DE946622C

DE946622C - Verfahren zur Herstellung von Trimethylamin

Info

Publication number: DE946622C
Application number: DEB27953A
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Stichnoth; Ludwig Wolf; Dr Albert Palm
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1953-10-18
Filing date: 1953-10-18
Publication date: 1956-08-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Trimethylamin Es ist bekannt, Trimethylamin durch Umsetzung von Ammoniumchlorid mit Formaldehydlösung herzustellen. Obwohl hierbei gute Ausbeuten erzielt werden, hat das Verfahren keine technische Bedeutung erlangt. Abgesehen von den rein apparativen Schwierigkeiten als Folge der stark korrodierenden Eigenschaften des Ammoniumchlorids, besteht ein Nachteil des Verfahrens vor allem darin, daß das Trimethylamin als Hydrochlorid anfällt und infolgedessen mit Natriumhydroxyd in Freiheit gesetzt werden muB. Nachteilig ist ferner die Tatsache, daB ein Teil des Formaldehyds in Kohlensäure verwandelt wird.
Die erwähnten Nachteile sind bei der Herstellung von Trimethylamin durch Umsetzung von Methanol und Dimethyläther mit Ammoniak in Gegenwart von wass#rabspaltenden Katalysatoren nicht vorhanden. Dafür liefert diese Arbeitsweise aber ein schwer trennbares Gemisch aus Mono-, Di- und Trimethylamin. Man hat ferner auch schon durch Reduktion von Hexamethylentetramin Trimethylamin hergestellt; indessen entsteht hierbei, sei es bei Anwendung einer Reduktion mit Metall und Säure oder einer elektrochemischen Reduktion, kein einheitliches Reaktionsprodukt. Auch die katalytische Reduktion von Hexamethylentetramin, die in der Dampfphase unter Anwendung von Nickelkatalysatoren durchgeführt wurde, hat keinen Eingang. in die Technik gefunden, da unter den angewandten Bedingungen ein Teil des wertvollen Hexamethylentetramins in Methan verwandelt. wird.
Es wurde nun gefunden, daß man mit sehr guter Ausbeute Trimethylamin herstellen kann, wenn man Hexamethylentetramin in Gegenwart eines Lösungsmittels in der flüssigen Phase bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck katalytisch reduziert. Als Katalysatoren können z. B. feinverteilte Metalle,' wie Nickel, Kobalt oder Kupfer, in der bei Hydrierungen üblichen Form angewandt werden. Als geeignete Lösungsmittel seien beispielsweise Methanol, Äthanol, Diöxan oder Wasser genannt. Die optimalen Temperaturen liegen zwischen etwa 10o und Zoo', die optimalen Drücke zwischen etwa 5o und 3oo at.
Die besonders gute Bilanz dieses Verfahrens konnte- vor allem deshalb nicht vorausgesehen werden, weil es bekannt war, daß die katalytische Hydrierung von Acetaldehyd und Propionaldehyd in wäßrigem Ammoniak bei Zimmertemperatur nur geringe Ausbeuten an Trialkylamin gibt, und weil außerdem bekannt ist, daß Reaktionen mit Formaldehyd als dem ersten Glied der homologen Reihe häufig überhaupt nicht einmal dem Verlauf der Reaktionen mit den höheren Homologen entsprechen.
Die Konzentration des anzuwendenden Lösungsmittels kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Statt von kristallisiertem Hexamethylentetramin kann man auch von dessen technischen Lösungen oder - noch vorteilhafter - von den Komponenten Ammoniak und Formaldehyd ausgehen, deren wäßrige Lösungen vereinigt und anschließend der katalytischen Reduktion unterworfen werden. Die Reaktion verläuft so schnell, daß man die Druckhydrierung vorteilhaft kontinuierlich, z. B. durch Rieseln über einen fest angeordneten Katalysator, durchführen kann.
Als Nebenprodukte-werden unter den erwähnten Bedingungen Ammoniak und geringe Mengen Disowie Monomethylamin erhalten. Geht man z. B. von einer 6o%igen Hexamethylentetraminlösung aus, so erhält man bei 14o° unter 70 bis aoo at Druck etwa 71% Trimethylamin neben etwas Ammoniak, DixAethylamin und Monomethylamin. Es ist überraschend, daß unter diesen Bedingungen keine Spur Methan gebildet wird. Erst bei Temperaturen oberhalb 2oo° machen sich Verluste durch Methanbildung bemerkbar. Diese betragen z. B: bei 23o° etwa 2o %. Durch Zugabe von Ammoniak kann man das Reaktionsgleichgewicht zugunsten der Bildung von Mono- und Dimethylamin beeinflussen.
Die in den nachstehenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel I Eine Lösung von 15o Teilen Hexamethylentetramin in Zoo Teilen Wasser wird in Gegenwart von 15 Teilen Raney-Nickel bei einem Anfangsdruck von 150 at in einem Autoklav unter Erhitzen mit Wasserstoff behandelt. Die Wasserstoffaufnahme beginnt bei einer Temperatur von 13o° und endet nach T1/2 Stunden bei z68°.. Man läßt das Reaktionsgefäß abkühlen, entspannt den Wasserstoff über eine mit Kohlensäure gefüllte Vorlage, -in die man auch das flüssige Reaktionsprodukt einlaufen läßt. Dieses wird durch Destillation vom Wasser getrennt, wobei man 141 Teile eines Kondensats erhält, das folgendermaßen zusammengesetzt ist: 71,0% Trimethylamin, 18,8 % Ammoniak, 59% Dimethylamin, 4,3 0/0 Monomethylamin.
Beispiel 2 In a45 Teile einer 36,7%igen wäßrigen Formaldehydlösung leitet man bei. 65 bis 70° im Laufe von 75 Minuten unter gutem Rühren 38 Teile Ammoniakgas ein und hält noch 30 Minuten bei 70°. Die erhaltene Lösung wird in Gegenwart von 15 Teilen Raney-Kupfer unter einem Druck von 15o bis 25o at hydriert. Die Wasserstoffaufnahme beginnt bei 125° und endet nach 2 Stunden bei 145°. Die Aufarbeitung erfolgt, wie im Beispiel 1 beschrieben. Man erhält 69 Teile eines Rohprodukts, das folgendermaßenzusammengesetzt ist: 74,2% Trimethylamin, I9,6 % Ammoniak, , 5,2% Dimethylamin, I,T % Monomethylamin.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung von Trimethylamin durch Reduktion von Hexamethylentetramin, dadurch gekennzeichnet, daß man Hexamethylentetramin in flüssiger Phase in Gegenwart eines Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck katalytisch reduziert.
2. Ausführungsform des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man statt des Hexamethylentetramins ein wasserhaltiges * Gemisch aus Am moniäk und Formaldehyd verwendet. In Betracht gezogene Druckschriften: Org. Chem. Ind. 7 (I940), 671; Chem. Abstr. 35 (1941), 5094 Ber. d. dtsch. chem. Ges. 61- (I928)-, 1456, 1457 Beilstein, Handb. d. Organ. Chemie, 4. Auflage, Ergw. II, Bd.4, 552.