CN104507904A - 用于生产氨基丙基甲基乙醇胺的方法 - Google Patents

用于生产氨基丙基甲基乙醇胺的方法 Download PDF

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Abstract

提出了一种用于生产APMMEA(氨基丙基甲基乙醇胺)的新方法。该方法包括至少2个步骤，其中首先由MMEA(单甲基乙醇胺)和ACN(丙烯腈)生产MEAPN(单甲基乙醇氨基丙腈)并且然后将所述MEAPN氢化以获得相应的胺，该APMMEA化合物。APMMEA然后可最终通过几种已知的方法纯化，值得注意地是通过蒸馏。

Description

用于生产氨基丙基甲基乙醇胺的方法
发明的技术领域
本发明涉及一种用于生产APMMEA(氨基丙基甲基乙醇胺)的方法。
发明背景
APMMEA是氨基丙基甲基乙醇胺或N-氨基丙基单甲基乙醇胺(CAS号：41999-70-6)
MMEA是单甲基乙醇胺或N-甲基乙醇胺(CAS号：109-83-1)
ACN是丙烯腈(CAS号：107-13-1)
MEAPN是单甲基乙醇氨基丙腈(CAS号：34508-82-2)
APMMEA胺中和剂是一种澄清的、基本上无色的、低粘度的液体，具有高闪点和温和的气味。它与水，醇类，醚类以及其他溶剂互溶。该化合物的胺基可以用来中和羧基官能聚合物以便将它们溶解在水中并且用于提供有效的乳胶漆的pH控制。该APMMEA胺中和剂还可以作为一种共分散剂以及润湿剂使用。其中可使用这种APMMEA胺中和剂的主要聚合树脂包含丙烯酸树脂，醇酸树脂以及乙烯基树脂。
发明说明
本发明提供了一种用于生产APMMEA(氨基丙基甲基乙醇胺)的新方法。该方法包括至少2个步骤，其中首先由MMEA(单甲基乙醇胺)和ACN(丙烯腈)生产MEAPN(单甲基乙醇氨基丙腈)并且然后将所述MEAPN氢化以获得相应的胺，该APMMEA化合物。APMMEA然后可最终通过几种已知的方法纯化，值得注意地是通过蒸馏。
本发明涉及一种用于生产APMMEA的方法，该方法包括至少2个步骤：
(a)由MMEA和ACN反应生产MEAPN；和
(b)氢化MEAPN以生产APMMEA。
步骤(a)
这个步骤(a)是一个集中在胺对α，β-不饱和氰基化合物的亲核加成的迈克尔反应。
该反应的温度可以包含在30℃与100℃之间，优选地在50℃与70℃之间。反应可在大气压下进行。
这个步骤可在无催化剂或特定溶剂下进行。水可以用于该反应介质中。
在该反应中，MMEA/ACN的摩尔/摩尔比优选地包含在0.98至1.2之间，更优选地包含在1.0至1.1之间，有利地包含在1与1.02之间。
这个步骤(a)可以在任何常规的适合进行MEAPN生产的设备上进行。这个步骤(a)可以通过一种连续或不连续的方式进行。例如，适合的设备包括一个搅拌槽式或环式反应器。
步骤(b)
本发明的目的之一是用于提供一种对腈化合物(MEAPN)进行氢化的连续或不连续的方法，以产生相应的胺化合物，APMMEA。这个反应值得注意地在一种基于雷尼金属的催化剂存在下、在一种包含水的介质中、在一种无机碱的存在下、优选地不存在例如乙醇的溶剂下发生，这使之有可能以每吨生产的胺化合物低催化剂消耗来在反应器中保持一种合适的催化活性。
为此，本发明优选地提供了一种通过MEAPN氢化制造APMMEA的方法，该方法优选地在于向一个反应器中提供氢气和MEAPN。该反应介质可包括一种催化剂，值得注意地是基于雷尼金属的催化剂的悬浮颗粒，一种无机碱以及水。
适合这一步骤的催化剂可以是雷尼金属，比如雷尼镍或雷尼钴，优选雷尼镍。多种促进剂元素可以有利地与雷尼金属一起使用。这些促进剂元素选自属于元素周期表的第IIB族，以及第IVB族至VIIB族的元素。有利地，这些促进剂元素选自由钛、铬、锆、钒、钼、锰、钴、镍、锌、铁以及它们的组合组成的组。
催化剂可以在再循环到该反应介质中之前经受一个再生过程。该所述再生过程可以包括一个用水洗该催化剂以去除大多数有机化合物的阶段，将该洗涤过的催化剂经受用一种碱和/或在氢气压力下的处理，接着用一种碱金属氢氧化物水溶液和/或水洗涤。
根据本发明的一个优选的目的，该氢化反应是在一种溶剂存在下进行的，该溶剂有利地由通过氢化获得的胺(即APMMEA)组成。在反应介质中APMMEA的浓度有利地是在该氢化反应介质的液相的按重量计50％与99％之间，优选按重量计60％与99％之间。
该氢化反应可在水作为该反应介质的其他成分的存在下进行。在总反应介质的液相中，水通常是以按重量计小于或等于50％的量存在，有利地是按重量计小于或等于20％，并且仍更优选地按重量计在0.1％与15％之间。
该氢化反应在一种无机碱存在下进行，比如LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH和/或它们的混合物。优选使用NaOH和KOH。
所添加的碱的量确定为使得具有至少0.2摩尔碱/千克催化剂，优选在0.2与5摩尔碱/kg催化剂之间，并且仍更有利地在1与3摩尔碱/kg催化剂之间。
该氢化反应可在小于或等于150℃的温度下进行，优选小于或等于120℃，并且仍更优选小于或等于100℃的温度。该反应温度通常是在50℃与100℃之间。在该反应器中氢气的压力可以在大约0.10与10MPa之间。
该氢化步骤可以在任何常规的适合于进行转化的氢化设备中进行。例如，适合的设备包括一个搅拌槽式或环式反应器，连续搅拌槽式反应器，连续气升式反应器，固定床反应器，滴流床反应器，筛板式反应器或允许错流过滤的反应器。根据本发明的一个其他实施例，本发明的氢化反应在FR2921922描述的设备或装置中连续进行。该适用于实施本发明方法的的设备使得有可能在与所述催化剂的最小可能失活一致的时间内产生优异的气体/液体接触，这两个相在接触后快速并且有效的分离，氢化物和催化剂的连续分离以及后者的再循环。
关于步骤(b)，在步骤(c)中，APMMEA可最终通过几种已知的方法纯化，值得注意地是通过蒸馏。这个纯化能够以一种连续或分批方式完成。此种蒸馏可以在大气压力或者减压下进行。
本发明将借助实例在以下说明。
实验部分
实例1：步骤(a)
向装配有机械搅拌器、温度计和均压滴液漏斗、回流冷凝器的一个500ml的圆底烧瓶中加入180g单甲基乙醇胺(MMEA)。向该滴液漏斗加入106g丙烯腈。在防止反应温度上升超过50℃的速度的搅拌下加入丙烯腈(ACN)，加入后允许该反应在50℃下继续进行一个额外的2小时，以99％的转化率、100％的选择性形成了单甲基乙醇氨基丙腈(MEAPN)。
实例2：步骤(a)
向装配有机械搅拌器、温度计和均压滴液漏斗、回流冷凝器的一个500ml的圆底烧瓶中加入带有10.8g水的180g单甲基乙醇胺(MMEA)。向该滴液漏斗加入127.2g丙烯腈。在防止反应温度上升超过60℃的速度的搅拌下加入丙烯腈(ACN)，加入后允许该反应继续在60℃下进行一个额外的2小时，以99％的转化率、100％选择性形成了单甲基乙醇氨基丙腈(MEAPN)。
实例3：步骤(b)
将260g APMMEA作为溶剂，17g水以及7.5g掺杂铬的雷尼镍加入到一个搅拌反应器中。加入0.45g的NaOH以获得1.5mol/kg的NaOH/Ni比。将该混合物在80℃的温度和25巴的氢气压下保持搅拌。将160 g的MEAPN在2小时内加入反应器中。使反应到零氢气消耗。以100％的转化率、99％选择性形成了APMMEA。
实例4：步骤(b)
将260g APMMEA作为溶剂，17g水以及7.5g掺杂铬的雷尼镍加入到一个搅拌反应器中。加入0.9g NaOH以获得3mol/kg的NaOH/Ni比。将该混合物在80℃的温度和25巴的氢气压下保持搅拌，将160g的MEAPN在2小时内加入该反应器中。使反应到零氢气消耗。
以100％的转化率、98.5％的选择性形成了APMMEA。

Claims (12)

1.用于生产APMMEA的方法，包括至少2个步骤：
(a)由MMEA和ACN反应生产MEAPN；和
(b)氢化MEAPN以生产APMMEA。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(a)中MMEA/ACN的摩尔/摩尔比包含在0.98与1.2之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤(b)中反应介质包括催化剂，无机碱以及水。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该催化剂是雷尼金属。
5.根据权利要求3所述的方法，其中无机碱选自LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH和/或它们的混合物。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所添加的无机碱的量确定为使得具有至少0.2摩尔碱/千克催化剂。
7.根据权利要求1至6中一项所述的方法，其中在步骤(b)中该氢化反应是在APMMEA作为溶剂存在下进行的。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在反应介质中APMMEA的浓度有利地在该氢化反应介质的液相的按重量计50％与99％之间。
9.根据权利要求1至8中一项所述的方法，其中在步骤(b)中该氢化反应是在水作为该反应介质的其他成分存在下进行的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在总反应介质的液相中，水以按重量计小于或等于50％的量存在。
11.根据权利要求9所述的方法，其中在总反应介质的液相中，水以按重量计包含在0.1％与15％之间的量存在。
12.根据权利要求1至11中一项所述的方法，其中在步骤(c)中，APMMEA通过在大气压或减压下连续蒸馏或分批蒸馏纯化。
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