ES2234045T3 - Procedimiento para la preparacion de 4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de 4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina.Info
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- C07D211/04—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
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- C07D211/36—Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
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Abstract
EN EL PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DE 4 - AMINO - 2,2,6,6 - TETRAMETIL - PIPERIDINA (TAD) EN UN PRIMER PASO REACCIONA LA 2,2,6,6 - TETRAMETIL - PIPERIDIN - 4 - ONA (TAA) CON AMONIACO EN PRESENCIA DE UN A) CATALIZADOR DE OXIDO METALICO ACIDO O B) CATALIZADORES ACIDOS SOLIDOS, QUE SON PRACTICAMENTE INSOLUBLES EN AGUA, DANDO TAA - IMINA; PARA ELLO EN B) SE EXTRAEN INTERCAMBIADORES IONICOS INORGANICOS E ORGANICOS EN FORMA DE AMONIACO. EN UN SEGUNDO PASO SE HIDROGENA LA TAA - IMINA EN PRESENCIA DE UN CATALIZADOR DE HIDROGENACION.
Description
Procedimiento para la preparación de
4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la preparación de
4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina
(triacetonadiamina, TAD) a partir de triacetonamina (TAA).
La TAD es un producto intermedio fundamental para
la síntesis de agentes protectores frente a la radiación de tipo
HALS (HALS = Hindered Amine Light Stabilizer (estabilizador de
radiación de amina impedida)), que desempeña un papel importante
como aditivo para la estabilización de polímeros sintéticos (por
ejemplo, poliolefinas).
El documento EP-B 0033529
describe la hidrogenación aminizante de la
2,2,6,6-tetrametil-piperidin-4-ona
(triacetonamina, TAA) para dar TAD en presencia de un disolvente,
con un exceso de NH_{3} de 10 a 50 mol (por mol de TAA), una
presión de 50 a 500 bar y temperaturas de 120 a 220ºC, por tanto un
procedimiento de una sola etapa según la siguiente ecuación de
reacción:
El documento EP-B 0042119
describe la síntesis de TAD a partir de TAA, en la que la cetona TAA
se hace reaccionar inmediatamente en una primera etapa con amoniaco
en presencia de intercambiadores de iones inorgánicos u orgánicos en
forma de amonio como catalizadores de formación de imina con la
formación de la TAA-imina;
a continuación tiene lugar la
hidrogenación de la TAA-imina en presencia de un
catalizador de hidrogenación para dar TAD (procedimiento de dos
etapas). Una desventaja de este procedimiento para la preparación de
TAD consiste en que el intercambiador de iones usado como
catalizador para la etapa de formación de imina es costoso y es sólo
poco estable mecánica o
térmicamente.
En el documento EP-A 0611137 se
describe un procedimiento para la preparación de aminas a partir de
cetonas cíclicas. En este, se transforma la cetona (por ejemplo,
TAA) primeramente con NH_{3} en presencia de carbón activo en la
correspondiente imina, y esta se hidrogena a continuación para dar
la amina (TAD) (procedimiento de dos etapas).
El documento EP-A 0623585
describe la hidrogenación aminizante de una cetona cíclica (por
ejemplo, TAA) o la hidrogenación de una imina correspondiente
(TAA-imina) en presencia de un catalizador de
cobalto especial.
El objetivo de la invención es proporcionar un
procedimiento para la preparación de TAD a partir de TAA, que
represente, desde el punto de vista de los costes y respecto al tipo
de catalizadores usados, una alternativa a escala industrial menos
costosa respecto a los procedimientos habituales.
Este objetivo se consigue mediante un
procedimiento para la preparación de
4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina
(TAD) de fórmula I
en el que en una primera etapa se
hace reaccionar la
2,2,6,6-tetrametil-piperidin-4-ona
(TAA) de fórmula
II
con amoniaco en presencia de
catalizadores ácidos sólidos a), que son prácticamente insolubles en
la mezcla de reacción -excluyendo intercambiadores de iones
inorgánicos y orgánicos en la forma de amonio-, para dar
TAA-imina de fórmula
III
y en una segunda etapa la
TAA-imina se hidrogena en presencia de un
catalizador de hidrogenación
b).
Además la invención proporciona un procedimiento
para la preparación de
2,2,6,6,-tetrametil-piperidin-4-imina
(TAA-imina) de fórmula III
en el que la
2,2,6,6,-tetrametil-piperidin-4-ona
(TAA) de fórmula
II
\newpage
se hace reaccionar con amoniaco, en
presencia de catalizadores ácidos sólidos a), que son prácticamente
insolubles en la mezcla de reacción, excluyendo intercambiadores de
iones inorgánicos y orgánicos en la forma de
amonio.
También se encontró un procedimiento que
transcurre sobre la TAA-imina formada como
intermedio mediante pre-iminización; este
procedimiento se caracteriza porque la síntesis de la
TAA-imina se lleva a cabo en presencia de los
catalizadores mencionados.
Son ejemplos preferidos de catalizadores a) los
hidrosilicatos de aluminio de tipo bentonita o montmorillonita o
silicatos de aluminio de tipo zeolita, mordenita o erionita.
La imina que se genera como intermedio puede
aislarse según una forma de realización como sustancia pura, sin
embargo se prefiere en la preparación de la TAD, la consiguiente
hidrogenación directamente en condiciones usuales (por ejemplo,
130ºC, 250 bar H_{2}) en presencia de amoniaco en exceso (forma de
proceder preferida). Como catalizador b) para esta segunda etapa se
pueden usar catalizadores de hidrogenación con contenido de metales
preciosos disponibles en el mercado.
El procedimiento se lleva a cabo preferiblemente
en presencia de un disolvente adicional, pero dado el caso pueden
ser de uso disolventes orgánicos inertes respecto a los reactantes y
productos, como el tetrahidrofurano o alcanoles (por ejemplo,
metanol). La reacción con amoniaco en exceso tuvo lugar
especialmente a temperaturas de 20 a 150ºC, las presiones preferidas
se encuentran de 15 a 500 bar.
Ambas etapas de reacción se pueden realizar en
forma discontinua en autoclaves o también, especialmente preferido,
en forma continua en reactores tubulares o cascadas de tanques a
presión.
Ejemplos
comparativos
En un reactor tubular a presión vertical (volumen
= 50 ml) que fue rellenado con 37 g de dióxido de titanio (tramo de
1,5 mm), se bombeó por colas una mezcla líquida precalentada a 80ºC,
compuesta por 40,0 g/h de TAA (pureza según CG: 97,3%) y 792 ml/h de
amoniaco. Se reguló la temperatura del reactor a 120ºC por medio de
una carcasa doble calentada con aceite. El resultante del reactor se
condujo a continuación junto con 43 l/h de hidrógeno desde abajo
hacia arriba a través de otro reactor tubular conectado (volumen =
200 ml), que estaba relleno con 307 g de un catalizador de
hidrogenación, con un contenido en CoO del 90%, en Mn_{3}O_{4}
del 1%, en P_{2}O_{5} al 2% y en Na_{2}O del 2%(tramo de 4
mm), a una presión de 250 bar y una temperatura de 130ºC. El
resultante del reactor se liberó luego del hidrógeno en exceso en un
separador a alta presión, se descomprime a presión normal y se
separa por destilación el amoniaco en exceso. El resultante
contenía, según análisis por cromatografía de gases, TAD al 95% y
alcohol triacetonamínico al 1,9% (TAA-ol),
correspondiente a un rendimiento en TAD del 98%.
La realización correspondiente al ejemplo 1, con
la modificación de que en el primer reactor se bombearon 41,0 g/h de
TAA y 1097 ml/h de NH_{3} y en el segundo reactor se condujeron 59
l/h de hidrógeno, produjo un resultante de reacción que contenía TAD
al 94% y TAA-ol al 1,8%. Esto correspondía a un
rendimiento en TAD del 97%.
La realización correspondiente al ejemplo 2, con
la modificación de que en el premier reactor se bombearon 77,2 g/h
de TAA y 1217 ml/h de NH_{3}, y en el segundo reactor se
condujeron 58 l/h de hidrógeno, produjo un resultante de reacción
que contenía TAD al 92% y TAA-ol al 3,2%. Esto
correspondía a un rendimiento en TAD del 95%.
Claims (5)
1. Procedimiento para la preparación de
4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina
(TAD) de fórmula I,
en el que en una primera etapa se
hace reaccionar
2,2,6,6-tetrametil-piperidin-4-ona
(TAA) de fórmula
II
con amoniaco en presencia de a)
catalizadores ácidos sólidos, que son prácticamente insolubles en la
mezcla de reacción, para dar TAA-imina de fórmula
III
y
en una segunda etapa se hidrogena
la TAA-imina en presencia de un catalizador de
hidrogenación b), caracterizado porque como catalizador a) se
usan hidrosilicatos de aluminio de tipo bentonita o montmorillonita
o silicatos de aluminio de tipo zeolita, mordenita o
erionita.
2. Procedimiento para la fabricación de
2,2,6,6-tetrametil-piperidin-4-imina
(TAA-imina) de fórmula III,
en el que se hace reaccionar
2,2,6,6-tetrametil-piperidin-4-ona
(TAA) de fórmula
II
con amoniaco en presencia de a)
catalizadores ácidos sólidos, que son prácticamente insolubles en la
mezcla de reacción, caracterizado porque como catalizador a)
se usan a) hidrosilicatos de aluminio del tipo bentonita o
montmorillonita o silicatos de aluminio de tipo zeolita, mordenita o
erionita.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la TAA se hace reaccionar, dado el caso, disuelta en un
disolvente orgánico inerte, a temperaturas de 20 a 150ºC con
amoniaco en exceso.
4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la TAA se hace reaccionar, dado el caso, disuelta en un
disolvente orgánico inerte, a presiones de 15 a 500 bar con amoniaco
en exceso.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1, 3 ó 4, en el que la reacción de la TAA con el
amoniaco se lleva a cabo en un reactor, que contiene los
catalizadores a) y b).
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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