CN101208319A - 制备胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过醛和/或酮与氢气和选自伯胺和仲胺中的氮化合物在多相催化剂存在下反应制备胺的方法。所述催化剂是催化剂包，所述催化剂包可通过将至少一种催化活性金属和/或至少一种该金属的化合物施加到作为载体材料的织造织物、针织织物或箔上制备。
Description
本发明涉及一种通过醛和/或酮与氢气和选自伯胺和仲胺中的氮化合物在多相催化剂存在下反应制备胺的方法。
该方法的产物可特别用于制备在合成燃料添加剂中的中间体(US-A-3,275,554；DE-A-21 25 039和DE-A-36 11 230)、表面活性剂、药物和农作物保护剂、环氧树脂硬化剂、用于聚氨酯的催化剂、用于制备季铵化合物的中间体、增塑剂、腐蚀抑制剂、合成树脂、离子交换剂、纺织助剂、染料、硫化促进剂和/或乳化剂。
对于通过醛或酮与氢气和氮化合物反应制备胺，已知的方法有例如高压法。其中，加氢胺化在固定催化剂床上进行，所述催化剂床中使用具有载于载体上的Ni、Pd、Pt、促进剂的金属催化剂。参见例如DE-A1-21 18283(BASF AG)。
对于通过加氢胺化制备胺，低压方法也是公知的。其中，例如，以悬浮模式使用贵金属催化剂。参见例如在Pd/C上制备二甲基环己胺(DMCHA)：US-A-4,521,624(1985)(压力范围3.4-40巴)和CN-A-1 092061(1994)(压力范围10-50巴).
EP-A-611 137(SumitomoChem.Comp.)涉及环状酮的还原胺化，其中在第一阶段制备相应的亚氨基化合物并且随后氢化。
EP-A2-312 253(Kao Corp.)描述了特定的铜催化剂在由醇或醛制备N-取代胺中的用途。
EP-A1-827 944(BASF AG)涉及薄层催化剂在氢化多不饱和C2-8烃中的用途。
DE-A1-101 56 813(BASF AG)涉及一种利用薄层含磷催化剂选择合成聚亚烷基胺的方法。
US-A1-2003/0049185(Air Products)描述了一种具有整料催化剂的改进型反应器及其在氧化和氢化、特别是硝基化合物的氧化和氢化中的用途。
EP-A1-1 358 935(Air Products)涉及具有Pd作为促进剂和选自Zn、Cd、Cu和Ag中的金属作为促进剂的负载型Ni催化剂。其中任选地提及了整料载体材料。所述催化剂用于醇的胺化和硝基化合物的氢化。
WO-A-99/32529(Shell)讲述了一种在具有大孔结构的催化剂存在下氢化大分子有机物质的方法。
本发明的目的是克服现有技术的一种或多种缺陷并且发现一种改进的、经济可行的胺制备方法。特别地，所述方法应该包括一种高活性和选择性(与悬浮催化剂相当)的催化剂，特征是能容易地从反应混合物中除去(与固定床催化剂类似)。
因此，已经发现了一种通过醛和/或酮与氢气和选自伯胺和仲胺中的氮化合物在多相催化剂存在下反应制备胺的方法，其中催化剂是催化剂包，所述催化剂包可通过将至少一种催化活性金属和/或至少一种该金属的化合物施加到作为载体材料的织造织物、针织织物或箔上制备。
本发明方法的优点包括薄层催化剂或整料催化剂的良好机械稳定性和经过催化剂床的低压降，即使在延长运行时间下，催化剂安装和拆除操作便利以及催化剂与产物分离简便。
依照本发明使用的催化剂具有下述结构。
载体材料
在依照本发明使用的催化剂中，所用的载体材料可以是各种箔和织造织物，以及针织织物，例如回线拉伸式针织品(loop-drawingly knittedfabrics)。根据本发明，可以使用具有不同织纹类型的织造织物，例如平纹、体纹(body tissue)、荷兰式(Dutch)织纹、五纬缎纹或其它特殊的织物。在本发明的一种实施方式中，适用的织物网是源自以下可纺织的金属丝：例如铁，弹簧钢，黄铜，磷青铜，纯镍，蒙乃尔合金，铝，银，镍银，镍，铬镍，铬钢，抗锈、耐酸和耐高温的铬镍钢以及钛。这些也适用于针织织物，例如回线拉伸式针织品。
也可以使用由无机材料如Al2O3和/或SiO2制备的织造品或回线拉伸式针织品。
在本发明的一种实施方式中还可以使用由塑性材料制备的合成纤维和织造织物。实例为聚酰胺，聚酯，乙烯基聚合物，聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和可加工得到织造织物或针织织物的其它塑性材料。
优选的载体材料为金属箔或金属织物，例如材料编号为1.4767、1.4401、2.4610、1.4765、1.4847、1.4301等的不锈钢。这些材料的命名和材料编号在Verein Deutscher eisenhüttenleute出版的“Stahleisenliste”[list of Steels]，第8版第87、89和106页(Verlag，Stahleisen mbH，Dusseldorf，1990)材料编号规范中规定。材料编号1.4767的材料又称为康泰尔材料(Kanthal)。
金属箔和金属织物是特别合适的，原因在于它们可以在用催化活性化合物或促进剂涂覆之前通过表面热处理增韧。为此，金属载体在含氧气氛如空气中在400-1100℃、优选800-1000℃下加热0.5-24小时，优选1-10小时。在本发明的一种实施方式中，这种预处理能够使催化剂活性得到控制或提高。
催化剂载体的涂层
根据本发明，依照本发明使用的催化剂载体可利用不同的处理方式用催化活性化合物和促进剂涂覆。
在本发明的一种实施方式中，作为催化剂和/或促进剂的活性物质通过将载体浸渍在本体中(例如，依照EP-A1-965 384(BASF AG))、电化学沉积或在还原剂存在下沉积(电镀)施加。
在本发明的一种实施方式中，织造的催化剂织物或催化剂箔可以然后再成型为整料以装入反应器。在本发明的其它实施方式中，再成型还可以在施加活性物质或促进剂之前进行。
在本发明的一种实施方式中，可依照本发明使用的催化剂载体，特别是织造织物、针织织物和箔，可以利用真空沉积技术用催化活性化合物和促进剂的“薄层”涂覆。“薄层”指沉积层的厚度在数(10-10m)和最大0.5μm之间的范围内。依照本发明，真空沉积技术可以是各种方式。实例为热蒸发、闪蒸、阴极雾化(溅射)，以及热蒸发与阴极物化联合。热蒸发可通过直接或间接电加热进行。
利用电子束的蒸发同样可依照本发明使用。为此，要蒸发的物质在水冷却的坩埚内用电子束进行强表面加热以致即使高熔点金属和电介质也被蒸发。在本发明的一种实施方式中，向残余气流中有控制地添加合适数量的活性气体，使得化学反应利用蒸汽沉积技术以层状形式进行。因而，合适的反应控制允许在载体上获得氧化物、氮化物或碳化物。
本发明方法允许载体，特别是织造织物、针织织物和箔在真空沉积设备中进行非连续或连续的气相沉积。例如，通过利用强度足以使金属从水冷却坩埚蒸发出而且沉淀在载体上的电子束，在10-2至10-10托、优选10-4至10-8托的真空下加热要施加的催化活性组分或化合物(如贵金属)进行气相沉积。织造或针织的负载型织物以使得最大部分的蒸汽流在载体上冷凝的方式适当地排列。安装的绕线机允许织造织物或针织织物连续地被涂覆。依照本发明，优选在空气或空气设备中连续溅射。
真空沉积技术的参数和条件可参见例如“Handbook of Thin FilmTechnology”，出版商：Maissel和Glang，McGraw Hill，New York，1970，“Thin Film Processes”，J.L.Vossen和B.Kern，Academic Press，NewYork以及EP-A-198 435。EP-A2-198 435涉及通过使不锈钢织造织物进行气相沉积铂或铂和铑来生产催化剂网状包。
在本发明通过真空沉积技术制备催化剂的过程中，载体上应该产生基本无序且破裂的多晶颗粒，原子的主要部分应存在于表面内。因而，这与已知的光学和电子工业中的气相沉积技术不同，在已知技术中的载体和气相沉积材料必须保证高纯度，还必须建立载体上预定的冷凝温度以及特定的气相沉积速率。
在本发明方法中，一种或多种催化活性化合物或促进剂可通过气相沉积施加。
在本发明的一种实施方式中，具有催化活性物质的涂层的厚度优选为0.2nm-100nm，更优选0.5nm-20nm，特别是3nm-7nm。
在本发明的一种实施方式中，所用的催化剂活性化合物是元素周期表VIII族过渡元素，优选镍、钯和/或铂，特别是钯。
在本发明的一种实施方式中，可以存在促进剂，而且依照本发明可以选自元素周期表III、IV、V、VI主族和I、II、III、VI、VII过渡族的元素(Chemical Abstracts Service group notation)。
在本发明一种实施方式中使用的促进剂优选选自铜、银、金、锌、铬、镉、铅、铋、锡、锑、铟、镓、锗、钨或它们的混合物，更优选银、铟、和镓、铜、金、锌、铬、镉、铅、铋、锡、锑。
在本发明一种实施方式中使用的至少一种促进剂的层厚度为0.1-20nm，优选0.1-10nm，特别是0.5-3nm。
在施加催化活性化合物和/或促进剂之前，载体可通过下述步骤改性：将可氧化的金属层进行气相沉积，并随后氧化形成氧化物层。在一种实施方式中，所用的可氧化的金属为镁、铝、硅、钛、锆、锡或锗，以及它们的混合物。依照本发明。这种氧化层的厚度优选为0.5-200nm，更优选0.5-50nm。
带涂层的载体材料可以在涂覆后进行热处理，例如，涂钯的载体材料在200-800℃、优选300-700℃下处理0.5-2小时。
在完成催化剂制备后，如果需要的话，可以用氢气在20-250℃、优选100-200℃下还原催化剂。所述还原还优选在反应器自身内进行。
在本发明的一种实施方式中，还可以建立催化剂系统，例如在气相沉积设备内用各种不同的蒸发源。例如，可以将氧化层或通过活性蒸发将粘合层首先施加到载体上。在此基础层上，还可以通过气相沉积施加多个交替的催化活性组分和促进剂层。在气相沉积中允许反应气体进入气流，使得能够获得由氧化物和其它化合物组成的促进剂层。中间或随后还可以包括热处理步骤。
至少一种作为催化剂和/或促进剂的活性物质还可以通过浸渍施加。
依照本发明通过气相沉积制备的催化剂，特别是织造催化剂织物、针织催化剂织物和催化剂箔，具有非常好的催化活性化合物与促进剂之间的粘合强度。因此，它们可以再成型、切割和例如加工成整料催化剂元件，且催化活性化合物和促进剂不会分离。也可以使用本发明的织造催化剂织物、针织催化剂织物和催化剂箔形成用于反应器(例如流动反应器)、反应塔或蒸馏塔的任何形状的催化剂包。还可以制备具有不同几何形状的催化剂填充元件，如由蒸馏和萃取技术所获知的。提供低操作压降的有利的本发明催化剂填充元件几何形状的实例为Montz A3和Sulzer BX、DX和EX设计。由催化剂箔或膨胀的金属催化剂箔组成的本发明催化剂几何形状的一个实例是Montz BSH类型。
每单位体积的催化剂处理量，特别是织造催化剂织物的量、针织催化剂织物的量和催化剂箔的量，可以在较宽范围内控制，这样可以在织造催化剂织物、针织催化剂织物和催化剂箔中产生不同的孔径和通道宽度。适当地选择单位体积的织造催化剂织物、针织催化剂织物和催化剂箔的量能够调整反应器(例如流动或蒸馏反应器)内的最大压降，因而可以根据实验要求调整催化剂。
依照本发明使用的催化剂优选为整料形式，例如EP-A2-564 830所述。其它合适的催化剂描述在EP-A1-218 124和EP-A1-412 415中。
依照本发明使用的整料催化剂的其它优点在于良好地固定于反应器床中的能力，从而能够非常有效地用于例如在高表观速率下以液相模式进行液相氢化。与之对比，在传统负载型催化剂的情况下，催化剂床中存在着涡流风险，这样可能导致成型体的摩擦或分解。在气相氢化中，所述催化剂包是耐冲击或耐振动的。无摩擦出现。
氢化
上述催化剂依照本发明用于通过醛和/或酮与氢气和选自伯胺和仲胺中的氮化合物在多相催化剂存在下反应制备胺的方法。
使用本发明催化剂能够使这些醛和酮以高选择性和高收率转化为相应的仲胺和叔胺。
羰基化合物优选在液相中胺化，优选在串接的两个反应器内进行，转化率在第一反应器应达到60-99％。剩余的转化率在第二反应器内达到，或者其用作安全反应器。
在液相胺化中，具有或不具有循环的、绝热操作的反应器可能是适当的。
在优选实施方式中，胺化在反混的等温反应器和附接的绝热反应器内进行。
在本发明的一种实施方式中，反应在液相中或在其中至少50重量％反应混合物为液相的液/气混合相中进行。
在本发明的一种实施方式中，胺化以滴流模式或液相模式进行。
在液相模式中，添加的氢化氢气可以以溶于液相的形式存在。
使用的反应器可以是例如管式反应器。
在一种实施方式中，胺化中反应混合物的进入温度为-10～150℃，优选0～120℃，特别是0～90℃。
为了确保形成液相，必须在上述范围内选择合适的温度和压力参数，选择的依据依赖于特殊情况下使用的物质混合物。
氮化合物的使用量优选为所用醛和/或酮的摩尔量的0.90-100倍，更优选为1.0-10倍。
本发明方法优选在绝对压力1-300巴、优选1-100巴、更优选1-50巴、特别优选1-30巴下进行。
本发明醛和/或酮的胺化方法优选在60-200℃、优选80-170℃、更优选100-150℃下进行。
优选以废气速率为5-800标准立方米/小时、特别是20-300标准立方米/小时运行。
催化剂的时空速率优选是按每小时每升催化剂(床体积)计0.1-2.0kg、优选0.1-1.0kg、更优选0.2-0.6kg醛和/或酮。
可以使用较高的温度、较高的总压和较高的催化剂时空速率。反应器内由胺化剂、醛和/或酮组分的分压以及在特定温度下形成的产物的分压的总和所产生的压力通过将氢气注射到期望的反应压力而被适当提高。
反应过程中形成的反应水通常对转化程度、反应速率、选择性和催化剂寿命没有破坏作用，因此适当地不从中除去直到对反应产物进行后处理，例如通过蒸馏。
一旦反应流出物已经适当地解压，如果合适的话从中除去过量的氢气和过量的胺化试剂，并且对获得的粗反应产物提纯，例如，通过分馏精馏。合适的后处理方法已经描述在例如EP-A-1 312 600和EP-A-1 312 566(两者均为BASF AG)中。
未转化的反应物和合适的副产物(在合适情况下出现)可以在循环回合成工艺。在间歇或连续模式中，可以在分离器中在循环气流中冷凝产物之后，使未转化的反应物再次通过催化剂床。
依照本发明方法可以制备例如式I的胺，
其中：
R1、R2各自为氢(H)，烷基如C1-20-烷基，环烷基如C3-12-环烷基，烷氧基烷基如C2-30-烷氧基烷基，二烷基氨基烷基如C3-30-二烷基氨基烷基，芳基，芳烷基如C7-20-芳烷基，以及烷芳基如C7-20-烷基芳基，或一起为-(CH2)j-X-(CH2)k-，
(R1和R2不同时为H)，
R3、R4各自为氢(H)，烷基如C1-20-烷基，环烷基如C3-12-环烷基，羟烷基如C1-20-羟烷基，氨基烷基如C1-20-氨基烷基，羟烷基氨基烷基如C2-20-羟烷基氨基烷基，烷氧基烷基如C2-30-烷氧基烷基，二烷基氨基烷基如C3-30-二烷基氨基烷基，烷基氨基烷基如C2-30-烷基氨基烷基，R5-(OCR6R7CR8R9)n-(OCR6R7)，芳基，杂芳基，芳烷基如C7-20-芳烷基，杂芳基烷基如C4-20-杂芳基烷基，烷芳基如C7-20-烷基芳基，烷基杂芳基如C4-20-烷基杂芳基，以及Y-(CH2)m-NR5-(CH2)q，或一起为-(CH2)l-X-(CH2)m-或
R2和R4一起为-(CH2)l-X-(CH2)m-，
R5、R10各自为氢(H)，烷基如C1-4-烷基，烷基苯基如C7-40-烷基苯基，
R6、R7、R8、R9各自为氢(H)、甲基或乙基，
X为CH2、CHR5、氧(O)、硫(S)或NR5，
Y为N(R10)2、羟基、C2-20-烷基氨基烷基或C3-20-二烷基氨基烷基，
n为1-30的整数，且
j、k、l、m、q各自为1-4的整数。
因此，本发明方法优选用于通过式VI或VII的醛和/或酮
与式III的氮化合物反应制备式I的胺，
其中R1、R2、R3和R4各自如上定义。
由R2和R4基团的定义显然可以看出，所述反应还可以在合适的氨基酮或氨基醛中以分子内方式进行。
完全从形式意义上讲，为了制备胺I，氮化合物III的氢原子可相应地被R4(R3)CH-基团替代并同时释放一摩尔当量的水。
化合物I、III、VI和VII中的取代基R1至R10、变量X、Y和指数j、k、l、m、n和q各自定义如下：
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10：
-氢(H)，(R1和R2不同时为H)，
R3、R4：
-烷基，如C1-20-烷基，优选C1-14-烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1，2-二甲基丙基、正己基、异己基、仲己基、环戊基甲基、正庚基、异庚基、环己基甲基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、正癸基、2-正丙基-正庚基、正十三烷基、2-正丁基-正壬基和3-正丁基-正壬基，
-羟烷基，如C1-20-羟烷基，优选C1-8-羟烷基，更优选C1-4-羟烷基，例如羟甲基、1-羟乙基、2-羟乙基、1-羟基-正丙基、2-羟基-正丙基、3-羟基-正丙基和1-(羟乙基)乙基，
-氨基烷基，如C1-20-氨基烷基，优选C1-8-氨基烷基，例如氨基甲基、2-氨基乙基、2-氨基-1，1-二甲基乙基、2-氨基-正丙基、3-氨基-正丙基、4-氨基-正丁基、5-氨基-正戊基、N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙基和N-(2-氨基乙基)氨基甲基，
-羟烷基氨基烷基，如C2-20-羟烷基氨基烷基，优选C3-8-羟烷基氨基烷基，如(2-羟乙基氨基)甲基、2-(2-羟乙基-氨基)乙基和3-(2-羟乙基氨基)丙基，
-R5-(OCR6R7CR8R9)n-(OCR6R7)，优选R5-(OCHR7CHR9)n-(OCR6R7)，更优选R5-(OCH2CHR9)n-(OCR6R7)，
-烷基氨基烷基，如C2-30-烷基氨基烷基，优选C2-20-烷基氨基烷基，更优选C2-8-烷基氨基烷基，例如甲氨基甲基、2-甲基氨基乙基、乙氨基甲基、2-乙基氨基乙基和2-(异丙基氨基)乙基、(R5)HN-(CH2)q，
-Y-(CH2)m-NR5-(CH2)q，
-杂芳基烷基，如C4-20-杂芳基烷基，如吡啶-2-基甲基，呋喃-2-基甲基，吡咯-3-基甲基和咪唑-2-基甲基，
-烷基杂芳基，如C4-20-烷基杂芳基，例如2-甲基-3-吡啶基、4，5-二甲基咪唑-2-基、3-甲基-2-呋喃基和5-甲基-2-吡嗪基，
-杂芳基，如2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、吡嗪基、吡咯-3-基、咪唑-2-基、2-呋喃基和3-呋喃基，
R1、R2、R3、R4：
-环烷基，如C3-12环烷基，优选C3-8-环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基，更优选环戊基和环己基，
-烷氧基烷基，如C2-30-烷氧基烷基，优选C2-20-烷氧基烷基，更优选C2-8-烷氧基烷基，如甲氧基甲基、乙氧基甲基、正丙氧基甲基、异丙氧基甲基、正丁氧基甲基、异丁氧基甲基、仲丁氧基甲基、叔丁氧基甲基、1-甲氧基乙基和2-甲氧基乙基，更优选C2-4-烷氧基烷基，
-二烷基氨基烷基，如C3-30-二烷基氨基烷基，优选C3-20-二烷基氨基烷基，更优选C3-10-二烷基氨基烷基，例如N，N-二甲胺基甲基、(N，N-二丁氨基)甲基、2-(N，N-二甲氨基)乙基、2-(N，N-二乙氨基)乙基、2-(N，N-二丁氨基)乙基、2-(N，N-二正丙基氨基)乙基和2-(N，N-二异丙基氨基)乙基、3-(N，N-二甲氨基)丙基、(R5)2N-(CH2)q，
-芳基，例如苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基和9-蒽基，优选苯基、1-萘基和2-萘基，更优选苯基，
-烷芳基，如C7-20-烷基芳基，优选C7-12-烷基苯基，例如2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2，4-二甲基苯基、2，5-二甲基苯基、2，6-二甲基苯基、3，4-二甲基苯基、3，5-二甲基苯基、2，3，4-三甲基苯基、2，3，5-三甲基苯基、2，3，6-三甲基苯基、2，4，6-三甲基苯基、2-乙基苯基、3-乙基苯基、4-乙基苯基、2-正丙基苯基、3-正丙基苯基和4-正丙基苯基，
-芳烷基，如C7-20-芳烷基，优选C7-12-苯基烷基，例如苄基、对甲氧基苄基、3，4-二甲氧基苄基、1-苯乙基、2-苯乙基、1-苯丙基、2-苯丙基、3-苯丙基、1-苯丁基、2-苯丁基、3-苯丁基和4-苯丁基，更优选苄基、1-苯乙基和2-苯乙基，
-R3和R4或R2与R4一起为-(CH2)j-X-(CH2)m-基团，例如-(CH2)3-、(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)7-、-(CH2)-O-(CH2)2-、-(CH2)-NR5-(CH2)2-、-(CH2)-CHR5-(CH2)2-、-(CH2)2-O-(CH2)2-、-(CH2)2-NR5-(CH2)2-、-(CH2)2-CHR5-(CH2)2-、-CH2-O-(CH2)3-、-CH2-NR5-(CH2)3-、-CH2-CHR5-(CH2)3-，
R1、R2：
-烷基，如C1-20-烷基，优选C1-8-烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1，2-二甲基丙基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、异庚基、正辛基、异辛基、2-乙基己基，更优选C1-4-烷基，或
-R1与R2一起为-(CH2)j-X-(CH2)k-基团，例如-(CH2)3-、(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)7-、-(CH2)-O-(CH2)2-、-(CH2)-NR5-(CH2)2-、-(CH2)-CHR5-(CH2)2-、-(CH2)2-O-(CH2)2-、-(CH2)2-NR5-(CH2)2-、-(CH2)2-CHR5-(CH2)2-、-CH2-O-(CH2)3-、-CH2-NR5-(CH2)3-、-CH2-CHR5-(CH2)3-，
R5、R10：
-烷基，优选C1-4-烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基，优选甲基和乙基，更优选甲基，
-烷基苯基，优选C7-40-烷基苯基，例如2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2，4-二甲基苯基、2，5-二甲基苯基、2，6-二甲基苯基、3，4-二甲基苯基、3，5-二甲基苯基，2-、3-、4-壬基苯基，2-、3-、4-癸基苯基，2，3-、2，4-、2，5-、3，4-、3，5-二壬基苯基，2，3-、2，4-、2，5-、3，4-和3，5-二癸基苯基，特别是C7-20-烷基苯基，
R6、R7、R8、R9：
甲基或乙基，优选甲基，
X：
-CH2、CHR5、氧(O)、硫(S)或NR5，优选CH2和O，
Y：
-N(R10)2，优选NH2和N(CH3)2，
-羟基(OH)，
-C2-20-烷基氨基烷基，优选C2-16-烷基氨基烷基，例如甲氨基甲基、2-甲氨基乙基、乙氨基甲基、2-乙氨基乙基和2-(异丙基氨基)乙基，
-C3-20-二烷基氨基烷基，优选C3-16-二烷基氨基烷基，例如二甲氨基甲基、2-二甲氨基乙基、2-二乙氨基乙基、2-(二正丙氨基)乙基和2-(二异丙氨基)乙基，
j、l：
-1-4的整数(1、2、3或4)，优选2和3，更优选2，
k、m、q：
-1-4的整数(1、2、3或4)，优选2、3和4，更优选2和3，
n：
-1-30的整数，优选1-8的整数(1，2，3，4，5，6，7或8)，更优选1-6的整数。
可依照本发明使用的适当的酮是在上述先决条件下几乎所有的脂族和芳族酮。脂族酮可以是直链、支链或环状的；酮可以含有杂原子。所述酮可进一步携带取代基或包含在加氢胺化条件下表现惰性的官能团，例如烷氧基、烯氧基、烷基氨基或二烷基氨基，或如果合适的话在加氢胺化条件下氢化的官能团，例如C-C双键或三键。在多官能酮要被胺化时，可以通过控制反应条件获得氨基酮、氨基醇、环状胺或多胺化的产物。
优选，例如胺化氢化下述酮：
丙酮、乙基甲基酮、甲基乙烯基酮、异丁基甲基酮、丁酮、3-甲基丁基-2-酮、二乙酮、四氢萘酮、苯乙酮、对甲基苯乙酮、对甲氧基苯乙酮、间甲氧基苯乙酮、1-乙酰基萘、2-乙酰基萘、1-苯基-3-丁酮、环丁酮、环戊酮、环戊烯酮、环己酮、环己烯酮、2，6-二甲基环己酮、环庚酮、环十二酮、乙酰丙酮、丙酮醛和苯甲酮。
可依照本发明使用的适当的醛是在上述先决条件下几乎所有的脂族和芳族醛。脂族醛可以是直链、支链或环状的；醛可以含有杂原子。所述醛可进一步携带取代基或包含在加氢胺化条件下表现惰性的官能团，例如烷氧基、烯氧基、烷基氨基或二烷基氨基，或如果合适的话在加氢胺化条件下氢化的官能团，例如C-C双键或三键。在多官能醛或酮基醛要被胺化时，可以通过控制反应条件获得氨基醇、环状胺或多胺化的产物。
优选，例如胺化氢化下述醛：
甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、异丁醛、新戊醛、正戊醛、正己醛、2-乙基己醛、2-甲基戊醛、3-甲基戊醛、4-甲基戊醛、乙二醛、苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、对甲基苯甲醛、苯基乙醛、(对甲氧基苯基)乙醛、(3，4-二甲氧基苯基)乙醛、4-甲酰基四氢吡喃、3-甲酰基四氢吡喃、5-甲酰基戊腈、香茅醛、丙烯醛、甲基丙烯醛、乙基丙烯醛、柠檬醛、巴豆醛、3-甲氧基丙醛、3-氨基丙醛、羟基新戊醛、二羟甲基丙醛、二羟甲基丁醛、糠醛、乙二醛、戊二醛和加氢醛化的低聚物和聚合物，例如加氢醛化的聚异丁烯(聚异丁烯醛)或通过1-戊烯和环戊烯的易位反应获得的加氢醛化低聚物。
用于在氢存在下加氢胺化醛和/或酮的胺化试剂可以是脂族或环脂族或芳族的伯或仲胺。
由二醛或低聚醛或二或低聚的酮或酮基醛，可通过分子内加氢胺化制备环状胺，例如吡咯烷、哌啶、六亚甲基亚胺、哌嗪和吗啉。
优选使用伯或仲胺作为胺化剂以制备不对称取代的二-或三烷基胺，例如乙基二异丙基胺和乙基二环己基胺。
优选使用下述一-或二烷基胺作为胺化剂：甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、正丙胺、二-正丙胺、异丙胺、二异丙基胺、异丙基乙基胺、正丁胺、二正丁胺、仲丁胺、二-仲丁基胺、异丁基胺、正戊胺、仲戊胺、异戊胺、正己基胺、仲己胺、异己基胺、环己胺、苯胺、甲苯胺、哌啶、吗啉和吡咯烷。
特别优选通过本发明方法制备的胺是例如N，N-二(C1-4烷基)环己胺(由环己酮和二(C1-4烷基)胺制备)，正丙基胺(例如二甲基丙基胺)(由丙醛和DMA制备)，N，N-二甲基-N-异丙基胺(由丙酮和DMA制备)，N，N-二甲基-N-丁基胺(由丁醛、异丁醛或丁酮和DMA制备)，N-乙基-N，N-二异丙基胺(由乙醛和N，N-二异丙基胺制备)和三(2-乙基己基)胺(由2-乙基己醛和二(2-乙基己基)胺制备)。
在本文中，所有的ppm数据均基于重量计。
实施例
A.
实验室试验在来自Büchi的500ml搅拌高压釜中进行。要转化的羰基化合物和胺首先装入已经安装了特定薄层催化剂的高压釜中。注入氢气并且将混合物加热到反应温度。搅拌器的速率为1200rpm。
B.
使用的设备包含装配有薄层催化剂的泡罩塔。要转化的羰基化合物和胺首先装入已经安装了特定薄层催化剂的高压釜中。注入氢气并且将混合物加热到反应温度。氢气和液体从底部引入反应器。液体和气体通过泵循环。
反应流出物通过气相色谱(GC)分析(DB1分离塔，长度：60m，内径：0.32mm，载气：氦，温度程序：80℃，然后以8℃分钟升温到280℃，最后15分钟在280℃恒温)。
实施例A1
向实验用高压釜中首先以摩尔比1∶1装入醛化合物铃兰醛和胺化合物二甲基吗啉。将异丙醇加入反应混合物(基于胺和醛总重的40％)。所用的催化剂是基于康泰尔(Kanthal)织物的具有490mg Pd/m2的薄层钯催化剂。贵金属在反应中的含量为基于铃兰醛重量的0.07重量％。在每次反应后，用异丙醇冲洗高压釜和薄层催化剂。
芬普福(Fenpropimorph)的合成在6巴的氢气压力和80℃的反应温度下进行。在反应时间5小时后，在98％的产物选择性下，铃兰醛的转化率达到76％。在第二和第三反应流程中，在相同反应条件下的5小时反应时间后，测得在98％产物选择性下的铃兰醛转化率达到78％。
实施例A2
向实验用高压釜中首先以2.5∶1的胺∶醛摩尔比装入铃兰醛和二甲基吗啉。在不添加异丙醇作为增溶剂的条件下进行反应。所用催化剂为来自实施例1的薄层催化剂。反应中贵金属的含量为基于铃兰醛的0.07重量％。
反应在14巴的氢气压力和120℃的反应温度下进行。在反应时间5小时后，在98％产物选择性下的铃兰醛转化率达到93％。
实施例A3
在与实施例1和2相同的实验高压釜中，使用相同的薄层催化剂合成二甲基环己胺。环己酮和二甲胺以1.2的胺∶酮摩尔比反应。反应中贵金属的含量为基于酮的0.12重量％。
反应在6巴的氢气压力和80℃的反应温度下进行。在反应时间5小时后，在高于98％的产物选择性下的铃兰醛转化率达到33％。
实施例A4
将来自实施例3的反应流出物在14巴的氢气压力和120℃的反应温度下在来自实施例1-3的薄层催化剂上再转化2.5小时。在98％的产物选择性下的环己酮转化率提高到60％。
实施例A5
向实验用高压釜中首先以2.5∶1的胺∶醛摩尔比装入铃兰醛和二甲基吗啉。所用的催化剂为基于碳织物且具有1.2g Pd/m2的薄层钯催化剂。贵金属在反应中的含量为基于铃兰醛的0.14重量％。
反应在6巴的氢气压力和80℃的反应温度下进行。在反应时间6小时后，在98％的产物选择性下的铃兰醛转化率达到17％。在第二反应流程，在相同反应条件下6小时反应时间后，测得在高于99％的产物选择性下的铃兰醛转化率达到13％。
实施例A6
铃兰醛和二甲基吗啉首先以2.5∶1的胺∶醛摩尔比装入高压釜。所用催化剂为来自实施例5的薄层催化剂。贵金属在反应中的含量为基于铃兰醛的0.14重量％。
反应在14巴的氢气压力和120℃的反应温度下进行。在反应时间5小时后，在高于99％的产物选择性下的铃兰醛转化率达到49％。
实施例A7
环己酮和二甲胺以1.2的胺∶酮摩尔比反应。所用催化剂为来自实施例5的薄层催化剂。贵金属在反应中的含量为基于酮计的0.16重量％。
反应在6巴的氢气压力和80℃的反应温度下进行。在反应时间6小时后，测得在高于98％的产物选择性下的转化率为59％。
实施例A8
环己酮和二甲胺以1.2的胺∶酮摩尔比反应。所用催化剂为来自实施例5的薄层催化剂。贵金属在反应中的含量为基于酮计的0.16重量％。
反应在14巴的氢气压力和120℃的反应温度下进行。反应时间6小时后，测得在高于98％的产物选择性下的转化率为94％。
实施例B1
向实验反应器中首先以摩尔比1.5∶1的胺∶醛摩尔比装入铃兰醛和二甲基吗啉(总体积650ml)。所用的催化剂为基于康泰尔-900织物且具有1.96gPd/m2的薄层钯催化剂。该薄层催化剂在80℃用氢气(20l(STP)/h)(l(STP)＝标准升＝转化为标准条件的体积)预活化1小时。贵金属的含量为基于铃兰醛重量的0.14重量％。
反应在6巴的氢气压力和液体入口温度60℃下进行。该实验用40-105升/小时的循环气体运行。循环液体流速为500-1000g/min。该实验用大约50l(STP)/h废气运行。反应6小时后，在高于98％的产物选择性下的铃兰醛转化率达到24％。
实施例B2
向与B1相同的反应器中首先以1.5∶1的胺∶醛摩尔比装入铃兰醛和二甲基吗啉(总体积650ml)。所用的催化剂为基于碳织物且具有0.95g Pd/m2的薄层钯催化剂。该薄层催化剂在80℃用氢气(20l(STP)/h)预活化1小时。在反应中的贵金属含量为基于铃兰醛重量的0.07重量％。
反应在6巴的氢气压力和液体入口温度60℃下进行。该实验用40-105升/小时的循环气体运行。循环液体流速为400-750g/min。该实验用大约50l(STP)/h废气运行。反应5小时后，在高于98％的产物选择性下的铃兰醛转化率为5％。
Claims (23)
1.一种通过醛和/或酮与氢气和选自伯胺和仲胺中的氮化合物在多相催化剂存在下反应制备胺的方法，其中催化剂是催化剂包，所述催化剂包可通过将至少一种催化活性金属和/或至少一种该金属的化合物施加到作为载体材料的织造织物、针织织物或箔上制备。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述催化剂包可通过将至少一种作为促进剂的活性金属和/或至少一种该金属的化合物施加到载体材料制备。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述活性金属通过气相沉积和/或溅射施加。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属化合物通过浸渍施加。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化剂包由至少一个整料组成，其中所述整料由织造织物、针织织物或箔形成。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述织造织物、针织织物或箔由金属或无机材料组成。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属是镍、铝、铬、钛或不锈钢，所述无机材料为Al2O3、SiO2或塑性材料。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述由金属制备的织造织物、针织织物或箔在气相沉积和/或溅射之前，在含氧气氛中被加热到400-1100℃持续0.5-24小时。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述的催化活性金属或其化合物中的金属是选自元素周期表的9和/或10和/或11族元素，作为促进剂的活性金属或其化合物中的金属是选自元素周期表的6、7、11、12、13、14、15、16族元素(IUPANC命名，1985)。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应在气相进行。
11.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述反应在液相中或在其中至少50重量％反应混合物为液相的液/气混合相中进行。
其中至少50重量％反应混合物为液相的液/气混合相中进行。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应在60-200℃下进行。
13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应在1-100巴的绝对压力下进行。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氮化合物的用量是所用醛和/或酮的摩尔量的0.90-100倍。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述织物由康泰尔材料或碳组成。
16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化活性金属为Pd。
17.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化活性金属和作为促进剂的活性金属不是Ni。
18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化活性金属和作为促进剂的活性金属不是Cu。
19.如权利要求1-18中任一项所述的方法，该方法通过铃兰醛与顺-2，6-二甲基吗啉反应制备顺-4-[3-(4-叔丁基苯基)-2-甲基丙基]-2，6-二甲基吗啉。
20.如权利要求1-18中任一项所述的方法，该方法通过环己酮与二甲胺反应制备N，N-二甲基环己胺。
21.如权利要求1-18中任一项所述的方法，该方法通过丙酮与二甲胺反应制备N，N-二甲基-N-异丙基胺。
22.如权利要求1-18中任一项所述的方法，该方法通过乙醛与N，N-二异丙基胺反应制备N-乙基-N，N-二异丙基胺(Hünig’s碱)。
23.如权利要求1-18中任一项所述的方法，该方法通过2-乙基己醛与二(2-乙基己基)胺反应制备三(2-乙基己基)胺。
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