BE1021017B1 - Verbeterde werkwijze voor de reductieve aminering en de selectieve hydrogenering van halogeenhoudende substraten - Google Patents

Abstract

Verbeterde werkwijze voor de reductieve aminering en de selectieve hvdrogenering van halogeenhoudende substraten. Een werkwijze wordt beschreven voor het uitvoeren van een chemische reactie gekozen uit de reductieve aminering en de hydrogenering van een eerste functionele groep in een organisch toevoersubstraat, welk toevoersubstraat nog ten minste één verdere functionele groep omvat die een halogeenatoom bevat, in de aanwezigheid van waterstof en een heterogene katalysator omvattende ten minste één metaal uit de lijst van Pd, Pt, Rh, Ir en Ru, samen met ten minste een tweede metaal uit de lijst bestaande uit Ag, Ni, Co, Fe, Sn, Pb, Bi en Cu. De werkwijze wordt bij voorkeur toegepast voor de reductieve aminering van 2-chloor-benzaldehyde om 2-chloor- benzyldimethylamine te vormen, als tussenproduct bij de productie van agrochemisch werkzame verbindingen en microbiciden van de methoximinofenylglyoxylesterreeks. Verder wordt een bijzonder voordelige samenstelling rijk aan 2-chloor-benzyldimethylamine beschreven, verder omvattende een hoeveelheid van 2-chloor-benzylalcohol en weinig chloortolueenisomeren.

Description

Verbeterde werkwijze voor de reductieve aminering en de selectieve hvdroqenering van haloqeenhoudende substraten

TECHNISCH VAKGEBIED

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op chemische reacties die de chemische omzetting omvatten van een eerste functionele groep in een organisch toevoersubstraat in de aanwezigheid van waterstof, waarbij het organische toevoersubstraat nog ten minste één verdere functionele groep omvat die een halogeenatoom bevat. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op de edelmetaal-gekatalyseerde reacties gekozen zijnde uit de reductieve aminering en de selectieve hydrogenering van slechts de eerste functionele groep op het substraat terwijl de verdere functionele groep bevattende het halogeenatoom in hoofdzaak onaangetast en aanwezig in het reactieproduct blijft. STAND DER TECHNIEK .

De selectieve omzetting van één functionele groep in een multifunctioneel toevoersubstraat is steeds een domein van groot belang geweest voor de chemische, farmaceutische en agrochemische industrie. Met name halogeenatomen zijn vaak opgenomen naast andere functionele groepen in actieve bestanddelen of precursoren van deze werkzame bestanddelen.

Het doel van hoge selectiviteit was vaak nogal moeilijk te bereiken, omdat de meeste processen gevoelig zijn voor nevenreacties die leiden tot significante hoeveelheden nevenproducten. Deze nevenreacties consumeren waardevolle hoeveelheden toevoersubstraat, en de nevenproducten zijn vaak nogal nutteloos. Sommige van de nevenproducten kunnen ook moeilijk te scheiden zijn van het gewenste product. Wanneer het gewenste product een tussenproduct is voor de productie van een verder derivaat, kunnen sommige nevenproducten ook storend zijn voor de verdere synthesestappen omdat ze reactief kunnen zijn in een dergelijke stroomafwaarts bedreven processtap en kunnen leiden tot ongewenst extra verbruik van waardevolle grondstoffen en zelfs tot ongewenste en/of onaanvaardbare verontreiniging van het eindproduct.

Meerstapssyntheseprotocollen van complexe multifunctionele chemicaliën omvatten meer en meer katalytische omzettingsstappen vermits deze vaak beter presteren dan hun stoichiometrische alternatieven met betrekking tot atoomefficiëntie en verminderde afvalproductie. Reductieve omzettingsstappen met waterstofgas als reductiemiddel gebruiken meestal metaalgebaseerde katalysatoren teneinde zich te voltrekken aan commercieel interessante snelheden.

Metalen interfereren vaak echter met koolstof-halogeenbindingen in organische verbindingen. Pd in het bijzonder is bijvoorbeeld in staat om in te voegen in een koolstof-halogeenbinding. Dergelijk gedrag is gewenst bij het gebruik ervan als katalysator in de zogenaamde koppelingsreacties. Dergelijke reacties worden vaak gebruikt als belangrijke stappen in meerstapssynthesepaden voor complexe organische verbindingen, zoals actieve ingrediënten in de farmaceutische en agrochemische industrie. In een koppelingsreactie wordt een halogeenhoudend eerste fragment gekoppeld met een tweede fragment met behulp van een katalysator, waarbij het tweede fragment gekoppeld wordt met het eerste fragment op de plaats waar het halogeen oorspronkelijk gesitueerd was. Het tweede fragment kan worden gekoppeld via een grote verscheidenheid aan functionele groepen en verschillende versies van dergelijke koppelingsreacties hebben vaak specifieke namen ontvangen, zoals de Heck-koppeling, die gebruikt maakt van een olefine, de Sonogashira-koppeling, die gebruik maakt van een alkyn, de Suzuki-koppeling, die gebruik maakt van een boronzuur en de Stille-koppeling, die een alkyltin groep gebruikt. Deze lijst is niet uitputtend, omdat veel meer verschillende functionele groepen eventueel gebruikt kunnen worden voor dergelijke koppeling.

Invoeging van een metaal zoals Pd in een koolstof-halogeenbinding in aanwezigheid van waterstof, maar in afwezigheid van een geschikt fragment om te koppelen resulteert meestal in de vervanging van het halogeenatoom door een waterstofatoom en daarmee het verlies van de halogeen (X) als deel van het substraat. Dergelijke hydrogenolysereactie wordt vooral versterkt in aanwezigheid van een base die het vrijgemaakte zuur HX kan vastleggen. Deze reactie kan met voordeel worden gebruikt in sommige toepassingen, zoals milieubehandeling van gehalogeneerde organische verontreinigingen.

Opdat de productie van de gehalogeneerde fragmenten in latere koppelingsreacties zou worden gebruikt, of indien halogeenatomen vereist zijn in de structuur van het eindproduct, is het inbrengen van de metaalkatalysator in de koolstof-halogeenbinding niet gewenst, aangezien het meestal leidt tot nevenreacties en bijbehorende materiële verliezen.

Verschillende werkwijzen zijn daarom geprobeerd om de selectiviteit van metaalgekatalyseerde reductieve amineringen en selectieve hydrogeneringen van één functionele groep in aanwezigheid van één of meer halogeenatomen elders in het substraatmolecule te verhogen. De werkwijzen die momenteel beschikbaar zijn in de stand der techniek kunnen worden onderverdeeld in drie klassen.

Een eerste methode omvat de toevoeging van modificatoren aan het reactiemengsel of het werken in alternatieve reactiemilieus. US 6429335 B1 beschrijft bijvoorbeeld een werkwijze voor reductieve aminering van ortho-chloorbenzaldehyde met ammoniak onder 140 bar waterstof met gebruik van Raney-nikkel of Raney-kobalt om de primaire aminen ortho-chloorbenzylamine te produceren. Het proces werkt bij aanwezigheid van een hoeveelheid dinatriumtetraboraatdecahydraat (borax), eventueel samen met een kleine hoeveelheid bis(hydroxyethyl)sulfide, en verkrijgt een productselectiviteit van ten hoogste 95,87 gew%. Het belangrijkste bijproduct is 3,19 gew% ortho-chloorbenzylalcohol en slechts 0,1 gew% benzylamine werd gevonden.

Cheng et al., in "The effect of water on the hydrogenation of o-chloornitrobenzene in ethanol, n-heptane and compressed C02", Applied Catalysis A: General 455 (2013), blz. 8-15, Elsevier, beschrijft het effect van water of gecomprimeerd koolstofdioxide als reactiemilieu voor de hydrogenering van o-chloornitrobenzeen tot o-chlooraniline met 5% Pd of Pt als katalysator op een koolstofdrager. De reactie wordt uitgevoerd bij 35°C en onder een waterstofdruk van 40 bar. De Pd-katalysatoren lijden echter onder een slechte stabiliteit onder deze omstandigheden.

Dan-Qian Xu et al., "Hydrogenation of ionic liquids: An alternative methodology toward highly selective catalysis of halonitrobenzenes to corresponding haloanilines", Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 235 (2005), blz. 137-142, Elsevier, richt zich tot dezelfde reactie. Het proces maakt gebruik van Raney-nikkel, 5% Pt/C- en 5% Pd/C-katalysatoren in verschillende ionische vloeistoffen, met methanol als referentie-oplosmiddel. Een aanzienlijk lagere dehalogenering werd waargenomen voor de ionische vloeistofkatalysatorsystemen in vergelijking met de methanolreferentie. Het nadeel van het gebruik van speciale reactiemilieus of de toevoeging van modificatoren is de extra complexiteit die moet worden ingebouwd in het proces.

Een tweede werkwijze omvat het modificeren van de katalysatordrager om de selectiviteit te verbeteren. Kratky V. et al., "Effect of catalyst and substituents on the hydrogenation van chloronitrobenzenes", Applied Catalysis A: General, 235 (2002), blz. 225-231, Elsevier, openbaart een werkwijze voor de hydrogenering in vloeistoffase van chloornitrobenzeenisomeren tot de overeenkomstige chlooranilines. De werkwijze maakt gebruik van ofwel een palladium-op-koolkatalysator (Pd/C), ofwel een palladium-op-gesulfoneerde-poly(styreen-co-divinylbenzeen)-katalysator (Pd/D). Alleen de Pd/D-katalysator werd geactiveerd, dus gereduceerd voorafgaand aan het gebruik in de reactie. De hoogste selectiviteit verkregen bij het gewenste eindproduct was lager dan 95%. Significante dechlorering werd waargenomen, vooral van het toevoersubstraat via de Pd/C-katalysator en van het reactieproduct via de Pd/D-katalysator.

Een derde werkwijze omvat het modificeren van de ouder-hydrogeneringskatalysatoren met aanvullende metalen, zogenaamde promotoren. Wang, Y. et al., "A green synthesis route of ortho-chloroaniline: solvent-free selective hydrogentation of ortho-chloronitrobenzene over Pt-Ru/Fe304/C catalyst", Catalysis Communications 19 (2012) 110-114, Elsevier, openbaart het gebruik van een Pt-Ru/Fe304/C-katalysator voor de selectieve hydrogenering van o-chloor nitrobenzeen bij temperaturen tussen 75 en 85°C en een druk tussen 17 en 40 bar. Hoge conversie wordt gerapporteerd met vrijwel geen dehalogenering. US 3666812 rapporteert het gebruik van Bi-, Pb-en Ag-gemodificeerde Pt/C-katalysatoren en een Pb-gemodificeerde Pd/C-katalysator voor de hydrogenering van gechloreerde nitrobenzenen bij temperaturen tussen 75 en 100°C en een druk van 750 psig. Terwijl de ouder-Pd- en -Pt-katalysator volledige (100%) dehalogenering vertoonde onder deze omstandigheden, vertoonden de gemodificeerde katalysatoren een verminderde dehalogenering tot niveaus onder 5%. Mahata, N. et al., "Promotional effect of Cu on the structure and chloronitrobenzene hydrogenation performance of carbon nanotube and activated carbon supported Pt catalysts", Applied Catalysis A: General 464-465 (2013) 28-34, Elsevier, toont dat de aanwezigheid van Cu als een promotor in een Pt-katalysator met koolstofnanobuisjes of actieve kool als de drager resulteert in de verlaging van het niveau van dehalogenering en een toename van de stabiliteit van de katalysator bij de hydrogenering van chloornitrobenzeen bij 120°C en 15 bar. US 5512529 onthult het gebruik van een platina-katalysator op een actieve kooldrager en gewijzigd door koper in de hydrogenering van halonitroverbindingen tot aromatische haloamines.

Pt-gebaseerde katalysatoren worden vaak overwogen in het geval van gevoelige hydrogeneringsreacties. Deze katalysatoren zijn echter zeer kostbaar, vanwege de schaarste van het platinametaal. US 5689021 onthult het gebruik van een Raney-nikkelkatalysator, bereid uit de nikkel-rijke kristallijne precursor Ni2AI3 en gedopeerd met het toevoegingselement molybdeen om Νί2.χ/ΑΙ3/Μοχ te verkrijgen, met x = 0,4 ± 0,05, teneinde selectief verschillende halonitroaromatische verbindingen te hydrogeneren om de overeenkomstige haloaminoaromatische verbindingen te vormen. De hydrodehalogenering-nevenreactie bleek vrijwel nihil te zijn.

Andere chemische wegen om deze bijzonder waardevolle polyfunctionele halogeenhoudende producten te verkrijgen zijn ook onderzocht.

Het stoichiometrische alternatief voor de katalytische reductieve aminering van o-chloorbenzaldehyde om o-chloor-benzyldimethylamine te verkrijgen wordt geïllustreerd door WO 2013/017611 A1, dat een werkwijze beschrijft om o-chloor-benzyldimethylamine te verkrijgen uit o-chloorbenzylchloride en dimethylamine. De opbrengst van de reactie was ten hoogste 95,4% van de theorie. De reactie werd uitgevoerd zonder enige tussenkomst van een katalysator en een chloridezout werd verkregen als een ongewenst bijproduct. Dergelijke werkwijzen gebaseerd op stoichiometrische chemie lijden in het algemeen onder een slechte atoomefficiëntie en een productie van grote hoeveelheden afval.

Er blijft derhalve een behoefte aan een zeer selectieve omzetting in chemische reacties gekozen uit de reductieve aminering en selectieve hydrogenering van slechts de eerste functionele groep, op een substraat dat ten minste één verdere functionele groep omvat die een halogeenatoom omvat. De wens is om industrieel aanvaardbare reactiesnelheden te realiseren waarbij de verdere functionele groep omvattende het halogeenatoom in hoofdzaak onaangetast en aanwezig blijft in het reactieproduct.

De onderhavige uitvinding beoogt het hierboven beschreven probleem te verhelpen of althans te verminderen en/of in het algemeen verbeteringen te bieden.

BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

Volgens de uitvinding wordt voorzien in een werkwijze en een bijzonder bruikbare samenstelling die kan worden bereid met de werkwijze, zoals gedefinieerd in de bijgaande conclusies.

De uitvinding verschaft derhalve een werkwijze voor het uitvoeren van een chemische reactie gekozen uit de reductieve aminering en de selectieve hydrogenering van een eerste functionele groep in een organisch toevoersubstraat, welk toevoersubstraat nog ten minste één verdere functionele groep omvat die een halogeenatoom bevat, waarbij het halogeenatoom is gekozen uit de lijst bestaande uit chloor, broom, jood, en combinaties daarvan, in aanwezigheid van waterstof en een heterogene katalysator dia ten minste één eerste metaal omvat gekozen uit de lijst bestaande uit palladium, Pd, rhodium, Rh, en ruthenium, Ru, samen met ten minste één tweede metaal gekozen uft de lijst bestaande zilver, Ag, nikkel, Ni, kobalt, Co, tin, Sn, en koper, Cu.

De aanvragers selecteren bij voorkeur het eerste metaal uit de lijst bestaande uit palladium, Pd, rhodium, Rh, en ruthenium, Ru. Met meer voorkeur gebruiken de aanvragers palladium als het eerste metaal. Palladium is meer beschikbaar dan de meeste andere edele metalen in de lijst van de eerste metalen en is dus gemakkelijker verkrijgbaar als grondstof, meestal ook tegen lagere kosten voor de productie van de katalysator. Palladium is ook een metaal dat gemakkelijker terug te vorderen is of te herstellen van een gebruikte katalysator, en te recyclen tot een nieuw gebruik. Met nog meer voorkeur maken de aanvragers gebruik van een bimetallische katalysator met Pd geselecteerd als eerste metaal en slechts één metaal geselecteerd als het tweede metaal. Een bimetallische katalysator is gemakkelijker te vervaardigen en de Iwaliteit kan gemakkelijker worden gecontroleerd: Met nog meer voorkeur maken de aanvragers gebruik van een bimetallische Pd/Cu-katalysator, bijv. met alleen koper als het tweede metaal. De aanvragers hebben ondervonden dat koper ook zeer beschikbaar is in een geschikte vorm voor de katalysatorbereiding, en dat koper eenvoudigweg beter presteert dan de andere metalen van de tweede lijst in ten minste sommige van de geselecteerde chemische reacties volgens de onderhavige uitvinding.

Hoewel palladium niet wordt erkend als een zeer selectieve katalysator voor het uitvoeren van reductieve amineringen en hydrogeneringsreacties van halogeenhoudende substraten, hebben wij gevonden dat de katalysatoren die palladium als eerste metaal omvatten, zoals bimetallische Pd-Cu-katalysatoren, verrassenderwijs de voordelen van de hoge activiteit van de Pd-katalysatoren combineren met een sterk verbeterde selectiviteit bij het doen reageren van halogeenhoudende substraten. De aanvragers geloven dat dit voordeel ook aanwezig kan zijn bij een geselecteerd aantal andere eerste metalen, zoals aangegeven, en in combinatie met een aantal tweede metalen, ook zoals gespecificeerd.

We hebben gevonden dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zeer selectief is in het uitvoeren van de gewenste chemische omzetting van de eerste functionele groep, terwijl de verdere functionele groep die het halogeenatoom bevat in hoofdzaak intact blijft zodat het halogeen aanwezig blijft in het reactieproduct. Wij hebben bijvoorbeeld gevonden dat de dehalogenering van een halogenidefunctie als de verdere functionele groep op het substraat, een nevenreactie die optreedt bij gebruik van een monometallisch palladiumkatalysator, aanzienlijk kan worden onderdrukt, en in wezen vermeden, bij gebruik van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. Het gedehalogeneerde bijproduct is meestal nutteloos, zo niet een overlast. Hetzelfde kan gelden voor het halogenidehoudende bijproduct (bijv. HX) van de ongewenste dehalogeneringsreactie, dat bijvoorbeeld corrosie kan veroorzaken aan de reactor of in stroomafwaarts geschakelde apparatuur. De nevenreactie vertegenwoordigt dus typisch een degradatie van waardevolle grondstoffen, en voegt extra belasting voor het verwijderen van de nevenproducten van het gewenste reactieproduct of voor het selecteren van meer kostbare bouwmaterialen. De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding heeft aldus als voordeel dat een zeer zuiver gewenst reactieproduct vervaardigd wordt, dat veel minder sanering vergt, indien eventueel nodig, vóór er verder gebruik kan van worden gemaakt. De werkwijze heeft ook een zeer efficiënt gebruik van het organische substraatuitgangsmateriaal als voordeel, met zeer lage degradatie, indien aanwezig, aan nevenproducten die nutteloos of ongewenst kunnen zijn in het eerste reactieproduct, waarbij de nevenproducten moeten worden afgescheiden en meestal worden weggegooid of zelfs extra inspanningen vereisen voor verwijdering op een verantwoorde manier. Verder vermijdt de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding het gebruik van dure en meestal minder actieve platina als metaal in de katalysator zonder afbreuk te doen aan de selectiviteit.

De aanvragers hebben gevonden dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bijzonder geschikt is voor de reductieve aminering van ortho-chloorbenzaldehyde in aanwezigheid van dimethylamine, DMA, om ortho-chloorbenzyldimethylamine, o-CI-BDMA, te produceren. De aanvragers hebben gevonden dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding de gewenste o-CI-BDMA, ook bekend als ortho-CI-BDMA of 2-CI-BDMA kan produceren in zeer hoge opbrengst en in zeer hoge zuiverheid, met zeer weinig nevenproducten.

De uitvinding voorziet derhalve eveneens in een samenstelling omvattende, zoals gemeten met gaschromatografie, GC, a) ten minste 98,0 gew% o-chloorbenzyldimethylamine, o-CI-BDMA, b) ten hoogste 0,40 gew% ortho-chloortolueen, bij voorkeur het totaal van alle chloortolueen isomeren, en c) ten minste 0,05 gew% o-chloorbenzylalcohol.

De aanvragers hebben gevonden dat deze samenstelling bijzonder geschikt is als tussenproduct voor de productie van complexere structuren in meerstapssyntheseroutes. Dergelijke routes kunnen leiden tot agrochemische of farmaceutische werkzame bestanddelen. De aanvragers geloven dat de lage aanwezigheid in de samenstelling van ortho-chloortolueen, meer in het algemeen het totaal van alle chloortoluenen, met name de monochloortoluenen, en bij voorkeur ook van chloordichloormethylbenzenen, ook gekend als chloorbenzalchlorides, in het bijzonder van o-chloor dichloormethylbenzeen, ook bekend als 2-chloorbenzylchloride of ortho-chloorbenzalchloride, bij voorkeur onder de detectiegrens van de meest geschikte analytische techniek, en met meer voorkeur de totale afwezigheid ervan, ervoor zorgt dat de samenstelling zeer geschikt is voor gebruik als grondstof in de verdere stappen van veel syntheseroutes. De aanvragers hebben gevonden dat de verbindingen zoals chloortolueen, zoals monochloortolueen en ortho-chloordichloormethylbenzeen, verontreinigingen zijn die in stroomafwaartse stappen deelnemen wanneer de samenstelling wordt gebruikt als tussenproduct voor de synthese van complexe chemische verbindingen. Ze leiden echter niet tot de gewenste verbinding en vertegenwoordigen dus een verlies aan waardevolle reagentia. De verbindingen die voortvloeien uit deze verontreinigingen zijn in het gunstigste geval inert maar kunnen ook gevolgen hebben die ongewenst zijn die in de uiteindelijke samenstelling, waarbij een overmatig optreden van deze nevenreacties een behoefte creëren aan extra zuiveringsstappen in het totale syntheseproces.

De samenstelling is met name nuttig als dergelijke verdere stappen metallatiereacties omvatten zoals lithiëring of Grignardreacties, zoals beschreven in US 2010/0113778 A1, of koppelingsreacties zoals de reacties bekend als de Heek-, de Sonogashira-, de Suzuki- of de Stillekoppeling.

De aanvragers hebben gevonden dat een kleine hoeveelheid o-chloorbenzylalcohol aanwezig in de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding, dat bijvoorbeeld aanwezig kan zijn wanneer de samenstelling wordt verkregen met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, van weinig belang is voor de verdere toepassing van de samenstelling, zoals bij vele andere synthesestappen en/of vele toepassingen van de producten daarvan.

UITVOERINGSVORMEN VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding wordt hieronder beschreven met betrekking tot bepaalde uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, maar de uitvinding is niet daartoe beperkt maar alleen door de conclusies. De tekeningen beschreven zijn alleen schematisch en zijn niet beperkend. In de tekeningen kan de grootte van bepaalde elementen overdreven zijn en niet op schaal getekend voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet noodzakelijk overeen met werkelijke verminderingen in de praktijk van de uitvinding.

Daarnaast worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een opeenvolgende of chronologische volgorde. De termen zijn uitwisselbaar onder gepaste omstandigheden en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen functioneren in andere sequenties dan hierin beschreven of geïllustreerd.

Bovendien worden de termen top, bodem, boven, onder en dergelijke in de beschrijving en de conclusies gebruikt voor beschrijvende doeleinden en niet noodzakelijk voor het beschrijven van relatieve posities. De termen als dusdanig gebruikt zijn uitwisselbaar onder gepaste omstandigheden en de uitvoeringsvormen van de hierin beschreven uitvinding kunnen functioneren in andere oriëntaties dan hierin beschreven of geïllustreerd.

De term "omvattend", gebruikt in de conclusies, mag niet worden uitgelegd als zijnde beperkt tot de daarna opgesomde middelen; het sluit geen andere elementen of stappen uit. Het moet worden geïnterpreteerd als vermelding van de aanwezigheid van de genoemde kenmerken, gehele getallen, stappen of componenten als bedoeld, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging niet uit van één of meer andere kenmerken, gehele getallen, stappen of componenten, of groepen daarvan. Dus de omvang van de uitdrukking "een inrichting omvattende middelen A en B" mag niet worden beperkt tot inrichtingen die alleen bestaan uit componenten A en B. Het betekent dat met betrekking tot de onderhavige uitvinding, de enige relevante onderdelen van de inrichting A en B zijn. Dienovereenkomstig omvatten de termen "omvattend" en "insluitend" de meer beperkende termen "in wezen bestaande uit" en "bestaande uit".

De termen "ortho", "meta" en "para", afgekort door o-, m-, p-respectievelijk worden gebruikt om de relatieve positie van twee substituanten op een aromatische cyclus aan te duiden, zoals gedefinieerd door de International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Rekening houdende met de standaard voorrangsregels voor functionele groepen en substituanten, kan de standplaats ook worden aangeduid met getallen in de chemische nomenclatuur. In dit opzicht komt de indicatie 2-, 3- en 4- overeen met o-, m- en p- respectievelijk.

In een uitvoeringsvorm omvat de huidige uitvinding het gebruik van een Pd-Cu-katalysator voor de reductieve omzetting van gehalogeneerde substraten in aanwezigheid van waterstof, met name de reductieve aminering van dergelijke substraten. Als katalytisch zeer actief metaal, heeft Pd het voordeel boven Pt dat het veel goedkoper is en gemakkelijker terug te winnen.

Bimetalische Pd-Cu-katalysatoren hebben al een toepassing gevonden in milieuchemie voor nitraatreductie met waterstof in de behandeling van afvalwater, waar biologische denitrificatie niet langer passend is.

Eveneens beschreven in de techniek is het effect van de waterstofreductie op de structuur van een siliciumdioxide-gedragen bimetalische Pd-Cu-katalysator. Een werkwijze voor de bereiding van een dergelijke katalysator met achtereenvolgende afzetting van Pd en Cu op een siliciumdioxidedrager is beschreven, maar de toepassing van de katalysator werd niet aangetoond.

Bimetalische Pd-Cu-katalysatoren hebben tot nu toe beperkte toepassingen gevonden bij de vervaardiging van organische chemicaliën. Eén referentie beschrijft het gebruik van niet-ondersteunde Pd-Ni-, Pd-Cu- en Pd-Ag-katalysatoren voor de hydrogenering van nitrobenzeen tot aniline. Een verbeterde activiteit werd waargenomen in vergelijking met een palladiumzwart als referentie. De hoogste activiteit werd waargenomen voor de Pd-Ni-katalysator. De invoering van een tweede metaal werd verondersteld te leiden tot een betere dispersie van de actieve centra op het katalysatoroppervlak.

Een andere verwijzing beschrijft de bereiding van een actieve koolstof Pd-Cu-katalysator. Het gebruik ervan is aangetoond in de hydrogenering van zuurhalogeniden tot de overeenkomstige aldehyden en in de stereospecifieke reductie van 6-deoxy-6-demethyl-6-methyleen-5-oxytetracycline.

Nog een andere referentie beschrijft dat het legeren van koper met palladium afgezet op koolstof in de respectievelijke gewichtsverhouding van minder dan 0,5:1,0 aanzienlijk de katalytische activiteit verhoogt van dat palladium als een katalysator in de reductie van formylbenzoëzuur onzuiverheden in ruw ftaalzuur.

Nog een andere referentie beschrijft de bereiding en toepassing van bimetalische Pd-Cu- en Pt-Cu-katalysatoren, eventueel op een drager, voor de hydrogenering in de gasfase van barnsteenzuur of maleïnezuur of hun anhydriden met gamma-butyrolacton. De katalysatoren hebben het voordeel in staat te zijn om zowel de carbonylgroep als de plaats van ethylenische onverzadiging in een enkele stap te hydrogeneren.

Nog een andere referentie meldt het gebruik van bimetalische Pd-Cu-nanodeeltjes als een katalysator voor de reductie van p-nitrofenol tot p-aminofenol gebruik makend van NaBH4. EP 0312253 A2 beschrijft een werkwijze voor het bereiden van tridodecylamine via een amineringsreactie van dodecylalcohol met ammoniak gebruik makende van Cu/Ni- en Cu/Ni/Pd-katalysatoren. Er wordt aangetoond dat de aanwezigheid van palladium de reactietijd vermindert en de opbrengst van tridodecylamine verbetert.

In geen van deze referenties die een multimetallische Pd-Cu-katalysator beschrijven, wordt het effect van een dergelijke katalysator op gehalogeneerde substraten, met name in het behoud van het halogeenatoom in de structuur van het eindproduct, gesuggereerd of aangetoond.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt uitgevoerd in aanwezigheid van waterstof. Het gebruik van waterstof (H2) als reductiemiddel heeft de voorkeur door de aanwezigheid van een metaalkatalysator. Een dergelijke katalysator wordt verondersteld instrumenteel te zijn in het activeren van de moleculaire waterstof door verzwakking van de H-H-binding. Deze functionaliteit is niet bijzonder voor, of beperkt tot reductieve amineringen, maar is gelijk voor alle soorten hydrogeneringsreacties in organische chemie. Naast de activering van H2 kan de katalysator ook een rol spelen bij andere reactiestappen, zoals de andere stappen in het reductieve amineringsmechanisme. Deze rol alsmede de kenmerken van de reactieomstandigheden (zoals de aanwezigheid van vrij amine, water, de kenmerkende temperatuur en drukbereik, enz. ...) zorgen ervoor dat de reductieve amineringskatalysatoren vaak zijn ontworpen voor dit specifieke proces, zeker wanneer gevoelige (bijvoorbeeld multifunctionele) substraten worden betrokken. Het was dan ook verrassend om te ondervinden dat de Pd-Cu-katalysator van deze uitvinding zulke goede halogeenretentiekenmerken vertonen voor een breed scala van hydrogeneringsreacties van gehalogeneerde substraten, en dat het dus ook in een veel breder technisch gebied van toepassing is dan alleen in reductieve amineringen.

Geschikte organische toevoersubstraten voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zijn organische moleculen die ten minste één reduceerbare functionele groep omvatten naast ten minste één halogeenatoom.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is de eerste functionele groep gekozen uit de lijst bestaande uit een aldehyde, een keton, een nitrogroep, een carbonzuur, een carbonzuurester, een carbonzuuramide, een onverzadigde koolstof-koolstofbinding, een nitril, een imine en een oxime, en combinaties daarvan. Reduceerbare functionele groepen die toepasselijkerwijze kunnen worden gehydrogeneerd met de Pd/Cu-katalysator volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding zijn ketonen, aldehyden, nitrogroepen, carbonzuren, carbonzuuresters, carbonzuuramiden, onverzadigde koolstof-koolstofbindingen, nitril, imine en oxime groepen. Dergelijke functionele groepen kunnen reeds in het substraat aanwezig zijn wanneer dit in de reactor wordt ingevoerd, maar kunnen ook in $Hu worden gevormd in de loop van een chemische reactie.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt de eerste functionele groep in het toevoersubstraat eerst omgezet in situ door reactie met een additioneel ..... reagens om een reduceerbare functionele groep te vormen. In het bijzonder kunnen ketonen en aldehyden worden omgezet in verschillende tussenproducten, onder de condities van een reductieve amineringsreactie, en welke tussenproducten vervolgens worden gehydrogeneerd met waterstof tot het eindproduct van de reactie.

Het halogeenatoom (X) is een element uit groep 17 van het lUPAC-periodiek systeem van 22 juni 2007. In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, wordt de verdere functionele groep gekozen uit de lijst bestaande uit een chloride, een bromide en een jodide. Het halogeen wordt gewoonlijk door middel van een covalente binding met een koolstofatoom (C-X binding) bevestigd aan het substraat Het koolstofatoom waaraan het halogeen is gebonden, kan hetzij sp-, spJ- of sps-zijn gehybridiseerd.

In een uitvoeringsvorm is de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding voor de reductieve aminering van een halogeen-benzaldehyde in aanwezigheid van een stikstofhoudende verbinding, bij voorkeur de stikstofverbinding gekozen zijnde uit ammoniak, een primair amine en een secundair amine en mengsels daarvan, bij voorkeur voor de productie van ortho-chloorbenzyldimethylamine, o-CI-BDMA, door reductieve aminering van ortho-chloorbenzaldehyde in aanwezigheid van dimethylamine, DMA.

Voor een reductieve aminering zijn chloorbenzaldehyden (ortho, meta of para) bijzonder interessante substraten, omdat ze kunnen leiden tot de overeenkomstige chloorbenzylaminen. Zowel de chloor als de aminefunctionaliteit in deze reactieproducten zorgen voor producten van belang als verdere chemische bouwstenen, omdat de functionaliteiten geschikte plaatsen vertegenwoordigen voor verdere functionalisering in volgende synthesestappen. Het chlooratoom biedt mogelijkheden voor metallatiereacties, zoals lithiëring of Grignardreacties, terwijl de aminegroep mogelijkheden biedt voor een verdere reductieve aminering of in het geval van een tertiair amine voor quaternisatie en omzetting in andere geschikte vertrekkende groepen.

Reductieve aminering is de reactie bekend in de chemie voor de synthese van primaire, secundaire of tertiaire aminen uitgaande van een geschikt keton of aldehyde. De term "aminering" heeft betrekking op het reactiedeel waarin een aminefunctionaliteit is opgenomen in het substraat. De term "reductief heeft betrekking op de waarneming, bij vergelijking van het toevoersubstraat en het product van een reductieve amineringsreactie, dat een reductie noodzakelijkerwijs ook heeft plaatsgevonden. In de scheikunde verwijst een reductiereactie in het algemeen naar de winst van elektronen van een atoom of molecule. In de organische chemie worden reducties meestal gerelateerd met de verdwijning van onverzadigingen, zoals dubbele bindingen van de substraatmoleculen. Het netto resultaat van een reductieve aminering van een keton of aldehyde is de omzetting van een C=0 dubbele binding in een C-N enkele binding.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt de reductieve aminering uitgevoerd in twee stappen, in de eerste stap het doen reageren van het aldehyde met de stikstofhoudende verbinding, en in de volgende stap het introduceren van waterstof en de katalysator, waarbij bij voorkeur de twee stappen worden uitgevoerd in hetzelfde reactievat. Het algemene mechanisme van reductieve amineringen wordt verondersteld te beginnen met de nucleofiele toevoeging van ammoniak of een primair of secundair aminesoort aan de carbonylgroep van het keton of aldehyde. Dergelijke toevoeging kan optreden met of zonder hulp van een katalysator. Het resulterende adduct, soms aangeduid als "hemiaminaal", kan verder reageren door de eliminatie van water tot het overeenkomstige imine. Het optreden van iminevorming is niet essentieel voor de uitkomst van de reductieve aminering, en in het geval van het gebruik van secundaire aminen als reagentia, is dit zelfs onmogelijk. In dit geval kunnen enaminen worden gevormd als tussenproducten.

De volgende stap in het mechanisme van de reductieve aminering omvat een reductiestap. Alle drie van een imine, een hemiaminaal of een enamine kunnen het substraat zijn vóór en waarop de reductie plaatsvindt. Voor deze stap is een reductiemiddel vereist, dat zelf wordt geoxideerd nadat de reactie is uitgevoerd. Zoals voor andere hydrogeneringsreacties worden stoichiometrische reagentia soms gebruikt voor dit doel, zoals bijvoorbeeld mierenzuur of hydriden, zoals boorhydriden of aluminiumhydriden, maar vanuit het oogpunt van atoomefficiëntie en proceseconomie is het gebruik van waterstofgas bijzonder gunstig.

In een uitvoeringsvorm is de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding voor de productie van chlooraniline uit nitrochlorobenzeen gebruik makende van een katalysator, anders dan een bimetalische Pt/Cu-op-koolkatalysator. Gehalogeneerde nitrobenzenen zijn een andere industrieel interessante klasse van substraten, vermits ze vaak worden gebruikt als voorlopers om gehalogeneerde anilinen te vervaardigen die gebruik vinden in de kleurstofindustrie en als bouwstenen in meerstapssyntheseprotocollen van complexe actieve ingrediënten in de agrochemische en farmaceutische industrie. De katalysator die bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruikt, kan een voordelig alternatief betekenen voor de dure Pt-katalysatoren die vaak in de techniek worden gebruikt. De aanvragers hebben verrassenderwijs gevonden dat een Pd/Cu-katalysator, ondanks de reputatie dat Pd vermoedelijk veel minder selectief is dan Pt, zeer hoge selectiviteiten kan bereiken in ook deze reacties van groot economisch belang. De Pd/Cu vormt aldus een voordelig alternatief voor de Pt/Cu-(10:1 gewichtsverhouding)-katalysator op actief koolstofpoeder, voorgesteld voor deze reactie in U.S. 5512529. De aanvragers menen dat dit voordeel ook kan gelden voor een aantal andere eerste metalen anders dan Pd, in combinatie met een aantal andere tweede metalen anders dan Cu.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat de heterogene katalysator het eerste metaal in een concentratie in het bereik van 0,1-10,0 gew%, bij voorkeur bij een concentratie van ten minste 0,5 gew%, met meer voorkeur ten minste 1,0 %, met nog meer voorkeur ten minste 1,5%, met nog meer voorkeur ten minste 2,0%, bij voorkeur ten minste 2,5 gew%, met meer voorkeur ten minste 3,0%, met nog meer voorkeur ten minste 3,5%, met nog meer voorkeur ten minste 4,0%, bij voorkeur ten minste 4,5 gew%, en eventueel bij een concentratie van ten hoogste 8,0%, bij voorkeur ten hoogste 7,0%, met meer voorkeur ten hoogste 6,0 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 5,0 gew%, bij voorkeur ten hoogste 4,0 gew%, allemaal gebaseerd op het totale gewicht van de katalysator. De aanvragers hebben gevonden dat deze niveaus een voordelig evenwicht verschaffen tussen de katalysatorprestatie en de kosten en inspanningen die samenhangen met de productie van de katalysator.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat de heterogene katalysator het tweede metaal in een concentratie in het bereik van 0,05-40 gew%, bij voorkeur bij een concentratie van ten minste 0,1 gew% , met meer voorkeur ten minste 0,5 % , met nog meer voorkeur ten minste 1,0 gew%, met nog meer voorkeur ten minste 1,5 gew%, bij voorkeur ten minste 2,0 gew% , met meer voorkeur ten minste 3,0 gew%, met nog meer voorkeur ten minste 4,0 gew%, met nog meer voorkeur ten minste 4,5 gew%, bij voorkeur ten minste 5,0 gew%, met meer voorkeur ten minste 5,5 gew%, met nog meer voorkeur ten minste 6,0 gew%, en eventueel in een concentratie van ten hoogste 35,0 gew%, bij voorkeur ten hoogste 30,0 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 25,0 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 20,0 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 18,0 gew%, bij voorkeur ten hoogste 16,0 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 14,0 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 12,0 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 10,0 gew%, bij voorkeur ten hoogste 9,5%, met meer voorkeur ten hoogste 9,0 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 8,5 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 8,0 gew%, bij voorkeur ten hoogste 7,5 gew%, meer voorkeur ten hoogste 7,0 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 6,5 gew%, allemaal gebaseerd op het totale gewicht van de katalysator. De aanvragers hebben gevonden dat deze niveaus van het tweede metaal ook een gunstig compromis brengen tussen de prestatie van de katalysator in het proces en de complexiteit en inspanningen bij de productie van de katalysator.

In een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding verder de stap van het aanbrengen van het eerste metaal op een drager door neerslaan. De aanvragers hebben gevonden dat de precipitatiemethode een zeer geschikte methode is voor het aanbrengen van een metaal zoals palladium op een drager. Geschikte precipitatiemethoden om het palladiummetaal op een drager aan te brengen zijn welbekend in de techniek. .

In een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding de stap van het aanbrengen van het tweede metaal op een drager door neerslaan. Deze stap kan op hetzelfde moment worden uitgevoerd als het aanbrengen van het eerste metaal op de drager, of kan worden uitgevoerd nadat het eerste metaal op de drager werd aangebracht. De aanvragers geven er de voorkeur aan dat het tweede metaal op de katalysator wordt aangebracht nadat het eerste metaal op de drager werd geplaatst, omdat ze hebben ondervonden dat de katalysator die op deze manier werd bereid een nog geringere dehalogenering vertoonde in vergelijking met een katalysator bereid via co-precipitatie.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt de chemische omzetting gekozen uit reductieve aminering en hydrogenering uitgevoerd in aanwezigheid van een oplosmiddel, bij voorkeur een organisch oplosmiddel, bij voorkeur het oplosmiddel omvattende ten minste één alkanol, bij voorkeur methanol, waarbij bij voorkeur het oplosmiddel aanwezig is in een gewichtsverhouding ten opzichte van het organische toevoersubstraat in het bereik van 0,1-20 g/g, bij voorkeur ten minste 0,2 g/g, met meer voorkeur ten minste 0,3 g/g, eventueel ten hoogste 15,0 g/g, bij voorkeur ten hoogste 10,0 g/g, met meer voorkeur ten hoogste 5,0 g/g, met nog meer voorkeur ten hoogste 4,0 g/g, met nog meer voorkeur ten hoogste 3,0 g/g, bij voorkeur ten hoogste 2,0 g/g, met meer voorkeur ten hoogste 1,0 g/g. Reductieve amineringsreacties of selectieve hydrogeneringen volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding kunnen in elk geschikt milieu optreden. Oplosmiddelen zoals water, alcoholen (bijvoorbeeld methanol), tetrahydrofuraan (THF), dioxaan, alkanen worden met voordeel toegepast. Een oplosmiddel kan voordelen opleveren voor dergelijke reductieve aminerings- of hydrogeneringsreactie, zoals een verbeterde oplosbaarheid van waterstof, een lagere viscositeit van het reactiemengsel, een verbeterd mengrendement, een verbeterde warmteoverdracht, enz. ... De concentratie van het substraat en de producten in dergelijke oplosmiddelen kunnen tussen 1 en 50% zijn, bij voorkeur tussen 5 en 40%, met meer voorkeur tussen 10 en 40 gew%, gebaseerd op het totale reactiemengsel. Sterk verdunde reactiemengsels kunnen leiden tot gebrekkige ruimte-tijd rendementen, terwijl in het geval van sterk geconcentreerde reactiemengsels, de voordelen van het oplosmiddel kunnen worden geminimaliseerd. Indien de reactiesubstraten en de producten vloeistoffen zijn onder de toegepaste reactieomstandigheden, kan de reactie worden uitgevoerd zonder toevoeging van een oplosmiddel. Men kan ook kiezen om kleine hoeveelheden oplosmiddelen toe te voegen aan het reactiemengsel, bijv. 1 tot 50%, bij voorkeur 5 tot 40%, met meer voorkeur 10 tot 30 gew%, ten opzichte van het totale reactiemengsel. Deze toevoeging kan bijzondere voordelen hebben zoals de katalysatorprestatie verbeteren, de autogene druk van het reactiemengsel verlagen, het voorkomen van het optreden van fasescheiding, enz. ...

Bij de reductieve aminering van o-chloorbenzaldehyde met dimethylamine (DMA), hebben wij gevonden dat het toevoegen van kleine hoeveelheden methanol aan het reactiemengsel de opbrengst en bruikbaarheid van het proces aanzienlijk verbetert. Zonder te willen aan deze theorie gebonden te zijn, verhoogt de methanol vermoedelijk de oplosbaarheid van de zeer vluchtige amine en verbetert ze de reactiesnelheid in de vloeibare fase. Bovendien kan de aanwezigheid van methanol mogelijk de vorming voorkomen van twee vloeibare fasen tijdens de reductieve aminering, mogelijk vanwege een vrijkomen van water als nevenproduct bij de reactie.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding werd de heterogene katalysator warmtebehandeld, zoals voorafgaand aan het gebruik ervan in het proces, bij voorkeur bij een temperatuur in het bereik van 50-500°C, bij voorkeur bij een temperatuur van ten minste 60°C, met meer voorkeur ten minste 70°C, met nog meer voorkeur ten minste 80°C, met nog meer voorkeur ten minste 100°C, bij voorkeur ten minste 150°C, met meer voorkeur ten minste 200°C, meer nog bij voorkeur ten minste 250°C, en eventueel bij een temperatuur van ten hoogste 450°C, bij voorkeur ten hoogste 400°C, met nog meer voorkeur ten hoogste 350°C, de warmtebehandeling wordt bij voorkeur uitgevoerd gedurende ten minste 2 uur, met meer voorkeur 3 uur. De aanvragers geven er de voorkeur aan de katalysator met warmte te behandelen bij ongeveer 300°C, in lucht, gedurende een periode van ongeveer 3 uur, en dit na de katalysator te hebben gedroogd bij ongeveer 60°C gedurende 3 uur, als er geen verder substantieel gewichtsverlies meer kon worden opgemerkt.

De katalysator die wordt toegepast in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is bij voorkeur een bimetalische katalysator die Pd en Cu omvat. De metalen kunnen optreden als een echte legering of als een gelaagde katalysator. Bij een echte legering mag geen afzonderlijke Pd- of Cu-fase meer te onderscheiden zijn. Bij een gelaagde katalysator kan een Pd- en een Cu-fase afwisselend voorkomen in de katalysator op een moleculair niveau. De katalysator volgens de onderhavige uitvinding kan ook een combinatie van gelegeerde en zuivere metalen fasen bevatten. In alle gevallen is het belangrijk dat de twee metalen, Pd en Cu, in contact met elkaar staan en niet als afzonderlijke entiteiten bestaan in het reactiemengsel of op een drager.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat de katalysator Pd en Cu in een gewichtsverhouding van Cu ten opzichte van Pd in het bereik van 0,05:1,0 tot 10,0:1,0, bij voorkeur ten minste 0,1:1,0, met meer voorkeur ten minste 0,5:1,0, met nog meer voorkeur ten minste 1,0:1,0, met nog meer voorkeur ten minste 1,5:1,0, bij voorkeur ten minste 2,0:1,0, en eventueel ten hoogste 8,0:1,0, bij voorkeur ten hoogste 6,0:1,0, met meer voorkeur ten hoogste 5,0:1,0, met nog meer voorkeur ten hoogste 4,0:1,0, met nog meer voorkeur ten hoogste 3,5:1,0, bij voorkeur ten hoogste 3,0:1,0, met meer voorkeur ten hoogste 2,5:1,0. De aanvragers hebben gevonden dat met de twee metalen in de verhoudingen zoals aangegeven, zowel de activiteit van de katalysator als de gewenste reactieselectiviteit naar het gewenste product verbetert.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, heeft de heterogene katalysator een drager gekozen uit de lijst bestaande uit koolstof, aluminiumoxide, siliciumdioxide, zeoliet, klei, poreus polymeer en hybride polymeer, bij voorkeur een koolstofdrager, met meer voorkeur een koolstoffilter, met nog meer voorkeur een actieve kool geactiveerd door een behandeling met een zuur.

Voor het gemak van hantering wordt de katalysator bij voorkeur ondersteund op een vaste drager. Een geschikte drager voor het ondersteunen van de metalen in de katalysator van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is actieve kool, vanwege het grote specifieke oppervlak en de goede hechting. Verdere behandeling, zoals stomen, wassen met zuur, sulfonering, of dergelijke, kan worden gegeven aan de drager, omdat dit vaak de adsorptie-eigenschappen van de actieve kool verhoogt. Andere koolstofdragers zoals grafiet of koolstofnanobuisjes (CNB) kunnen worden gebruikt als de drager van de katalysator. Koolstofdragers bieden het bijkomende voordeel dat de werkwijze voor het herwinnen van het metaal of de metalen, aan het einde van het leven van de katalysator, veel eenvoudiger is in vergelijking met andere dragers.

Andere soorten materialen bekend bij de vakman kunnen op geschikte wijze worden gebruikt als katalysatordrager: aluminiumoxide, siliciumdioxide, zeoliet, klei, poreus polymeer en hybride polymeer en combinaties daarvan.

De totale metaallading op de katalysatordrager kan in het bereik liggen van 0,1 tot 40 gew%, met meer voorkeur ten minste 0,2%, met meer voorkeur 0,5%, met de meeste voorkeur 1,0%, en eventueel ten hoogste 35 gew%, bij voorkeur ten hoogste 30%, met meer voorkeur ten hoogste 25%, waarbij de niveaus ten opzichte van het totale gewicht van de katalysator worden uitgedrukt.

De gedragen katalysator kan in een vorm voorkomen die het meest geschikt en gewenst is voor de werkwijze, zoals een poeder, een granule, een extrudaat of combinaties daarvan. Met een poederkatalysator kan de katalysator na gebruik uit het reactiemengsel worden afgescheiden door filtratie. Met korrels en/of extrudaten kunnen de katalysator en het reactiemengsel van elkaar gescheiden worden door eenvoudig aftappen van het reactorvat dat de katalysator bevat, welke bijvoorbeeld kan worden aangebracht in een vast-bedopstelling.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding heeft de heterogene katalysator een metaaloppervlak, gemeten door koolmonoxidechemisorptie, van ten minste 0,5 m2/g, bij voorkeur ten minste 1,0 m2/g, met meer voorkeur ten minste 2,0 m2/g, met nog meer voorkeur ten minste 3,0 m2/g, met nog meer voorkeur ten minste 4,0 m2/g, optioneel hoogstens 12,0 m2/g.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is de heterogene katalysator vooraf gereduceerd voorafgaand aan de stap van het in contact brengen van de katalysator met het organische toevoersubstraat, bij voorkeur door het onderwerpen van de katalysator aan een temperatuur van ten minste 120°C, bij voorkeur ten minste 140°C bij een waterstofatmosfeer van tenminste 5 bar overdruk, bij voorkeur ten minste 8 bar overdruk gedurende een periode van ten minste 30 minuten, bij voorkeur tenminste 45 minuten, waarbij de pre-reductie bij voorkeur wordt uitgevoerd met de katalysator in contact met een organische vloeibare fase, bij voorkeur een alkanol, met meer voorkeur methanol. De aanvragers geven er de voorkeur aan deze pre-reductiestap uit te voeren met de katalysator in contact met methanol, bij een temperatuur van ongeveer 150 ° C, en onder een partiële waterstofdruk van ongeveer 10-11 bar absoluut, en dit gedurende een periode van ongeveer een uur. De aanvragers hebben gevonden dat deze pre-reductie stap de katalysator toelaat zijn gewenste voordelige prestaties te vertonen van heel vroeg in het starten van het proces.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding behoudt ten minste 80% van het toevoersubstraat de ten minste ene verdere functionele groep na de omzetting, bij voorkeur ten minste 85%, met meer voorkeur ten minste 90%, met nog meer voorkeur ten minste 95%, bij voorkeur ten minste 97%, mét meer voorkeur ten minste 98%, met nog meer voorkeur ten minste 99,0%, bij voorkeur tenminste 99,4%, met meer voorkeur ten minste 99,5%, met nog meer voorkeur ten minste 99,6% van het toevoersubstraat behoudt de ten minste ene verdere functionele groep na de conversie. De aanvragers hebben gevonden dat deze resultaten gemakkelijk bereikt kunnen worden met de katalysator van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt de chemische omzetting gekozen uit reductieve aminering en hydrogenering uitgevoerd bij een H2-partiële druk in het bereik van 0,01-250 bar overdruk, bij voorkeur ten minste 0,1, met meer voorkeur ten minste 1, met nog meer voorkeur ten minste 5,0 bar overdruk, met nog meer voorkeur ten minste 10,0 bar overdruk, met nog meer voorkeur ten minste 20 bar overdruk, bij voorkeur ten minste 30 bar overdruk, met meer voorkeur ten minste 40 bar overdruk, met nog meer voorkeur ten minste 50 bar overdruk, en eventueel ten hoogste 200 bar overdruk, bij voorkeur ten hoogste 150 bar overdruk, met meer voorkeur ten hoogste 100 bar overdruk, met nog meer voorkeur ten hoogste 80, met nog meer voorkeur 70, en bij voorkeur ten hoogste 60 bar overdruk.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt de chemische omzetting, gekozen uit reductieve aminering en hydrogenering, uitgevoerd bij een temperatuur in het bereik van 0-300°C, bij voorkeur ten minste 10°C, met meer voorkeur ten minste 20°C, met nog meer voorkeur ten minste 30°C, met nog meer voorkeur ten minste 40°C, bij voorkeur ten minste 60°C, met meer voorkeur ten minste 80°C, en met nog meer voorkeur ten minste 90°C, en eventueel ten hoogste 250°C, bij voorkeur ten hoogste 200°C, met meer voorkeur ten hoogste 180°C, met nog meer voorkeur ten hoogste 150°C, met nog meer voorkeur ten hoogste 130°C, bij voorkeur ten hoogste 120°C, met meer voorkeur ten hoogste 110°C, nog meer voorkeur ten hoogste 100°C.

In een uitvoeringsvorm wordt de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding uitgevoerd in continue modus. De aanvragers hebben gevonden dat de katalysator zelf, alsook de prestaties, als dusdanig kan worden geregeld om relatief stabiel in de tijd te zijn, zodat de werkwijze zeer geschikt voor continue modus is. Dit brengt belangrijke voordelen met zich mee in termen van productiesnelheid, volumetrisch rendement van de procesapparatuur, controle-apparatuur, stabiliteit van de prestaties, de aandacht van de operator en interventiefrequentie, automatiseringsmogelijkheden, waarvan vele aanzienlijke voordelen vertegenwoordigen voor de proceseigenaar.

De aanvragers hebben gevonden dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding ook in batch mode kan worden uitgevoerd. De aanvragers hebben gevonden dat de katalysator, na afscheiding van het reactiemilieu na een eerste uitvoering van het proces, gemakkelijk kan worden gebruikt in een tweede uitvoering van het proces, bij voorkeur zonder tussenbehandeling. De aanvragers hebben gevonden dat ten minste 5, bij voorkeur ten minste 10, en met meer voorkeur ten minste 15 hergebruikcycli worden uitgevoerd met dezelfde katalysator in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. De aanvragers hebben gevonden dat een deel metaal kan uitspoelen uit de katalysator tijdens de vroege prestaties van een verse katalysator bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, maar dat deze metaaluitloging op een niveau is dat nagenoeg onbeduidend is qua hoeveelheid verloren metaal van de katalysator, en ook geen substantieel verlies veroorzaakt van de prestaties van de katalysator.

In een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding verder het zuiveren van het omgezette substraat, bij voorkeur door de destillatie van het reactieproduct ter vermindering van het gehalte van ten minste één verbinding gekozen zijnde uit een reactiebijproduct, een toevoeronzuiverheid, een oplosmiddel en ongereageerd toevoersubstraat.

In een uitvoeringsvorm waarbij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruikt voor de productie van ortho-chloor-benzyl-dimethylamine, 2-CI-BDMA, omvat de werkwijze verder het onderwerpen van de 2-CI-BDMA aan een Grignardreactie, omvattende bijvoorbeeld in een eerste stap de bereiding van een Grignard-reagens, waarbij een magnesiumatoom wordt ingebracht tussen de benzeenring en het chlooratoom, gevolgd door een tweede stap waarbij men het Grignard-reagens doet reageren met een oxaalzuurdialkylester.

In een uitvoeringsvorm waarbij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruikt voor de productie van ortho-chloor-benzyl-dimethylamine, 2-CI-BDMA, omvat de werkwijze verder de omzetting van 2-CI-BDMA in o-chloromethylfenylglyoxylesters door een werkwijze zoals beschreven in US 2010/113778 A1. o-Chloromethylfenylglyoxylesters zijn belangrijke tussenproducten voor de bereiding van agrochemisch actieve verbindingen of microbiciden van de methoximinofenylglyoxylesterreeks. Meer in het bijzonder, US 2010/113778 A1 beschrijft de productie van strobilurinen, een soort fungiciden waarvan wordt gesteld dat het het ademhalingsstelsel kan remmen van de schimmels en waarvan kresoxim-methyl en dimoxystrobin worden omschreven en toegelicht als bijzonder interessante familieleden. In een verdere uitvoeringsvorm derhalve omvat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding verder de productie van een fungicide met een methoximinofenylglyoxylester afgeleid van 2-CI-BDMA, in het bijzonder afgeleid van de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding, alsmede het gebruik van het ester als een fungicide.

In een uitvoeringsvorm van de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding omvat de samenstelling ten minste 98,5 gew% van 2-chloor-benzyl-dimethylamine, bij voorkeur ten minste 99,0 gew%, met meer voorkeur ten minste 99,1 gew%, met nog meer voorkeur ten minste 99,2 gew%, met nog meer voorkeur ten minste 99,3 gew% van 2-chloor-benzyl-dimethylamine. Hoe hoger het gehalte aan 2-chloor-benzyl-dimethylamine, hoe voordeliger de samenstelling kan worden aangebracht in de gewenste toepassing, zoals een conversie naar een verder chemisch derivaat.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten hoogste 0,04 gew% van 2-chloor-dichloormethylbenzeen, bij voorkeur ten hoogste 0,030 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,020 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,015 gew%, bij voorkeur ten hoogste 0,010 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 50 ppm per gewicht, met nog meer voorkeur ten hoogste 10 ppm, van 2-chloor- dichloormethylbenzeen. Deze component kan een bijkomende last vertegenwoordigen in de toepassing van de samenstelling, zoals het genereren van corrosieve componenten in volgende reacties en/of het leiden tot ongewenste nevenproducten in volgende omzettingen. Hoe lager het gehalte aan 2-chloor-benzylchloride, hoe voordeliger de samenstelling kan worden aangebracht in de gewenste toepassing, zoals een conversie naar een verder chemisch derivaat.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten minste 0,07 gew% aan 2-chloor-benzylalcohol, bij voorkeur ten minste 0,09 gew%, met meer voorkeur ten minste 0,10 gew%, met nog meer voorkeur ten minste 0,12 gew%, met nog meer voorkeur ten minste 0,15 gew% aan 2-chloor-benzylalcohol.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten hoogste 1,0 gew% aan 2-chloor-benzylalcohol, bij voorkeur ten hoogste 0,80 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,60 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,50 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,40 gew% aan 2-chloor-benzylalcohol.

De aanvragers hebben gevonden dat de 2-chloor-benzylalcohol op aanvaardbare wijze in de samenstelling aanwezig kan zijn zonder de werking van de samenstelling te beïnvloeden of in gevaar te brengen, of die in veel van de toepassingen, zoals bepaalde omzettingen in verdere chemische derivaten, met name die omzettingen en gebruiksvormen die zijn beschreven in meer detail elders in dit document. De aanvragers hebben gevonden dat er voor veel van dergelijke toepassingen weinig tot geen noodzaak is vóór de verwijdering van 2-chloor-benzylalcohol die in de samenstelling aanwezig kan zijn, met name niet wanneer het aanwezig is op de aangegeven niveaus. Dit is een voordeel omdat de verwijdering van 2-chloor-benzylalcohol uit het topproduct 2-chloor-benzyl-dimethylamine, en dit tot zeer lage niveaus, zou kunnen resulteren in een aanzienlijke extra complexiteit voor het proces.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten hoogste 0,20 gew% aan 2-chloor-benzaldehyde, bij voorkeur ten hoogste 0,15 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,10 gew%, bij voorkeur ten hoogste 0,05 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,020 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,010 gew%, bij voorkeur ten hoogste 50 ppm per gewicht, met meer voorkeur ten hoogste 10 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 5 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 1 ppm per gewicht, zoals bepaald met gaschromatografie, GC, eventueel geholpen door massaspectrometrie. Het 2-chloor-benzaldehyde draagt niet bij aan veel van de toepassingen van de samenstelling. Een aanwezigheid op een lager niveau van deze component vertegenwoordigt derhalve een grotere doeltreffendheid en brengt verbeterde efficiënties met zich mee in het verdere gebruik en toepassing van de samenstelling.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten hoogste 0,40 gew% 4-chloor-benzyldimethylamine, bij voorkeur ten hoogste 0,30 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,20 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,10 gew% 4-chloor-benzyldimethylamine, bij voorkeur ten hoogste 0,05 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,020 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,010 wt%, bij voorkeur ten hoogste 50 ppm per gewicht, met meer voorkeur ten hoogste 10 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 5 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 1 ppm per gewicht, zoals bepaald met gaschromatografie, GC. De aanvragers hebben gevonden dat deze component een extra belasting kan vertegenwoordigen in het aanbrengen van de samenstelling, bijvoorbeeld in volgende reacties, en/of kan leiden tot ongewenste nevenproducten in volgende omzettingen die bovendien tamelijk moeilijk te scheiden zijn van het gewenste product van een dergelijke omzetting. Hoe lager het gehalte aan 4-chloor-benzyldimethylamine, hoe voordeliger de samenstelling kan worden aangebracht in de gewenste toepassing, zoals een conversie naar een verder chemisch derivaat.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten hoogste 0,35 gew% ortho-chloortolueen, bij voorkeur ten hoogste 0,30 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,20 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,10 gew% ortho-chloortolueen, bij voorkeur ten hoogste 0,05 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,03 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,01 gew%, bij voorkeur ten hoogste 0,05 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,020 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,010 gew%, bij voorkeur ten hoogste 50 ppm per gewicht, met meer voorkeur ten hoogste 10 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 5 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 1 ppm per gewicht, zoals bepaald met gaschromatografie, GC. Bij voorkeur zijn de gespecificeerde niveaus van toepassing op het totaal van alle chloortolueenisomeren. De aanvragers hebben gevonden dat deze component, en ook diens isomeren, een extra last kan vertegenwoordigen in het toepassen van de samenstelling, zoals bijvoorbeeld in volgende reacties, en/of kan leiden tot ongewenste nevenproducten in volgende omzettingen die bovendien tamelijk moeilijk te scheiden zijn van het gewenste product van een dergelijke omzetting. Hoe lager het gehalte aan chloortoluenen, in het bijzonder ortho-chloortolueen, hoe voordeliger de samenstelling kan worden aangebracht in de gewenste toepassing, zoals bijvoorbeeld een conversie naar een verder chemisch derivaat.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten hoogste 0,40 gew% benzyldimethylamine, bij voorkeur ten hoogste 0,30 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,20 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,10 gew% benzyldimethylamine, bij voorkeur ten hoogste 0,05 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,020 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,010 gew%, bij voorkeur ten hoogste 50 ppm per gewicht, met meer voorkeur ten hoogste 10 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 5 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 1 ppm per gewicht, zoals bepaald met gaschromatografie, GC. Dit benzyldimethylamine draagt niet bij aan veel van de toepassingen van de samenstelling. Een aanwezigheid op een lager niveau van deze component vertegenwoordigt derhalve een grotere doeltreffendheid en brengt verbeterde efficiënties met zich mee in het verdere gebruik en toepassing van de samenstelling.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten hoogste 0,40 gew% aan 2-dimethylaminobenzyldimethylamine, bij voorkeur ten hoogste 0,30 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,20 gew%, met nog voorkeur ten hoogste 0,10 gew% aan 2-dimethylaminobenzyldimethylamine, bij voorkeur ten hoogste 0,05 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,020 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,010 wt%, bij voorkeur ten hoogste 50 ppm per gewicht, met meer voorkeur ten hoogste 10 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 5 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 1 ppm per gewicht, zoals bepaald met gaschromatografie, GC. Het 2-dimethylamino-benzyldimethylamine draagt niet bij aan veel van de toepassingen van de samenstelling. Een aanwezigheid op een lager niveau van deze component vertegenwoordigt derhalve een grotere doeltreffendheid en brengt verbeterde efficiënties met zich mee in het verdere gebruik en toepassing van de samenstelling.

In een uitvoeringsvorm omvat de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding ten hoogste 0,40 gew% benzaldehyde, bij voorkeur ten hoogste 0,30 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,20 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,10 gew% benzaldehyde, bij voorkeur ten hoogste 0,05 gew%, met meer voorkeur ten hoogste 0,020 gew%, met nog meer voorkeur ten hoogste 0,010 gew%, bij voorkeur ten hoogste 50 ppm per gewicht, met meer voorkeur ten hoogste 10 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 5 ppm, met nog meer voorkeur ten hoogste 1 ppm per gewicht, zoals bepaald met gaschromatografie, GC. Dit benzaldehyde draagt niet bij aan veel van de toepassingen van de samenstelling. Een aanwezigheid op een lager niveau van deze component vertegenwoordigt derhalve een grotere doeltreffendheid en brengt verbeterde efficiënties met zich mee in het verdere gebruik en toepassing van de samenstelling.

In een uitvoeringsvorm wordt de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding vervaardigd met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. De aanvragers hebben gevonden dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bijzonder geschikt is om de samenstelling te produceren, omdat het proces in staat is een hoge reactiesnelheid en omzetting te bieden tot de gewenste 2-chloor-benzyl-dimethylamine, die lage niveaus bereikt van ongereageerd toevoersubstraat 2-chloor-benzaldehyde en dankzij de hoge selectiviteit van de aangegeven katalysator, met lage aanwezigheid van minder gewenste nevenproducten, zoals 2-chloor-benzylalcohol en/of benzyldimethylamine en/of 2-dimethylamino-benzyldimethylamine. Bovendien heeft de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding voor de productie van 2-chloor-benzyl-dimethylamine weinig tot geen aanwezigheid van andere ongewenste componenten 2-chloor-benzylchloride en/of 4-chloor-dimethylbenzylamine en/of chloortolueenisomeren, in het bijzonder ortho-chloortolueen. De samenstelling volgens de onderhavige uitvinding zoals verkrijgbaar met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is derhalve bijzonder geschikt voor gebruik in vele toepassingen, zoals bepaalde omzettingen in verdere chemische derivaten, met name die conversies en toepassingen die zijn beschreven in meer detail elders in dit document.

ANALYSEMETHODES

Voor het analyseren van de samenstelling volgens de onderhavige uitvinding, alsmede voor het toezicht op de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, geven de aanvragers de voorkeur aan de volgende gaschromatografie-, GC-, analysemethode.

Het GC-apparaat is bij voorkeur een Agilent 6890N met split-injector en een vlamionisatiedetector (FID). De inrichting is uitgerust met een capillaire kolom bekleed met een stationaire fase type CP-Sil 5 CB met afmetingen 60 x 320 pm x 5,0 pm. De aanvragers geven er de voorkeur aan een injectortemperatuur te gebruikten van 280°C, een injectorvolume van 1 pliter en een splitsingsverhouding van 1/30. De aanvragers gebruiken bij voorkeur helium als dragergas met een stroomsnelheid van 2 ml/min bij constante stroom. De oven krijgt een temperatuurprogramma waarbij de temperatuur gedurende 3 minuten bij 60°C wordt gehouden en daarna de temperatuur wordt opgevoerd aan een snelheid van 20°C per minuut tot 290°C, bij welke temperatuur de kolom gedurende nog eens 15 minuten wordt gehouden. De FID-detector wordt gehouden bij 300°C en gevoed met een waterstofstroom van 45 ml/min en een luchtstroom van 450 ml/min. Make-up gas, bij voorkeur stikstof, en kolomstroom worden samen gesteld op een totaal van 45 ml/min.

De aanvragers hebben gevonden dat de volgende componenten gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd door specifieke retentiepieken: methanol, DMA, TMA, ethylbenzeen, benzaldehyde, benzyldimethylamine, ortho-chloorbenzaldehyde, ortho-chloorbenzylalcohol, ortho- chloorbenzyldimethylamine, para-chloorbenzyldimethylamine, ortho-(dimethylamino)-benzyldimethylamine. De aanvragers hebben verder gevonden dat deze GC-techniek gemakkelijk kan worden bijgestaan door de toevoeging van massa-spectrometrie, zoals voor de bepaling van de concentraties in de lagere niveaus tot 1 ppm per gewicht of zelfs lager.

Afhankelijk van het monster kan het monster worden verdund tot 10 maal in isopropanol. Bij voorkeur wordt 1% van de interne standaard toegevoegd, waarna het monster bij voorkeur krachtig wordt gemengd gedurende ten minste één minuut en waarna 1 μΙ monster kan worden geïnjecteerd in de gaschromatograaf. .

VOORBEELDEN

Voorbeeld 1: Voorbereiding en activering van de Pd/Cu-katalysator: 10 g van een 5 gew% palladium-op-koolstof-katalysator, zoals dit in de handel verkrijgbaar is onder de referentie E196NN/W van het bedrijf Evonik werd geroerd in 300 ml van een waterige oplossing van kopernitraat (6,7 g/L). 50 ml van een waterige oplossing van natriumcarbonaat (38,4 g/L) werd langzaam toegevoegd onder krachtig roeren bij kamertemperatuur gedurende een periode van 3 minuten. Deze oplossing werd vervolgens geroerd gedurende nog 15 minuten bij kamertemperatuur en 15 minuten bij een temperatuur van 75°C. De katalysator werd vervolgens afgefiltreerd en gedroogd in een oven bij een temperatuur van 60°C tot volledige droogheid.

Daarna werd de katalysator gecalcineerd in lucht bij 300°C gedurende 3 uur en gereduceerd in methanol bij een temperatuur van 150°C en onder een partiële waterstofdruk van 10 bar. Daarna werd de katalysator afgefiltreerd totdat een pasta werd verkregen. Deze pasta bevatte met 5,67% palladium en 13,7% koper.

Voorbeeld 2: Reductieve aminering van 2-chloor-benzaldehyde met DMA om 2-CI-BDMA te produceren.

Een 300 ml autoclaaf (Parr) werd geladen met 90 g 2-chloor-benzaldehyde (Sigma Aldrich) en 54 g methanol (industriële kwaliteit). De reactor werd afgesloten en de gasfase werd driemaal gespoeld met stikstof. Vervolgens werd 40 g dimethylamine toegevoegd aan het reactiemengsel, waardoor de temperatuur in 5 minuten tijd tot 55°C verhoogde. De reactor werd in 10 minuten verder verwarmd tot de gewenste temperatuur van 80°C. De reactordruk werd ingesteld op 10 bar door toevoeging van stikstofgas. Het roeren werd dan voortgezet gedurende 60 minuten bij een temperatuur van 80°C en een druk van 10 bar. Vervolgens werd de reactor gekoeld tot 30°C en ontgast. 0,1 g van de katalysator uit voorbeeld 1 werd toegevoegd aan de autoclaaf. De autoclaaf werd in 15 minuten verwarmd tot 90°C en waterstof werd toegevoegd tot een uiteindelijke druk van 55 bar. De hydrogeneringsreactie mocht doorgaan gedurende 5 uur bij 90°C. Vervolgens werd de reactor afgekoeld en ontgast bij kamertemperatuur. Er werd een monster genomen en geanalyseerd met GC en ICP. De katalysator werd vervolgens gefilterd en weer hergebruikt in een herhalingsexperiment onder dezelfde omstandigheden, in een tweede run.

De onderstaande tabellen vermelden de verkregen resultaten, alle uitgedrukt in gewichtseenheden ten opzichte van het totale gewicht van het reactieproduct met veronachtzaming van water, methanol en eventueel resterend dimethylamine dat nog aanwezig kan zijn.

Product van de eerste reactie:

Product van de tweede run:

Legende:

Nd Niet gedetecteerd 2-CI-BZA 2-chloor-benzaldehyde BDMA Benzyldimethylamine 2CI-BDMA 2-chloorbenzyldimethylamine DMA-BDMA 2-dimethylaminobenzyldimethylamine 2-CI-BOH 2-chloorbenzylalcohol

Er wordt opgemerkt dat de selectiviteiten en opbrengsten in hoofdzaak hetzelfde bleven voor beide runs en dat zij uitzonderlijk hoog waren ten gunste van het gewenste product 2CI-BDMA. Er kan verder worden opgemerkt dat wat uitloging van Cu-metaal zich voordeed in de eerste run, maar dat dit reeds tijdens de tweede run sterk werd verminderd.

Nadat nu de uitvinding volledig werd beschreven, zal het duidelijk zijn aan de vakman dat de uitvinding binnen een groot gebied aan parameters binnen wat wordt gesteld kan worden uitgevoerd, zonder buiten de beschermingsomvang te treden van de uitvinding zoals gedefinieerd door de conclusies.

Claims (14)

1. CONCLUSIES

   1. Een werkwijze voor het uitvoeren van een chemische reactie gekozen uit de reductieve aminering en de hydrogenering van een eerste functionele groep in een organisch toevoersubstraat, welk toevoersubstraat nog ten minste één verdere functionele groep omvat die een halogeenatoom bevat, waarbij het halogeenatoom is gekozen uit de lijst bestaande uit chloor, broom, jood, en combinaties daarvan, in aanwezigheid van waterstof en een heterogene katalysator die ten minste één eerste metaal omvat gekozen uit de lijst bestaande uit palladium, Pd, rhodium, Rh, en ruthenium, Ru, samen met ten minste één tweede metaal gekozen uit de lijst bestaande uit zilver, Ag, nikkel, Ni, kobalt, Co, tin, Sn, en koper, Cu.
2. 2. De werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de verdere functionele groep die een halogeenatoom omvat gekozen is uit de lijst bestaande uit een chloride, een bromide en een jodide.
3. 3. De werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de eerste functionele groep is gekozen uit de lijst bestaande uit een aldehyde, een keton, een nitrogroep, een carbonzuur, een carbonzuurester, een carbonzuur amide, een onverzadigde koolstof-koolstofbinding, een nitril, een imine en een oxime, en combinaties daarvan.
4. 4. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies waarbij de eerste functionele groep in het toevoersubstraat eerst iri situ wordt omgezet door reactie met een bijkomend reagens om een reduceerbare functionele groep te vormen.
5. 5. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies voor de reductieve aminering van een halogeen-benzaldehyde in aanwezigheid van een stikstofhoudende verbinding, bij voorkeur de stikstofverbinding gekozen zijnde uit ammoniak, een primair amine en een secundair amine en mengsels daarvan, bij voorkeur voor de bereiding van ortho-chloor-benzyldimethylamine, o-CI-BDMA, door de reductieve aminering van ortho-chloor-benzaldehyde in aanwezigheid van dimethylamine, DMA.
6. 6. De werkwijze volgens één der conclusies 1- 3 voor de vervaardiging van chlooraniline van chloornitrobenzeen.
7. 7. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies waarbij de heterogene katalysator werd warmtebehandeld, bij voorkeur bij een temperatuur in het bereik van 50-500°C, waarbij de warmtebehandeling bij voorkeur werd uitgevoerd gedurende ten minste 2 uur, met meer voorkeur 3 uur.
8. 8. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies waarbij de heterogene katalysator het eerste metaal en het tweede metaal omvat in een gewichtsverhouding van het tweede metaal ten opzichte van het eerste metaal in het bereik van 0,05:1,0 tot 10,0:1,0.
9. 9. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies verder omvattende de zuivering van het omgezette substraat, bij voorkeur door de destillatie van het reactieproduct, ter vermindering van het gehalte van ten minste één verbinding gekozen uit een reactiebijproduct, een toevoeronzuiverheid, een oplosmiddel en ongereageerd toevoersubstraat.
10. 10. De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies voor het bereiden van ortho-chloor- benzyldimethylamine, 2-CI-BDMA, verder omvattende het onderwerpen van de

    2- CI-BDMA aan een Grignardreactie, bijvoorbeeld omvattende in een eerste stap de bereiding van èen Grignardreagens waarin een magnesiumatoom wordt geïntroduceerd tussen de benzeenring en het chlooratoom, gevolgd door een tweede stap waarin het Grignardreagens wordt veresterd met een oxaalzuurdialkylester. 11. t De werkwijze volgens één der voorgaande conclusies verder omvattende de bereiding van een methoximinofenylglyoxylester, bij voorkeur verder omvattende de bereiding van een fungicide dat het methoximinofenylglyoxylester bevat, met meer voorkeur verder omvattende het gebruik van het fungicide.
11. 12. Een samenstelling omvattende, zoals gemeten met gaschromatografie, GC, a) ten minste 98,0 gew% 2-chloor-benzyl-dimethylamine, b) ten hoogste 0,40 gew% ortho-chloortolueen, bij voorkeur het totaal van alle chloor-tolueen isomeren, en c) ten minste 0,05 gew% 2-chloor-benzylalcohol.
12. 13. De samenstelling volgens conclusie 12 omvattende ten hoogste 0,04 gew% 2-chloor dichloormethylbenzeen.
13. 14. De samenstelling volgens één der conclusies 12-13 omvattende hoogstens 0,20 gew% 2-chloor-benzaldehyde, zoals bepaald met gaschromatografie.
14. 15. De samenstelling volgens één der conclusies 12-14 die te verkrijgen is met de werkwijze volgens één der conclusies 1-9.