have amine group and must be unsubstituted in at least one of the positions 2, 4 or the aromatic nucleus and aliphatic

" Aldehyde in Abwesenheit eines Katalysators miteinander umsetzt und sogenannte Vorkondensate bildet,"Reacts aldehydes with one another in the absence of a catalyst and forms so-called precondensates,

b) nach beendeter Umsetzung das vorhandene Wasser abtrennt,b) after the reaction has ended, separates the water present,

-4-0-9-8-8-1 A-V 2-2-4 - -4-0-9-8-8-1 A-V 2-2-4 -

c)' das so erhaltene Vorkondensat wird in Gegenwart von sauren Salzen der atomatischen Amine oder ihrer Kondensationsprodukte mit gesättigten aliphatischen Aldehyden oder ihrer Gemische und in polaren wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln, gegebenenfalls in Anwesenheit von Wasser, die unter den Reaktionsbedingungen indifferent bleiben oder in Gegenwart von wässriger Mineralsäure oder wässriger saurer Salze der aromatischen Amine, gegebenenfalls in Anwesenheit von polaren, organischen Lösungsmitteln, die unter den Reaktionsbedingungen indifferent bleiben umgesetzt, und der eingesetzte Katalysator entweder nut Wasser ausgewaschen und wieder verwendet oder mit Alkali neutralisiert wird.c) 'the pre-condensate thus obtained is in the presence of acid salts of the aromatic amines or their condensation products with saturated aliphatic aldehydes or their mixtures and in polar ones water-soluble organic solvents, optionally in Presence of water, which is indifferent under the reaction conditions remain or in the presence of aqueous mineral acid or aqueous acidic salts of aromatic amines, optionally in the presence of polar, organic solvents which are indifferent under the reaction conditions remain implemented, and the catalyst used is either washed out with water and reused or neutralized with alkali.

Beim ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens bringt man ein aromatisches Amin und den aliphatischen Aldehyd in Abwesenheit irgendeines sauren oder sonstigen Katalysators in üblicher Art zusammen und führt die Umsetzung im wesentlichen in der von Cohn in der Zeitschrift für angewandte Chemie XIV (1901), 311 beschriebenen Weise durch. Man bringt also die beiden Reaktanten in irgendwie geeigneter Weise, vorzugsweise unter Verrühren, zusammen, wobei man das aromatische Amin zum Aldehyd oder vorzugsweise letzteres zum ersteren zugibt. Bevorzugt als Aldehyd wird Formaldehyd. Dieser wird vorzugsweise in Form seiner wäßrigen Lösung, beispielsweise als handelsübliche 37 %ige Lösung verwendet, kann aber gewünschtenfalIs auch in einer seiner Polymerformen, d.h. als Paraformal deny d oder Trioxymethylen eingesetzt werden. Auf die Temperatur, bei der die beiden Reaktanten zusammengebracht werden, kommt es nicht an. Der Einfachheit halber geschieht dies im allgemeinen bei Raumtemperatur, d.h. 20 bis 25 C, jedoch kann auch b
gearbeitet werden. AO'9881/5221
In the first step of the process according to the invention, an aromatic amine and the aliphatic aldehyde are brought together in the usual manner in the absence of any acidic or other catalyst and the reaction is carried out essentially in the manner described by Cohn in the Zeitschrift für angewandte Chemie XIV (1901), 311 by. The two reactants are therefore brought together in any suitable manner, preferably with stirring, the aromatic amine being added to the aldehyde or, preferably, the latter being added to the former. Formaldehyde is preferred as the aldehyde. This is preferably used in the form of its aqueous solution, for example as a commercially available 37% solution, but can, if desired, also be used in one of its polymer forms, ie as paraformaldehyde or trioxymethylene. The temperature at which the two reactants are brought together is not important. For the sake of simplicity, this is generally done at room temperature, ie 20 to 25 C, but b
to be worked. AO'9881 / 5221

d.h. 20 bis 25 C, jedoch kann auch bei tieferer oder höherer Temperaturi.e. 20 to 25 C, but can also be at lower or higher temperatures

Die Reaktion verläuft exotherm, kann aber leicht durch geeignete Ein- ' regelung der Zugaberate der Reaktanten oder notfalls durch Kühlung von außen her beherrscht werden. Obwohl die Reaktionstemperatur bei dieser ersten Verfahrensstufe nicht kritisch ist, läßt man sie Vorzugs-The reaction is exothermic, but can readily by suitable inputs' control the rate of addition of the reactants or, if necessary, controlled by cooling from the outside. Although the reaction temperature is not critical in this first stage of the process, it is allowed to prefer

ο
weise nicht über etwa 100 C ansteigen. Im übrigen besitzt sie insofern eine selbsttätige obere Grenze als sie nicht über den Siedepunkt des Reaktionswasser enthaltenden Reaktionsgemisches steigen kann.
ο
wisely do not rise above about 100 C. Moreover, it has an automatic upper limit insofar as it cannot rise above the boiling point of the reaction mixture containing the water of reaction.

In der weiteren Stufe wird das so erhaltene Vorkondensat mit einer Katalysatorlösung, die durch Auflösen von sauren Salzen der aromatischen Amine oder ihrer Kondensationsprodukte mit gesättigten aliphatischen Aldehyden oder ihrer Gemische in wasserlöslichen organischen polaren Lösungsmitteln, gegebenenfalls in Anwesenheit von Wasser, unter Verrühren oder anderen physikalischen Methoden zusammengebrachtIn the further stage, the precondensate obtained in this way is with a Catalyst solution made by dissolving acidic salts of aromatic amines or their condensation products with saturated aliphatic Aldehydes or their mixtures in water-soluble organic polar solvents, optionally in the presence of water, brought together with stirring or other physical methods

und bildet innerhalb von Minuten eine klare Lösung. '■ and forms a clear solution within minutes. '■

Diese.Reaktionsstufe kann in weitem Temperaturbereich erfolgen.Es hat sich vorteilhaft erwiesen, das Durchmischen bei einer TemperaturThis reaction stage can take place in a wide temperature range. It has proven advantageous to mix at one temperature

ο οο ο

von 10 - 100 C1 vorzugsweise bei 25 - 70 C, durchzuführen und bei dieser Temperatur 1 Minute bis 360 Minuten, vorzugsweise 20 bis 90 Minuten, reagieren zu lassen. . * from 10-100 C 1, preferably at 25-70 C, and allowed to react at this temperature for 1 minute to 360 minutes, preferably 20 to 90 minutes. . *

Während dieser Zeit erfolgt Umlagerung von ursprünglich vorhandenen Anhydro-Formaldehyd und Methylen-Dianil in zu Aminobenzy I aminen. Es wird auch die Bildung von Diamino-Diphenylmethanen beobachtet.During this time, the originally existing ones are rearranged Anhydro-formaldehyde and methylene-dianil in to aminobenzy I amines. The formation of diamino-diphenylmethanes is also observed.

Zur weiteren Umlagerung zu Methylenbrücken aufweisenden Polyaryleminen wird die Lösung auf eine Temperatur von 60 bis 150 C, vorzugs-For further rearrangement to polyarylemines containing methylene bridges the solution is heated to a temperature of 60 to 150 C, preferably

o ■ ■o ■ ■

weise 70 bis 130 C erhitzt, um bei dieser Temperatur die praktischwise heated to 70 to 130 C, the practical at this temperature

409881/1221409881/1221

volle Umlagerung zu Methylenbrücken aufweisenden Polyarylaminen durchzuführen. In dieser Stufe benötigt die Reaktion Zeiten von 10 Minuten bis zu 8 Stunden, vorzugsweise 30 Minuten bis 3 Stunden. Höhere Temperaturen bedeuten kürzere Zeiten.carry out full rearrangement to polyarylamines having methylene bridges. At this stage the reaction takes times of 10 minutes to 8 hours, preferably 30 minutes to 3 hours. Higher temperatures mean shorter times.

Jedes primäre Arylamin oder Gemisch aus primären Arylaminen kann beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, das sich bebesonders für primäre Arylamine eignet, die einen aromatischen Kern besitzen, der in p-Stellung zur Aminogruppe unsubstituiert ist.Any primary aryl amine or mixture of primary aryl amines can be used in the method according to the invention, which is particularly suitable for primary arylamines which have an aromatic nucleus which is unsubstituted in the p-position to the amino group.

Beispiele für primäre Arylamine, die beim vorliegenden Verfahren verwendet werden können, sind Anilin, m-Toluidin, o-Toluidin, m-, o- und ähnliche Isomere von Propylanilin, Butylanilin, o- und m-Anisidin und -Phenetidin, 213I5-Trirnethylanilin,t>4-Naphthylarnin, 2,4- und 2,6- Xyüdindiamin, 2,4-und 2,6-Diäthylanilin, 2-Methyl-6-äthylanilin, m-Benzylanilin, o- und m-Chloranilin, m-Bromanilin, 2,4- und 2,6-Tolylendiamin, i,5-Naphthylendiamin und o- und m-Phenylendiamin. . . .Examples of primary arylamines that can be used in the present process are aniline, m-toluidine, o-toluidine, m-, o- and similar isomers of propylaniline, butylaniline, o- and m-anisidine and phenetidine, 2 1 3 I 5-trimethylaniline, t> 4-naphthylamine, 2,4- and 2,6-xyüdindiamine, 2,4- and 2,6-diethylaniline, 2-methyl-6-ethylaniline, m-benzylaniline, o- and m- Chloroaniline, m-bromoaniline, 2,4- and 2,6-tolylenediamine, i, 5-naphthylenediamine and o- and m-phenylenediamine. . . .

Die gesättigten aliphatischen Aldehyde umfassen z.B. Formaldehyd,The saturated aliphatic aldehydes include, for example, formaldehyde,

Acetaldehyd und Butyraldehyd. Formaldehyd wird beim erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßigerweise in Form einer wäßrigen Lösung verwendet. Es können die im Handel erhältlichen Lösungen mit einer Konzentration von 30 - 40 % verwendet werden. Formaldehyd erzeugende Mittel, wie z.B. Paraformaldehyd und Trioxan, die in situ Formaldehyd erzeugen, können ebenfalls verwendet werden.Acetaldehyde and butyraldehyde. Formaldehyde is expediently used in the form of an aqueous solution in the process according to the invention. The commercially available solutions with a concentration of 30-40 % can be used. Formaldehyde generating agents such as paraformaldehyde and trioxane which in situ generate formaldehyde can also be used.

Durch eine geeignete Einstellung des Amin-Aldehyd-Verhältnisses ist es möglich, Produkte herzustellen, die verschiedene Mengen Diamine und höhere Polyamine enthalten. So kann man Produkte herstellen, die einen großen Anteil Oiamin oder aber einen kleinerenBy setting the amine-aldehyde ratio appropriately it is possible to make products that contain varying amounts of diamines and higher polyamines. This is how you can make products which have a large proportion of Oiamine or a smaller one

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Anteil Diamin und einen größeren Anteil Triamin oder Polyamine höherer Funktionalität enthalten. Allgemein gilt, je höher das Amin-Aldehyd-Verhältnis, desto größer ist auch die Menge des Diamins im "Produkt. - 'Containing proportion of diamine and a larger proportion of triamine or polyamines of higher functionality. In general, the higher the amine-aldehyde ratio, the greater the amount of diamine in the 'product. -'

Die Verhältnisse von Arylamin zu Formaldehyd, die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind solcher Art, wie sie in der Technik bekannt sind, wie z.B. Molverhältnisse von Aiylai-hin/rormaldehyd von ungefähr 1,5/1 bis 12/1. Besonders geeignet sind Molverhältnisse von Arylamin/Formaldehyd von 1,5/1 bis 4/1.The ratios of arylamine to formaldehyde in the invention Methods that can be used are of the type known in the art, such as molar ratios of Aiylai-hin / rormaldehyde from about 1.5 / 1 to 12/1. Particularly molar ratios of arylamine / formaldehyde of 1.5 / 1 are suitable up to 4/1.

• ■ „ - -• ■ "- -

Während die untere Grenze des einzuhaltenden Anilin-Formaldehyd-MoIVerhältnisses durch den Wunsch bestimmt wird, die Bildung unerwünschter Nebenprodukte zu vermeiden, ist die obere Grenze nicht kritisch und hängt weitgehend von wirtschaftlichen Erwägungen ab.While the lower limit of the aniline-formaldehyde-MoI ratio to be observed is determined by the desire to avoid the formation of undesirable by-products, the upper limit is not critical and depends largely on economic considerations.

Allgemein gesprochen bestimmt dieses Anilin-Formaldehyd-Verhältnis das Mengenverhältnis von Di(aminophenyi)methan zu höheren Polymethyl an-Po Iy phenyl am inen im Endprodukt in dem Sinne, daß mit wachsendem Anilinüberschuß auch mehr Di(aminophenyi)methan imGenerally speaking, this determines aniline-formaldehyde ratio the ratio of di (aminophenyi) methane to higher polymethyl an-Po Iy phenyl am inen in the end product in the sense that with increasing excess aniline also means more di (aminophenyi) methane in the

Endprodukt enthalten ist. Dieser Einfluß schwindet aber erfahrungsgemäß, wenn das Anilin-Formaldehyd-Molverhältnis über etwa 8 : 1 hinaus erhöht wird, jedoch offensichtlich auch ohne Beeinträchtigung der Erfindungsvorteile überschritten werden kann.Final product is included. Experience has shown that this influence disappears, when the aniline to formaldehyde molar ratio is increased beyond about 8: 1, but apparently without any impairment the advantages of the invention can be exceeded.

Unter sauren Katalysatoren sind die sauren Salze von anorganischen und organischen Säuren, die zumindest teilweise unter Bildung eines Protons dissoziieren, mit den eingesetzten bzw. bei der ReaktionAmong acidic catalysts are the acidic salts of inorganic ones and organic acids, which at least partially dissociate with the formation of a proton, with the used or in the reaction

.409881/1221.409881 / 1221

gebildeten Aminen zu verstehen. Beispiele anorganischer Säuren sind Chlor- und Bromwasserstoff säure, Schwefelsäure, Phosphorsäure. Beispiele für organische Säure sind organische Sulfonsäuren wie z.B. Methansu I fonsäure, Benzolmono- und -disulfonsäuren, Toluolsulfonsäure und Chloressigsäuren. Bevorzugt werden Bromwasserstoffsäure und MethansuIfonsäure. ' . 'to understand formed amines. Examples of inorganic acids are hydrochloric acid and hydrobromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid. Examples of organic acids are organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, benzene mono- and disulfonic acids, toluenesulfonic acid and chloroacetic acids. Hydrobromic acid and methanesulfonic acid are preferred. '. '

Die als Katalysatoren dienenden Salze können vor der Umsetzung oder iri situ hergestellt werden. IThe serving as catalysts salts may be prior to the reaction or be prepared iri situ. I.

Beim Arbeiten mit Neutralisation des Katalysators wird die Anwendung von Salzsäure bevorzugt. Um bessere Temperaturbeherrschung zu erreichen ist es vorteilhaft, diese Salzsäure mit entsprechendem Äquivalent Anilin umzusetzen, um diese wässrige Lösung als Katalysator zur Umsetzung mit Vorkondensat anzuwenden. Dadurch wird die Temperaturbildung in der Mischzone auf ein Minimum reduziert, wodurch auch die Qualität der Fertigprodukte in Bezug auf Viskosität und die Bildung von N-Methylverbindungen günstig beeinflusst wird.When working with neutralization of the catalyst, the Use of hydrochloric acid preferred. In order to achieve better temperature control, it is advantageous to use this hydrochloric acid with the appropriate equivalent of aniline to implement this aqueous solution as a catalyst for the implementation to be used with precondensate. This reduces the temperature build-up in the mixing zone to a minimum, whereby also has a positive influence on the quality of the finished products in terms of viscosity and the formation of N-methyl compounds will.

Als organische wasserlös liehe polare Lösungsmittel können gesättigte aliphatische Alkohole mit 1-4 C-Atomen wie einwertige Alkohole, z.B. Methylalkohol, Äthylalkohol, Isopropylalkohol oder mehrwertige, insbesondere zweiwertige Alkohole, z.B. Äthylenglykol, die unter den Umsetzungsbedjrigungen indifferent bleiben, d.h. mit den Aminen bzw. As organic water-soluble polar solvents, saturated aliphatic alcohols with 1-4 carbon atoms such as monohydric alcohols, e.g. methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol or polyhydric, especially dihydric alcohols, e.g. ethylene glycol, which remain indifferent under the reaction conditions, ie with the amines or

mit Phenylkernen nicht reagieren oder deren Gemische verv/endet v/er-409881/1221 do not react with phenyl nuclei or their mixtures v / er-409881/1221

den. Insbesondere können sogenannte aprotische Lösungsmittel verwendet werden, wie z.B. Dimethylsuifoxyd, Dimethylsulfon, Tetramethylensülfon (Sulfolan).the. In particular, so-called aprotic solvents can be used such as dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone (Sulfolane).

* I* I

Beim Arbeiten mit nieder siedenden Alkoholen kann der Katalysator entweder in fester Form oder aufgelöst in Wasser bzw. höher siedenden polaren wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln, wie Äthy-When working with low-boiling alcohols, the catalyst can either be in solid form or dissolved in water or higher-boiling alcohols polar water-soluble organic solvents, such as ethy-

lenglykol und Sulfolan, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser, wieder verwendet bzw. eingesetzt werden.lenglycol and sulfolane, if necessary with the addition of water, re-used or used.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß verschiedene Salze von aromatischen Aminen, bzw. ihrer Kondensationsprodukte, mit Aldehyden in polaren Lösungsmitteln schlechter oder gar nicht löslich sind. Durch Zugabe - von Wasser lösen sich diese Salze vollkommen auf und bleiben auch bei Zimmertemperatur vollkommen gelöst.It has been shown that various salts of aromatic amines, or their condensation products, with aldehydes are less soluble or not at all soluble in polar solvents. With the addition of water, these salts dissolve completely and remain completely dissolved even at room temperature.

Verfahrenstechnisch ist es viel günstiger, Katalysatoren nicht in fester Form sondern in Form von ihren Lösungen zu verwenden, weil diesIn terms of process technology, it is much cheaper to use catalysts not in solid form but in the form of their solutions, because this is the case

einfacher zu handhaben ist.is easier to use.

Die Menge der polaren wasserlöslichen organischen Lösungsmittel kann weitgehend variiert werden z.B . von 5, insbesondere 15 Gew.-ft bis 150, insbesondere 80 Gew.-%. · ; The amount of polar water-soluble organic solvents can be varied widely, for example. from 5, in particular 15 wt% to 150, in particular 80 wt%. ·;

Die Menge des sauren Katalysators kann weitgehend variiert werden und bei 0,001 - 0,5 Mol. bezogen auf das aromatische Amin, vorzugsweise bei 0,01 - 0,15 MoM iegen. -The amount of the acidic catalyst can be varied widely and preferably at 0.001-0.5 mol, based on the aromatic amine at 0.01-0.15 MoM. -

Das Verfahren kann kontinuierlich und auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Der Katalysator kann in beiden Fällen wieder verwendetThe process can be carried out continuously or batchwise will. The catalyst can be reused in both cases

409881/1221 -werden. 409881/1221 - be.

Besonders interessant ist das beschriebene Verfahren für die Arbeitsweise, bei der der saure Katalysator mit Wasser gewaschen und nach der Entfernung von überschüssigem Wasser zur Wiederverwendung im Kreis geführt wird. ·The method described is particularly interesting for the working method in which the acidic catalyst is washed with water and after removal of excess water for reuse in the Circle is led. ·

Man kann auch mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel bei der Aufarbeitung des Reaktionsgemisches zugeben, um die Auswaschung des Katalysators zu erleichtem.It is also possible to add water-immiscible organic solvents during work-up of the reaction mixture in order to prevent it from being washed out to facilitate the catalytic converter.

Als solche Lösungsmittel können alle organischen Lösungsmittel verwendet werden, die mit Wasser nicht mischbar sind, jedoch die Polyamine und Anilin lösen. Beispielsweise können Toluol, Benzol, Xylol, Pseudocumol und andere aromatische Lösungsmittel verwendet werden. Weiters können chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Tetrachlorkohlenwasserstoff, Chlorbenzol, Dichlorbenzol u.a. vervtendet werden. · - .All organic solvents can be used as such solvents which are immiscible with water, but which dissolve the polyamines and aniline. For example, toluene, benzene, xylene, Pseudocumene and other aromatic solvents can be used. Furthermore, chlorinated hydrocarbons such as dichloromethane, carbon tetrachloride, Chlorobenzene, dichlorobenzene and others are used will. · -.

Von Vorteil für das Verfahren ist die Umsetzung in mehreren Temperaturetufen, z.B. in drei Stufen: bei etwa O bis 40°C, bei etwa 40 - 80°C und bei etwa 80 - 120 C. Die Verweilzeit in den einzelnen Stufen ist . nicht kritisch und kann in weiten, an sich bekannten Bereichen variieren. Beispielsweise kann die Verweilzeit 0,5-2 Stunden betragen.The conversion in several temperature stages is advantageous for the process, for example in three stages: at about 0 to 40 ° C, at about 40-80 ° C and at about 80-120 ° C. The residence time in the individual stages is. not critical and can vary within wide ranges known per se. For example, the residence time can be 0.5-2 hours.

Nach Auswaschen des Katalysators wird die organische Phase destilliert, wobei zuerst das restliche Wasser und Anilin gegebenenfalls das zusätzliche Lösungsmittel abdestilliert werden; man erhält ein Phenylbasen-Gemisch, das wasserfrei weiter zur Aufarbeitung gehen kann. After the catalyst has been washed out, the organic phase is distilled, the remaining water and aniline, if appropriate the additional solvent, being distilled off first; a phenyl base mixture is obtained which can continue to be worked up in an anhydrous state.

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Man kann die Reaktion c), d.h. die Umsetzung des Vorkondensats, in mehreren Stufen, insbesondere zwei Stufen durchführen, wobei die erste Stufe zwischen 0 und 7o°C, vorzugsweise 2o bis 600C, und die zweite Stufe zwischen 60 und 15o°C, vorzugsweise 75 bis 12o°C durchgeführt wird.The reaction may be c), ie the reaction of the precondensate, in several stages, to perform particular two stages, the first stage being between 0 and 7o ° C, preferably from 2o to 60 0 C, and the second stage between 60 and 15o ° C. , preferably 75 to 12o ° C is carried out.

Beim vorliegenden Verfahren wird die für die Kondensation in katalytisehen Mengen gebrauchte Säure mit Wasser in Form von Salzen der Methylenbrücken aufweisenden Polyarylamine ausgewaschen.In the present process, the acid used in catalytic amounts for the condensation is formed with water washed out by salts of the polyarylamines containing methylene bridges.

Es war zu erwarten, daß diese mit Säure gebundenen Methylenbrücken aufweisenden Polyarylamine die gleiche Zusammensetzung haben werden wie sie die bei der Wäsche anfallende organische Phase hat.It was to be expected that these acid-bonded methylene bridges containing polyarylamines will have the same composition as those obtained during laundry organic phase.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die im Wasser durch Säure gebundenen und gelösten Methylenbrücken aufweisenden Polyarylamine eine ganz andere Zusammensetzung haben, insbesondere in Bezug auf den 2-Kern-Gehalt sowie seine Isomerenzusammenstellung. Surprisingly, it was found that the in the water by Acid-bonded and dissolved methylene bridges polyarylamines have a completely different composition, in particular with regard to the 2-nucleus content and its isomer composition.

Es wurde gefunden, daß man durch Wäsche bzw. Extraktion der wässrigen Phase mit dem Ausgangsamin (Anilin, Toluidin, Anisid u.a.) das 4,4-reiche Reaktionsprodukt in dem wässrigen Salz gegen das Ausgangsamin austauschen kann, wobei 4,4-reiches Produkt säurefrei wird.It has been found that washing or extraction of the aqueous phase with the starting amine (aniline, toluidine, aniside i.a.) the 4,4-rich reaction product in the aqueous salt can exchange for the starting amine, 4,4-rich Product becomes acid-free.

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Weiter wurde festgestellt, daß wenn diese wässrige Lösung in der Wärme mit reinem Anilin gewaschen bzw. im Gegenstrom extrahiert wird, die Polyarylamine sich durch Anilin verdrängen lassen, wodurch ein wässriges Salz erhalten wird, das vorwiegend aus Ahilinchlorhydrat und einer organischen Phase besteht, die einen viel höheren Gehalt an 2-Kern im Vergleich zum Originalreaktionsprodukt sowie einen höheren 4,4-Gehalt in 2-Kern hat. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, neben dem Kondensationsprodukt ein zweites mit viel höherem 2-Kerngehalt sowie 4,4-Gehalt herzustellen. !It was also found that when this aqueous solution was washed in the heat with pure aniline or in countercurrent is extracted, the polyarylamines can be displaced by aniline, whereby an aqueous salt is obtained, which consists mainly of ahiline chlorohydrate and an organic phase, which has a much higher content of 2-nucleus in the Compared to the original reaction product and has a higher 4,4-content in 2-core. This results in the possibility In addition to the condensation product, a second one with a much higher 2-core content and 4,4-content can be produced. !

Bei der Extraktion der wässrigen Lösung mit z.B. reinem Anilin in z.B. einer mehrstufigen Extraktionskolonne gelingt es fast das gesamte Polyamin aus dem Salz zu verdrängen und gegen das Ausgangsanilin auszutauschen. Wenn man interessiert ist, Produkte mit hohem 4,4-Diamingehalt herzustellen (über 95 %), so ist es vorteilhaft, mit Säuremengen von o,1 bis o,3 Mol zu arbeiten. In diesem Fall erhält man zwei Ströme, von denen der erste ein Produkt von ca 5o bis 8o % Zweikern und ca 88 bis 93 * 4,4-Isomeren und der zweite ein Produkt mit ca 8o bis 95 % Zweikern und ca 95 bis 1oo % 4,4-Isomeren enthält.The extraction of the aqueous solution with e.g. pure aniline in e.g. a multi-stage extraction column succeeds To displace almost all of the polyamine from the salt and replace it with the starting aniline. If you are interested is to make products with a high 4,4-diamine content (over 95%), it is advantageous to work with amounts of acid from 0.1 to 0.3 mol. In this case two streams are obtained, of which the first is a product of about 50 to 80% binary and about 88 to 93 * 4,4-isomers and the second contains a product with about 80 to 95% binary and about 95 to 100% 4,4-isomers.

Die analytischen Untersuchungen wurden mittels Gasphasenchromatographie an einer 1 m Kolonne, die mit Silikongummikautschuk auf einem Träger gefüllt war, unter Verwendung von Anthracen als Bezugssubstanz gemacht.The analytical investigations were carried out by means of gas phase chromatography on a 1 m column filled with silicone rubber on a carrier using made of anthracene as a reference substance.

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Beispiele: Beispiel 1Examples: example 1

In ein Doppelwandgefäß j versehen mit KPG-Rührer und angeschlossen an einen Thermostat, werden 558 g Anilin = 6 Mol gegeben und bei 25°C 218,7 gr. 37 % Formaldehyd = 2,7 Mol zugetropft. Nach Beendigung der Zutropfung wird noch 2 Stunden bei 25 C gerührt und anschließend auf 70 C erhitzt. Nach 10 min. bei 70 C wird abgestellt und 607 gr. Vorkondensat neben 165 gr. Reaktions- und Formaldehydwasser erhalten.In a double-walled vessel j fitted with a KPG stirrer and connected to a thermostat, 558 g of aniline = 6 mol and at 25 ° C. 218.7 g. 37% formaldehyde = 2.7 mol added dropwise. After the addition is complete, the mixture is stirred at 25 ° C. for a further 2 hours and then heated to 70 ° C. After 10 min. at 70 ° C. and 607 g of precondensate are obtained in addition to 165 g of water of reaction and formaldehyde.

607 gr. Vörkondensat werden dann in einem Doppel wandgefäß607 gr. Of pre-condensate are then placed in a double-walled vessel

ο
unter Rühren auf 40 C <
ο
with stirring to 40 C <

lösung, bestehend aussolution, consisting of

ο
unter Rühren auf 40 C erhitzt und dazu schnell 600 gr. Katalysator-
ο
heated to 40 C with stirring and quickly add 600 gr. of catalyst

440 gr. Sulfolan,
80 gr. Wasser,
65 gr. Chlorwasserstoff säuresalz von
440 gr. Sulfolane,
80 gr. Water,
65 gr. Hydrogen chloride acid salt of

Anil in-Formaldehydkondensationsprodukt (0,36 Mol. HCI )Anil in formaldehyde condensation product (0.36 mol. HCI)

zugegeben. Der Ansatz entspricht einem Verhältnis von 1 Mol Anilin auf 0,45 Mol Formaldehyd und 0,06 Mol HCl.admitted. The approach corresponds to a ratio of 1 mol of aniline to 0.45 mol of formaldehyde and 0.06 mol of HCl.

Innerhalb von 1-2 Minuten bildet sich unter WärmeentwicklungForms within 1-2 minutes with development of heat

ο eine homogene Lösung. Diese wird dann bei 40 1h und weitere 1 h bei 97 C gehalten.ο a homogeneous solution. This is then at 40 1h and further Maintained at 97 ° C. for 1 h.

ο Nach Beendigung der Umsetzung wird auf 75 C abgekühlt undο When the reaction is complete, it is cooled to 75 C and

409881 /1221409881/1221

mit Wasser mehrmals gewaschen. Das Waschwasser wird gesammelt und abgekühlt. Dabei scheidet sich weitere organische Schicht ab, die zum Produkt gegeben wird.washed with water several times. The wash water is collected and cooled. This separates further organic ones Layer that is added to the product.

Das Waschwasser wird nach Zugabe von abdestilliertem Sulfolan im Rotationsverdampfer auf ca. 600 gr. wieder eingedampft und für weitere Umsetzung eingesetzt.The wash water is after the addition of sulfolane which has been distilled off evaporated again to approx. 600 gr in a rotary evaporator and used for further implementation.

Die organische Schicht wird von nicht umgesetztem Anilin, Sulfolan und Restwasser unter Vakuum befreit und das erhaltene Produkt GC untersucht.The organic layer is made up of unreacted aniline, sulfolane and freed residual water under vacuum and examined the product obtained GC.

Das Produkt besteht aus ca. 68 % 2-kemigen Produkten und 32 % 3-kemigen und höheren Kondensationsprodukten.The product consists of approx. 68% 2-core products and 32 % 3-core and higher condensation products.

Der 2-kemige Anteil bestand aus:The 2-core part consisted of:

91 % \ 4-4 Di aminodiphenyl methan,91% \ 4-4 di aminodiphenyl methane,

IlIl

22 7,7, 6 % 6 % 2-42-4 1,1, 2% V 2% V 2-22-2 0,0, 08%08% N-MethylN-methyl Beispielexample

Es wird wie in Beispiel 1 aber mit 75 gr. B rom wasserstoff säuresalz von Anilin-Formaldehydkondensationsprodukt als Katalysator gearbeitet. Die Zusammensetzung des Reaktionsproduktes ist ähnlich dem Beispiel 1.It is as in Example 1 but with 75 gr. B rom hydrogen acid salt of aniline-formaldehyde condensation product as a catalyst worked. The composition of the reaction product is similar to Example 1.

409881 /1221409881/1221

Beispiel 3Example 3

In einer kontinuierlichen Anlage ähnlich Schema 1 werden durch die Leitung 1 5 Liter Anilin und durch die Leitung 2 1,8 Liter Formaldehyd 37 % hineingepumpt. Das Rührgefäß A ist ausgelegt für eine Verweilzeit von 2 Stunden und 50 C. Anschließend läuft das gebildete Gemisch in einen Abscheider B1 wo das Pro-In a continuous system similar to scheme 1, 5 liters of aniline are pumped in through line 1 and 1.8 liters of 37 % formaldehyde through line 2. The stirred vessel A is designed for a residence time of 2 hours and 50 C. Then the mixture formed runs into a separator B 1 where the product

o dukt sich nach einer Verweilzeit von 15 min. bei 75 C in zwei Schichten trennt. Die obere Reaktions- und Formaldehyd wasser enthaltende Phase wird durch Leitung 4 abgezogen.o The product separates into two layers after a residence time of 15 minutes at 75 ° C. The upper reaction and formaldehyde water containing phase is withdrawn through line 4.

Das Vorkondensat läuft in das Rührgefäß C (t = 40 C), wo auch durch die Leitung 14 4,7 Liter Katalysatorlösung aus dem Eindampfer F dazukommen.The precondensate runs into the stirred vessel C (t = 40 C), where also through line 14 4.7 liters of catalyst solution from the evaporator F to be added.

Es bildet sich homogene Lösung, die nach 1 Stunde Verweilzeit durch Leitung 6 in das Reaktionsgefäß D läuft. Nach einer Ver-A homogeneous solution forms after a residence time of 1 hour runs through line 6 into the reaction vessel D. After a

o
weilzeit von 1 Stunde bei 97 C geht das Reaktionsprodukt in Mehrstufengegenstromextraktion, wo der Katalysator mit ca. 3,5 It/h Wasser ausgewaschen wird.
O
The reaction product goes into multi-stage countercurrent extraction for 1 hour at 97 ° C., where the catalyst is washed out with about 3.5 l / h of water.

Die organische Phase wird im Verdampfer G unter Vakuum von Restwasser, Sulfolan und Anilin befreit.The organic phase is freed from residual water, sulfolane and aniline in the evaporator G under vacuum.

Die wässerige Phase wird nach Zugabe von abdestilliertem Sulfolan im Verdampfer F wieder auf ca. 4,7 Liter auf konzentriert und zurück in die Anlage (C) geführt.The aqueous phase becomes after the addition of sulfolane which has been distilled off in the evaporator F again concentrated to approx. 4.7 liters and fed back into the system (C).

40 9 881/122140 9 881/1221

Das Produkt besteht aus ca. 68 % 2-Kem, das wiederum folgende Zusammensetzung hat:The product consists of approx. 68% 2-core, which in turn has the following composition:

2,2 Diaminodiphenyl methan 1,1 %2.2 diaminodiphenyl methane 1.1%

2,4 " 8,2%2.4 "8.2%

4,4 " 90,7%4.4 "90.7%

< 0,1 % N-Methyl<0.1% N-methyl

Die in diesem Beispiel eingesetzte Katalysatorlösung hatte folgende Zusammensetzung:The catalyst solution used in this example had the following composition:

88 Gew.% Sulfolan 9,5 " PhenylbasenchIorhydrat88% by weight sulfolane 9.5 "phenyl base chlorohydrate

2,5 " Wasser,2.5 "water,

was einem Mol verhältnis von Anil in/Formal dehyd/H Cl von 1 : 0,40 : 0,06 entsprichtwhich corresponds to a molar ratio of anil in / formaldehyde / H Cl of 1: 0.40: 0.06

Beispiel 4Example 4

In ein Doppelwandgefäß, versehen mit KPG-Rührer und angeschlossen an einen Thermostat, werden 558 g Anilin = 6 Mol gegeben und bei 25 C 218,7 gr. 37 % Formaldehyd = 2,7 Mol zugetropft. Nach Beendigung der Zutropfung wird noch 2 StundenIn a double-walled vessel, fitted with a KPG stirrer and connected on a thermostat, 558 g of aniline = 6 mol given and added dropwise at 25 C 218.7 g. 37% formaldehyde = 2.7 mol. After the end of the dropwise addition, another 2 hours

ο οο ο

bei 25 C gerührt und anschließend auf 70 C erhitzt. Nach 10 min. bei 70 C wird abgestellt und 607 gr. Vorkondensat neben 165 gr. Reaktions- und Formaldehydwasser erhalten.stirred at 25 ° C. and then heated to 70 ° C. To It is switched off for 10 minutes at 70 ° C. and 607 g of precondensate is obtained along with 165 g of water of reaction and formaldehyde.

607 gr. Vorkondensat werden dann in einem Doppelwandgefäß 409881/1221 607 gr. Of pre-condensate are then placed in a double-walled vessel 409881/1221

unter Rühren auf 40 C erhitzt und dazu 12 gr. 37 % HCI zugegeben.heated to 40 ° C. with stirring and 12 grams of 37% HCl added.

Die Temperatur wird bei Zugabe der Säure bei 40-45 C gehalten. Nach Beendigung der Säurezugabe wird 45 min. bei 45-50 C gehalten und dann auf 97 C erhöht und 1 Stunde gehalten. Nach Beendigung der Umsetzung wird auf 75 C abgekühlt, mit wässerigem NaOH neutralisiert und dann mehrmals gewaschen.The temperature is kept at 40-45 ° C. when the acid is added. After the addition of acid is complete, the temperature is 45 minutes at 45-50 ° C held and then increased to 97 C and held for 1 hour. When the reaction is complete, the mixture is cooled to 75 ° C. with aqueous NaOH neutralized and then washed several times.

Der Ansatz entspricht 1 : 0,45 : 0,02.The approach corresponds to 1: 0.45: 0.02.

Die organische Schicht wird von nicht umgesetztem Anilin und Rest wasser unter Vakuum befreit und das erhaltene Produkt GC untersucht.The organic layer is freed from unreacted aniline and residual water under vacuum and the product obtained is GC examined.

Das Produkt besteht aus ca. 66 % 2-kernigen Produkten und 40 % 3-kemigen und höheren Kondensationsprodukten. Der 2-kernige Anteil bestand aus:The product consists of approx. 66% 2-core products and 40% 3-core and higher condensation products. The 2-core part consisted of:

91,8 % 4-4 Diaminodiphenyl methan, 8,0 % 2-4 . "91.8 % 4-4 diaminodiphenyl methane, 8.0% 2-4. "

0,2% 2-2 "0.2% 2-2 "

< 0,1 %N-Methyl<0.1% N-methyl

Beispiel 5Example 5

Es wird wie in Beispiel 4 gearbeitet, aber anstatt 12 gr. HCI konzentriert 3 gr. zugegeben. Dies entspricht einem Verhältnis von Äni1 in/Formaldehyd/HCI wie 1 : 0,45 : 0,005.The procedure is as in Example 4, but instead of 12 gr. HCI concentrated 3 gr. Added. This corresponds to a ratio of Äni1 in / formaldehyde / HCl such as 1: 0.45: 0.005.

409881/1221409881/1221

Man erhält folgendes Produkt:The following product is obtained:

84 % 4-4 Di aminodiphenyl methan, 11 % · 2-4 "84 % 4-4 diaminodiphenyl methane, 11 % x 2-4 "

5 % 2-2 "5 % 2-2 "

< 0,05 %N-Methyl<0.05% N-methyl

Beispiel 6Example 6

In einer kontinuierlichen Anlage ähnlich der beiliegenden Zeichnung werden durch die Leitung 1 9,3 kg Anilin ( 100 Mol ) und durch die Leitung 2 3,56 kg Formaldehyd 37 % hineingepumpt. Das Rührgefäß A ist ausgelegt für eine Verweilzeit von 2 StundenIn a continuous system similar to the accompanying drawing are through the line 1 9.3 kg of aniline (100 mol) and pumped in through line 2 3.56 kg of formaldehyde 37%. The stirred vessel A is designed for a residence time of 2 hours

und 30 C. Anschließend läuft das gebildete Gemisch in einen Abscheider B, wo das Produkt sich nach einer Verweil zeit vonand 30 C. Subsequently, the mixture formed runs into a separator B, where the product settles after a dwell time of

15 min. bei 75 C in zwei Schichten trennt. Die obere Reaktionsund Formaldehydwasser enthaltende Phase wird durch Leitung 4 abgezogen.Separates into two layers at 75 ° C. for 15 minutes. The upper phase containing reaction and formaldehyde water is passed through line 4 deducted.

Der Ansatz entspricht 1 : 0,411 : 0,06.The approach corresponds to 1: 0.411: 0.06.

Das Vorkondensat (ca. 10 kg ) läuft in das Rührgefäß C (t = 40 C), wo auch durch die Leitung 14 1,6 kg Katalysatorlösung, bestehend ausThe precondensate (approx. 10 kg) runs into the stirred vessel C (t = 40 C), where 1.6 kg of catalyst solution, consisting of

600 gr Methansulfonsäure, 400 gr Wasser und 600 gr Anilin600 grams of methanesulfonic acid, 400 grams of water and 600 grams of aniline

dazukommen,.join in,.

409881/1221409881/1221

Das gebildete Gemisch wird in dem Rührgefäß C bei dieser Temperatur ca. 3/4 Stunde gehalten und anschließend durch Leitung 6 in das Reaktionsgefäß D geleitet. Nach einer Verweilzeit von 1 1/2 Stunden bei 99 C geht das Reaktionsprodukt in den Mehrstufen-Gegenstrom-Extraktor E, wo der Katalysator mit ca. 3,5 It pro Stunde ausgewaschen wird.The mixture formed is kept in the stirred vessel C at this temperature for about 3/4 hour and then through Line 6 passed into the reaction vessel D. After a residence time of 1 1/2 hours at 99 ° C., the reaction product goes into the multi-stage countercurrent extractor E, where the catalyst is washed out at about 3.5 It per hour.

Die wässerige Phase wird anschließend im Verdampfer F wieder auf ca. 1,3 Liter auf konzentriert und zurück in die Anlage (C) geführt.The aqueous phase is then in the evaporator F again concentrated to approx. 1.3 liters and fed back into the system (C).

Die organische Phase wird im Verdampfer G unter Vakuum von Restwasser und Anilin befreit.The organic phase is in the evaporator G under vacuum Freed residual water and aniline.

Das Produkt besteht aus ca. 66 % 2-Kem, das wiederum folgende Zusammensetzung hat:The product consists of approx. 66% 2-core, which in turn has the following composition:

2,2 N D!aminodiphenylmethan 0,2% 2,4 " 6,8%2.2 N D! Aminodiphenylmethane 0.2% 2.4 "6.8%

4,4 \ " 93 %4.4 \ "93%

N-Methyl ^C 0,1%N-methyl ^ C 0.1%

Beispiel 7Example 7

Das Vorkondensat in diesem Beispiel wird hergestellt wie in Beispiel 1. 600 g Vorkondensat und 60 g Methanol werden in ein Doppelwandgefäß mit Rührer bei 25 C vorgelegt. Dazu wird eine Lösung bestehend aus 60 g konzentrierter (37 %) Salzsäure,The precondensate in this example is prepared as in Example 1. 600 g of precondensate and 60 g of methanol are in a Submitted double-walled vessel with stirrer at 25 ° C. For this purpose, a solution consisting of 60 g concentrated (37%) hydrochloric acid,

.4 09881/1221.4 09881/1221

60 g Methanol, 60 g Anilin innerhalb von 5 Minuten unter intensiver Kühlung zugegeben. Es bildet sich eine homogene Phase. Das Produkt läßt man 20 Minuten reagieren, anschließend auf 95 C erhitzen. Das Methanol wird über eine kurze Kolonne im Bereich zwischen 75 und 95 C praktisch quantitativ abdestiliiert. Das Produkt läßt man 1 Stunde reagieren, anschließend auf 70 C60 g of methanol, 60 g of aniline within 5 minutes under intensive Cooling added. A homogeneous phase is formed. The product is allowed to react for 20 minutes and then heated to 95.degree. The methanol is in a short column Range between 75 and 95 C distilled off practically quantitatively. The product is allowed to react for 1 hour, then to 70.degree

3
abkühlen und 3 mal mit je 300 ecm Wasser waschen. Die wässe-
3
cool and wash 3 times with 300 ecm of water each time. The water

o rige Phase wird gesammelt und 3 mal mit 300 g Anilin bei 70 C gewaschen. Die erhaltenen organischen Phasen werden gesammelt und mir reinem Wasser nachgewaschen.The remaining phase is collected and 3 times with 300 g of aniline at 70.degree washed. The organic phases obtained are collected and washed with pure water.

Die beiden organischen Phasen (das organische Reaktionsprodukt und die Anilinwäsche der wässerigen Phase) werden vom Anilin befreit und untersucht. Es wurde festgestellt, daß das Reaktionsprodukt ca. 70 % Zweikemanteil hat und dieser aus The two organic phases (the organic reaction product and the aniline wash of the aqueous phase) are removed from the aniline liberated and examined. It was found that the reaction product has about 70% two-core content and this is off

1,1% 2,2 Di aminodiphenyl methan 8,9% 2,4 " und1.1% 2.2 di aminodiphenyl methane 8.9% 2.4 "and

89 % 4,4 "89% 4.4 "

besteht und die Anilinaustauschphase 85 % Zweikem enthält mit der Zusammensetzungand the aniline exchange phase contains 85% two-core with the composition

0 % 2,2 Di aminodiphenyl methan 5% 2,4 ■· und0% 2.2 di aminodiphenyl methane 5% 2.4 ■ · and

95% 4,4 "95% 4.4 "

409881 /1221409881/1221

Beispiel 8Example 8

In einer Anlage ähnlich Schema 2 werden durch Leitung 1 ca. 5,58 kg Anilin (60 Mol) und durch Leitung 2 ca. 2,43 kg 37 %-iges technisches Formaldehyd (30 Mol) in den Reaktor AIn a system similar to Scheme 2, line 1 about 5.58 kg of aniline (60 mol) and, through line 2, about 2.43 kg of 37% technical formaldehyde (30 mol) into reactor A

ο
bei einer Temperatur von 65 C eingeleitet. Die Reaktionszeit ist auf 30 min. eingestellt. Die so erhaltene Emulsion läuft in den Abscheider B, aus dem nach einer Abscheidezeit von 20 min. durch Leitung 5 Vorkondensat, ca. 6 kg pro Stunde, in den Reaktor C weiterläuft. Durch die Leitung 4 läuft das Reaktionsund Formaldehydwasser, das nur noch Spuren Vorkondensat enthält, zur Extraktion bzw. in den Kanal.
ο
initiated at a temperature of 65 C. The reaction time is set to 30 minutes. The emulsion obtained in this way runs into separator B, from which, after a separation time of 20 minutes, precondensate, about 6 kg per hour, continues to flow into reactor C through line 5. The water of reaction and formaldehyde, which only contains traces of precondensate, runs through line 4 for extraction or into the sewer.

Durch die Leitung 14 laufen aus der Eindampfkolonne F in den Reaktor C ca. 3,84 kg pro Stunde Katalysatorlösung folgender Zusammensetzung:Through line 14 run from the evaporation column F into the Reactor C approx. 3.84 kg per hour of catalyst solution as follows Composition:

ca. 1,44 kg Methansulfonsäure, 0,9 kg Wasser und 1,5 kg Anilin.about 1.44 kg methanesulfonic acid, 0.9 kg water and 1.5 kg of aniline.

Im Reaktor C verbleibt das Reaktionsgemisch ca. 40 min. beiThe reaction mixture remains in reactor C for about 40 minutes

ο
einer Temperatur von 40 . Die Lösung läuft weiter in den Reaktor D, in dem eine Verweilzeit von 70 min. und eine Tem-
ο
a temperature of 40. The solution continues to run into reactor D, in which a residence time of 70 min. And a temperature

o
peratur von 100 C eingestellt sind.
O
temperature of 100 C are set.

Das so durchreagierte Produkt läuft durch die Leitung 7 in die Extraktionskolonr.e E 1, wo das Produkt im Gegenstrom mit 10 kg Wasser pro Stunde bei 70 gewaschen wird.The product which has reacted completely in this way runs through line 7 into the extraction column E 1, where the product flows in countercurrent is washed with 10 kg of water per hour at 70.

409 88 1/1221409 88 1/1221

Der Kopf strom, bestehend aus wässeriger Lösung des Katalysa-The overhead stream, consisting of an aqueous solution of the catalyst

o
tors, wird abgekühlt auf ca. 25 , um das mitgelöste organische Produkt abzuscheiden. Diese wässerige Lösung geht durch Leitung 8 in die Extraktionskolonne E 2, in der diese Lösung im Gegenstrom bei 70 mit 5 kg Anilin, das durch Leitung 16 eingepumpt wird, gewaschen wird. Die organischen Phasen aus der Kolonne E 1 und E 2 werden durch die Leitungen 10 bzw. in die Eindampfkolonnen G bzw. H geführt und wasser- und anilinfrei destilliert.
O
tors, is cooled to approx. 25 in order to separate out the organic product that is also dissolved. This aqueous solution goes through line 8 into the extraction column E 2, in which this solution is washed in countercurrent at 70 with 5 kg of aniline, which is pumped in through line 16. The organic phases from the columns E 1 and E 2 are passed through the lines 10 or into the evaporation columns G and H and are distilled free of water and aniline.

Durch die Leitung 13 geht 2,4-reiches Produkt und durch die Leitung 18 4,4-reiches Produkt. Die Zusammensetzung ist folgencfe: 2.4-rich product passes through line 13 and 4.4-rich product passes through line 18. The composition is as follows:

Das 2,4-reiche Produkt besteht aus 65 % 2-Kem,· das wiederum ausThe 2,4-rich product consists of 65% 2-core, which in turn consists of

0,2 % 2-2 Di aminodiphenyl methan, 7 % 2-4 "0.2% 2-2 diaminodiphenyl methane, 7 % 2-4 "

92,8% 4-492.8% 4-4

IlIl

das 4,4-reiche Produkt besteht aus 87 % 2-Kem der Zusammensetzung the 4.4-rich product consists of 87 % 2-core of the composition

0 % 2-2 Di ami nod !phenyl methan, 1,2 % 2-4 "0% 2-2 Di ami nod! Phenyl methane, 1.2% 2-4 "

98,8% 4-4 «98.8% 4-4 «

Die wässerige Lösung, bestehend hauptsächlich aus Aniiinchlorhydrat geht in den Verdampfer F, wo das überschüssige Wasser dcirch 11 abgezogen wird und der Katalysator durch Leitung 14 in den Reaktor C geht.The aqueous solution, consisting mainly of amino chlorohydrate goes into the evaporator F, where the excess water is drawn off through 11 and the catalyst through line 14 goes into reactor C.

409 88 1 /1221409 88 1/1221

Claims (14)

PatentansprücheClaims 1· Verfahren zur Herstellung von Methylenbrücken aufweisenden1 · Process for the production of methylene bridges Polyary I aminen in mehreren Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß manPolyary I amines in several stages, characterized in that one a) aromatische Amine, die wenigstens ein Wasserstoff atom in der Amingruppe haben und wenigstens in einer der Stellungen 2, 4 oder des aromatischen Kerns unsubstituiert sein müssen und aliphatische Aldehyde in Abwesenheit eines Katalysators miteinander umsetzt und sogenannte Vorkondensate bildet, · '.·'..a) aromatic amines which have at least one hydrogen atom in the amine group and at least in one of the positions 2, 4 or of the aromatic nucleus must be unsubstituted and react aliphatic aldehydes with one another in the absence of a catalyst and forms so-called precondensates, · '. ·' .. b) nach beendeter Umsetzung das vorhandene Wasser abtrennt,b) after the reaction has ended, separates the water present, c) das so erhaltene Vorkondensat wird in Gegenwart von sauren Salzen der aromatischen Amine oder ihrer Kondensationsprooukte mit gesättigten aliphatischen Aldehyden oder ihrer Gemische und in polaren wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln, gegebenenfalls in Anwesenheit von Wasser, die unter den Reaktionsbedingungen indifferent bleiben oder in Gegenwart von wässriger Mineralsäure oder wässriger saurer Salze der aromatischen Amine, gegebenenfalls in Anwesenheit von polaren, organischen Lösungsmitteln, die unter den Reaktionsbedingungen in-c) the pre-condensate thus obtained is in the presence of acid salts of aromatic amines or their condensation products with saturated ones aliphatic aldehydes or their mixtures and in polar water-soluble organic solvents, optionally in Presence of water which remains indifferent under the reaction conditions or in the presence of aqueous mineral acid or aqueous acidic salts of aromatic amines, optionally in the presence of polar, organic ones Solvents which under the reaction conditions f t f t different bleibenfifgesetzt, und der eingesetzte Katalysator entweder mit Wasser ausgewaschen und wieder verwendet oder mit Alkali neutralisiert wird.remains different, and the catalyst used either washed out with water and reused or neutralized with alkali. 2. . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man.2.. Process according to claim 1, characterized in that one. ο die Reaktion a) bei Temperaturen von etwa 10- 90 C1 vorzugsweiseο the reaction a) at temperatures of about 10-90 C 1 preferably bei 20 - 30 C durchführt. - . ·.·'..-.at 20-30 ° C. -. ·. · '..-. 3. . Verfahren nach Anspruch "1-2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion b) bet Temperaturen von etwa 30 - 80 C1 vorzugsweise bei 60-70 C durchführt.3.. Process according to Claims "1-2, characterized in that reaction b) is carried out at temperatures of about 30-80 C 1, preferably at 60-70 C. 409881 /1221409881/1221 4· Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umiagerungsreaktion in mehreren Stufen bei verschiedenen Temperaturen und in an sich bekannter Weise durchführt.4 · Process according to claims 1-3, characterized in that the rearrangement reaction is carried out in several stages at different Temperatures and performs in a manner known per se. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch' gekennzeichnet, daß man die Reaktion c) in mehreren Stufen, insbesondere in zwei Stufen durchführt, wobei die erste Stufe zwischen 0 und 7o°C, vorzugsweise 2o bis 6o°C, und die ! zweite Stufe zwischen 6o und 15o°C, vorzugsweise 75 bis i 12o°C durchgeführt wird. '5. The method according to claim 1-4, characterized in that the reaction c) in several stages, in particular carried out in two stages, the first stage between 0 and 7o ° C, preferably 2o to 6o ° C, and the! second stage between 6o and 15o ° C, preferably 75 to 12o ° C is carried out. ' 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polaren wasserlöslichen organischen Lösungsmittel aliphatische gesättigte Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere ein- oder zweiwertige Alkohole sind. ;6. The method according to claim 1, characterized in that the polar water-soluble organic solvents aliphatic saturated alcohols with 1 to 4 carbon atoms, in particular monohydric or dihydric alcohols. ; 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkohole Methanol, Äthanol, Isopropanol oder Äthylenglykol sind. , 7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the alcohols are methanol, ethanol, isopropanol or ethylene glycol. , 8. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die polaren wasserlöslichen organischen Lösungsmittel nicht aprotische Lösungsmittel, insbesondere Dimethylsulfoxyd, Dimethylsulfon oder Tetramethylensulf on sind.8. The method according to claim 1-5, characterized in that the polar water-soluble organic solvents non-aprotic solvents, especially dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone or tetramethylene sulf are on. 409881/1221409881/1221 9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß o,oo1 bis o,5 Mol saurer Katalysator pro 1 Mol aromatisches Amin, vorzugsweise o,o1 bis o,15 Mol,9. The method according to claim 1-8, characterized in that that o, oo1 to 0.5 mol of acidic catalyst per 1 mol of aromatic amine, preferably o, o1 to 0.15 mol, eingesetzt werden. '■ can be used. '■ 10. Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich gearbeitet wird. ;10. The method according to claim 1-9, characterized in that that work is carried out continuously. ; •11. Verfahren nach Anspruch 1 - 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der aliphatische Aldehyd Formaldehyd oder ein Formaldehyd erzeugendes Mittel ist. • 11. Method according to claim 1 - 1o, characterized in that that the aliphatic aldehyde is formaldehyde or a formaldehyde generating agent. 12. Verfahren nach Anspruch 1 —11, dadurch gekennzeichnet, daß als aromatisches Amin o-Toluidin oder ortho-Chloranilin, insbesondere Anilin eingesetzt wird.12. The method according to claim 1-11, characterized in that that the aromatic amine used is o-toluidine or ortho-chloroaniline, in particular aniline. 13. Verfahren ,nach Anspruch 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Molverhältnissen von Arylamin zu Al- ' 13. The method according to claim 1 - 12, characterized in that at molar ratios of arylamine to Al- ' dehyd von etwa 1,5 zu1 1 bis 1 zu 1 gearbeitet wird.dehydration of about 1.5 to 1 1 to 1 to 1 is worked. 14. Verfahren nach Anspruch 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß man die in Stufe c) anfallende wässrige Phase mit Ausgangsamin wäscht.14. The method according to claim 1-13, characterized in that that the aqueous phase obtained in stage c) is washed with starting amine. 4 0 9 8 8 1/12 214 0 9 8 8 1/12 21
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