JP2001163838A - アミンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
選ばれている窒素化合物と水素とを用いる触媒の存在に
おける反応によるアミンの製造方法を提供する。 【解決手段】 製造の後および水素を用いる処理の前に
おける触媒の触媒活性組成物は、ジルコニウムの酸素含
有化合物22〜45質量%、銅の酸素含有化合物1〜3
0質量%、ニッケルの酸素含有化合物5〜50質量%で
あって、その際、ニッケルの銅に対するモル比が1より
大きく、CoOとして計算したコバルトの酸素含有化合
物5〜50質量%、モリブデンの酸素含有化合物0〜5
質量%、および計算したアルミニウムおよび/またはマ
ンガンの酸素含有化合物0〜10質量%を含む。 【効果】 従来の方法の経済性を改善し、技術的に簡単
な方法で製造され、また高いアルデヒド変換率ならびに
ケトン変換率、高い収率、高い選択率および高い触媒耐
用期間と触媒成形体の高い機械的安定性とを有して実施
できる。
Description
ケトンを、高い温度および高い圧力において、アンモニ
ア、第一級および第二級アミンの群から選ばれている窒
素化合物と、水素とを用いる触媒の存在における反応に
よるアミンの製造方法に関する。
692号明細書から、気相中のアルコールと、アンモニ
アまたは第一級アミンおよび水素との接触アミノ化のた
めの銅、ニッケルおよび/またはコバルト、酸化ジルコ
ニウムおよび/または酸化アルミニウムを含む触媒が公
知となっている。
の銅に対する原子比が、0.1〜1.0、有利には0.
2〜05(第2ページ、47〜48行;また上記文献:
実施例1参照)でなければならないことを教示してお
り、それというのもさもなければアルコールのアミノ化
の場合に、甚だしく収率を低下させる副産物が生成する
からである(上記文献:実施例6および12)。担体と
して、有利には酸化アルミニウム(上記文献:実施例1
〜5および7〜11)を用いている。
49号明細書からは、酸素含有のジルコニウム化合物、
銅化合物、コバルト化合物およびニッケル化合物を含む
触媒、およびアルコールまたはカルボニル化合物の水素
添加アミノ化のための方法が公知となっている。この触
媒の有利な酸化ジルコニウム含有量は、70〜80質量
%である(上記文献:第2ページ、最終パラグラフ;第
2、3ページのパラグラフ;実施例)。これらの触媒
は、良好な活性および選択性が特徴であるが、しかし改
善を要する耐用期間を有する。
72号明細書および欧州特許出願公開(EP−A)第6
97395号明細書からは、水素の存在下での窒素化合
物を用いるアルコールの接触アミノ化のための酸化ニッ
ケル、酸化銅、酸化ジルコニウムおよび酸化モリブデン
を含む触媒が公知となっている。
許出願番号第19910960.5号明細書から、水素
の存在下で窒素化合物を用いるアルデヒドまたはケトン
の接触アミノ化のための酸化ニッケル、酸化銅および酸
化ジルコニウムを含む触媒が公知となっている。触媒
は、有利には触媒活性量のコバルトを含んでいない。こ
れらの触媒は、良好な活性では優れているが、しかし改
善を要する機械的安定性および選択性を有する。
22号明細書は、第一級または第二級アルコールと、ア
ンモニア、第一級および第二級アミンの群から選ばれて
いる窒素化合物との、高い温度および圧力において水素
と一緒に、ジルコニウム、銅およびニッケルを含み、コ
バルトを含まない触媒の存在下での反応によるアミンの
製造方法に関するものである。
出願番号第99111282.2号明細書は、第一級ま
たは第二級アルコールと、アンモニア、第一級および第
二級アミンの群から選ばれている窒素化合物との、高い
温度および圧力において水素と一緒に、ジルコニウム、
銅、ニッケルおよびコバルトを含む触媒の存在下での反
応によるアミンの製造方法に関するものである。
特許出願番号第19859776.2号明細書は、第一
級または第二級アルコール、アルデヒドまたはケトンと
窒素化合物との高い温度および圧力における水素および
銅およびチタンの酸素含有化合物を含む触媒の存在下で
の反応によるアミンの製造法を記載しており、その際、
金属銅粉末を加えて製造した成形体の形の触媒を使用す
る。
8184号明細書は、第二級アミンとアルコールまたは
カルボニル化合物との気相内の水素添加条件下における
反応による第三級アミンの製造方法を記載しており、こ
れは塩基性銅−アルミニウム−炭酸塩の熱分解および還
元により得られた銅触媒上での反応を行っている。
ンのアミノ化水素添加の際に、低すぎる選択率および収
率にしか到達しないおよび/または触媒が不満足な活性
および/または安定性を反応条件下で有するからであ
る。
技術の欠点を除いて、アルデヒドおよびケトンの水素添
加アミノ化のためのこれまでの方法の経済性を改善する
ことである。技術的に簡単な方法で製造され、またアル
デヒドおよびケトンの水素添加アミノ化を高いアルデヒ
ド変換率ならびにケトン変換率、殊には90〜100%
のアルデヒド変換率ならびにケトン変換率、高い収率、
高い選択率、殊には95〜100%の選択率(アルデヒ
ドならびにケトンに対して)、および高い触媒耐用期間
と触媒成形体の高い機械的安定性(例えば側圧強度とし
て測定)で実施できる触媒を発見しなければならなかっ
た。これによると、触媒は、高い活性および反応条件下
で高い化学的および機械的安定性を有していなければな
らない。
り、アルデヒドまたはケトンを、高い温度および高い圧
力において、アンモニア、第一級および第二級アミンの
群から選ばれている窒素化合物と、水素とを用いる触媒
の存在における反応によるアミンの製造方法において、
製造の後および水素を用いる処理の前における触媒の触
媒活性組成物が、ZrO2として計算したジルコニウム
の酸素含有化合物22〜45質量%、CuOとして計算
した銅の酸素含有化合物1〜30質量%、NiOとして
計算したニッケルの酸素含有化合物5〜50質量%であ
って、その際、ニッケルの銅に対するモル比が1より大
きく、CoOとして計算したコバルトの酸素含有化合物
5〜50質量%、MoO3として計算したモリブデンの
酸素含有化合物0〜5質量%、およびAl2O3ならび
にMnO2として計算したアルミニウムおよび/または
マンガンの酸素含有化合物0〜10質量%を含むことを
特徴とするアミンの製造方法により解決されることが判
明した。
は、有利には触媒を成形体として使用する場合に有利に
は、触媒活性組成物および場合により成形助剤(例えば
グラファイトまたはステアリン酸)のみから成り、すな
わちその他の触媒的に不活性な同伴物質を含まない触媒
の形で使用される。
破砕物として反応容器内に装入され、または有利には、
粉砕の後に、成形助剤と混合し、成形およびアニーリン
グし、触媒成形体−例えば錠剤、球体、リング、押出し
物(例えばストランド)として反応器内に装入されるこ
とができる。
ずれも、特に断らない限り、最後の熱処理の後かつ水素
を用いる処理前における、製造した触媒の触媒活性組成
物に対するものである。
の製造した触媒の触媒活性組成物は、触媒活性成分およ
び担体材料の質量の和として定義され、かつ実質的にジ
ルコニウムの酸素含有化合物、銅の酸素含有化合物、ニ
ッケルの酸素含有化合物、コバルトの酸素含有化合物な
らびに場合によりモリブデンの酸素含有化合物および/
またはアルミニウムの酸素含有化合物および/またはマ
ンガンの酸素含有化合物を含んでいる。
の触媒活性組成物内での和は、ZrO2、CuO、Ni
O、CoO、MoO3、Al2O3およびMnO2とし
て計算して、通常は70〜100質量%、有利には80
〜100質量%、殊に有利には90〜100質量%、特
には95〜100質量%、特に有利には100質量%で
ある。
媒活性組成物は、さらに、周期表のIA〜VIAおよび
IB〜VIIBおよびVIII族から選ばれている1種
またはそれ以上の元素(酸化状態0)またはこれらの無
機または有機化合物を含んでいる。
下記である。
ム、Crならびに酸化クロム、Wならびに酸化タングス
テン、Taならびに酸化タンタル、Nbならびに酸化ニ
オブまたはギ酸ニオブ、Vならびに酸化バナジウムなら
びにピロリン酸バナジル、ランタノイド、例えばCeな
らびにCeO2またはPrならびにPr2O3、アルカ
リ金属酸化物、例えばNa2O、アルカリ金属炭酸塩、
例えばNa2CO3およびK2CO3、アルカリ土類金
属酸化物、例えばSrO、アルカリ土類金属炭酸塩、例
えばMgCO3、CaCO3およびBaCO3、酸化ホ
ウ素(B2O3)。
活性組成物は、その製造後および水素を用いる処理の前
において、ZrO2として計算したジルコニウムの酸素
含有化合物22〜45質量%、有利には22〜39質量
%、殊に有利には25〜39質量%、CuOとして計算
した銅の酸素含有化合物1〜30質量%、有利には2〜
25質量%、殊に有利には5〜15質量%、NiOとし
て計算したニッケルの酸素含有化合物5〜50質量%、
有利には15〜45質量%、殊に有利には21〜40質
量%であって、その際、ニッケルの銅に対するモル比が
1より大、有利には1.2より大、殊に有利には1.5
〜8.5であり、CoOとして計算したコバルトの酸素
含有化合物5〜50質量%、有利には20〜45質量
%、殊に有利には21〜40質量%、MoO3として計
算したモリブデンの酸素含有化合物0〜5質量%、殊に
有利には0.1〜0.5質量%、およびAl2O3なら
びにMnO2として計算したアルミニウムおよび/また
はマンガンの酸素含有化合物0〜10質量%を含み、そ
の際、ZrO2として計算したジルコニウムの酸素含有
化合物のAl2O3ならびにMnO2として計算したア
ルミニウムおよび/またはマンガンの酸素含有化合物に
対する質量比は、有利には少なくとも2.5、殊に有利
には少なくとも5であり、特に殊に有利にはアルミニウ
ムおよび/またはマンガンの酸素含有化合物0%であ
る。
性組成物が、その製造の後および水素を用いる処理の前
に、CuOとして計算した銅の酸素含有化合物5〜15
質量%、NiOとして計算したニッケルの酸素含有化合
物、およびCoOとして計算したコバルトの酸素含有化
合物を合計して35〜69質量%含み、その際、CoO
として計算したコバルトの酸素含有化合物の含有量が、
NiOとして計算したニッケルの酸素含有化合物、およ
びCoOとして計算したコバルトの酸素含有化合物の和
に対して、少なくとも1.7質量%、殊には少なくとも
12.0質量%、特に殊に有利には少なくとも40質量
%である触媒が使用される。
である。これらは、例えば成分の水酸化物、炭酸塩、酸
化物および/またはその他の塩の粉体混合物の水を用い
る解こう(peptisieren)および後に続く得られた組成物
の押出しおよびアニーリング(温度処理)により得られ
る。
ために沈降法も使用できる。すなわち、例えばニッケル
成分、コバルト成分および銅成分をこれらの元素を含む
塩水溶液から、無機塩基を用いて、難溶性、酸素含有ジ
ルコニウム化合物のスラリーの存在下での同時沈降およ
び引き続いて得られた沈殿物の洗浄、乾燥および焼成に
より得ることができる。難溶性で酸素含有ジルコニウム
化合物として、例えば二酸化ジルコニウム、酸化ジルコ
ニウム水和物、リン酸ジルコニウム、ホウ酸ジルコニウ
ムおよびケイ酸ジルコニウムを用いることができる。難
溶性ジルコニウム化合物のスラリー化は、水中のこれら
の化合物の微粒子の強力な攪拌による懸濁により製造で
きる。有利には、これらのスラリーは、無機塩基を用い
るジルコニウム塩水溶液からの難溶性ジルコニウム化合
物の沈降により得られる。
の成分の同時沈降(混合沈降)により製造される。この
ために、有利には、触媒成分を含有する塩水溶液を、水
性無機塩基水溶液、殊にはアルカリ金属塩基、例えば炭
酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウムまたは
水酸化カリウムと一緒に混合して、沈降が完了するまで
加熱および攪拌して行う。使用する塩の種類は、一般に
重要ではない。これはこの操作方法の場合に、主として
塩の水溶性が問題なので、基準は、比較的高く濃縮され
た塩溶液の製造のために必要な良好なその水溶性であ
る。個別の成分の塩の選定の際に、当然、これらが望ま
しくない沈降を起こすかまたはこれらが錯体形成により
沈降を困難とするかまたは妨害するといった障害となら
ないようなアニオンを有する塩のみが選定されることは
当然と見なされる。
に化学的に均質ではなく、なかでも使用した金属の酸化
物、酸化物水和物、水酸化物、炭酸塩および不溶性およ
び塩基性塩の混合物から成っている。沈殿が変質してい
る場合、すなわち沈殿の後さらにいくらかの時間、場合
により加熱または空気を通過させて放置すると、沈殿の
濾過性に有利となることが分かっている。
ようにして本発明による触媒にさらに加工される。洗浄
の後に、これらを一般に80〜200℃、有利には10
0〜150℃で乾燥し、その後焼成する。焼成(熱処
理)は、一般に温度300〜800℃、有利には400
〜600℃、殊には450〜550℃において行われ
る。
わち粉砕により規定の粒度に調整するかまたは粉砕の後
に成形助剤、例えばグラファイトまたはステアリン酸と
混合し、製錠プレスを用いて成形体にプレスし、アニー
リング(熱処理)する。その際、アニーリング温度は、
一般に焼成の際の温度に対応する。
属をその酸素含有化合物、すなわち殊には酸化物および
混合酸化物の混合物の形で含んでいる。
ルデヒドまたはケトンの水素添加アミノ化のための触媒
として使用する前に、これを慣用のように水素を用いる
処理により予備還元する。しかしこれらはまたこの予備
還元を行わなくても使用でき、その際これらは水素添加
アミノ化の条件下で反応器内に存在する水素により還元
される。予備還元のために、触媒を一般に最初は150
〜200℃で12〜20時間の期間、窒素−水素雰囲気
中に置き、引き続いてさらに約24時間、200〜40
0℃において水素雰囲気中で処理する。この予備還元の
際に、触媒中に存在する酸素含有金属化合物の一部分
は、相応する金属に還元され、これらは種々の酸素化合
物と一緒に触媒の活性形として存在する。
利点は、その機械的な安定性、すなわちその硬度であ
る。機械的安定性は、いわゆる側圧強度の測定により決
定できる。このためには、触媒成形体、例えば触媒錠剤
を2枚の平行な板の間に上昇する力を負荷し、その際、
この負荷は例えば触媒錠剤の凸面側から、触媒成形体の
破壊が起きるまで加えることができる。触媒成形体の破
壊の際に記録された力が側圧強度である。
20−アルキル、C3〜C12−シクロアルキル、アリ
ール、C7〜C20−アラルキルおよびC7〜C20−
アルキルアリールまたは一緒になって(CH2)j−X
−(CH2)kを表し、R3、R4は、水素、アルキ
ル、例えばC1〜C200−アルキル、シクロアルキ
ル、例えばC3〜C12−シクロアルキル、ヒドロキシ
アルキル、例えばC1〜C20−ヒドロキシアルキル、
アミノアルキル、例えばC1〜C20−アミノアルキ
ル、ヒドロキシアルキルアミノアルキル、例えばC1〜
C20−ヒドロキシアルキルアミノアルキル、アルコキ
シアルキル、例えばC2〜C30−アルコキシアルキ
ル、ジアルキルアミノアルキル、例えばC3〜C30−
ジアルキルアミノアルキル、アルキルアミノアルキル、
例えばC2〜C30−アルキルアミノアルキル、R5−
(OCR6R7CR8R9)n−(OCR6R7)、ア
リール、ヘテロアリール、アラルキル、例えばC7〜C
20−アラルキル、ヘテロアリールアルキル、例えばC
4〜C20−ヘテロアリールアルキル、アルキルアリー
ル、例えばC7〜C20−アルキルアリール、アルキル
ヘテロアリール、例えばC4〜C20−アルキルヘテロ
アリール、およびY−(CH2)m−NR5−(C
H2)qまたは一緒になって(CH2)l−X−(CH
2)mを表すか、または、R2およびR4は、一緒にな
って(CH2)l−X−(CH2)mを表し、R5、R
10は水素、C1〜C4−アルキル、C7〜C40−ア
ルキルフェニルを表し、R6、R7、R8、R9は、水
素、メチルまたはエチルを表し、Xは、CH2、CHR
5、酸素(O)、硫黄(S)またはNR5を表し、Y
は、N(R10)2、ヒドロキシ、C2〜C20−アル
キルアミノアルキルまたはC3〜C20−ジアルキルア
ミノアルキルを表し、nは、1から30までの整数を表
し、およびj、k、l、m、qは、1から4までの整数
を表す〕のアミンが経済的に特に重要である。
IIならびにIII
上記のものを表す〕の窒素化合物とを反応させて、有利
にはアミンIの製造のために用いられる。
に、反応はまた分子内で相応するアミノケトンまたはア
ミノアルデヒド内で行うこともできる。
換基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、
R8、R9、R10、変数X、Y、および指数j、k、
l、m、nおよびqは、たがいに独立して下記を表す。
7、R8、R9、R10は、 − 水素(H)、R3、R4は − C1〜C200−アルキル、有利にはC1〜C14
−アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イ
ソ−プロピル、n−ブチル、イソ−ブチル、sec−ブ
チル、t−ブチル、n−ペンチル、イソ−ペンチル、s
ec−ペンチル、ネオ−ペンチル、1,2−ジメチルプ
ロピル、n−ヘキシル、イソ−ヘキシル、sec−ヘキ
シル、n−ヘプチル、イソ−ヘプチル、シクロヘキシル
メチル、n−オクチル、イソ−オクチル、2−エチルヘ
キシル、n−デシル、2−n−プロピル−n−ヘプチ
ル、n−トリデシル、2−n−ブチル−n−ノニルおよ
び3−n−ブチル−n−ノニル、殊に有利にはイソ−プ
ロピル、2−エチルヘキシル、n−デシル、2−n−プ
ロピル−n−ヘプチル、n−トリデシル、2−n−ブチ
ル−n−ノニルおよび3−n−ブチル−n−ノニルなら
びに有利にはC40〜C 200−アルキル、例えばポリ
ブチル、ポリイソブチル、ポリプロピル、ポリイソプロ
ピルおよびポリエチル、殊に有利にはポリブチルおよび
ポリイソブチル、 − C1〜C20−ヒドロキシアルキル、有利にはC1
〜C8−ヒドロキシアルキル、殊に有利にはC1〜C4
−ヒドロキシアルキル、例えばヒドロキシメチル、1−
ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシエチル、1−ヒドロ
キシ−n−プロピル、2−ヒドロキシ−n−プロピル、
3−ヒドロキシ−n−プロピルおよび1−ヒドロキシ−
メチル−エチル、 − C1〜C20−アミノアルキル、有利にはC1〜C
8−アミノアルキル、例えばアミノメチル、2−アミノ
エチル、2−アミノ−1,1−ジメチルエチル、2−ア
ミノ−n−プロピル、3−アミノ−n−プロピル、4−
アミノ−n−ブチル、5−アミノ−n−ペンチル、N−
(アミノエチル)アミノエチルおよびN−(アミノエチ
ル)アミノメチル、 −C1〜C20−ヒドロキシアルキルアミノアルキル、
有利にはC1〜C8−ヒドロキシアルキルアミノアルキ
ル、例えば(2−ヒドロキシエチルアミノ)メチル、2
−(2−ヒドロキシエチルアミノ)エチルおよび3−
(2−ヒドロキシエチルアミノ)プロピル、 − C2〜C30−アルコキシアルキル、有利にはC2
〜C20−アルコキシアルキル、殊に有利にはC2〜C
8−アルコキシアルキル、例えばメトキシメチル、エト
キシメチル、n−プロポキシメチル、イソ−プロポキシ
メチル、n−ブトキシメチル、イソ−ブトキシメチル、
sec−ブトキシメチル、t−ブトキシメチル、1−メ
トキシエチルおよび2−メトキシエチル、殊に有利には
C2〜C4−アルコキシアルキル、例えばメトキシメチ
ル、エトキシメチル、n−プロポキシメチル、イソ−プ
ロポキシメチル、n−ブトキシメチル、イソ−ブトキシ
メチル、sec−ブトキシメチル、t−ブトキシメチ
ル、1−メトキシエチルおよび2−メトキシエチル、 − R5−(OCR6R7CR8R9)n−(OCR6
R7)、有利にはR5−(OCHR7CHR9)n−
(OCR6R7)、殊に有利にはR5−(OCH2CH
R9)n−(OCR6R7)、 −C3〜C30−ジアルキルアミノアルキル、有利には
C3〜C20−ジアルキルアミノアルキル、殊に有利に
はC3〜C10−N,N−ジアルキルアミノアルキル、
例えばN,N−ジメチルアミノメチル、2−(N,N−
ジブチルアミノ)メチル、2−(N,N−ジメチルアミ
ノ)エチル、2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル、
2−(N,N−ジブチルアミノ)エチル、2−(N,N
−ジ−n−プロピルアミノ)エチルおよび2−(N,N
−ジ−イソ−プロピルアミノ)エチル、(R5)2N−
(CH2)q、 − C2〜C30−アルキルアミノアルキル、有利には
C2〜C20−アルキルアミノアルキル、殊に有利には
C2〜C8−アルキルアミノアルキル、例えばメチルア
ミノメチル、メチルアミノエチル、エチルアミノメチ
ル、エチアミノエチルおよびイソ−プロピルアミノエチ
ル、(R5)HN−(CH2)q、 − Y−(CH2)m−NR5−(CH2)q、 − C4〜C20−ヘテロアリールアルキル、例えばピ
リド−2−イル−メチル、フラン−2−イル−メチル、
ピロール−3−イル−メチルおよびイミダゾール−2−
イル−メチル、 − C4〜C20−アルキルヘテロアリール、例えば2
−メチル−3−ピリジニル、4,5−ジメチルイミダゾ
ール−2−イル、3−メチル−2−フラニルおよび5−
メチル−2−ピラジニル、 − ヘテロアリール、例えば2−ピリジニル、3−ピリ
ジニル、4−ピリジニル、ピラジニル、ピロール−3−
イル、イミダゾール−2−イル、2−フラニルおよび3
−フラニル、R1、R2、R3、R4は、 − C3〜C12−シクロアルキル、有利にはC3〜C
8−シクロアルキル、例えばシクロプロピル、シクロブ
チル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチ
ルおよびシクロオクチル、殊に有利にはシクロペンチ
ル、シクロヘキシルおよびシクロオクチル、 − アリール、例えばフェニル、1−ナフチル、2−ナ
フチル、1−アントリル、2−アントリルおよび9−ア
ントリル、有利にはフェニル、1−ナフチルおよび2−
ナフチル、殊に有利にはフェニル、 − C7〜C20−アルキルアリール、有利にはC7〜
C12−アルキルフェニル、例えば2−メチルフェニ
ル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、2,4
−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,
6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、
3,5−ジメチルフェニル、2,3,4−トリメチルフ
ェニル、2,3,5−トリメチルフェニル、2,3,6
−トリメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニ
ル、2−エチルフェニル、3−エチルフェニル、4−エ
チルフェニル、2−n−プロピルフェニル、3−n−プ
ロピルフェニルおよび4−n−プロピルフェニル、 − C7〜C20−アラルキル、有利にはC7〜C12
−フェニルアルキル、例えばベンジル、p−メトキシベ
ンジル、3,4−ジメトキシベンジル、1−フェネチ
ル、2−フェネチル、1−フェニル−プロピル、2−フ
ェニルプロピル、3−フェニル−プロピル、1−フェニ
ル−ブチル、2−フェニル−ブチル、3−フェニル−ブ
チルおよび4−フェニル−ブチル、殊に有利にはベンジ
ル、1−フェネチルおよび2−フェネチル、 − R3およびR4またはR2およびR4が一緒になっ
て−(CH2)l−X−(CH2)m−基、例えば−
(CH2)3−、−(CH2)4−、−(CH2)
5−、−(CH2)6−、−(CH2)7−、−(CH
2)−O−(CH2)2−、(CH2)−NR5−(C
H2)2−、−(CH2)2−O−(CH2)2−、
(CH2)2−NR5−(CH2)2−、−CH2−O
−(CH2)3−、CH2−NR5−(CH2)3−、
R1、R2は、 − C1〜C20−アルキル、有利にはC1〜C8−ア
ルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソ−
プロピル、n−ブチル、イソ−ブチル、sec−ブチ
ル、t−ブチル、n−ペンチル、イソ−ペンチル、se
c−ペンチル、ネオ−ペンチル、1,2−ジメチルプロ
ピル、n−ヘキシル、イソ−ヘキシル、sec−ヘキシ
ル、n−ヘプチル、イソ−ヘプチル、n−オクチル、イ
ソ−オクチル、殊に有利にはC1〜C4−アルキル、例
えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピ
ル、n−ブチル、イソ−ブチル、sec−ブチルおよび
t−ブチル、 −R1およびR2は一緒になって、−(CH2)j−X
−(CH2)k−基、例えば−(CH2)3−、−(C
H2)4−、−(CH2)5−、−(CH2)6−、−
(CH2)7−、−(CH2)−O−(CH2)2−、
(CH2)−NR 5−(CH2)2−、−(CH2)2
−O−(CH2)2−、(CH2)2−NR5−(CH
2)2−、−CH2−O−(CH2)3−、CH2−N
R5−(CH2)3−、R5、R10は、 − C1〜C4−アルキル、例えばメチル、エチル、n
−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、イソ−ブチ
ル、sec-ブチルおよびt−ブチル、有利にはメチル
およびエチル、殊に有利にはメチル、 − C7〜C40−アルキルフェニル、例えば2−メチ
ルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニ
ル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェ
ニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフ
ェニル、3,5−ジメチルフェニル、2−ノニルフェニ
ル、3−ノニルフェニル、4−ノニルフェニル、2−デ
シルフェニル、3−デシルフェニル、4−デシルフェニ
ル、2,3−ジノニルフェニル、2,4−ジノニルフェ
ニル、2,5−ジノニルフェニル、3,4−ジノニルフ
ェニル、3,5−ジノニルフェニル、2,3−ジデシル
フェニル、2,4−ジデシルフェニル、2,5−ジデシ
ルフェニル、3,4−ジデシルフェニルおよび3,5−
ジデシルフェニル、R6、R7、R8、R9は、 − メチルまたはエチル、有利にはメチル、Xは、 − CH2、CHR5、酸素(O)、硫黄(S)または
NR5、有利にはCH2およびO、Yは、 − N(R10)2、有利にはNH2およびN(C
H3)2、 − ヒドロキシ、 − C2〜C20−アルキルアミノアルキル、有利には
C2〜C16−アルキルアミノアルキル、例えばメチル
アミノメチル、メチルアミノエチル、エチルアミノメチ
ル、エチルアミノエチルおよびイソ−プロピルアミノエ
チル、 − C3〜C20−ジアルキルアミノアルキル、有利に
はC3〜C16−ジアルキルアミノアルキル、例えばジ
メチルアミノメチル、ジメチルアミノエチル、ジエチル
アミノエチル、ジ−n−プロピルアミノエチルおよびジ
−イソ−プロピルアミノエチル、j、lは、 − 1〜4の整数、例えば1、2、3および4、有利に
は2および3、殊に有利には2、k、m、qは、 − 1〜4の整数、例えば1、2、3および4、有利に
は2、3および4、殊に有利には2および3、nは、 − 1〜10の整数、有利には1〜8の整数、例えば
1、2、3、4、5、6、7または8、殊に有利には1
〜6の整数、例えば、1、2、3、4、5または6。
ては、実際的にすべての脂肪族および芳香族ケトンが適
する。脂肪族ケトンは、直鎖、分枝状または環式であっ
てもよく、ケトンはヘテロ原子を有していてもよい。ア
ミノ化できるケトンの炭素数に関して、これまで制限は
知られていない。ケトンは、さらに水素添加アミノ化の
条件下で不活性に挙動する置換基、例えばアルコキシ
基、アルケニルオキシ基、アルキルアミノ基またはジア
ルキルアミノ基を有していることができる。多価ケトン
をアミノ化する場合には、反応条件の制御により、アミ
ノケトン、アミノアルコール、環状アミンまたは多重ア
ミノ化生成物を得ることができる。
水素添加できる。
ニルケトン、イソブチルメチルケトン、3−メチルブタ
ン−2−オン、ジエチルケトン、テトラロン、アセトフ
ェノン、p−メチル−アセトフェノン、p−メトキシ−
アセトフェノン、m−メトキシ−アセトフェノン、1−
アセチル−ナフタレン、2−アセチル−ナフタレン、1
−フェニル−3−ブタノン、シクロブタノン、シクロペ
ンタノン、シクロペンテノン、シクロヘキサノン、シク
ロヘキセノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、シ
クロヘプタノン、シクロドデカノン、アセチルアセト
ン、メチルグリオキサールおよびベンゾフェノン。
として、実際的にすべての脂肪族および芳香族アルデヒ
ドが適する。脂肪族アルデヒドは、直鎖、分枝状または
環式であってもよく、アルデヒドはヘテロ原子を有して
いてもよい。アミノ化できるアルデヒドの炭素数に関し
て、これまで制限は知られていない。アルデヒドは、さ
らに水素添加アミノ化の条件下で不活性に挙動する置換
基、例えばアルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキ
ルアミノ基またはジアルキルアミノ基を有していること
ができる。多価アルデヒドまたはケトアルデヒドをアミ
ノ化する場合には、反応条件の制御により、アミノアル
コール、環状アミンまたは多重アミノ化生成物を得るこ
とができる。
ノ化水素添加できる。
ロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチ
ルアルデヒド、ピバリンアルデヒド、n−ペンタナー
ル、n−ヘキサナール、2−エチルヘキサナール、2−
メチルペンタナール、3−メチルペンタナール、4−メ
チルペンタナール、グリオキサール、ベンズアルデヒ
ド、p−メトキシベンズアルデヒド、p−メチルベンズ
アルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、(p−メトキ
シ−フェニル)アセトアルデヒド、(3,4−ジメトキ
シフェニル)アセトアルデヒド、4−ホルミルテトラヒ
ドロピラン、3−ホルミルテトラヒドロフラン、5−ホ
ルミルバレロニトリル、シトロネラール、アクロレイ
ン、メタクロレイン、エチルアクロレイン、シトラー
ル、クロトンアルデヒド、3−メトキシプロピオンアル
デヒド、3−アミノプロピオンアルデヒド、ヒドロキシ
ピバリンアルデヒド、ジメチロールプロピオンアルデヒ
ド、ジメチロールブチルアルデヒド、フルフラール、グ
リオキサール、グルタルアルデヒドならびにヒドロホル
ミル化したオリゴマーおよびポリマー、例えばヒドロホ
ルミル化ポリイソブテン(ポリイソブテンアルデヒド)
または1−ペンテンおよびシクロペンテンのメタセシス
により得られかつヒドロホルミル化されたオリゴマー。
化の場合のアミノ化剤として、アンモニアも第一級また
は第二級、脂肪族、脂環式または芳香族アミンも使用で
きる。
に、カルボニル基を最初に遊離アミノ基(−NH2)に
変換する。このようにして形成された第一級アミンは、
ヒドロキシル基または別のカルボニル基と相当する第二
級アミンに、およびこれを再度ヒドロキシル基または別
のカルボニル基と、相応し場合により対称的な第三級ア
ミンに反応できる。反応バッチの組成に応じて、また適
用した反応条件(圧力、温度、反応時間、モル比)に応
じて、この方法で希望に対して有利には第一級、第二級
または第三級アミンを製造できる。
有するアルデヒドまたはケトンからまたはケトアルデヒ
ドから、この方法により分子内水素添加アミノ化によ
り、環状アミン、例えばピロリジン、ピペリジン、ヘキ
サメチレンアミン、ピペラジンおよびモルホリンが製造
できる。
アミンもアミノ化剤として使用できる。
置換ジアルキルアミンまたはトリアルキルアミン、例え
ばエチルジイソプロピルアミンおよびエチルジシクロヘ
キシルアミンの製造に使用される。有利には、例えば下
記のモノアルキルアミンおよびジアルキルアミンがアミ
ノ化剤として使用できる:メチルアミン、ジメチルアミ
ン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、
ジイソプロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミ
ン、ヘキシルアミンおよびシクロヘキシルアミン。
きカルボニル基に関して化学量論的量で使用できる。し
かし有利には、過剰のアミノ化剤の量で操作し、すなわ
ち一般に、アミノ化して水素添加するカルボニル基モル
あたりに1.05モル過剰以上である。特に、アンモニ
アは、一般に変換しようとするカルボニル基モルあたり
に1.05〜250倍、有利には2〜100倍、殊には
2〜50倍のモル過剰で使用される。アンモニアでも第
一級または第二級アミンでもこれより高い過剰も可能で
ある。
には連続式で、下記のように実施でき、その際、触媒
は、有利には固定床として反応器内に配置される。
ノ化は、液相中でも気相中でも実施できる。
有利には50〜200℃、殊には60〜170℃で操作
する。
(0.1〜40MPa)で実施される。有利には圧力1
0〜250バール、殊には20〜200バールを適用す
る。
ある。アミノ化剤、カルボニル成分、形成された反応生
成物ならびに場合により一緒に使用される溶剤の与えら
れた温度における分圧の和から発生する反応容器内の全
圧力は、有利には所望の反応圧力への水素の圧縮により
調整する。
量、有利には50〜200Nlの量をカルボニル成分モ
ルあたりに導入され、ここで、リットルの記載は、いず
れも標準状態(S.T.P.)に換算してある。
われる。高分子量で高粘度または室温で固体の出発原料
の反応、またはこのような生成物への変換の際には、反
応条件下で不活性の溶剤、例えばメタノール、エタノー
ル、プロパノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、
N−メチルピロリドン、ミハゴール(Mihagol)またはエ
チレングリコールジメチルエーテルを一緒に使用すると
有利であることができる。
合、いわゆる「希釈」すると、本発明による方法の選択
性に有利であることができる。このような触媒調製剤中
の充填剤の割合は、20〜80、特には30〜60およ
び殊には40〜50体積部であることができる。
には外部から加熱する固定床反応器中にある触媒に、所
望の反応温度および所望の圧力においてアルデヒドまた
はケトンおよびアミノ化剤を同時に導入して実施する。
その際、触媒を一般に0.01〜5、有利には0.05
〜3、および殊に有利には0.1〜1.6l(アルデヒ
ドまたはケトン)を触媒リットルおよび時間あたりに負
荷する。その際、反応原系をあらかじめ反応容器内に導
入の前に加熱しておくと有利である。
法で操作し、すなわち、反応物を下から上にでも上から
下でも反応器を通過して導くことができる。本方法が、
不連続式でも連続式でも実施できることは当然理解でき
る。どちらの場合でも、過剰なアミノ化剤は、水素と一
緒に循環系内に導くことができる。反応の際の変換が完
全ではない場合には、未変換出発原料も同様に反応ゾー
ンに返還できる。
後に、過剰のアミノ化剤および水素を除去し、得られた
アミノ化生成物を蒸留、液相抽出または結晶化により精
製する。過剰のアミノ化剤および水素は、有利には再び
反応ゾーン中に返還する。同じことは、場合により未変
換または完全には変換されなかったカルボニル成分また
は相当する水素添加で生成したアルコール成分にも該当
する。
換率、反応速度、選択率および触媒耐用期間に不利とな
らないで作用し、従って有利には、反応生成物の蒸留処
理の際に初めて除去される。
かでも燃料添加剤の製造の際の中間生成物〔米国特許
(US−A)第3275554号、ドイツ特許出願公開
(DE−A)第2125039号およびドイツ特許出願
公開(DE−A)第3611230号の各明細書〕、界
面活性剤、薬剤および農薬ならびに加硫促進剤として好
適である。
uO 0.94質量%およびZrO22.82質量%を
含む硝酸ニッケル、硝酸銅、硝酸コバルトおよび酢酸ジ
ルコニウムから成る水溶液を同時に、攪拌槽中で20質
量%炭酸ナトリウム水溶液の定常流中で、温度70℃に
おいて、ガラス電極を用いて測定したpH値7.0を保
持して沈殿させた。
全脱塩した水を用いて、濾液の電気伝導率が約20mS
となるまで洗浄した。その後、濾過ケークを温度150
℃において、乾燥器または噴霧乾燥器の中で乾燥した。
この方法で得られた水酸化物−炭酸塩混合物を温度50
0℃において4時間の期間で温度処理した。
組成を有していた。
%、CuO 11質量%およびZrO233質量%。
し、5×3mmの錠剤に成形した。
P−A)第382049号明細書、第6ページの方法;
比較試験のため〕 ジルコニウム塩、銅(II)塩、コバルト(II)塩お
よびニッケル(II)塩から成る水溶液を密度1.20
8kg/lの炭酸ナトリウム水溶液と同時に、沈降装置
内にポンプ輸送したが、その中には新たに析出して水中
に懸濁している二酸化ジルコニムが存在していた。溶液
のpH値を沈降の間に、6.0の一定に維持し、金属塩
溶液の消費の後に、炭酸ナトリウム水溶液の添加により
pH7.5に上昇させた。沈殿を洗浄し、120℃にお
いて質量一定となるまで乾燥し、400℃において重量
一定となるまで焼成した。得られた触媒組成物を粉砕
し、グラファイト3質量%と混合し、製錠し、再度52
0℃で3時間焼成した。
成を有していた。
CoO 10質量%およびNiO 10質量%。
oO比を有するCuO11質量%、ZrO233質量
%、および〔NiO+CoO〕を合計して56質量%を
有する触媒の機械的安定性を測定した。
のように処理(煮沸試験)、その後、その機械的性質に
関してその側圧強度を測定して試験した。
器1個内)、イソプロピルアミン67ml、アセトン6
7mlおよび水16mlを充填して行った。オートクレ
ーブを閉じた後、オートクレーブをアルゴンを用いてパ
ージした。オートクレーブ内容物を反応時間の間、70
0回転/分で攪拌した。引き続いて50バールのH2を
圧入し、反応器内容物を120分以内で130℃に昇温
した。圧力をH2を用いて200バールまで上昇させ、
16時間、その温度で攪拌した。オートクレーブを冷却
した後、減圧の際に放出される成形体内の気体状反応物
による触媒成形体の破砕を防ぐために、非常にゆっくり
と減圧した。
強度測定により試験した。
体の側圧強度は増加した。
験により少なくとも5ニュートン、有利には少なくとも
10ニュートン、特に有利には少なくとも20ニュート
ンの側圧強度を有している触媒が有利である。
段々と強くなる力を破壊が起きるまで負荷した。破壊の
際に記録された力を側圧強度とする。この測定は、定置
した回転皿および成形体を定置した回転皿に対して押し
つける自由に動く垂直プランジャーを有するツヴィック
社(FirmaZwick,Ulm)の試験機を用いて行った。自由に動
くプランジャーは、力を受けるための圧力測定カムと結
合していた。この装置は、測定値を記録および評価する
計算機で制御されていた。良く混合された触媒試料か
ら、完全(すなわち割れがなくまた剥離した隅がない)
錠剤25個を取り出し、その側圧強度を個別に測定し、
次いで平均した。
し、液相運転方法により、1時間あたりにシクロペンタ
ノン300cm3および液体アンモニア750gを送り
込んだ。触媒温度を150℃、反応器内の圧力を水素の
同時圧入により200バールに調整した。反応搬出物か
らその放圧の後、過剰のアンモニアを蒸留除去した。集
めた反応搬出物をガスクロマトグラフで分析した:シク
ロペンチルアミンを収率98.1%で得た。
mlオートクレーブに、α−テトラロン30mlおよび
触媒A30mlを充填した。引き続いてアンモニア70
mlを圧入した。攪拌しながら水素を用いて100バー
ルにさらに加圧し、100℃に加熱し、水素を用いて2
00バールにさらに加圧した。12時間、100℃で攪
拌した。反応搬出物をガスクロマトグラフで測定した
(カラムRtx−5−アミン)。アミンの1,2,3,
4−テトラヒドロ−1−ナフチルアミンを収率97.9
%で得た。
p−メトキシベンジルアミンへの連続アミノ化 連続運転する実験室用装置(直進通過式、触媒体積10
0ml)に触媒Aを充填した。引き続いてアンモニアを
低温で圧入し(30バール)、反応器を130℃に加熱
した。水素を用いて圧力200バールに調整した。
よびアンモニア53g/時間を水素20Nl/時間と一
緒に130℃において下部から上部に接触させた:収率
98.6%。
よびアンモニア53g/時間を水素20Nl/時間と一
緒に120℃において下部から上部に接触させた:収率
99.2%。
よびアンモニア26g/時間を水素20Nl/時間と一
緒に130℃において下部から上部に接触させた:収率
98.5%。
アミノ化のために例1を上記のように実施したが、ただ
し触媒Bを用いた点が異なっていた。
に崩壊し、すなわち不満足な機械的安定性を有し、この
ために不適当であった。
し、130℃および100バールにおいて液相運転法に
より1時間あたりにα−インダノンのメタノール溶液
(インダノン80質量%)32g、液体アンモニア55
mlおよび水素15Nlを送り込んだ。過剰のアンモニ
アおよびメタノールを引き続いて蒸留除去した。全反応
生成物をガスクロマトグラフで分析した:1−アミノイ
ンダンが収率91.8%で得られた。
Claims (10)
- 【請求項1】 アルデヒドまたはケトンを、高い温度お
よび高い圧力において、アンモニア、第一級および第二
級アミンの群から選ばれている窒素化合物と、水素とを
用いる触媒の存在における反応によるアミンの製造方法
において、製造の後および水素を用いる処理の前におけ
る触媒の触媒活性組成物が、ZrO2として計算したジ
ルコニウムの酸素含有化合物22〜45質量%、CuO
として計算した銅の酸素含有化合物1〜30質量%、N
iOとして計算したニッケルの酸素含有化合物5〜50
質量%であって、その際、ニッケルの銅に対するモル比
が1より大きく、CoOとして計算したコバルトの酸素
含有化合物5〜50質量%、MoO3として計算したモ
リブデンの酸素含有化合物0〜5質量%、およびAl2
O3ならびにMnO2として計算したアルミニウムおよ
び/またはマンガンの酸素含有化合物0〜10質量%を
含むことを特徴とするアミンの製造方法。 - 【請求項2】 製造の後および水素を用いる処理の前に
おける触媒の触媒活性組成物が、ZrO2として計算し
たジルコニウムの酸素含有化合物22〜39質量%、C
uOとして計算した銅の酸素含有化合物2〜25質量
%、NiOとして計算したニッケルの酸素含有化合物1
5〜45質量%であって、その際、ニッケルの銅に対す
るモル比が1より大きく、CoOとして計算したコバル
トの酸素含有化合物20〜45質量%、MoO3として
計算したモリブデンの酸素含有化合物0〜5質量%、お
よびAl2O3ならびにMnO2として計算したアルミ
ニウムおよび/またはマンガンの酸素含有化合物0〜1
0質量%を含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 製造の後および水素を用いる処理の前に
おける触媒の触媒活性組成物が、ZrO2として計算し
たジルコニウムの酸素含有化合物25〜39質量%を含
む、請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 製造の後および水素を用いる処理の前に
おける触媒の触媒活性組成物が、CuOとして計算した
銅の酸素含有化合物5〜15質量%を含む、請求項1か
ら3までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 製造の後および水素を用いる処理の前に
おける触媒の触媒活性組成物が、NiOとして計算した
ニッケルの酸素含有化合物およびCoOとして計算した
コバルトの酸素含有化合物を合計して35〜69質量%
含み、その際、CoOとして計算したコバルトの酸素含
有化合物の含有量が、NiOとして計算したニッケルの
酸素含有化合物およびCoOとして計算したコバルトの
酸素含有化合物の和に対して、少なくとも12.0質量
%、有利には少なくとも40質量%である、請求項1か
ら4までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 製造の後および水素を用いる処理の前に
おける触媒の触媒活性組成物が、MoO3として計算し
たモリブデンの酸素含有化合物0.1〜5質量%を含
む、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 反応を圧力0.1〜40MPaにおいて
行う、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方
法。 - 【請求項8】 反応を温度50〜250℃において行
う、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 触媒を成形体の形で使用する、請求項1
から8までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項10】 式I 【化1】 〔式中、R1、R2は、水素、C1〜C20−アルキ
ル、C3〜C12−シクロアルキル、アリール、C7〜
C20−アラルキルおよびC7〜C20−アルキルアリ
ールまたは一緒になって(CH2)j−X−(CH2)
kを表し、R3、R4は、水素、アルキル、シクロアル
キル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、アルカノ
ールアミノアルキル、アルコキシアルキル、ジアルキル
アミノアルキル、アルキルアミノアルキル、R5−(O
CR6R7CR8R9)n−(OCR6R7)、アリー
ル、ヘテロアリール、アラルキル、ヘテロアリールアル
キル、アルキルアリール、アルキルヘテロアリールおよ
びY−(CH2)m−NR5−(CH2)qまたは一緒
になって(CH2)l−X−(CH2)mを表すか、ま
たは、R2およびR4は、一緒になって(CH2)l−
X−(CH2)mを表し、R5、R10は水素、C1〜
C4−アルキル、C7〜C40−アルキルフェニルを表
し、R6、R7、R8、R9は、水素、メチルまたはエ
チルを表し、Xは、CH2、CHR5、酸素、硫黄また
はNR5を表し、Yは、N(R10)2、ヒドロキシ
ル、C2〜C20−アルキルアミノアルキルまたはC3
〜C20−ジアルキルアミノアルキルを表し、nは、1
から30までの整数を表し、およびj、k、l、m、q
は、1から4までの整数を表す〕のアミンの、式IIも
しくはIII 【化2】 のアルデヒドまたはケトンと、式IV 【化3】 の窒素化合物との反応による製造のための請求項1から
9に記載の方法。
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