DE19518038A1

DE19518038A1 - Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxyphenyl)-ethylamin

Info

Publication number: DE19518038A1
Application number: DE1995118038
Authority: DE
Inventors: Eberhard Fuchs; Tom Witzel; Boris Breitscheidel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 1996-11-21

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxyphenyl)-ethylamin (N-Methylhomove ratrylamin) durch Umsetzung von 3,4-(Dimethoxyphenyl)-methylni tril (Veratrylcyanid) mit Methylamin und Wasserstoff in Gegen wart eines Trägerkatalysators, der Kupferchromit, ein Element der Gruppe IB oder VIII des Periodensystems der Elemente oder deren Gemische enthält, bei erhöhten Temperaturen hydriert.

Aus der DE-A-33 38 681 ist die katalytische Hydrierung von Veratrylcyanid mit dem zehnfach molarem Überschuß an Methylamin an einem Nickelkatalysator bekannt. Als Nebenprodukt erhält man mit über 3% Selektivität das Homoveratrylamin, welches durch Zu gabe von Benzaldehyd entfernt werden muß.

Aus Arch. Pharm., 271 (1933) 442 ist die Hydrierung von Ver atrylcyanid zu N-Methylhomoveratrylamin in Anwesenheit von Me thylamin und Palladium-Mohr als Katalysator bekannt. In Bezug auf das eingesetzte Palladium läßt jedoch die Ausbeute zu wün schen übrig.

Aus Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 6 (1967) 142 bis 144 ist die katalytische Nitrilhydrierung zu primären, sekundären und tertiären Aminen an Palladium- und Platinkatalysatoren bekannt, die in erster Linie zu tertiären Aminen führt. Methanol ist hierin als ein Katalysatorgift beschrieben. Zur Herstellung von sekundären Aminen sei Rhodium geeignet.

Demgegenüber führt die Hydrierung von Valeronitril mit Butylamin an Palladium und Platin zu Butylpentylamin, die Umsätze bleiben jedoch mit 54% bzw. 23% gering.

In Catalysis of Organic Reactions, (1992), Seite 93 bis 104 wird, insbesondere bei der Herstellung sekundärer Amine aus Ni trilen und primären Aminen vor der Verwendung von aciden Kataly satorträgern, wie beispielsweise Titanoxid oder Aluminiumoxid, und der Verwendung von Methanol als Lösungsmittel abgeraten.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, den zuvor genannten Nachteilen abzuhelfen.

Demgemäß wurde ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstel lung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxyphenyl)-ethylamin gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man 3,4-Dimethoxy phenyl)-methylnitril mit Methylamin und Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators, der 0,05 bis 50 Gew.-% Kupferchromit, Kup fer, Silber, Gold, Eisen, Cobalt, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin oder deren Gemische enthält, bei Temperaturen von 50 bis 200°C und Drücken von 1 bis 300 bar hydriert.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich wie folgt durchführen:
3,4-Dimethoxyphenyl)-methylnitril mit Methylamin und Wasserstoff können in Gegenwart eines Katalysators, der Kupferchromit, ein Element der Gruppe IB oder VIII des Periodensystems der Elemente oder deren Gemische enthält, diskontinuierlich oder kontinuier lich, bevorzugt in einem Druckgefäß oder Druckreaktor wie bei spielsweise einem Autoklaven oder einem Rohrreaktor, besonders bevorzugt kontinuierlich in einem Rohrreaktor, bei Temperaturen von 50 bis 200°C, bevorzugt 70 bis 180°C, besonders bevorzugt 90 bis 160°C und Drücken von 1 bis 300 bar, bevorzugt 30 bis 300 bar, besonders bevorzugt 50 und 270 bar und gegebenenfalls unter Zusatz eines Lösungsmittels umgesetzt werden. Die Aufar beitung kann nach an sich bekannten Methoden, beispielsweise durch Destillation erfolgen.

Das Molverhältnis von Methylamin zum 3,4-Dimethoxyphenyl)-me thylnitril beträgt in der Regel 1 : 1 bis 15 : 1, bevorzugt 1,5 : 1 bis 10 : 1, besonders bevorzugt 2 : 1 bis 5 : 1.

Als Lösungsmittel eignen sich Alkohole mit 1 bis 8 C-Atomen, be vorzugt Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen, besonders bevorzugt wie Methanol, N-substituierte Pyrrolidone wie N-Methylpyrrolidon, Ether wie Diethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran oder Methyl tert.-butylether, aromatisch Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol oder die Xylole, bevorzugt Toluol oder Methylamin.

Als Katalysatoren, die Kupferchromit, ein Element der Gruppe IB oder VIII des Periodensystems der Elemente oder deren Gemische enthalten, eignen sich solche, die Kupferchromit, Kupfer, Sil ber, Gold, Eisen, Cobalt, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin oder deren Gemische, bevorzugt Kupfer chromit, Kupfer, Palladium, Platin oder deren Gemische, beson ders bevorzugt Palladium, Platin oder deren Gemische, insbeson dere Platin in einem Gesamtgehalt in der Regel von 0,05 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 und 5 Gew.-% auf einem Träger enthalten, bevorzugt daraus beste hen.

Als Träger eignen sich beispielsweise Aktivkohlen, Siliciumcar bid oder Oxide wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirconiumdioxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid oder deren Gemische,die gegebenenfalls mit Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxiden do tiert sind, bevorzugt γ-Aluminiumoxid, Siliciumdioxid oder Alu miniumoxid/Siliciumdioxid-Gemische, besonders bevorzugt Silici umdioxid. Die Träger können z. B. als Extrudate, Pellets oder Ta bletten eingesetzt werden.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren kann vor zu geweise mit Hilfe des Verfahrens der Porentränkung erfolgen. Da bei können die Metall-Precursor in einer dem Porenvolumen des Trägers entsprechenden Wassermenge gelöst, der Träger mit der Lösung getränkt und der Katalysator anschließend z. B. 1 bis 48 h, bevorzugt 12 bis 24 h, bei Temperaturen von beispielsweise 80 bis 170°C, bevorzugt 100 bis 150°C, getrocknet werden. Die Trocknung kann ruhend oder bewegt durchgeführt werden. Alterna tiv zur Porentränkung kann auch mit einer Lösungsmittelmenge ge tränkt werden, die größer ist als das Porenvolumen des Trägers (Tränkung mit über stehender Lösung). Der getrocknete Katalysator kann danach z. B. 0,5 bis 10 h, bevorzugt 1 bis 3 h, in der Regel im Luftstrom bei einer Temperatur zwischen 300 und 700°C, bevor zugt 400 und 600°C, calciniert werden.

Als Metall-Precursor eignen sich Metallsalze wie Nitrate, Nitro sylnitrate, Halogenide, Carbonate, Carboxylate, Acetylacetonate, Chlorokomplexe, Nitritokomplexe oder Aminkomplexe, bevorzugt Ni trate, Chloride, Chlorokomplexe oder Aminkomplexe.

Bei Katalysatoren, die mehrere Metalle als Aktivkomponenten ent halten, können die Metall-Precursor gleichzeitig oder nacheinan der aufgetränkt werden. Bei der getrennten Auftränkung wird der Katalysator nach jedem Tränkschritt 1 bis 48 h, bevorzugt 12 bis 24 h, bei Temperaturen zwischen 80 und 170°C, bevorzugt 100 bis 150°C, getrocknet. Die Reihenfolge, in der die Aktivkomponenten aufgetränkt werden, ist beliebig wählbar.

N-Methyl-2-(3,4-dimethoxyphenyl)-ethylamin [N-Methylhomo veratrylamin] ist ein Zwischenprodukt in der Synthese des Wirk stoffes Verapamil (US-A-3 261 859).

Beispiele Katalysatorherstellung

Katalysator A: 0,5 Gew.-% Palladium auf Al₂O₃
1000 g eines Aluminiumoxidträgers in Form von 2 bis 4 mm Pellets mit einem Litergewicht von 755 g/l, einem Porenvolumen von 0,57 cm³/g und einer Oberfläche von 238 m²/g wurden mit 570 ml einer salpetersauren Palladium-(II)-nitratlösung getränkt und 18 h bei 120°C ruhend getrocknet und 3 h bei 450°C calciniert.

Katalysator B: 1 Gew.-% Platin auf Al₂O₃
1613 g eines Aluminiumoxidträgers in Form von 4 mm-Extrudaten mit einem Litergewicht von 560 g/l, einem Porenvolumen von 0,68 cm³/g und einer Oberfläche von 203 m²/g wurden mit 1097 ml einer wäßrigen Platin-(II)-nitratlösung getränkt und 20 h bei 120°C ruhend getrocknet und 3 h bei 450°C calciniert.

Katalysator C: 0,8 Gew.-% Platin auf SiO₂/A₂O₃
1032 g eines Siliciumdioxid/Aluminiumoxid-Trägers, bestehend aus 80 Gew.-% Siliciumdioxid und 20 Gew.-% Aluminiumoxid, in Form von 3 mm-Extrudaten mit einem Litergewicht von 463 g/l, einem Porenvolumen von 0,94 cm³/g und einer Oberfläche von 167 m²/g wurden mit 970 ml einer salzsauren Platin-(II)-chloridlösung ge tränkt und 20 h bei 120°C ruhend getrocknet und 3 h bei 450°C calciniert.

Katalysator D: 0,4 Gew.-% Pd/0,4 Gew.-% Pt auf SiO₂/Al₂O₃
Der für den Katalysator C beschriebene Siliciumdioxid/Aluminiu moxid-Träger wurde mit 970 ml einer salzsauren, Palla dium-(II)-chlorid und Platin-(II)-chlorid enthaltenden Lösung getränkt und 20 h bei 120°C ruhend getrocknet und 3 h bei 450°C calciniert.

Katalysator E: 0,8 Gew.-% Palladium auf SiO₂/Al₂O₃
Der für den Katalysator C beschriebene Siliciumdioxid/Aluminiu moxid-Träger wurde mit 970 ml einer salzsauren Palla dium-(II)-chloridlösung getränkt und 20 h bei 120°C ruhend ge trocknet und 3 h bei 450°C calciniert.

Katalysator F: 0,8 Gew.-% Palladium auf SiO₂/Al₂O₃
Die Herstellung erfolgte analog Katalysator E, jedoch wurde der getränkte Katalysator 1 h bei 120°C bewegt im Drehrohr getrock net und 1 h bei 450°C calciniert.

Katalysator G: 0,8 Gew.-% Palladium auf SiO₂
1520 g eines Siliciumdioxidträgers in Form von 3 bis 5 mm-Pel lets mit einem Litergewicht von 489 g/l, einem Porenvolumen von 0,92 cm³/g und einer Oberfläche von 336 m²/g wurden mit 1398 ml einer salzsauren Palladium-(II)-chloridlösung getränkt und 1 h bei 120°C bewegt im Drehrohr getrocknet und 1 h bei 450°C calci niert.

Beispiele 1 bis 8

Durch einen vertikalen Hydrierreaktor (Durchmesser: 16 mm; Füll höhe: 400 mm; ölbeheizter Doppelmantel), der mit 80 ml eines Katalysators aus der nachfolgenden Tabelle gefüllt war, wurden in Sumpffahrweise bei 80 bar und 140°C stündlich 27 ml einer 37%igen Veratrylcyanid-Lösung und 10 ml flüssiges Methylamin (Molverhältnis 1 : 5) gepumpt. Gleichzeitig leitete man 10 Nl/h Wasserstoff von unten nach oben durch den Reaktor. Nach dem Ent spannen auf Normaldruck wurde überschüssiges Methylamin abde stilliert und der Hydrieraustrag durch quantitative Gaschromato graphie analysiert.

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammenge stellt.

Tabelle

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin, dadurch gekennzeichnet, daß man 3,4-Di methoxyphenyl)-methylnitril mit Methylamin und Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators, der 0,05 bis 50 Gew.-% Kup ferchromit, Kupfer, Silber, Gold, Eisen, Cobalt, Nickel, Ru thenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin oder deren Gemische enthält, bei Temperaturen von 50 bis 200°C und Drücken von 1 bis 300 bar hydriert.

2. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkatalysator 0,1 bis 10 Gew.-% Kupferchromit, Kupfer, Silber, Gold, Eisen, Cobalt, Nickel, Ruthenium, Rho dium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin oder deren Gemische enthält.

3. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin nach den Ansprüchen 1 bis 2 dadurch ge kennzeichnet, daß der Trägerkatalysator Kupferchromit, Kup fer, Palladium, Platin, Rhodium oder deren Gemische enthält.

4. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Trägerkatalysator Palladium, Platin, Rhodium oder deren Gemische enthält.

5. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Trägerkatalysator Palladium enthält.

6. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß man Methylamin zum 3,4-Dimethoxy phenyl)-methylnitril im Molverhältnis von 1 : 1 bis 20 : 1 ein setzt.

7. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß man als Träger Aktivkohle, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirkondioxid, Zinkoxid, Magne siumoxid, Siliciumcarbid oder deren Gemische einsetzt.

8. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß man als Träger Aluminiumoxid, Silicium dioxid oder Aluminiumoxid/Siliciumdioxid-Gemische einsetzt.

9. Verfahren zur Herstellung von N-Methyl-2-(3,4-dimethoxy phenyl)-ethylamin nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß man als Träger Siliciumdioxid einsetzt.