DE866041C - Verfahren zur Herstellung von sekundaeren cyclischen Aminen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von sekundaeren cyclischen Aminen

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DE866041C
DE866041C DEN699A DEN0000699A DE866041C DE 866041 C DE866041 C DE 866041C DE N699 A DEN699 A DE N699A DE N0000699 A DEN0000699 A DE N0000699A DE 866041 C DE866041 C DE 866041C
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Germany
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aniline
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copper
reaction
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DEN699A
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Thomas Jay Deahl
Marion Arthur Downey Taylor
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Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/04Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups
    • C07C209/14Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of hydroxy groups or of etherified or esterified hydroxy groups
    • C07C209/18Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of hydroxy groups or of etherified or esterified hydroxy groups with formation of amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings or from amines having nitrogen atoms bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von sekundären cyclischen .Aminen Die Erfindung bezieht sich auf ein neues katalytisches Verfahren zur Herstellung sekundärer cyclischer Amine durch Umsetzung der entsprechenden primären cyclischen Amine mit Carbinolverbindungen in Anwesenheit eines Katalysators, bestehend aus metallischem Kupfer, Aluminiumoxyd und einem anderen schwer reduzierbaren Metalloxyd. Die Erfindung bietet besondere Vorteile bei der Herstellung von N-Methylanilin aus Anilin und Methanol. Diese Reaktion konnte bisher technisch nicht mit Erfolg durchgeführt werden wegen der verhältnismäßig dicht beieinander liegenden Siedepunkte von Anilin, N-Methylanilin und N, N-Dimethylanilin, wodurch die Reinigung des Produkts schwierig und teuer wurde, so daß auf dieser Umsetzung beruhende Verfahren nicht mit anderen Arbeitsweisen zur Herstellung von N-Methylanilin in Wettbewerb treten konnten. Das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt solche Reinigungsschwierigkeiten, indem es gestattet, so weitgehende Umwandlungen (unter den bevorzugten Arbeitsbedingungen bei Verwendung eines stöchiometrischen Überschusses an Alkohol praktisch quantitative Umwandlungen) von Anilin zu N-Methylanilin mit einer derart vollständigen Zurückdrängung der Bildung von N, N-Dimethylanilin zu erzielen, daß eine umständliche Reinigung erspart werden kann und . ein befriedigendes Produkt durch einfache Destillation zwecks Beseitigung des nicht umgesetzten Alkohols und des bei der Reaktion gebildeten Wassers erhalten wird.
  • Es ist seit langem bekannt, daß primäre cyclische Amine mit Carbinolverbindungen in Anwesenheit geeigneter Katalysatoren zwecks Herstellung der entsprechenden sekundären und tertiären Amine umgesetzt werden können. So verwendeten Mailhe und de Godon, Compt. rend., 166, 467 und 564 (igi8), Aluminiumoxyd oder Thoriumoxyd als Katalysator bei der N-Alkylierung primärer cyclischer Amine, wie Anilin, Toluidin, Xylidine und Naphthylamine, mit Alkoholen. E. und K. S m o 1 e n s k i, Roczniki Chemji, 1, 232 bis 242 (194i), Chem. Zentralblatt, 11I, 204 (1923), verwendeten Kaolin als Katalysator bei der Herstellung von Dimethylanilin aus Anilin und Methanol. Andere Katalysatoren, welche für Reaktionen dieser Art verwendet worden sind, umfassen Oxyde, wie Siliciumdioxyd, Titanoxyd, Zirkonoxyd, Molybdänoxyd, Eisenoxyd, Chromoxyd, Zinkoxyd und Stannooxyd, Metalle, wie Nickel, Kobalt, Kupfer und Eisen, und Salze, wie Silicate oder Phosphate von Aluminium. # ,Bei-IA# diesen früheren Arbeiten wurde gefunden, daß es nicht möglich war, hohe Ausbeuten an sekundärem Amin ohne unerwünschte Bildung großer Mengen von tertiärem Amin zu erzielen, obwohl das Verhältnis von erzeugtem sekundärem Amin zu tertiärem Amin durch Regelung des Verhältnisses zwischen Alkohol und primärem cyclischem Amin beeinflußt werden konnte, indem ein Überschuß an primärem Amin die Bildung von sekundärem Amin begünstigte. So erhielten Brown und Reid, Journal of the American Chemical Society, 46, 1836 (1924), unter Verwendung von Silicagel bei 35o bis 37o° eine 52%ige Umwandlung von Anilin in Mono- und Dimethylanilin (wobei das Molverhäitnis von Mono- zu Dimethylanilin 5 : 3 betrug). Über die Umsetzung von Äthanol oder Methanol mit Anilin während etwa i2 Stunden bei 17o bis 18o° in Gegenwart von 5 % suspendiertem Nickel als Katalysator wird berichtet von Guyot und Fournier, Compt. rend., 189, 927 bis 929 (1929). Sie erhielten eine Umwandlung des 2#nilins. von nur etwa 3o °/o, während Shuykin, Balandin und Plotkin, J. Phys. Chem., 39, i197 und 1207 (1935), berichten, daß bei der Umsetzung von Anilin mit Methanol unter Verwendung von io % Fe, 0, auf Aluminiumoxyd bei 35o° die Umwandlung des Anilins etwa 45 °/a betrug. Derartig niedrige Umwandlungen und bzw. oder Ausbeuten bedingen nicht nur eine geringe Kapazität der Anlage, sondern auch erhöhte Kosten bei der Gewinnung des Produkts, da die Trennung des gewünschten sekundären cyclischen Amins von den anderen Komponenten des Reaktionsgemisches oft sehr schwer ist. Zum Beispiel sieden, wie schon oben erwähnt, Anilin, N-Methylanilin und N, N-Dimethylanilin so dicht beisammen (bei 184,4,195,7 bzw. 1935°), daß ihre Trennung durch gewöhnliche Destillationsmethoden für technische Zwecke zu kostspielig ist. Ein anderer Nachteil der früheren Verfahren liegt in dem Verlust an Alkohol, welcher durch Nebenreaktionen bedingt wird. Die vorliegende Erfindung schafft nun ein Verfahren, welches die erwähnten Nachteile der früheren Arbeitsweisen vermeidet oder stark verringert. Besonders schafft sie ein Verfahren zur Umsetzung von primären cyclischen Aminen, insbesondere primären aromatischen Aminen, mit Alkoholen, speziell solchen, welche nicht mehr als 6 Kohlenstoffatome enthalten, durch welches eine hohe Selektivität bezüglich der Erzeugung der entsprechenden sekundären Amine und gleichzeitig weitgehende Umsetzung des Ausgangsamins erzielt werden. Dieses Verfahren kann fortlaufend mit nur geringer Unterbrechung zur Regenerierung des Katalysators und bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, bei welchen Nebenreaktionen zurücktreten. Ein spezielles Ziel der Erfindung ist die Herstellung sekundärer aromatischer Amine, die nicht mit schwer abtrennbaren Nebenprodukten verunreinigt sind, so daß die Gewinnung vereinfacht wird und die Gesamtkosten für das Produkt verringert werden.
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von N-Methylanilin hervorgehoben im Hinblick auf die besonderen Probleme, welche, wie schon erwähnt, bei diesem speziellen sekundären Amin auftreten. Es ist jedoch klar, daß diese Anwendung der Erfindung nur eine Ausführungsform darstellt und daß das gleiche Verfahren nicht nur zur Herstellung einer großen Vielzahl anderer sekundärer aromatischer Amine, wie andere N-Alkylaniline, N-Alkyltoluidine, N-Alkylxylidine und N-Alkylnaphthylamine, sondern auch zur Herstellung sekundärer alicyclischer Amine, z. B. N-Alkylcyclohexylamine, und von sekundären heterocyclischen Aminen anwendbar ist.
  • Es ist gefunden worden, daß durch die Verwendung gewisser spezieller Katalysatorgemische die Umwandlung primärer cyclischer Amine in die entsprechenden sekundären Amine durch Umsetzung mit Carbinolverbindungen, insbesondere mit niedrigen Alkoholen, d. h. mit hydroxylsubstituierten Kohlenwasserstoffen von nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen im Molekül, mit auffallender Selektivität durchgeführt werden kann und daß selbst in Anwesenheit eines sehr wesentlichen stöchiometrischen Überschusses an Alkohol die primären cyclischen Amine praktisch ausschließlich in die entsprechenden sekundären Amine umgewandelt werden, wobei die Bildung von tertiären Aminen unbedeutend ist. Durch Anwendung eines Alkoholüberschusses werden weitgehende Umsetzungen des cyclischen Amins erhalten und so Produkte erzeugt, welche wenig oder kein primäres Ausgangsamin oder tertiäres Amin enthalten, so daß Reinigungsschwierigkeiten vermieden werden. Dies zeigt die bemerkenswerte Selektivität des Verfahrens, da die Ergebnisse den Erwartungen auf Grund des Massenwirkungsgesetzes entgegengesetzt sind.
  • Weiterhin gestattet die hohe Aktivität des Katalysators die Durchführung der Reaktion bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, z. B. in der Größenordnung von Zoo bis 275°, wodurch unerwünschte Nebenreaktionen zurückgedrängt werden, obwohl auch höhere Temperaturen, z.B. bis 35o°, mit befriedigendem Erfolg angewendet werden können. Das Verfahren ist für eine fortlaufende Arbeitsweise ohne Unterbrechung während langer Perioden geeignet, weil die Katalysatoren ihre hohe Aktivität lange beibehalten, widerstandsfähig sind gegen Vergiftung durch Verunreinigungen in den Ausgangsstoffen, wenn diese in der technisch zur Verfügung stehenden Reinheit verwendet werden und sehr beständig sind.
  • Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Katalysatoren enthalten als wesentliche Bestandteile metallisches Kupfer, Aluminiumoxyd und mindestens ein weiteres schwer reduzierbares Metalloxyd. Andere Komponenten, wie Träger, Stützstoffe oder Verdünnungsmittel, welche die Reaktion nicht stören, können anwesend sein, sind aber nicht erforderlich und sind in der Regel weniger günstig als Katalysatoren, die im wesentlichen nur aus den drei angegebenen wesentlichen Bestandteilen bestehen.
  • Ein aktiviertes Aluminiumoxyd, vorzugsweise ein solches mit einem hohen Gehalt an Böhmit, stellt die geeignetste Form von Aluminiumoxyd für die Anwendung in den Katalysatoren dar. Geeignete oberflächenaktive Aluminiumoxyde können aus natürlichem Bauxit oder synthetisch hergestellt werden. Welches auch die Quelle oder die Art des gewählten Aluminiumoxyds ist, so ist es vorteilhaft, ein solches zu verwenden, in welchem Poren von io bis zo A gebildet sind oder sich während der Herstellung und bzw. oder während des Gebrauchs des Katalysators bilden, da derartig kleine Poren anscheinend dem Katalysator eine restliche Aktivität für die Zersetzung eines im Reaktionsgemisch etwa vorhandenen Alkoholüberschusses geben. Oberflächenaktive Aluminiumoxyde mit festgelegten Eigenschaften sind im Handel erhältlich, und ihre Herstellung ist in der Technik bekannt.
  • Als die anderen schwer reduzierbaren Metalloxyde, welche in den Katalysatoren als Aktivatoren zusammen mit Kupfer und Aluminiumoxyd verwendet werden, sind Oxyde der mehrwertigen Metalle, insbesondere der Gruppe II des Periodischen Systems, besonders vorteilhaft, obwohl auch Oxyde der Alkalimetalle, wie Kalium oder Natrium, verwendet werden können. Oxyde von Metallen der ersten und zweiten Übergangsreihe stellen eine weitere brauchbare Klasse von Oxyden dar. Nachstehend werden, geordnet nach abnehmender Wirkung, Beispiele für schwer reduzierbare Oxyde angeführt, welche bei der Herstellung von Katalysatoren für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet worden sind: Calciumoxyd, Zinkoxyd, Chromoxyd, Magnesiumoxyd, Ferrooxyd, Kadmiumoxyd und Kaliumoxyd. Diese Oxyde, welche einzeln oder als Gemische von zwei oder mehr Oxyden zur Anwendung kommen können, werden vorzugsweise in einer Menge verwendet, die mindestens der Hälfte des Gewichts des verwendeten Kupfers entspricht. Es sind aber Mengen, die das Fünf- oder Mehrfache des Kupfergewichts betrugen, mit Erfolg verwendet worden. Unter anderen Vorteilen, welche sich aus der Anwesenheit eines aktivierenden, schwer reduzierbaren Oxyds im Katalysator ergeben, ist eine wesentliche Verbesserung in der Lebensdauer des Katalysators bei Anwendung im Prozeß anzuführen. Die Mengenverhältnisse, in welchen Kupfer, Aluminiumoxyd und das andere schwer reduzierbare Oxyd vorliegen, können in weitem Umfange schwanken. Gute Resultate sind bereits mit 0,5 ()/o Kupfer, berechnet auf das Gesamtgewicht der dreiverwendeten Bestandteile, erzielt worden. Es sind aber auch Mengen bis zu 30 % und äarüber mit Erfolg verwendet worden. Diese Prozentsätze beziehen sich auf den gesamten Kupfergehalt des Katalysators und besagen nicht unbedingt, daß all dieses Kupfer im fertigen Katalysator in metallischer Form vorliegen mu ß, obwohl der größere Teil in metallischer Form vorhanden sein soll. Besonders gute Ergebnisse sind erhalten worden mit Katalysatoren, die etwa 2 bis 2o°/, Kupfer enthielten und ein Molverhältnis von aktivierendem, schwer reduzierbarem Oxyd (außer Aluminiumoxyd) zu Kupfer von etwa o,2: i bis etwa q.: i, besonders vorteilhaft ein Molverhältnis von etwa o,2: i bis 2 : i, aufwiesen.
  • Der Katalysator kann hergestellt werden, indem man das Aluminiumoxyd mit Salzen von Kupfer und des gewählten, schwer reduzierbaren Metalloxyds, z. B. dem Nitrat, Acetat od. dgl., imprägniert und dann calciniert, um diese Salze in die entsprechenden Oxyde überzuführen, worauf man mindestens einen Teil des entstehenden Kupferoxyds in einem Wasserstoffstrom reduziert. Es hat sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, die Calcination und Reduktion bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur durchzuführen, z. B. zwischen etwa 25o und 40o°. Allzu niedrige Temperaturen, welche übermäßig lange Behandlungszeiten zur Zersetzung der Salze in das Oxyd und bzw. oder zur Reduktion des entstehenden Kupferoxyds zu metallischem Kupfer erfordern, sind unerwünscht, während allzu hohe Temperaturen vermieden werden müssen, weil der entstehende Katalysator dann weniger aktiv ist. Praktisch werden Katalysatoren von höchster Aktivität und Selektivität gewöhnlich nicht erhalten, wenn sie in der Zersetzungsstufe Temperaturen über etwa q.5o° ausgesetzt werden. Dieser Umstand beeinflußt die Wahl der Verbindungen, welche als Quelle für das Kupfer und für das schwer reduzierbare Oxyd bzw. die Oxyde bei der Herstellung des Katalysators verwendet werden und macht die Vermeidung solcher Verbindungen erwünscht, die zur Zersetzung hohe Temperaturen erfordern. Aus dem gleichen Grunde ist es vorteilhaft, bei der Endreduktionsstufe mäßige Temperaturen zu verwenden. Auf diese Weise werden hochselektive Katalysatoren erhalten, welche bei Anwendung im vorliegenden Verfahren eine lange Lebensdauer aufweisen. Die Erfindung ist aber nicht beschränkt auf die Anwendung der Imprägnierungsmethoden zur Katalysatorherstellung, da auch gleichzeitige Fällung oder andere Arbeitsweisen benutzt werden können. Die Anwesenheit anderer Bestandteile, und zwar aktiver oder inerter, im Katalysator ist nicht ausgeschlossen. Beispielsweise können die drei Hauptbestandteile verwendet werden auf einer Unterlage oder einem Träger, wie Kieselgur, Silicagel oder Kohlenstoff, und bzw. oder es können Stabilisatoren oder Aktivatoren für den Katalysator diesem einverleibt sein. Die günstigsten Reaktionsbedingungen zur Herstellung sekundärer cyelischer Amine gemäß der Erfindung schwanken etwas in Abhängigkeit von dem besonderen primären cyclischen Amin oder den Aminen und dem Alkohol oder den Alkoholen, welche im Ausgangsgemisch verwendet werden, sowie je nach dem besonderen schwer reduzierbaren Metalloxyd bzw. den Metalloxyden, die zusammen mit Kupfer und Aluminiumoxyd verwendet werden. In der Regel wird das Arbeiten mit den Reaktionskomponenten in der Dampfphase vorgezogen, weil hierbei das Verfahren fortlaufend mit einer einfachen Apparatur durchgeführt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Reaktion in flüssiger Phase durchzuführen, und wenn einer der Reaktionsteilnehmer oder beide sehr hoch sieden, kann das Arbeiten mit dieser Reaktionskomponente oder den Komponenten in flüssigem Zustand, vorzuziehen sein. -In diesen Fällen kann der Katalystor als Suspension in dem flüssigen Reaktionsteilnehmer verwendet werden, und Dämpfe der anderen Reaktionskomponente können damit unter den Umsetzungsbedingungen in innige -Berührung gebracht werden; der feinverteilte Katalysator kann auch in einem flüssigen Gemisch beider Reaktionskomponenten suspendiert sein. Nach einer anderen Ausführungsform kann der Katalysator in Form einer festliegenden Masse vorliegen, durch welche die Reaktionskomponenten in der flüssigen oder in gemischter flüssig-dampfförmiger Phase hindurchgeleitet werden. Für das bevorzugte Arbeiten in der Dampfphase können Katalysatorrohre oder -türme verwendet werden, welche gewünschtenfalls mit Böden, Gestellen oder inerten Packungen als Stütze für den Katalysator versehen sind, wobei die Reaktionskomponenten hindurchgeleitet und dann zu einem Kondensator zur Gewinnung des Produkts geführt werden.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Umsetzung in Anwesenheit von Wasserstoff durchzuführen, obwohl dies für die Erfindung nicht wesentlich ist. Durch Anwendung von Wasserstoffpartialdrücken zwischen beispielsweise 0,25 und -2 at ist eine wesentliche Steigerung in der Umwandlung des primären cyclischen Amins erzielt worden.
  • Die Zeichnung ist eine schematische Übersicht über eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung von N-Methylanilin aus Anilin und Methanol. Die gleichen Richtlinien können jedoch auch für die Dampfphasenreaktion irgendeines anderen primären cyclischen Amins mit irgendeiner anderen Carbinolverbindung angewendet werden, wenn man die Verbindungsleitungen entsprechend den Unterschieden in den .Siedepunkten - und bzw. oder den Löslichkeitseigenschaften der verschiedenen in Betracht kommenden Komponenten anordnet.
  • Wie in der Zeichnung dargestellt, wird ein primäres cyclisches Amin, wie Anilin, durch das Rohr z einem katalytischen Reaktionsgefäß 2 zugeführt, welches z.-B. einen Kupfer-Calciumoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysator in einem mittleren Teil. 3 enthält. Das Reaktionsgefäß kann z. B. für isothermes Arbeiten eingerichtet sein und z. B. aus einem Rohr von zo bis 2o cm Durchmesser mit einem Mantel für zirkulierendes 01 oder ein anderes Wärmeübertragungsmittel bestehen. Es kann auch ohne zusätzliche Wärmeübertragungsrnittel gearbeitet werden. Hierbei wird zweckmäßig ein Gefäß mit großem Durchmesser verwendet, welches eine Reihe von Katalysatorbetten enthält, die durch Verdampfungsböden getrennt sind. Bei Anwendung eines solchen Reaktionsgefäßes werden dampfförmiges Anilin und Wasserstoff am unteren Boden zusammen mit einem Teil der erforderlichen Alkoholmenge, z. B. Methanol, eingeführt. Dieser Alkoholanteil wird je nach der Temperatur des Anilin-Wasserstoff-Dampfes als Flüssigkeit oder als Dampf zugeführt. Der restliche Teil des Alkohols wird als Flüssigkeit auf dem oberen Boden eingeleitet. Durch die Verdampfung dieses Alkoholteils auf den darunterliegenden Verdampfungsboden wird die Reaktionswärme (welche für die Umsetzung von Anilin mit Methanol etwa zo kcal/mol beträgt) ausgeglichen durch die Verdampfungswärme (bei Methanol etwa 9 kcal/mol) und durch die Strahlung der Apparatur. In jedem Fall wird das Anilin oder ein -- anderes primäres cyclisches Amin mit der zu aminierenden Carbinolverbindung, im vorliegenden Fall Methanol, in gemessenen Mengen durch, die Leitung q. eingeführt und Wasserstoff durch die Leitung 5 zugeführt, worauf diese Stoffe in der Dampfphase, vorzugsweise unter einem verhältnismäßig geringen Druck in der Größenordnung von etwa 2 bis q. atü über den Katalysator 3 geleitet werden. Das Reaktionsgemisch wird durch Leitung 6 in den Kondensator 7 übergeführt. Das Kondensat mit den begleitenden Gasen fließt durch Leitung 8 in ein Sammelgefäß bzw. einen Gasabscheider 9, aus welchem das abgetrennte Gas durch die Leitungen zo und 5 zum Reaktionsgefäß zurückgeführt wird. Ein Teil des Gases kann durch die Leitung =r abgeblasen werden, um übermäßige Anhäufung von Verunreinigungen im System zuverhindern, undeine entsprechende Menge Ersatzwasserstoff kann durch die Leitung 12 zugeführt werden.
  • Die Flüssigkeit aus dem Sammler 9 wird durch die Leitung 13 abgezogen und mit durch die Leitung =q. zugeführtem Wasser vermischt sowie mit einem geeigneten selektiven Lösungsmittel für das Aminierungsprodukt, z. B. ein Kohlenwasserstoff, wie einer C7-Fraktion aus Erdölprodukten, welche zur Unterstützung der Phasentrennung durch die Leitung =5 zugeführt wird. Das entstehende Gemisch gelangt in den Mischer =6 und dann durch die Leitung 17 in das Trenngefäß 18. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, mehr als eine- Extraktionsstufe zur Abtrennung von nicht umgesetztem Alkohol von den Aminen des Reaktionsprodukts zu verwenden. Die Ölphase aus dem Trenngefäß 18 wird über die Leitung z9 zu einer Destillationskolonne 2o geführt, wo das gelöste Wasser und Kohlenwasserstoff in Dampfform oben durch die Leitung 21 abgeführt werden. Der Rückstand am Boden der Kolonne 2o wird durch die Leitung 22 der Kolonne 23 zugeführt, welche dazu dient, das Aminierungsprodukt, z. B. Methylanilin, durch Leitung 24 in Dampfform oben abzutrennen. Eine etwa vorhandene geringe Menge höhersiedender Produkte kann durch die Leitung 2s entfernt werden. Das auf diese Weise gewonnene sekundäre Amin ist im allgemeinen rein genug, um für die meisten Zwecke ohne eine weitere Behandlung verwendet werden zu können. In manchen Fällen kann es jedoch erwünscht sein, eine weitere Reinigungsstufe einzuschalten. So kann z. B. zwecks Entfernung von N, N-Dimethylanilin aus N-Methylanilin vorteilhaft von der Feststellung Gebrauch gemacht werden, daß N, N-Dimethylanilin mit Anilin ein azeotropes Gemisch bildet, welches etwa 85 bis go 0/0 Anilin und 15 bis 1o % Dimethylanilin enthält und bei Atmosphärendruck um weniger als o,5° niedriger siedet als Anilin, aber bei 9o bis ino mm Hg um, etwa 1,5 bis 2,5° niedriger siedet als Anilin. Die Existenz dieses Azeotrops ermöglicht es, N-Methylanilin in hoher Reinheit aus Gemischen von N-Methylanilin und N, N-Dimethylanilin zu gewinnen, indem man die geeignete Menge Anilin zu dem Gemisch zusetzt und fraktioniert. Das so abgetrennte Dimethylanilin kann aus dem Azeotrop gewonnen und das Anilin in den Prozeß zurückgeführt werden.
  • Aus dem Trenngefäß 18 wird die wäßrige, den nicht umgesetzten Alkohol, z.B. 141ethanol, enthaltende Phase durch die Leitung 26 der Fraktionierkolonne 27 zugeführt, wo der Alkohol oben durch Leitung 28 abgezogen und durch die Leitung 4 in die Reaktion zurückgeführt wird, zusammen mit dem durch die Leitung 29 zugeführten Alkohol, welcher die bei der Umsetzung verbrauchte Menge ersetzt. Der so zurückgeführte Alkohol braucht nicht rein zu sein, da es sich gezeigt hat, daß mäßige Mengen Wasser in der Zufuhr keine ungünstige Wirkung auf den bevorzugt verwendeten Katalysator ausüben. Die Rückstände aus Kolonne 27 (Wasser, welches eine geringe Menge gelöste Aniline enthält) werden durch die Leitung 30 abgezogen und teilweise durch die Leitung 31 in die Leitung 14 geführt, um zur Extraktion von weiterem Alkohol zu dienen. Der Rest des wäßrigen Rückstandes wird durch die Leitungen 32 und 33 zusammen mit durch die Leitung 35 zugeführtem Kohlenwasserstoff in das Mischgefäß 34 geführt. Dieser Kohlenwasserstoff ist der aus dem Kopfprodukt der Kolonne 2o nach Kondensation und Schichtenbildung im Trenngefäß 36 gewonnene, welcher von Wasser getrennt worden ist, das durch die Leitung 37 abgeführt wird. Ein Teil der Kohlenwasserstoffphase aus dem Trenngefäß 36 wird als Rückfluß durch die Leitung 38 in die Kolonne 2o zurückgeführt. Der Mischer 34 kann, ebenso wie der Mischer 16, jede geeignete Form haben, welche zur innigen Berührung nicht mischbarer Flüssigkeiten geeignet ist. Das Ziel ist die Auswaschung der Aminlösung zwecks Gewinnung der Amine aus derselben. Das Gemisch aus dem Mischer34 wird durch die Leitung 39 dem Absetzgefäß 4o zugeführt, in welchem das praktisch aminfreie Wasser abgetrennt und durch die Leitung 41 abgeführt wird, während die die extrahierten Amine enthaltende Kohlenwasserstoffphase durch die Leitung 42 in die Leitung 15 gelangt, um in der oben beschriebenen Weise im Mischer 16 weiterverwendet zu werden.
  • Bei dem Verfahren sind Temperaturen von etwa Zoo bis 35o° mit Vorteil verwendet worden. Die günstigste Temperatur hängt ab von der Art des schwer reduzierbaren Metalloxyds, welches zusammen mit Kupfer- und Aluminiumoxyd im Katalysator verwendet wird, sowie von dem Arbeitsdruck und der Aktivität des Katalysators. Bei höheren Drücken ist bei Verwendung von Erdalkalimetalloxyden, wie Calcium- und Magnesiumoxyd, als Aktivatoren die günstigste Temperatur gewöhnlich höher als bei Verwendung von anderen Metalloxyden aus der Gruppe II, wie Zink- und Cadmiumoxyd. Bei Atmosphärendruck geben Kupfer-Zinkoxyd-Aluminiumoxyd- und Kupfer-Calciumoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren bei 25o° etwa die gleichen Resultate. Bei Katalysatoren, deren Aktivität durch sehr langen Gebrauch verringert worden ist, können höhere Temperaturen verwendet werden, als es mit frischen Katalysatoren zweckmäßig ist. Typische Ergebnisse mit wechselnder Temperatur bei der Umsetzung von Anilin mit Methanol sind in der folgenden Aufstellung enthalten, deren Zahlenwerte aus Versuchen stammen, die bei einem Druck von 2 atü unter Verwendung eines Zufuhrgemisches von Anilin, Methanol und Wasserstoff im Molverhältnis 1:1,5:2,5 bei einer stündlichen Raumgeschwindigkeit (Flüssigkeitsvolumen, das in 1 Stunde durch eine Volumeneinheit des Katalysators geleitet wird) des flüssigen Anilins von 1,5 und einer scheinbaren Berührungszeit von 2,8 Sekunden gefunden wurden.
    Molprozent
    Temperatur Ausbeute an
    Katalysator (frisch) o C Umwandlung N-Methyl-
    von Anilin anilin
    225 52 Ioo
    Kupfer-Zinkoxyd-Aluminiumoxyd 250 94 98
    5010 13 0l0 820/0 285 92 97
    325 81 97
    Kupfer-Calciumoxyd-Aluminiumoxyd 250 64 100
    5% 9,1/0 86% 285 98 98
    325 98 98
    Der bei dem Verfahren verwendete Druck kann Atmosphärendruck sein oder darüberliegen, wobei Drücke von 2 bis 4 atü zweckmäßig sind. Die Wirkung des Druckes bei typischen Versuchen, welche mit Anilin und Methanol durchgeführt worden sind, ist aus den folgenden Zahlen ersichtlich:
    Molverhältnis im
    Temperatur Druck Ausgangsmaterial Umwandlung
    Katalysator 0 C atü Anilin zu Methanol
    Molprozent )
    zu Wasserstoff
    _ 250 0 . I:1:5,2 82
    Kupfer-Zinkoxyd-Aluminiumoxyd 250 3 1:1:5,4 75
    4,57o 11,2.0/0 82% 25 0 0 1:1,5 : 2,5 96
    - bis bis bis 250 2 1:1,5:2,5 94
    5% 13% 84,3% 250 0 1: 2 : 3 99
    250 2 1:2:2 88
    Kupfer-Calciumoxyd-Aluminiumoxyd 250 1 0 1 ' 1,5: 2'5 83
    250 2 1:1,5:2,5 65
    4,5% 8,4)/o 85,8% - 275 0 1: 2 : 3 " 99+
    bis bis bis 285 2 1:2:2 +
    - 5,1o/0 9,=0/0 87,1 o/o 285 4 1: 2 : 2 g8
    *) Nach Behandlung von etwa 20 Raumteilen Anilin auf einer< Raumteil Katalysator. _ _
    Bei Verarbeitung eines niederen aliphatischen Alkohols und Anilin in der Dampfphase ist gefunden worden, daß Zuführungsgeschwindigkeiten entsprechend einer stündlichen Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit von etwa o,5 bis 5, aus welcher sich eine scheinbare Berührungszeit von etwa 0,5 bis etwa 15 Sekunden ergibt, befriedigende Resultate ergeben. Die Reaktionsteilnehmer können in etwa stöchiometrischen Verhältnissen verwendet werden, und man erzielt ausreichende Umwandlung ohne übermäßige Nebenreaktionen. Im allgemeinen ist es aber erwünschter, einen stöchiometrischen ,# #berSChuß der Carbinolverbindung zu verwenden. In der Regel werden Molverhältnisse von primärem cychschem Amin zu Alkohol zwischen etwa i : i und 1: 4 bevorzugt, obwohl auch größere' oder kleinere Verhältnisse anwendbar sind.
  • Bei dem Verfahren können auch Verdünnungsmittel wie Stickstoff oder Paraffinkohlenwasserstoffe verwendet werden. Bei Verwendung von Methanol als Alkohol in der Reaktion kann es erwünscht sein, Kohlenmonoxyd in der Zufuhr zu verwenden, um die Zersetzung des Alkohols zu verhindern. Beispielsweise haben sich so bei dem Verfahren Zuführungsgemische _als günstig erwiesen, welche ein primäres aromatisches Amin, Methanol, Wasserstoff und Kohlenmonoxyd in Molverhältnissen zwischen 1: 2:2: 1 und i : i : i : i enthielten.
  • Zwecks Herstellung von N-1VIethylanilin unter praktisch vollständiger Umwandlung des Anilins ohne nennenswerte Bildung von N,, N-Dimethylanilin werden vorzugsweise folgende Bedingungen. eingehalten Zufuhr: Anilin, Methanol und Wasserstoff im Verhältnis 1:1,2 bis 3,5:1 bis 5, besonders vorteilhaft in einem Molverhältnis von etwa 1:2:2; Temperatur: zwischen 225 und 325°, besonders vorteilhaft zwischen 25o und 28o°, mit einem ICupfer-Aluminiumoxyd-Zinkoxyd-Katalysator oder 275 bis 325° mit einem Kupfer-Aluminiumoxyd-Calciumoxyd-Katalysator; Druck: Atmosphärendruck bis 7 atü, besonders günstig etwa 2 bis 4 atü; Zuführungsgeschwindigkeit: stündliche Raumgeschwindigkeit (Flüssigkeit) von etwa i bis 3. Die folgenden Beispiele erläutern spezielle Anwendungsformen des neuen Verfahrens und zeigen gleichzeitig einige der erzielten Vorteile. Beispiel i Kupfer- und Zinknitrat wurden im Molverhältnis i : ä in Wasser gelöst; die Lösung wurde auf eine Menge oberflächenaktives Aluminiumoxyd gegossen. Nach Adsorption der Lösung, während welcher die Temperatur von 5o auf 7o° stieg, wurde der Katalysator in einen Ofen in Form eines Glasrohres gebracht und 4 Stunden in einem Luftstrom auf 45o° erhitzt, um die Nitrate in Metalloxyde umzuwandeln. Die Analyse des erhaltenen Gemisches zeigte, daß es 4,6 0/0 Kupfer und 9 % Zink enthielt. Die grüngefärbte Masse wurde gekühlt, aus dem Rohr entfernt, zwecks Entfernung von Teilchen von geringerer Größe als einem 4o-Maschen-Sieb entspricht gesiebt und in den mittleren Teil eines Stahlreaktionsrohres von 2,5 cm Durchmesser gebracht, welches senkrecht in einem Ofen angeordnet war. Der Katalysator wurde aktiviert durch Ausspülen mit Wasserstoff bei 24o° während 8 Stunden, um das Kupferoxyd zu metallischem Kupfer zu reduzieren, aber ohne Rcduktion des Zinkoxyds.
  • Unter Verwendung von 50 ccm dieses schwarzgefärbten Katalysators, welcher im Reaktionsrohr etwa eine Höhe von io cm einnahm und durch Glasböden unterhalb und über der Katalysatormasse begrenzt war, wurden Anilin, Methanol und Wasserstoff durch das Reaktionsgefäß in einen Kondensator zum Sammeln der flüssigen Produkte und ein Meßgefäß zum Messen des unkondensierten Gases geleitet. Bei einem typischen Versuch wurden folgende Arbeitsbedingungen eingehalten: Temperatur ............................... 25o° Druck ....................... Atmosphärendruck Molverhältnis Anilin zu Methanol zu Wasserstoff . .. . .... .. .... ... .... . 1:1,5:2,5 Stündliche Raumgeschwindigkeit der gesamten Flüssigkeitszufuhr ....................... o,89 Während des Zeitraums von Zoo bis 125 Stunden nach Beginn des Versuchs wurden folgende Ergebnisse erhalten Zusammensetzung des gewaschenen und getrockneten Produkts in Gewichtsprozent Anilin .......................... 2,8 Methylanilin .................... 96,1 Dimethylanilin .................. i,1 Umwandlung von Anilin in methylierte Produkte ......................... 96,8 Molprozent Ausbeute an Monomethylamlin (berechnet auf Anilin) ........................ 99,o Molprozent Zersetzung von Methanol in gasförmige Produkte (kg/kg erzeugtes Methylanilin) o,og Molprozent Wenn Äthanol mit m-Toluidin unter den gleichen Arbeitsbedingungen umgesetzt wird, erhält man gleich gute Resultate.
  • Beispiel 2 Aus Kupfernitrat, Calciumnitrat und oberflächenaktivem Aluminiumoxyd wurde in der in Beispiel i beschriebenen Weise ein Katalysator hergestellt, wobei lediglich die Komponenten in solchem Verhältnis verwendet wurden, daß nach der Zersetzung der Nitrate, aber vor der Reduktion des Kupferoxyds, ein Katalysator mit 4,4 % Kupfer und 5,5 Gewichtsprozent Calcium erhalten wurde.
  • Unter Verwendung der gleichen Apparatur wie in Beispiel i wurde Anilin mit Methanol in Anwesenheit dieses Katalysators unter den folgenden Bedingungen umgesetzt Temperatur ............................... 275° Druck ....................... Atmosphärendruck Molverhältnis Anilin zu Methanol zu Wasserstoff ......................... 1:2:3 Stündliche Raumgeschwindigkeit der gesamten zugeführten Flüssigkeit .. .......... .. o,8o Dauer des Versuchs in Stunden . . . . . . . . . . . . 126,5 Volumen des behandelten Anilins pro Volumen Katalysator ............................ 54 Während der letzten 26,5 Stunden des Versuchs wurden folgende Ergebnisse erhalten: Zusammensetzung des gewaschenen und getrockneten Produkts in Gewichtsprozent Anilin ......................... 0,3 Methylanilin ................... 9912 Dimethylänihn ............ . .... 0,5 Umwandlung von Anilin in methylierte Produkte ......................... 99,7 Molprozent Ausbeute an Monomethylanilin (berechnet auf Anilin) ........................ 99,6 Molprozent Zersetzung von Methanol in gasförmige Produkte (kg/kgerzeugtes Methylanilin) 0,05 Molprozent Nach Abschluß des Versuchs war keine Abnahme der Aktivität des Katalysators gemäß vorliegendem Beispiel und auch des Katalysators nach Beispiel i festzustellen.
  • Wenn das Anilin in diesem Beispiel durch Cyclohexylamin ersetzt wird, erhält man in ähnlich guter Ausbeute und Umwandlung N-Methylcyclohexylamin. Beispiel 3 Bei Versuchen mit Katalysatoren, welche andere schwer reduzierbare Metalloxyde als Aktivatoren enthielten, ergaben sich folgende Resultate: Kupfer (4,20/0), Magnesiumoxyd (ii,7 0/0), Aluminiumoxyd Bei Verwendung eines Zufuhrgemisches aus Anilin, Methanol und Wasserstoff (i: 1: 2 Mol) bei 25o° betrug die Umwandlung des Anilins 40 % und die Ausbeute 99 %; bei 300° waren die Werte 89 bzw. 98 0/0.
  • Kupfer, Chromoxyd, Aluminiumoxyd; Kupfer, Eisenoxyd, Aluminiumoxyd; Kupfer, Manganoxyd, Aluminiumoxyd Diese Katalysatoren ergaben mit dem vorgenannten Ausgangsgemisch bei 25o° Umwandlungen von Anilin in Höhe von 72 bzw. 69 bzw. 7o % und Ausbeuten von 9g, 98 und 99 0/0. Diese Umwandlungen konnten noch verbessert werden durch Anwendung eines größeren Verhältnisses von Methanol zu Anilin und bzw. oder durch die Verwendung höherer Temperaturen oder längerer Berührungszeiten.
  • Mit Katalysatoren, welche Kalium-, Cadmium-, Strontium-, Molybdän- oder Vanadiumoxyd enthielten, wurden ähnlich günstige Ergebnisse erhalten. Beispiel 4 Kupfer-Chromoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren mit einem Molverhältnis von Kupfer zu Chrom von 3:1 und 1:2 wurden hergestellt indem man ein oberflächenaktives Aluminiumoxyd mit Kupfer- und Chromnitrat imprägnierte und dann während 8 Stunden bei zgo bis 300° mit Wasserstoff reduzierte. Bei Umsetzung von Methanol mit Anilin in äquimolekularen Mengen in Anwesenheit dieser Katalysatoren wurden unter verschiedenen Arbeitsbedingungen folgende Ergebnisse erhalten:
    Verhältnis von Cu:Cr Stündliche Flüssigkeits- Temperatur Molprozent
    im Katalysator raumgeschwindigkeit o C Umwandlung Ausbeute
    der Zufuhr Anilin in Methylanilin an Methylanilin
    3: 1 0.9 350 56 97
    o,9 275 64 97
    1:2 o,g 301 74 98
    0,9 350 50 93
    Beispiel 5 Die nachstehend zusammengestellten Ergebnisse erläutern einige der mannigfaltigen Kombinationen von Arbeitsbedingungen, welche bei der Iierstellung von N-Methylanilin während langer Arbeitszeiten gute Resultate ergaben.
    Zufuhr= Reaktionsbedingungen Molprozent
    Katalysator`) molverhältnis scheinbare Umwandlung Ausbeute
    Anilin zu Methanol Temperatur Druck Berührungszeit von an
    zu Wasserstoff ° C atü
    Sekunden Anilin Methylanilin
    Cu: Zn: -
    45 g,o 1:1,3:2,2 250 0 2,8 97 98
    6,8 13,9 1: 1,5: 2,5 250 0 2,8 97 99
    45 9,o I:2:3 250 0 2,8 Ioo 94
    Cu: Ca:
    4,5 6,o 1: 2: 3 275 0 2,8 >9g >99
    4,g 6,2 1: 2 : 2 285 2 2,9 100 98
    4,g 6,2 I:1,5:2,5 285 2 2,9 97 99
    4,9 6,2 I:2:2 285 4 2,9 98 98
    *) Kupfer-Metalloxyd-Aluminiumoxyd; Gewichtsprozent der Metalle vor der Reduktion.
    Beispiel 6 Die Vorteile, welche bei Verwendung eines Alkoholüberschusses und von Wasserstoff im Zufuhrgemisch erhalten werden, werden durch die folgenden Ergebnisse belegt, die bei der Umsetzung von Methanol mit Anilin bei 25o°, Atmosphärendruck und 2,7 bis 3 Sekunden Kontaktzeit erhalten wurden mit Kupfer-Zinkoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren, die (bei Analyse vor der Reduktion) 4,5 bis 6,8 °/o Kupfer und g bis 13,9 °/o Zink enthielten.
    Zufuhrmolverhältnis Gewichtsprozent) Molprozent
    Anilin zu Methanol Umwandlung von Ausbeute an
    zu Wasserstoff c. I ' Zn Anilin ' N-Methylanilin**)
    1:1:2 4,5 9 82 99
    1:1,3:2,2 45 9 94 95
    1:2:3 4,5 9 98 93
    1: 1: 2 6,8 13,9 82 > 99
    1: 1: 5,2 6,8 T3,9 82 > 99
    I: 1:0,5 6,8 13,9 78 > 99 .
    I : I : o 6;8 13,9 67 > 99
    *) Im Katalysator vor der Reduktion.
    **). Berechnet auf zugeführtes Anilin.
    Beispiel 7 In der folgenden Zusammenstellung sind einige Resultate wiedergegeben, welche die Wirkung von Änderungen in der Katalysatorzusammensetzung zeigen, die erhalten wurde bei 25o° und 2,8 bis 3 Sekunden scheinbarer Berührungszeit:
    ' Molprozent Umwandlung
    Gewichtsprozent Zufuhrmolverhältnis Druck berechnet auf Anilin
    Metall) Anüin zu Methanol atü nach nach
    zu Wasserstoff 2 bis 4 Soden I r bis 14 Stunden
    4,8 Cu 9,o Zn 1: 1: 2 0 8o 82
    2,3 Cu 4,4 Zn 1: 45: 2,5 2 86 73
    5,0 Cu 10,4 Zn 1: 1,5: 2,5 2 97 94
    4,1 Cu 3,1 Zn 1:1,5: 2,5 2 g3 86
    *) Im Kupfer-Metalloxyd-Aluminiumoxyd-Katalysator, bestimmt vor der Reduktion.
    Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn an Stelle von Zinkoxyd andere schwer reduzierbare Metalloxyde verwendet werden. So ergibt der Ersatz durch Calciumoxyd oder durch Oxyde anderer Metalle der Gruppe II Katalysatoren, welchq ebenfalls hohe Umwandlungen und hohe Ausbeuten an N-Mönoalkylanilinen liefern. Die Wirkung der Einführung anderer Metalle an Stelle des bei den erfindungsgemäßen Katalysatoren verwendeten Kupfers, wird dargetan durch die Resultate, welche erhalten wurden mit einem Katalysator aus Nickel, Zinkoxyd und aktiviertem Aluminiumoxyd und in der in Beispiel 1 beschriebenen der Weise hergestellt war, mit der Ausnahme, daß an Stelle von Kupfernitrat Wickelnitrat und am Ende eine Reduktionstemperatur von 275° verwendet wurde. Der Katalysator enthielt nach der Zersetzung zu den Oxyden, aber vor der Reduktion, 4% Nickel und 9% Zink. Unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie in Beispiel 3, mit Ausnahme der Temperatur von 3o6°, ergab dieser Katalysator eine Umwandlung von nur 220/,. Durch Erhöhung der Temperatur auf 35o° konnte die Umwandlung auf 370/, gesteigert werden, aber die Ausbeute betrug dann nur 95 0/0 an insgesamt methylierten Produkten, und der Dimethylanilingehalt war zwei- bis fünfmal so hoch, wie bei den nach Beispiel i oder 3 erhaltenen Produkten. Mit Katalysatoren aus Silber, Zink- oder Chromoxyd und oberflächenaktivem Aluminiumoxyd 7 -wurden unter ähnlichen Bedingungen ebenfalls Umwandlungen unter 40 0/0 erhalten. Dies ist auch der Fall, wenn bei den Katalysatoren gemäß der Erfindung an Stelle von metallischem Kupfer Kupferoxyd verwendet wird.
  • Wenn in den Katalysatoren an Stelle eines oberflächenaktiven Aluminiumoxyds ein Siliciumdioxyd enthaltendes Material, wie Diatomeenerde, verwendet wird, so erhält man unter vergleichbaren Bedingungen gemäß den vorstehenden Beispielen sehr geringe Umwandlungen. So ergab ein Katalysator mit 6,8 % Kupfer und 13,9 Zink mit Diatomeenerde eine Gesamtumwandlung von weniger als 40 %, wenn Anilin, Methanol und Wasserstoff in einem Molverhältnis von i : i : 2 bei Atmosphärendruck und 248° unter Anwendung einer scheinbaren Berührungszeit von 2,8 Sekunden darübergeleitet wurden. Beispiel 8 Unter Verwendung eines Kupfer-Zinkoxyd-Aluminiumoxyd-Katalysators, der bei Analyse vor der Reduktion 4,8"/, Kupfer und 9,3 Gewichtsprozent Zink enthielt, also ein Molverhältnis von Kupfer zu Zink von = : 1,9 aufwies, wurde Isopropylalkohol mit Anilin umgesetzt. Die Zufuhr enthielt Anilin, Isopropylalkohol und Wasserstoff im Molverhältnis i : 1,5: 2,5. Bei einer Temperatur von 25o° und 2,8 Sekunden scheinbarer Berührungszeit bei Atmosphärendruck wurde nach 7 Stunden eine Umwandlung von Anilin. in N-Isopropylanilin von 6o0/,) festgestellt. Die Ausbeute an N-Isopropylanilin, berechnet auf die Anilinzufuhr, betrug 92,50/,. Das Produkt siedete bei 762 mm bei 2o2 bis 2o3° (unkorrigiert).
  • Beispiel 9 Allylalkohol wurde unter Verwendung des gleichen Katalysators und der gleichen Arbeitsbedingungen wie in Beispiel 8 mit Anilin umgesetzt. Die Destillation des Produkts nach Extraktion mit gesättigter Natriumchloridlösung und Trocknen mit wasserfreiem Calciumsulfat zeigte eine 610/0ige Umwandlung des Anilins in N-n-Propylanilin mit einem Siedepunkt von 218 bis 219° bei 762 mm.
  • In gleicher Weise reagiert p-Xylidin mit Methanol unter Bildung von N-Methyl-p-xylidin. o-Chloranilin reagiert mit Isopropylalkohol unter Bildung von N-Isopropyl-o-chloranilin. - 2-Aminopyridin reagiert mit Äthylalkohol unter Bildung von Äthylpyridylamin. Tetrahydro-a-naphthylamin liefert mit Butylalkohol N-Butyltetrahydro-a-napthylamin und o-Aminophenol reagiert mit Methanol unter Bildung von N-Methyl-o-aminophenol.
  • Oft ist es vorteilhaft, die Reaktionen mit den cyclischen primären Aminen in der flüssigen Phase durchzuführen, anstatt in der Dampfphase, wie in den vorstehenden Beispielen. Dies trifft z. B. zu bei folgenden Reaktionen: p-Nitroanilin mit Methanol zwecks Bildung von N-\Iethyl-p-nitroanilin; a-Naphthylamin mit Äthylalkohol zwecks Gewinnung von N Äthyl-a-naphthylamin und m-Phenylendiamin mit Methanol zwecks Herstellung von N-blethyl-m-phenylendiamin.
  • Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann an Stelle der speziell genannten Alkohole eine große Vielzahl verschiedener Carbinolverbindungen verwendet werden. So sind Äthanol, Normal- und Isopropylalkohole, Normal-, Sekundär- und Isobutylalkohole und die Amylalkohole Beispiele für verwendbare niedere aliphatische Alkohole. Mit ungesättigten Alkoholen, wie Allyl- und Methallylalkohol werden gesättigte Amine erhalten. An Stelle der vorgenannten - einwertigen Alkohole können auch mehrwertige Verbindungen verwendet werden, z. B. Glykol oder Diäthylenglykol. Die Mengenverhältnisse des in Verbindung damit verwendeten primären cyclischen Amins können so eingestellt werden, daß eine oder mehrere der Hydroxylgruppen der Carbinolverbindung durch Aminogruppen ersetzt wird bzw. werden. Wenn die Hydroxylgruppen der Polyoxyverbindungen praktisch die gleiche Reaktionsfähigkeit haben, stellen die Monoaminoprodukte Gemische von Isomeren dar, sofern die Polyhydroxylverbindung, von welcher ausgegangen wird, nicht eine symmetrische Verbindung darstellt, wie Äthylenglykol.

Claims (13)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von sekundären cyclischen Aminen, dadurch gekennzeichnet, daß ein primäres cyclisches Amin in Anwesenheit eines Katalysators, welcher metallisches Kupfer, Aluminiumoxyd und ein oder mehrere sonstige schwer reduzierbare Metalloxyde enthält, mit einer Carbinolverbindung umgesetzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man ein oberflächenaktives Aluminiumoxyd verwendet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als das andere schwer reduzierbare Metalloxyd ein Oxyd eines mehrwertigen Metalls, insbesondere aus der Gruppe II des Periodischen Systems, verwendet.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als das andere schwer reduzierbare Metalloxyd ein Oxyd eines Metalls aus der ersten oder zweiten Übergangsreihe verwendet.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Calciumoxyd oder Zinkoxyd verwendet.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch = bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator verwendet, der 2 bis 2o"/, metallisches Kupfer enthält, während das andere schwer reduzierbare Metalloxyd in einem Molverhältnis von etwa 0,2:i bis 4:1, vorzugsweise o,2 : i bis 2:1, bezogen auf das Kupfer im Katalysator, vorliegt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei Temperaturen- zwischen etwa Zoo und 35o° durchgeführt wird. B.
  8. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in der Dampfphase ausgeführt wird: g.
  9. Verfahren nach Anspruch z bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein primäres aromatisches Amin mit einem aliphatischen primären oder sekundären Alkohol umgesetzt wird, der nicht mehr als 6 Kohlenstoffatome enthält. io.
  10. Verfahren nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß Anilin mit dem Alkohol umgesetzt wird. ii.
  11. Verfahren nach Anspruch i bis io@:,, dadurch gekennzeichnet, daß ein molekularer UberSChuß des Alkohols verwendet wird.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch i bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Anwesenheit von Wasserstoff durchgeführt wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus Anilin, Methanol und Wasserstoff im Molverhältnis i : 1,2 bis 3,5: i bis $, vorzugsweise i : 2 : 2, zur Umsetzung gebracht wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE922347C (de) * 1950-12-23 1955-01-13 Basf Ag Verfahren zur Herstellung aromatischer N-Monoalkylamine
DE1003220B (de) * 1954-06-01 1957-02-28 Ind Chemie Thoma G M B H Verfahren zum Alkylieren von aromatischen Aminen

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