HU220748B1 - Javított eljárás N,N-dimetil-ciklohexil-amin előállítására - Google Patents

Javított eljárás N,N-dimetil-ciklohexil-amin előállítására Download PDF

Info

Publication number
HU220748B1
HU220748B1 HU9901547A HUP9901547A HU220748B1 HU 220748 B1 HU220748 B1 HU 220748B1 HU 9901547 A HU9901547 A HU 9901547A HU P9901547 A HUP9901547 A HU P9901547A HU 220748 B1 HU220748 B1 HU 220748B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
cyclohexanone
catalyst
dimethylamine
trimethylamine
hydrogen
Prior art date
Application number
HU9901547A
Other languages
English (en)
Inventor
Péter Arányi
Imre Kordás
István Palkovics
György Borsi
István Gémes
Zsolt Gáspár
László Timár
András Novotnik
Katalin Novotnik
Miklós Nyári
Original Assignee
Huntsman Corporation Hungary Vegyipari Termelő-Fejlesztő Részvénytársaság
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huntsman Corporation Hungary Vegyipari Termelő-Fejlesztő Részvénytársaság filed Critical Huntsman Corporation Hungary Vegyipari Termelő-Fejlesztő Részvénytársaság
Priority to HU9901547A priority Critical patent/HU220748B1/hu
Publication of HU9901547D0 publication Critical patent/HU9901547D0/hu
Publication of HUP9901547A2 publication Critical patent/HUP9901547A2/hu
Publication of HU220748B1 publication Critical patent/HU220748B1/hu

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

A találmány tárgya javított eljárás N,N-dimetil-ciklohexil-amin előállítására, ciklohexanon és dimetil-amin hidrogén és hidrogénező katalizátor jelenlétében végzett reakciójával. A reakció jellegét tekintve reduktív aminálás.
Az Ν,Ν-dimetil-ciklohexil-amin széles körben hasznosított anyag. Felhasználható a műanyagiparban polimerizációs katalizátorként, fűtőolaj tárolási stabilitását növelő adalékként, valamint korróziós inhibitorként.
A ciklohexanon az ezociklikus ketonok közé tartozik, melyek a nyílt láncú, illetve az exociklikus ketonokhoz képest nehezebben vihetők reduktív aminálási reakcióba. Ennek oka a karbonilcsoport kevésbé polározott jellege, másrészt a jelentősebb szterikus gátlás. így a megfelelő konverzió eléréséhez szigorúbb reakciókörülmények szükségesek. Ez nemcsak a fokozott mértékben képződő melléktermékek miatt okoz gondot, de előnytelen a kisebb hozamok miatt is. Melléktermékként ciklohexanol és monometil-ciklohexil-amin képződik.
Ciklohexanonnal, mint a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bíró ezociklikus ketonnal több olyan közlemény foglalkozik, melyek annak reduktív N-alkilezését tárgyalják. Az eljárások elsősorban primer aminokkal végrehajtott reakciókat ismertetnek. Dimetil-amin és ciklohexanon reakcióját kevesebben tárgyalják.
A Doki. Akad. Nauk. SSSR 226, 1341 (1976) közlemény szerint ciklohexanont alumínium-oxid-hordozós, alkálifém-oxidokkal adalékolt rézkatalizátor jelenlétében aminálják. N-etil-ciklohexil-amin esetén 59,1%-os a maximális hozam. Nikkeltartalmú katalizátorok felhasználásával ennél kisebb hozam érhető el.
A DE 16118155 számú szabadalmi leírás eljárást ismertet N-metil-ciklohexil-amin előállítására ciklohexanon metil-aminnal végzett reduktív alkilezése útján. A reakciót hidrogénáramban, 100-140 °C hőmérsékleten, 50-150 bar nyomáson, krómmal aktivált kobaltkatalizátor jelenlétében végzik. A metil-amint igen nagy, 18-22-szeres fölöslegben alkalmazzák, ennek ellenére a célterméket közepes hozammal kapják.
Az Sb. Vys. Sk. Chem-Technol. Praze, Org. Chem. Technoi. C19, 35 (1973) közlemény és a CS 154133 számú csehszlovákiai szabadalmi leírás szerint a ciklohexanon reduktív aminálását metil- és etil-aminnal aktívszén-hordozón 3 tömeg% palládiumot tartalmazó katalizátor jelenlétében végzik; az N-monoalkil-ciklohexil-aminokat 80% körüli hozamokkal kapják.
Platina-, rádium-, palládium-, ruténium- és molibdén-szulfid-katalizátorok alkalmazását ismerteti ciklohexanon reduktív aminálására az EP 14985 számú európai szabadalmi leírás. Ezzel az eljárással 84% volt az elérhető legnagyobb hozam.
Az ismertetett eljárások N-monoalkil-ciklohexilaminok előállítását mutatták be. A közölt hozamok nagyon alacsony értékek.
Az alábbi eljárások Ν,Ν-dimetil-ciklohexil-amin előállítását ismertetik. Közös hátrányuk vagy a szakaszos üzemmód és/vagy a nehezen kezelhető segédanyag, katalizátor jelenléte. A segédanyagok savak vagy halogenidek, melyek potenciális környezetszennyezést jelentenek.
A CH 1092061 számú kínai szabadalmi leírás szerint palládium/aktív szén katalizátort alkalmaznak szakaszos üzemmódban.
Az US 4521624 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint palládium/aktív szén katalizátoron szakaszos üzemmódban ciklohexanonra vonatkoztatva 98,78% konverzió érhető el. A kívánt Ν,Νdimetil-ciklohexil-amin 97,5%-os hozammal állítható elő. Komoly hátrányt jelent, hogy az eljárás csak szakaszos üzemmódban valósítható meg.
Jó hozamot (98%) biztosít az a folyamatos üzemmódban működő eljárás, amit a HU 202 190 számú magyar szabadalmi leírás közöl. Itt viszont a körülményes katalizátorkezelés jelent nehézséget, ami az alkalmazott γ-alumínium-oxid hordozó halogénnel történő promoveálását, illetve aktiválás során annak eltávolítását jelenti. Mindez egyúttal halogéntartalmú vizes hulladék képződésével is jár.
Szakaszos üzemmódban és ecetsavadalékkal dolgozik a US 4954654 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás. Az alkalmazott katalizátor a rendkívül tűzveszélyes Raney-kobalt. Az elért konverzióértékek 84,3-96,1% között változnak, az átlagos hozam desztilláció után 82%. Az eljárás hátránya nemcsak az alacsony átlagos hozam, de a szakaszos üzemmód, az ecetsav és a katalizátor kezelése is.
Amint már közöltük, az ezociklikus ketonok kevésbé polározott karbonilcsoportjuk és a gyűrűs szerkezet szterikus gátlása miatt nehezen vihetők reduktív aminálási reakcióba. Fennáll ezért a mellékreakciók lehetősége. A mellékreakciók közül a legvalószínűbb a ketocsoport redukciója, ez ciklohexanon esetében jelentős mértékű ciklohexanol képződését jelenti. Az aminálási reakció relatív lassúsága miatt lejátszódhat a dimetilamin diszproporcionálódása is, aminek következtében a monometil-amin ciklohexanonnal nemkívánatos Nmetil-ciklohexil-aminná alakul. A felsorolt mellékreakciók visszaszorítására is szükség van.
Célul tűztük ki olyan eljárás kidolgozását, amelynek felhasználásával az Ν,Ν-dimetil-ciklohexil-amin jó hozammal, a mellékreakciók visszaszorításával, korszerű folyamatos üzemmódban, környezetszennyező hulladékok képződése nélkül állítható elő.
Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy a ciklohexanon jó hozammal reduktívan aminálható dimetilaminnal hidrogén és hidrogénező katalizátor jelenlétében, ha a ciklohexanonra számítva legalább 1 tömegszázalékban trimetil-amint keverünk a reaktánsokhoz. Azt is tapasztaltuk, hogy ha trimetil-amin jelenlétében végezzük az aminálást, a fő reakció és a nemkívánatos mellékreakciók közötti relatív reakciósebesség az előbbi javára jelentősen megnövekszik. Trimetil-amin távollétében ez a kedvező hatás nem figyelhető meg.
A találmány tárgya tehát javított eljárás Ν,Ν-dimetil-ciklohexil-amin előállítására ciklohexanon dimetilaminnal végzett reduktív aminálásával, hidrogén és hidrogénező katalizátor jelenlétében, 60-250 °C hőmérsékleten, 15-200 bar nyomáson, 0,25-0,65 kg/dm3 katalizátor.óra folyadékterheléssel, 100-600 dm3/dm3 gáz/folyadék arány fenntartásával, ciklohexanonra számítva
HU 220 748 Bl legalább 1 tömeg%-ban a reaktánsokhoz kevert trimetil-amin alkalmazásával, folyamatos üzemmódban.
A reaktánsokhoz keverendő trimetil-amin mennyiségének nincs kritikus felső határa. A gyakorlatban azonban a ciklohexanonra számított 20 tömeg%-nál több trimetil-amint nem célszerű használni, mert az ezt meghaladó mennyiségű inért anyag keringtetése már rontja a gazdaságosságot.
Hidrogénforrásként legalább 50 térfogat% hidrogént tartalmazó gáz alkalmazható. Hidrogénező katalizátorként alkalmasak a platinacsoportbeli fémek és a nikkel, szemcsézett formában, hordozóra felvitt állapotban. A hordozó lehet az alumínium-oxid valamely módosulata, szilícium-dioxid, alumínium-szilikát, szén, zeolit, alkáliföldfém-karbonát. A dimetil-amint használhatjuk tisztán, oldatban vagy valamely módon folyadék halmazállapotúvá formált alakban, melyből a reakciókörülmények között reakcióképes dimetil-amin szabadítható fel. Ilyen például az UCB cég által forgalmazott „DIMCARB” fantázianevű anyag, mely dimetil-amin és szén-dioxid 1,8 molarányú, folyadékállapotú komplex vegyülete.
A trimetil-amin nemcsak az aminálás szelektivitását növeli meg, hanem annak termelékenységét, azaz az időegység alatt termelhető amin mennyiségét is. Nagyobb termelékenység elérése a technika korábbi állása szerint csak extenzív fejlesztéssel volt lehetséges. Tapasztalataink szerint adott termelőegység kapacitása 40-60%-kal növelhető új eljárásunk alkalmazásával.
A reakciót folyamatos üzemmódban egy katalizátortölteten is végrehajthatjuk. Ugyanakkor azt tapasztaltuk, hogy a termelékenység és a szelektivitás tovább növelhető, ha a reaktánsokat két vagy több sorba kötött katalizátortölteten vezetjük keresztül. Ennél a megoldásnál a hőmérsékletet úgy szabályozzuk, hogy az egymást követő katalizátorágyak átlaghőmérséklete 10-30 °Ckal növekedjen. Kívánatos, hogy a töltetmennyiségek közel azonos mennyiségűek legyenek.
Az aminálási reakció sebességét tovább növelhetjük, ha a dimetil-amint feleslegben alkalmazzuk. Tapasztalataink szerint a mólfelesleg előnyösen 1,2-3 mól dimetilamin/mol ciklohexanon.
A találmány szerinti eljárással az N,N-dimetil-ciklohexil-amin nagy hozammal és kitűnő szelektivitással állítható elő. A célterméket a termékelegy többi komponensétől önmagában ismert módon, desztillációval különítjük el. Az így elkülönített N,N-dimetil-ciklohexilamin igen tiszta, további tisztítást nem igényel.
A találmány szerinti eljárás legfontosabb előnyei a következők.
- Az eljárás folytonos üzemű, automatizált, nagy termelékenységű berendezésben végezhető.
- Trimetil-amin jelenlétének, illetve a különlegesen vezetett reakciónak köszönhetően a célterméket nagy hozammal és szelektivitással nyerjük.
- Katalizátorként különböző fémek egyaránt alkalmazhatók.
- Az eljárás megvalósítása nem igényel különleges kiképzésű, egyedi gyártmányú berendezést.
A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül a következő példákban részletesen ismertetjük.
1. példa
Nyomásálló csőreaktorba 100 cm3 1% Pt/Al2O3 katalizátort töltöttünk. Ammónia-szintézisgáz (75 térfogat?^ hidrogén - 25 térfogat% nitrogén) felhasználásával 60 bar nyomást és 16 dm3/óra gázáramot állítottunk be. Ezután 0,4 g/cm3 katalizátor.óra folyadékterhelés mellett 140 °C hőmérsékleten üzemeltettük a reaktort. A betáplált alapanyag összetétele tömeg%-ban a következő volt: ciklohexanon 43,5 dimetil-amin 30, víz 20, trimetil-amin 6,5. A betáplált ciklohexanon teljes mértékben átalakult, a kívánt N,N-dimetil-ciklohexil-amin 98,2%-os hozammal képződött.
2. példa
Nyomásálló csőreaktorokba 3x100 cm3 1% Pt/Al2O3 katalizátort töltöttünk. Ammónia-szintézisgáz (75 térfogat% hidrogén - 25 térfogat% nitrogén) felhasználásával 60 bar nyomást és 45 dm3/óra gázáramot állítottunk be. Ezután 0,6 g/cm3 katalizátor.óra folyadékterhelés mellett 120/140/155 °C hőmérsékletértékeken üzemeltettük a sorba kötött reaktorokat. A betáplált alapanyag összetétele tömeg%-ban a következő volt: ciklohexanon 38,7, dimetil-amin 32,2, víz 22,3, trimetil-amin 6,8. A betáplált ciklohexanon teljes mértékben átalakult, a kívánt N,N-dimetil-ciklohexil-amin 99,3%os hozammal képződött.
3. példa
Nyomásálló csőreaktorokba 3x100 cm3 50% Ni/Al2O3 katalizátort töltöttünk. A katalizátort önmagában ismert módon redukáltuk. Hidrogén felhasználásával 130 bar nyomást és 30 dm3/óra gázáramot állítottunk be. Ezután 0,48 g/cm3 katalizátor.óra folyadékterhelés mellett 140/165/180 °C hőmérsékletértékeken üzemeltettük a sorba kötött reaktorokat. A betáplált alapanyag összetétele tömeg%-ban a következő volt: ciklohexanon 48,1, dimetil-amin 43,3, víz 0, trimetil-amin 8,6. A betáplált ciklohexanon 99%-ban átalakult, a kívánt N,N-dimetil-ciklohexil-amin 97,8%-os hozammal képződött.
4. példa
Nyomásálló csőreaktorokba 100 cm3 0,5% Pd/Al2O3 katalizátort töltöttünk. Ammónia-szintézisgáz (75 térfogat% hidrogén - 25 térfogat% nitrogén) felhasználásával 45 bar nyomást és 18 dm3/óra gázáramot állítottunk be. Ezután 0,36 g/cm3 katalizátor.óra folyadékterhelés mellett 145 °C hőmérsékleten üzemeltettük a reaktort. A betáplált alapanyag összetétele tömeg%-ban a következő volt: ciklohexanon 43,5, dimetil-amin 30, víz 20, trimetil-amin 6,5. A betáplált ciklohexanon teljes mértékben átalakult, a kívánt N,N-dimetil-ciklohexil-amin 98,7%-os hozammal képződött.
5. példa
Nyomásálló csőreaktorokba 100 cm3 0,5% Pd/Al2O3 katalizátort töltöttünk. Ammónia-szintézisgáz (75 térfogat% hidrogén - 25 térfogat% nitrogén) felhasználásával 50 bar nyomást és 18 dm3/óra gázáramot állítottunk be. Ezután 0,33 g/cm3 katalizátor.óra folyadékterhelés mellett 155 °C hőmérsékleten üzemeltettük a reaktort.
HU 220 748 Bl
A betáplált alapanyag összetétele tömeg%-ban a következő volt: ciklohexanon 40, dimetil-amin 31, széndioxid 16,8, trimetil-amin 4,2, víz 7,9. A betáplált ciklohexanon teljes mértékben átalakult, a kívánt N,N-dimetil-ciklohexil-amin 98%-os hozammal képződött.
6. példa
Ezt a példát összehasonlítás céljából közöljük.
Nyomásálló csőreaktorokba 100 cm3 1% Pt/Al2O3 katalizátort töltöttünk. Ammónia-szintézisgáz (75 térfogat% hidrogén - 25 térfogat% nitrogén) felhasználásával 60 bar nyomást és 16 dm3/óra gázáramot állítottunk be. Ezután 0,4 g/cm3 katalizátor.óra folyadékterhelés mellett 140 °C hőmérsékleten üzemeltettük a reaktort. A betáplált alapanyag összetétele tömeg%-ban a következő volt: ciklohexanon 46,5, dimetil-amin 32,1, víz 21,4, trimetil-amin 0. A betáplált ciklohexanon 97,3%ban átalakult, a kívánt N,N-dimetil-ciklohexil-amin 81,4%-os hozammal képződött.

Claims (5)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás Ν,Ν-dimetil-ciklohexil-amin előállítására ciklohexanon dimetil-aminnal végzett reduktív aminálásával 60-250 °C hőmérsékleten, 15-200 bar nyomáson, 0,25-0,65 kg/dm3 katalizátor.óra folyadékterheléssel, 100-600 dm3/dm3 gáz/folyadék arány fenntartásával, katalizátor és hidrogén vagy legalább 50 térfogat% hidrogént tartalmazó gázkeverék jelenlétében folyamatos üzemmódban, azzal jellemezve, hogy a reduktív aminálást a ciklohexanonra számítva legalább 1 tömeg% trimetil-amin jelenlétében végezzük.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reduktív aminálást a ciklohexanonra számítva legfeljebb 20 tömeg% trimetil-amin jelenlétében végezzük.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dimetil-amint tisztán, oldatban, vagy a reakciókörülmények között reakcióképes dimetil-amint szolgáltató folyadék halmazállapotúvá formált alakban használjuk.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dimetil-amint a ciklohexanonra vonatkoztatva 1,2-3 közötti mólfeleslegben használjuk.
  5. 5. Az 1 -4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy folyamatos üzemmódban két vagy több katalizátorágyon vezetjük a reakciót úgy, hogy az egymást követő katalizátorágyak átlaghőmérséklete 10-30 °C-kal növekedjen.
HU9901547A 1999-05-10 1999-05-10 Javított eljárás N,N-dimetil-ciklohexil-amin előállítására HU220748B1 (hu)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9901547A HU220748B1 (hu) 1999-05-10 1999-05-10 Javított eljárás N,N-dimetil-ciklohexil-amin előállítására

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9901547A HU220748B1 (hu) 1999-05-10 1999-05-10 Javított eljárás N,N-dimetil-ciklohexil-amin előállítására

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU9901547D0 HU9901547D0 (en) 1999-07-28
HUP9901547A2 HUP9901547A2 (en) 2001-03-28
HU220748B1 true HU220748B1 (hu) 2002-05-28

Family

ID=89998270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9901547A HU220748B1 (hu) 1999-05-10 1999-05-10 Javított eljárás N,N-dimetil-ciklohexil-amin előállítására

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU220748B1 (hu)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114031504B (zh) * 2021-11-12 2023-09-22 山东中科新材料研究院有限公司 一种制备n,n-二甲基环己胺的方法

Also Published As

Publication number Publication date
HUP9901547A2 (en) 2001-03-28
HU9901547D0 (en) 1999-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101732747B1 (ko) 1-아다만틸트리메틸암모늄 히드록시드의 제조 방법
JPH07121894B2 (ja) 変性ラニ−触媒を使用する芳香族ジアミノ化合物の製造
TWI424880B (zh) 活化之基底金屬觸媒
CN106488905B (zh) 生产芳香族伯二胺的方法
JPH0830042B2 (ja) トリアルキルアミンの製法
CA2517164A1 (en) Process for preparation of phenethylamine derivatives
JPH0368541A (ja) カルボニルのアミノ化
JP2845336B2 (ja) ポリアミンの製造
JP2001316337A (ja) アルミニウム含有率が低い触媒を用いる芳香族ニトロ化化合物の連続式水素化
TW593229B (en) Process for preparing 6-aminocaproamide
HU220748B1 (hu) Javított eljárás N,N-dimetil-ciklohexil-amin előállítására
JP2004292435A (ja) キシリレンジアミンの製造方法
JP5879123B2 (ja) 3級アミンの製造方法
EP3619186B1 (en) Process for the production of semifluorinated alkanes
JPH0592139A (ja) パラジウム触媒及び置換されていてもよいシクロヘキシルアミンと置換されていてもよいジシクロヘキシルアミンの混合物の製造でのその使用
TW200911366A (en) Activated base metal catalysts
US20030130530A1 (en) Process for preparing terbinafine and HCI salt thereof
EP0861824A1 (en) Reductive alkylation of polyamines
JPS5839646A (ja) 水素化方法
JP5750367B2 (ja) 3級アミンの製造方法
JP4224144B2 (ja) N−アルキルピリジンメタンアミン類の製造方法
JPH1059939A (ja) カルバゾールの製造法
JPH061758A (ja) アミノ化合物の製造方法
CN112920062A (zh) 一种利用固定床氢化设备合成文拉法辛的方法
JPH0229067B2 (hu)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees