JP2002088030A - Method for producing diamine - Google Patents

Method for producing diamine

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JP2002088030A
JP2002088030A JP2000273385A JP2000273385A JP2002088030A JP 2002088030 A JP2002088030 A JP 2002088030A JP 2000273385 A JP2000273385 A JP 2000273385A JP 2000273385 A JP2000273385 A JP 2000273385A JP 2002088030 A JP2002088030 A JP 2002088030A
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catalyst
reaction
dialdehyde
diamine
nickel
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Japanese (ja)
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Yoshihiro Tokuda
佳弘 徳田
Kazuyuki Yada
和之 矢田
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a diamine by which the lowering of the catalyst activity can be reduced and the diamine can industrially advantageously be produced in high yield in the method for producing the diamine from a dialdehyde. SOLUTION: A reducing amination reaction of the dialdehyde is carried out in the presence of ammonia and hydrogen using a nickel catalyst supported on an inorganic oxide having >=1.0 mL/g total volume of pores having <=1 μm diameter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種のナイロンお
よびポリウレタンの原料として有用なジアミンを製造す
る方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a diamine useful as a raw material for various nylons and polyurethanes.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジアルデヒドを水素化触媒とアンモニア
と水素と溶媒の存在下に還元アミノ化することにより、
対応するジアミンが得られることは公知であり、例えば
(1)ジアルデヒドを、ジアルデヒドの消失速度よりも
実質的に大きくない速度で還元アミノ化の反応器に供給
する方法(米国特許第2636051号参照)、(2)
水素化触媒、溶媒、水素およびアンモニアの存在する反
応系に、ジアルデヒドのアルコール溶液を供給する方法
(特開平5−17413号公報参照)、(3)ジアルデ
ヒドをアルコールなどの希釈剤と混合する際の温度を最
高5℃に制限することによってヘミアセタールの形成を
抑えて調製した混合物を、還元アミノ化の反応器に加え
る方法(特開平7−69999号公報参照)が知られて
いる。
2. Description of the Related Art By reductive amination of dialdehyde in the presence of a hydrogenation catalyst, ammonia, hydrogen and a solvent,
It is known that the corresponding diamines can be obtained, for example by (1) a process in which dialdehyde is fed to a reductive amination reactor at a rate substantially not greater than the rate of dialdehyde disappearance (US Pat. No. 2,636,051). See), (2)
A method of supplying an alcohol solution of dialdehyde to a reaction system in which a hydrogenation catalyst, a solvent, hydrogen and ammonia are present (see JP-A-5-17413), (3) mixing dialdehyde with a diluent such as alcohol A method is known in which a mixture prepared by suppressing the formation of hemiacetal by limiting the temperature at this time to a maximum of 5 ° C. is added to a reactor for reductive amination (see JP-A-7-69999).

【0003】また、(4)脂肪族ジアルデヒドをアンモ
ニアおよび水素と溶媒中で反応させる際に、無機酸化物
に担持されたニッケル触媒を存在させることを特徴とす
る脂肪族ジアミンの製造方法が知られている(特開平7
−196586号公報参照)。この方法では、触媒の活
性と寿命の観点から、直径約10〜約100nmの細孔
容積が0.1〜0.5ml/gである無機酸化物に担持
されたニッケル触媒が特に優れるとされ、実施例10で
は、直径約10〜約100nmの細孔容積が0.19m
l/gであるケイソウ土に担持されたニッケル触媒を用
いた反応において、ジアルデヒド供給終了時のジアミン
収率が75.7%であり、またかかる触媒を1回再使用
した時のジアルデヒド供給終了時のジアミン収率は7
4.5%と、当初の反応成績とほぼ同等であることが示
されている。しかしながら、かかる触媒をさらに繰り返
し再使用した場合、または長時間連続的に反応させた場
合の反応成績については何ら言及していない。
There is also known a method for producing an aliphatic diamine, characterized in that (4) when an aliphatic dialdehyde is reacted with ammonia and hydrogen in a solvent, a nickel catalyst supported on an inorganic oxide is present. (Japanese Unexamined Patent Publication No.
-196586). In this method, from the viewpoint of the activity and the life of the catalyst, a nickel catalyst supported on an inorganic oxide having a pore volume of about 10 to about 100 nm and a pore volume of 0.1 to 0.5 ml / g is considered to be particularly excellent, In Example 10, the pore volume of about 10 to about 100 nm in diameter is 0.19 m
In a reaction using a nickel catalyst supported on diatomaceous earth at 1 / g, the diamine yield at the end of dialdehyde supply was 75.7%, and the dialdehyde supply when the catalyst was reused once. Diamine yield at the end is 7
It is 4.5%, which is almost the same as the initial reaction result. However, there is no mention of the reaction results when such a catalyst is reused further repeatedly or when it is continuously reacted for a long time.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記(1)の方法で
は、触媒としてラネーニッケルを用いた実施例が示され
ているが、ジアミンの収率は40%以下と低い。(2)
の方法では、触媒としてラネーニッケルを用いた実施例
が示されているが、本発明者らがジアルデヒドの還元ア
ミノ化連続反応をラネーニッケルを触媒として用いて試
みたところ、反応時間の経過に伴い触媒活性が著しく低
下することが認められた(本明細書の比較例2参照)。
(3)の方法では、ヘミアセタールの形成を抑えるた
め、冷媒による温度制御が必要であり、そのための設備
負担が増大する。したがって、これらの方法はいずれも
ジアルデヒドからジアミンを製造する工業的に有利な方
法とは言い難い。
In the above method (1), an example using Raney nickel as a catalyst is described, but the yield of diamine is as low as 40% or less. (2)
In the method of the above, an example using Raney nickel as a catalyst is shown.However, when the present inventors tried a continuous reaction for reductive amination of dialdehyde using Raney nickel as a catalyst, the catalyst became more prolonged with the reaction time. It was observed that the activity was significantly reduced (see Comparative Example 2 in this specification).
In the method (3), in order to suppress the formation of hemiacetal, it is necessary to control the temperature with a refrigerant, which increases the facility load. Therefore, none of these methods is industrially advantageous for producing diamines from dialdehydes.

【0005】本発明者らは(4)の方法を鋭意検討し、
繰り返し再使用時のジアミン収率は、1回目の92%、
2回目の91%から5回目には82%まで低下する傾向
にあることを認めた。また、直径約10〜約100nm
の細孔容積が0.2ml/gであるケイソウ土に担持さ
れたニッケル触媒を用いてジアルデヒドの還元アミノ化
連続反応を試みたところ、10時間程度の反応で触媒活
性の低下が起こる傾向が認められた(本明細書の比較例
1参照)。工業的には、反応成績が低下することなく、
触媒を長時間連続的に使用できること、また触媒を繰り
返し再使用できることが経済的観点から好ましく、その
ためには触媒活性が長期にわたって保持されることが求
められる。したがって、(4)の方法も、ジアミンの工
業的な製造方法としてなお改良の余地がある。しかし
て、本発明の目的は、ジアルデヒドを原料として、触媒
活性の低下を低減し、高収率で工業的に有利にジアミン
を製造し得る方法を提供することにある。
The present inventors have studied the method (4) diligently,
The diamine yield upon repeated reuse is 92% for the first time,
It was found that the tendency was to drop from 91% at the second time to 82% at the fifth time. Also, a diameter of about 10 to about 100 nm
When a continuous reaction of reductive amination of dialdehyde was attempted using a nickel catalyst supported on diatomaceous earth having a pore volume of 0.2 ml / g, the catalyst activity tended to decrease in about 10 hours of reaction. (See Comparative Example 1 in this specification). Industrially, the reaction performance does not decrease,
It is preferable from an economic viewpoint that the catalyst can be used continuously for a long period of time and that the catalyst can be reused repeatedly. For that purpose, it is required that the catalyst activity be maintained for a long period of time. Therefore, the method (4) still has room for improvement as an industrial production method of diamine. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a diamine industrially and advantageously in a high yield by using a dialdehyde as a raw material, in which a decrease in catalytic activity is reduced.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、無機酸化
物に担持されたニッケル触媒の存在下でのジアルデヒド
の還元アミノ化反応において、該無機酸化物の細孔容積
と触媒活性の関係について検討した結果、該無機酸化物
が有する直径1μm以下の細孔の全容積が1.0ml/
g以上であるニッケル触媒を用いると、驚くべきこと
に、長時間の連続反応を行っても触媒活性の低下が少な
く、高収率で工業的に有利にジアミンを製造できること
を見出し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that in the reductive amination reaction of dialdehyde in the presence of a nickel catalyst supported on an inorganic oxide, the pore volume of the inorganic oxide and the catalytic activity are reduced. As a result of examining the relationship, the total volume of pores having a diameter of 1 μm or less of the inorganic oxide was 1.0 ml /
Using a nickel catalyst of at least g, surprisingly, it has been found that diamines can be produced industrially advantageously with high yield with little reduction in catalytic activity even when a long-time continuous reaction is carried out. Reached.

【0007】すなわち、本発明は、ジアルデヒドを、無
機酸化物に担持されたニッケル触媒の存在下に、アンモ
ニアおよび水素と溶媒中で反応させて対応するジアミン
を製造する方法において、該無機酸化物は直径1μm以
下の細孔の全容積が1.0ml/g以上であることを特
徴とするジアミンの製造方法である。
That is, the present invention provides a method for producing a corresponding diamine by reacting a dialdehyde with ammonia and hydrogen in a solvent in the presence of a nickel catalyst supported on an inorganic oxide. Is a method for producing a diamine, wherein the total volume of pores having a diameter of 1 μm or less is 1.0 ml / g or more.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】無機酸化物としては、例えばシリ
カ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ケイソウ土、マグネ
シア、カルシア、チタニア、ジルコニア、酸化ニオブ、
酸化ランタンなど触媒担体として通常用いられる無機酸
化物またはこれらの混合物が挙げられる。これらの中で
も、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ケイソウ土
またはこれらの混合物が好ましい。これらの無機酸化物
はアルカリ金属、アルカリ土類金属、リンの酸化物また
はこれらの混合物を含んでいてもよい。触媒金属の主体
はニッケルであるが、コバルト、鉄、銅、マンガン、ク
ロム、銀、モリブデン、レニウム、パラジウム、ロジウ
ム、ルテニウム、白金などの1種または複数の金属で変
性されていてもよい。金属成分の担持量は、触媒全重量
に対して10〜80重量%の範囲であるのが好ましく、
20〜70重量%の範囲であるのがより好ましい。金属
成分に対するニッケルの比率は80〜100%の範囲で
あるのが好ましく、90〜100%であるのがより好ま
しい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As the inorganic oxide, for example, silica, alumina, silica-alumina, diatomaceous earth, magnesia, calcia, titania, zirconia, niobium oxide,
Inorganic oxides commonly used as catalyst carriers such as lanthanum oxide or mixtures thereof are mentioned. Among them, silica, alumina, silica-alumina, diatomaceous earth or a mixture thereof is preferred. These inorganic oxides may include alkali metal, alkaline earth metal, phosphorus oxides or mixtures thereof. The catalyst metal is mainly nickel, but may be modified with one or more metals such as cobalt, iron, copper, manganese, chromium, silver, molybdenum, rhenium, palladium, rhodium, ruthenium, and platinum. The loading amount of the metal component is preferably in the range of 10 to 80% by weight based on the total weight of the catalyst,
More preferably, it is in the range of 20 to 70% by weight. The ratio of nickel to the metal component is preferably in the range of 80 to 100%, more preferably 90 to 100%.

【0009】上記のニッケル触媒を構成する無機酸化物
は、直径1μm以下の細孔の全容積が1.0ml/g以
上である必要がある。かかる条件を満たす無機酸化物に
担持されたニッケル触媒を用いることにより、ジアルデ
ヒドの還元アミノ化反応における触媒活性の低下が小さ
く、長時間の安定な運転が可能となる。無機酸化物が有
する直径1μm以下の細孔の全容積の上限には特に制限
はないが、通常1.0〜5.0ml/gの範囲であり、
1.0〜2.5ml/gの範囲であるのが好ましい。
In the above-mentioned inorganic oxide constituting the nickel catalyst, the total volume of pores having a diameter of 1 μm or less needs to be 1.0 ml / g or more. By using a nickel catalyst supported on an inorganic oxide that satisfies such conditions, a reduction in catalytic activity in the reductive amination reaction of dialdehyde is small, and stable operation for a long time can be performed. The upper limit of the total volume of the pores having a diameter of 1 μm or less of the inorganic oxide is not particularly limited, but is usually in a range of 1.0 to 5.0 ml / g.
It is preferably in the range of 1.0 to 2.5 ml / g.

【0010】無機酸化物に存在する細孔の直径および容
積は、例えば水銀圧入式ポロシメトリーにより測定でき
る。この測定法においては、水銀の注入圧力から細孔直
径が、また静電量の変化から圧入水銀量を経て細孔容積
が求められる。本明細書においては、細孔直径および細
孔容積の値は、水銀圧入式ポロシメトリーによって得ら
れた値を意味する。本発明者らは、水銀圧入式ポロシメ
ーターである島津製作所―マイクロメトリチックス社製
オートポアIII9420を用いて、ニッケル触媒の有
する細孔直径および細孔容積の分析を行ったが、本分析
法において、1μmの細孔直径は水銀注入圧力として約
1206.6kPa(175.0psia)に相当する
ことから、直径1μm以下の細孔容積とは、上記圧力以
上の範囲で測定された細孔容積の和を意味する。なお、
無機酸化物に担持されたニッケル触媒を測定試料として
用いた場合でも、担持されるニッケルまたはニッケルを
主成分とする金属成分の金属粒径が占める容積は、無機
酸化物が有する細孔容積に比べて十分小さいため、上記
した測定方法における細孔直径および細孔容積の測定値
に影響することはほとんどなく、得られる測定値は、無
機酸化物が有している細孔直径および細孔容積の測定値
として差し支えない。
[0010] The diameter and volume of the pores present in the inorganic oxide can be measured, for example, by mercury intrusion porosimetry. In this measurement method, the pore diameter is determined from the injection pressure of mercury, and the pore volume is determined from the change in the amount of static electricity through the amount of mercury injected. As used herein, pore diameter and pore volume values refer to values obtained by mercury intrusion porosimetry. The present inventors analyzed the pore diameter and the pore volume of the nickel catalyst using an autopore III9420 manufactured by Shimadzu Corporation-Micrometrics Co., Ltd., which is a mercury intrusion porosimeter. Is equivalent to about 1206.6 kPa (175.0 psia) as a mercury injection pressure. Therefore, the pore volume of 1 μm or less in diameter means the sum of the pore volumes measured in the range of the pressure or more. I do. In addition,
Even when a nickel catalyst supported on an inorganic oxide is used as a measurement sample, the volume occupied by the metal particle size of the supported nickel or a metal component containing nickel as a main component is smaller than the pore volume of the inorganic oxide. Since it is sufficiently small, it hardly affects the measured values of the pore diameter and the pore volume in the above-mentioned measuring method, and the obtained measured values are the pore diameter and the pore volume of the inorganic oxide. It can be measured.

【0011】本発明で使用されるニッケル触媒は市販さ
れ、容易に入手可能であり、例えば、エヌ・イー・ケム
キャット社から市販されているニッケル−アルミナ触媒
(5329P)が挙げられる(本明細書の参考例1参
照)。また、本発明で使用されるニッケル触媒は、上記
した細孔容積を有する無機酸化物を担体として用いて、
沈殿法または含浸法といった公知の方法により調製する
こともできる。これらの触媒調製方法は、例えば触媒講
座第5巻触媒設計(講談社、昭和60年12月10日発
行)39〜43頁、触媒実験マニュアル(槙書店、昭和
46年7月31日発行)305〜340頁に詳細に記載
されている。
The nickel catalyst used in the present invention is commercially available and readily available, and includes, for example, a nickel-alumina catalyst (5329P) commercially available from NE Chemcat (refer to the specification herein). Refer to Reference Example 1). Further, the nickel catalyst used in the present invention, using an inorganic oxide having the above pore volume as a carrier,
It can also be prepared by a known method such as a precipitation method or an impregnation method. These catalyst preparation methods are described in, for example, Catalyst Course Vol. 5, Catalyst Design (Kodansha, published on December 10, 1985), pp. 39-43, and Catalyst Experiment Manual (Maki Shoten, published on July 31, 1971), 305-305. It is described in detail on page 340.

【0012】上記のニッケル触媒は粉末状、粒状または
円柱状などのいずれの形状でもよい。また、かかる触媒
に含まれていてもよいニッケル以外の金属またはリンの
酸化物は、用いる担体に予め含有されていてもよいし、
触媒調製工程中で適宜添加することもできる。
The above nickel catalyst may be in any shape such as powder, granule or column. Further, an oxide of a metal or phosphorus other than nickel that may be contained in the catalyst may be contained in the carrier to be used in advance,
It can be appropriately added during the catalyst preparation step.

【0013】ニッケル触媒の使用量は、望む反応速度に
応じて変化させることができるが、反応混合物に対して
0.01〜30重量%の範囲であるのが好ましく、0.
1〜10重量%の範囲であるのがより好ましい。かかる
触媒は反応液相に懸濁させて使用しても、固定床として
使用してもよい。また、かかる触媒はそのまま反応に使
用することもできるが、反応前に水素による活性化処理
を行った後、使用することが好ましい。
The amount of nickel catalyst used can be varied according to the desired reaction rate, but is preferably in the range of 0.01 to 30% by weight based on the reaction mixture.
More preferably, it is in the range of 1 to 10% by weight. Such a catalyst may be used by suspending it in the reaction liquid phase or may be used as a fixed bed. Further, such a catalyst can be used for the reaction as it is, but it is preferable to use it after performing an activation treatment with hydrogen before the reaction.

【0014】ジアルデヒドとしては、例えばブタンジア
ール、ヘキサンジアール、オクタンジアール、ノナンジ
アール、デカンジアール、ウンデカンジアール、ドデカ
ンジアール、テトラデカンジアール、ヘキサデカンジア
ール、オクタデカンジアール、エイコサンジアールなど
の直鎖脂肪族ジアルデヒド;2−メチルオクタンジアー
ル、2−メチルノナンジアール、2,7−ジメチルオク
タンジアールなどの分岐鎖脂肪族ジアルデヒド;1,3
−シクロヘキサンジカルバルデヒド、1,4−シクロヘ
キサンジカルバルデヒド、3(4),8(9)−トリシ
クロ[5.2.1.0]デカンジカルバルデヒド、2
(3),5(6)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンジ
カルバルデヒドなどの脂環式ジアルデヒド;テレフタル
アルデヒド、イソフタルアルデヒドなどの芳香族ジアル
デヒドなどが挙げられる。これらの中でも、炭素数4〜
20のジアルデヒドが好ましく、炭素数6〜16のジア
ルデヒドがより好ましく、炭素数8〜12のジアルデヒ
ドが特に好ましい。
Examples of the dialdehyde include straight-chains such as butanedial, hexanedial, octanedial, nonandial, decandial, undecandial, dodecandial, tetradecandial, hexadecandial, octadecandial, eicosantial and the like. Aliphatic dialdehydes; branched aliphatic dialdehydes such as 2-methyloctanedial, 2-methylnonandial, and 2,7-dimethyloctanedial;
-Cyclohexanedicarbaldehyde, 1,4-cyclohexanedicarbaldehyde, 3 (4), 8 (9) -tricyclo [5.2.1.0] decanedicarbaldehyde, 2
(3), alicyclic dialdehydes such as 5 (6) -bicyclo [2.2.1] heptane dicarbaldehyde; and aromatic dialdehydes such as terephthalaldehyde and isophthalaldehyde. Among these, carbon number 4 ~
A dialdehyde having 20 is preferred, a dialdehyde having 6 to 16 carbon atoms is more preferred, and a dialdehyde having 8 to 12 carbon atoms is particularly preferred.

【0015】これらのジアルデヒドは、例えば炭素数が
1個少ない不飽和アルデヒド、または2個少ないジオレ
フィンのヒドロホルミル化反応により容易に合成するこ
とができる。また、同じ炭素数を有する環状オレフィン
のオゾン分解とそれに続く還元反応、または同じ炭素数
を持つジカルボン酸の還元反応によっても得ることがで
きる。
These dialdehydes can be easily synthesized, for example, by hydroformylation of an unsaturated aldehyde having one less carbon atom or a diolefin having two less carbon atoms. Further, it can also be obtained by ozonolysis of a cyclic olefin having the same carbon number and subsequent reduction reaction, or reduction reaction of a dicarboxylic acid having the same carbon number.

【0016】ジアルデヒドの濃度に特に制限はないが、
通常、反応液全体に対して5〜30重量%の範囲である
のが好ましい。ジアルデヒドの濃度が5重量%以下の場
合は、反応の容積効率が小さくなって生産性が小さい
上、ジアミンの分離精製工程におけるアンモニアおよび
溶媒の回収量が多くなり、設備負担が増大するので工業
的な価値が小さくなる傾向となる。また、30重量%以
上の場合は、反応系中においてポリマーなどの副生成物
の生成量が増大する傾向となり、ジアミン収率および触
媒活性が共に低下する傾向となる。
The concentration of the dialdehyde is not particularly limited,
Usually, it is preferably in the range of 5 to 30% by weight based on the whole reaction solution. When the concentration of the dialdehyde is 5% by weight or less, the volumetric efficiency of the reaction is low, the productivity is low, and the recovery amount of ammonia and the solvent in the diamine separation / purification step is large, and the equipment burden is increased. Value tends to decrease. When the content is 30% by weight or more, the amount of by-products such as polymers in the reaction system tends to increase, and both the diamine yield and the catalytic activity tend to decrease.

【0017】上記のジアルデヒドを原料に、それぞれ対
応するブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジ
アミン、ノナンジアミン、デカンジアミン、ウンデカン
ジアミン、ドデカンジアミン、テトラデカンジアミン、
ヘキサデカンジアミン、オクタデカンジアミン、エイコ
サンジアミンなどの直鎖脂肪族ジアミン;2−メチルオ
クタンジアミン、2−メチルノナンジアミン、2,7−
ジメチルオクタンジアミンなどの分岐鎖脂肪族ジアミ
ン;1,3−シクロヘキサンジメタナミン、1,4−シ
クロヘキサンジメタナミン、3(4),8(9)−トリ
シクロ[5.2.1.0]デカンジメタナミン、2
(3),5(6)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタンジ
メタナミンなどの脂環式ジアミン;p−キシリレンジア
ミン、m−キシリレンジアミンなどの芳香族ジアミンな
どが製造される。
Using the above dialdehydes as raw materials, the corresponding butanediamine, hexanediamine, octanediamine, nonanediamine, decanediamine, undecanediamine, dodecanediamine, tetradecanediamine,
Linear aliphatic diamines such as hexadecanediamine, octadecanediamine, eicosanediamine; 2-methyloctanediamine, 2-methylnonanediamine, 2,7-
Branched aliphatic diamines such as dimethyloctanediamine; 1,3-cyclohexanedimethanamine, 1,4-cyclohexanedimethanamine, 3 (4), 8 (9) -tricyclo [5.2.1.0] de Candimethanamine, 2
(3) An alicyclic diamine such as 5 (6) -bicyclo [2.2.1] heptane dimethanamine; an aromatic diamine such as p-xylylenediamine and m-xylylenediamine are produced.

【0018】溶媒としては、反応条件において原料のジ
アルデヒド、生成物ジアミンおよびアンモニアを溶解
し、反応に悪影響を与えないものであれば使用可能であ
り、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノー
ル、2−プロパノール、1−ブタノール、イソブタノー
ル、tert−ブタノール、1−アミルアルコール、イ
ソアミルアルコール、sec−アミルアルコール、te
rt−アミルアルコール、1−ヘキサノール、1−ヘプ
タノール、1−オクタノール、2−エチルヘキサノー
ル、シクロヘキサノールなどのアルコール;エチレング
リコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジ
オール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,4
−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メ
チル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジ
オール、ジエチレングリコールなどのジオール;テトラ
ヒドロフラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサ
ンなどのエーテル;またはこれらの混合物などが挙げら
れる。これらの中でも、反応速度および生成するジアミ
ンとの蒸留分離性の観点から、メタノール、エタノー
ル、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノ
ール、イソブタノール、tert−ブタノール、1−ア
ミルアルコール、イソアミルアルコール、sec−アミ
ルアルコール、tert−アミルアルコール、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパン
ジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,
4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テト
ラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキ
サンなどの炭素数5以下の溶媒が好ましい。溶媒の使用
量に特に制限はないが、通常、ジアルデヒドに対して
0.5〜50重量倍の範囲であるのが好ましく、2〜1
0重量倍の範囲であるのがより好ましい。
As the solvent, any solvent can be used as long as it dissolves the starting dialdehyde, product diamine and ammonia under the reaction conditions and does not adversely affect the reaction. For example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, Propanol, 1-butanol, isobutanol, tert-butanol, 1-amyl alcohol, isoamyl alcohol, sec-amyl alcohol, te
alcohols such as rt-amyl alcohol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-ethylhexanol and cyclohexanol; ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2- Methyl-1,4
Diols such as -butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and diethylene glycol; ethers such as tetrahydrofuran, 1,3-dioxane and 1,4-dioxane Or mixtures thereof. Among these, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutanol, tert-butanol, 1-amyl alcohol, isoamyl alcohol, sec-amyl alcohol, tert-amyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl-1,
Solvents having 5 or less carbon atoms, such as 4-butanediol, 1,5-pentanediol, tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, and 1,4-dioxane, are preferred. Although there is no particular limitation on the amount of the solvent used, it is usually preferably in the range of 0.5 to 50 times the weight of the dialdehyde,
More preferably, it is in the range of 0 times by weight.

【0019】アンモニアの使用量は、ジアルデヒドに対
して2〜100モル倍の範囲が好ましく、5〜50モル
倍の範囲であるのがより好ましく、10〜30モル倍の
範囲であるのが特に好ましい。アンモニアの使用量がジ
アルデヒドに対して2モル倍よりも少ない場合には、ジ
アミンの収率が低下する傾向となり、また100モル倍
よりも多い場合には、未反応のアンモニアを回収するた
めの設備が過大となって実用的に不利となる。
The amount of ammonia used is preferably in the range of 2 to 100 times, more preferably in the range of 5 to 50 times, and particularly preferably in the range of 10 to 30 times the mole of dialdehyde. preferable. When the amount of ammonia used is less than 2 mole times the dialdehyde, the yield of diamine tends to decrease, and when it is more than 100 mole times, the amount of unreacted ammonia is reduced. The equipment is oversized, which is practically disadvantageous.

【0020】反応温度は40〜200℃の範囲であるの
が好ましく、80〜180℃の範囲であるのがより好ま
しく、100〜160℃の範囲であるのが特に好まし
い。反応温度が40℃より低い場合には、反応の進行が
極めて遅くなる傾向となり、200℃より高い場合に
は、ポリマーなどの副生成物の量が増大し、収率低下を
引き起こす傾向となる。
The reaction temperature is preferably in the range of 40 to 200 ° C., more preferably in the range of 80 to 180 ° C., and particularly preferably in the range of 100 to 160 ° C. When the reaction temperature is lower than 40 ° C., the progress of the reaction tends to be extremely slow. When the reaction temperature is higher than 200 ° C., the amount of by-products such as a polymer increases and the yield tends to decrease.

【0021】反応圧力は特に制限されないが、通常2〜
20MPaの範囲であるのが好ましい。なお、反応で消
費された水素を補給するように水素を追加してもよく、
水素を常に流しながら反応を行ってもよい。
The reaction pressure is not particularly limited, but is usually 2 to
It is preferably in the range of 20 MPa. In addition, hydrogen may be added so as to replenish the hydrogen consumed in the reaction,
The reaction may be performed while constantly flowing hydrogen.

【0022】反応は、回分式または連続式のいずれの方
式でも行うことができるが、水素化速度より遅い速度で
ジアルデヒドを反応器にフィードする方法、すなわちジ
アルデヒドまたは反応中間体が反応器内に蓄積しないよ
うな速度でジアルデヒドを供給する方法が推奨される。
回分式反応器の場合には、ニッケル触媒、溶媒、アンモ
ニアおよび水素が充填された反応器に、ジアルデヒドま
たはジアルデヒドを溶媒に溶解させて得られた溶液を、
水素化速度より遅い速度でフィードしながら反応させる
方法が好ましい。また、連続式の場合は、例えば、ニッ
ケル触媒、溶媒および水素が充填された反応器にジアル
デヒドまたはジアルデヒドを溶媒に溶解させて得られた
溶液、およびアンモニアを、水素化速度より遅い速度で
フィードしながら反応させる方法が好ましい。なお、ジ
アルデヒドまたはジアルデヒドを溶媒に溶解させて得ら
れた溶液の反応器への供給は、一定速度で連続的に行っ
てもよく、また、断続的に行ってもよい。
The reaction can be carried out in either a batch system or a continuous system, but a method in which dialdehyde is fed into the reactor at a rate lower than the rate of hydrogenation, that is, when dialdehyde or a reaction intermediate is introduced into the reactor. It is recommended to supply the dialdehyde at such a rate that it does not accumulate.
In the case of a batch reactor, a nickel catalyst, a solvent, a solution obtained by dissolving dialdehyde or dialdehyde in a solvent in a reactor filled with ammonia and hydrogen,
A method of reacting while feeding at a rate lower than the hydrogenation rate is preferred. In the case of the continuous system, for example, a nickel catalyst, a solvent and a solution obtained by dissolving dialdehyde in a solvent filled with a solvent and hydrogen, and ammonia at a rate lower than the hydrogenation rate. A method of reacting while feeding is preferable. Note that the supply of the dialdehyde or the solution obtained by dissolving the dialdehyde in the solvent may be continuously performed at a constant rate or may be performed intermittently.

【0023】触媒を含む反応液からの触媒の分離は、例
えば連続式での反応の場合、先端に金属焼結フィルター
またはセラミックフィルターなどを有する反応液抜き取
り管を反応器内部に備えることで、反応器から反応液の
みを抜き出し、触媒を反応器内に留めることができる。
The separation of the catalyst from the reaction solution containing the catalyst is performed, for example, in the case of a continuous reaction, by providing a reaction solution extraction pipe having a metal sintered filter or a ceramic filter at the tip inside the reactor. Only the reaction solution can be withdrawn from the vessel and the catalyst can be retained in the reactor.

【0024】また、回分式での反応の場合は、反応後、
触媒を含む反応液を濾過または遠心分離などの操作に付
すことで触媒を分離することができる。かかる分離され
た触媒はそのまま、または溶剤洗浄処理もしくは水素活
性化処理を施した後、反応器に戻すことにより再使用す
ることができる。
In the case of a batch reaction, after the reaction,
The catalyst can be separated by subjecting the reaction solution containing the catalyst to an operation such as filtration or centrifugation. The separated catalyst can be reused as it is or after being subjected to a solvent washing treatment or a hydrogen activation treatment, and then returned to the reactor.

【0025】このように触媒を分離した後の反応液か
ら、一般的な精製手段により、ジアミンを得ることがで
きる。例えば、アンモニアおよび溶媒を留去した後、蒸
留または再結晶などで精製する。
The diamine can be obtained from the reaction solution after the separation of the catalyst by a general purification means. For example, after distilling off ammonia and the solvent, purification is performed by distillation or recrystallization.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0027】参考例1 触媒の細孔容積測定方法 実施例1および比較例1で用いたニッケル触媒が有する
細孔直径および細孔容積を、水銀圧入式ポロシメーター
である島津製作所−マイクロメトリチックス社製オート
ポアIII9420を用いて測定した。すなわち、1
0.34kPa〜311.8MPa(1.5〜4521
5.9psia)の範囲で圧力を変化させ、圧力平衡時
間10秒にて圧力センサーから圧力を、また、静電検出
器から静電量の変化を読みとり、これらに基づいて触媒
が有する細孔直径および細孔容積を求めた。直径1μm
以下の細孔容積は、圧力1206.6kPa〜311.
8MPa(175.0〜45215.9psia)の範
囲で測定された細孔容積の合計として計算した値であ
る。測定値を表1に示す。また、本測定方法において、
直径100nm〜10nmの細孔容積を、圧力13.0
7MPa〜137.3MPa(1894.9〜1991
9.3psia)の範囲で測定された細孔容積の合計と
して計算し、その値を併せて表1に示す。
Reference Example 1 Method of Measuring Pore Volume of Catalyst The pore diameter and the pore volume of the nickel catalyst used in Example 1 and Comparative Example 1 were measured by using a mercury intrusion porosimeter manufactured by Shimadzu Corporation-Micrometrics Co., Ltd. It was measured using Autopore III9420. That is, 1
0.34 kPa to 311.8 MPa (1.5 to 4521
The pressure was changed in the range of 5.9 psia), the pressure was read from the pressure sensor at a pressure equilibrium time of 10 seconds, and the change in the amount of static electricity was read from the electrostatic detector. The pore volume was determined. 1μm diameter
The following pore volumes are from a pressure of 1206.6 kPa to 311.
It is a value calculated as the sum of pore volumes measured in the range of 8 MPa (175.0 to 4515.9 psia). Table 1 shows the measured values. In this measurement method,
A pore volume with a diameter of 100 nm to 10 nm is increased by a pressure of 13.0.
7 MPa to 137.3 MPa (1894.9 to 1991)
Calculated as the sum of the pore volumes measured in the range of 9.3 psia), and the values are also shown in Table 1.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】実施例1 電磁攪拌機、ニードルバルブ、圧力ゲージ、ガスおよび
原料導入管を備えた容量100mlのオートクレーブの
内部に、反応液量が30mlを越えると反応液がオート
クレーブ外部へオーバーフローするように位置を調節し
た抜き取り管を取り付けた。抜き取り管の先端には焼結
フィルター(0.8μmメッシュ)を取付け、触媒を含
む反応液から反応液のみを抜き取り、触媒を反応器に残
留させることができるようにした。このオートクレーブ
に、参考例1で示したとおり、直径1μm以下の全細孔
容積が1.6ml/g、直径100nm〜10nmの細
孔容積が0.6ml/gであるニッケル−アルミナ触媒
(エヌ・イー・ケムキャット製、5329P)0.37
gおよびイソアミルアルコール14.6gを入れ、1M
Paの水素でオートクレーブ内を3回置換した。次に、
水素3MPaで加圧し、オートクレーブを140℃に昇
温した後、水素でオートクレーブ内の全圧を8.5MP
aとなるように圧力を調整し、この温度で触媒の還元処
理を4時間行った。オートクレーブを室温まで冷却し、
水素を放圧後、アンモニア9.0gを仕込み、再び水素
で3MPaに加圧して140℃まで昇温し、水素でオー
トクレーブ内の全圧を8.5MPaとした。このオート
クレーブ内に、定量ポンプを用いて1,9−ノナンジア
ール/2−メチル−1,8−オクタンジアール=75/
25(モル比)の混合物、イソアミルアルコールおよび
トリエチレングリコールジメチルエーテル(ガスクロマ
トグラフ測定の内部標準物質として添加した)の混合溶
液(重量比:5.9g/12.0g/1.0g)を1
8.9g/時、水素ガスを10l/時、アンモニアを1
0.9g/時で供給し、連続反応を行った。抜き取り管
からオーバーフローしてきた反応液を気液分離管へと導
いてアンモニアを分離し、この回収液を1時間毎に採取
してガスクロマトグラフ分析を行いジアミン収率を算出
した。1,9−ノナンジアミンおよび2−メチル−1,
8−オクタンジアミンを合わせたジアミンの合計収率
は、反応開始から2時間後、10時間後、20時間後
で、それぞれ94%、93%、91%であった。
Example 1 A 100 ml autoclave equipped with a magnetic stirrer, a needle valve, a pressure gauge, a gas and a raw material introduction pipe was positioned so that the reaction liquid overflowed to the outside of the autoclave when the amount of the reaction liquid exceeded 30 ml. The adjusted extraction tube was attached. A sintered filter (0.8 μm mesh) was attached to the tip of the extraction tube to extract only the reaction solution from the reaction solution containing the catalyst so that the catalyst could remain in the reactor. As shown in Reference Example 1, a nickel-alumina catalyst having a total pore volume of 1.6 ml / g having a diameter of 1 μm or less and a pore volume of 0.6 ml / g having a diameter of 100 nm to 10 nm was added to the autoclave as shown in Reference Example 1. E-Chemcat, 5329P) 0.37
g and 14.6 g of isoamyl alcohol.
The inside of the autoclave was replaced with hydrogen of Pa three times. next,
After pressurizing with 3 MPa of hydrogen and raising the temperature of the autoclave to 140 ° C., the total pressure in the autoclave was increased to 8.5 MPa with hydrogen.
The pressure was adjusted so as to be a, and the catalyst was reduced at this temperature for 4 hours. Cool the autoclave to room temperature,
After releasing the pressure of hydrogen, 9.0 g of ammonia was charged, and the pressure was again increased to 3 MPa with hydrogen, the temperature was raised to 140 ° C., and the total pressure in the autoclave was adjusted to 8.5 MPa with hydrogen. In this autoclave, 1,9-nonandial / 2-methyl-1,8-octanediol = 75 /
25 (molar ratio), a mixed solution of isoamyl alcohol and triethylene glycol dimethyl ether (added as an internal standard substance for gas chromatography measurement) (weight ratio: 5.9 g / 12.0 g / 1.0 g) was added to 1
8.9 g / h, hydrogen gas 10 l / h, ammonia 1
The reaction was fed at a rate of 0.9 g / hour to carry out a continuous reaction. The reaction solution overflowing from the extraction tube was led to a gas-liquid separation tube to separate ammonia, and the collected solution was sampled every hour and subjected to gas chromatography analysis to calculate the diamine yield. 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,
The total yield of diamine including 8-octanediamine was 94%, 93%, and 91% after 2 hours, 10 hours, and 20 hours from the start of the reaction.

【0030】比較例1 触媒として、参考例1に示すとおり、直径1μm以下の
全細孔容積が0.7ml/g、直径100nm〜10n
mの細孔容積が0.2ml/gであるニッケル−ケイソ
ウ土触媒(日揮化学(株)製、N103LK)0.45
gを使用した以外は、実施例1と同様の反応装置を用
い、実施例1と同様の方法で連続反応を行った。1,9
−ノナンジアミンおよび2−メチル−1,8−オクタン
ジアミンを合わせた収率は、反応開始から2時間後、1
0時間後、15時間後で、それぞれ94%、86%、7
9%であった。
Comparative Example 1 As shown in Reference Example 1, the catalyst had a total pore volume of 0.7 ml / g and a diameter of 1 μm or less, and a diameter of 100 nm to 10 n.
Nickel-diatomaceous earth catalyst having a pore volume of 0.2 ml / g (manufactured by Nikki Chemical Co., Ltd., N103LK) 0.45
A continuous reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using the same reactor as in Example 1 except that g was used. 1,9
The combined yield of 2-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine was 1 hour after the start of the reaction.
After 0 hour and 15 hours, 94%, 86%, 7% respectively
9%.

【0031】比較例2 触媒として、ラネーニッケル(デグッサ−ヒュルス製、
BLM112W)0.37gを使用した以外は、実施例
1と同様の反応装置を用い、実施例1と同様の方法で連
続反応を行った。1,9−ノナンジアミンおよび2−メ
チル−1,8−オクタンジアミンを合わせた収率は、反
応開始から2時間後、10時間後、15時間後で、それ
ぞれ93%、80%、65%であった。
Comparative Example 2 As a catalyst, Raney nickel (manufactured by Degussa-Hüls,
A continuous reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 0.37 g of BLM112W) was used. The combined yields of 1,9-nonanediamine and 2-methyl-1,8-octanediamine were 93%, 80%, and 65% after 2 hours, 10 hours, and 15 hours from the start of the reaction. Was.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、ジアルデヒドを原料と
して、触媒活性の低下を低減し、高収率で工業的に有利
にジアミンを製造することができる。
According to the present invention, a dialdehyde can be used as a raw material to reduce the catalytic activity and to produce a diamine in a high yield and industrially advantageous.

フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA03 AA12 BA01A BA01B BA02A BA03A BA04A BA05A BA06A BA15A BB02A BB02B BB04A BC09A BC42A BC55A BC68A BC68B CB25 CB77 EA01Y EA02Y EC08X EC08Y 4H006 AA02 AC52 BA21 BA56 BE14 BE20 4H039 CA71 CD40 Continued on the front page F-term (reference) 4G069 AA03 AA12 BA01A BA01B BA02A BA03A BA04A BA05A BA06A BA15A BB02A BB02B BB04A BC09A BC42A BC55A BC68A BC68B CB25 CB77 EA01Y EA02Y EC08X EC08Y BAH40A56 BE56A56

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ジアルデヒドを、無機酸化物に担持され
たニッケル触媒の存在下に、アンモニアおよび水素と溶
媒中で反応させて対応するジアミンを製造する方法にお
いて、該無機酸化物は直径1μm以下の細孔の全容積が
1.0ml/g以上であることを特徴とするジアミンの
製造方法。
1. A method for producing a corresponding diamine by reacting a dialdehyde with ammonia and hydrogen in a solvent in the presence of a nickel catalyst supported on an inorganic oxide, wherein the inorganic oxide has a diameter of 1 μm or less. Wherein the total volume of the pores is 1.0 ml / g or more.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160034084A (en) 2014-09-19 2016-03-29 한국화학연구원 Preparation of 2,5-bis(aminomethyl)furan
KR101815518B1 (en) 2016-03-23 2018-01-05 한국화학연구원 Preparation of 2,5-bis(aminomethyl)furan from 2,5-diformylfuran

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JP2010513302A (en) * 2006-12-15 2010-04-30 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド Method for reductive amination of aldehydes and ketones
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