JP2002539074A - ジニトリルのヘミ水素化方法 - Google Patents
ジニトリルのヘミ水素化方法Info
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Abstract
Description
水素化することに関する。
通である;これより、特に、アジポニトリルを水素化すると、ヘキサメチレンジ
アミンをもたらし、これは、ナイロン−6,6を調製する際の2つのベース化合
物の内の一種である。
要であることが判明する。これは、例えば、アジポニトリルをヘミ水素化してア
ミノカプロニトリルにするために当てはまるが、限られるものでなく、該化合物
は、次いでナイロン−6用のベース物質であるカプロラクタムに又は直接ナイロ
ン−6に転化されることができる。
媒媒体及びアンモニア中でかつ塩基性担体に付着させたロジウムの存在において
水素で水素化してω−アミノニトリルにするプロセスについて記載している。
性の無機塩基を含有するアルカノールを含む、ジニトリルに対して少なくとも2
/1のモル過剰の溶媒中で、ラネーニッケル又はコバルトタイプの触媒の存在に
おいてジニトリルを部分水素化してアミノニトリルにするプロセスについて記載
している。
ラネーコバルトから選ぶ触媒及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属に由来する
強無機塩基の存在において脂肪族ジニトリルをヘミ水素化して対応するアミノニ
トリルにするプロセスについて記載しており、該ラネーニッケル又はコバルトは
、クロム、鉄、チタン又は亜鉛のようなドーピング元素を含むのが好ましく、初
期の水素化媒体は、該媒体中の液体化合物の合計量に対して少なくとも0.5重
量%の割合の水、水素化されるべきジニトリルから形成されることができるジア
ミン及び/又はアミノニトリル、並びにこれらの3つの化合物について一緒にし
た該媒体中の液体化合物の合計量に対して80〜99.5重量%の割合の未転化
のジニトリルを含む。
ルにするプロセスは、ラネーニッケル又はコバルトタイプの触媒を、好ましくは
一種又はそれ以上の元素の存在によってドープして使用するのが普通である。
ことが、予期されないことにアミノニトリルの方向への選択性に関して優れた結
果をもたらすことを見出した。
ルが完全に水素化してジアミンになる際の中間化合物になるので、本来達成する
のが非常に困難である。この中間体は、こうして水素化されることができる化合
物として主発ジニトリルとの競合にはいる。その結果として、アミノニトリルと
得られるジアミンとの間の総括的分配は、第一ニトリル機能(K1)と第二ニト
リル機能(K2)との水素化の速度論係数の比から生じる。
ニッケル使用すると、これらの速度論係数のK1/K2比を向上させ、これより
完全に水素化してジアミンにすることに対するアミノニトリルの方向への水素化
の選択性を、最も一般的に使用される元素、例えばクロム、鉄又はチタンのよう
なものでドープしたラネー触媒を使用するのに比べて向上させることを可能にす
ることを見出した。
中ヘミ水素化とも言う)し、それで対応するアミノニトリルを主にかつジニトリ
ルを従たる程度にだけ調製するようにすることに関する。
にする方法であって、銅、銀及び金から選ぶ少なくとも一種の金属を含有するラ
ネーニッケル又はコバルト触媒の存在において並びにアルカリ金属の水酸化物又
はアルカリ土類金属の水酸化物の存在において実施することを特徴とする方法に
関する。
媒である。それらは、おそらく一般にドーピング剤又はプロモーターと呼ばれる
他の金属を含有するアルミニウムリッチなAl/Ni又はAl/Co合金をアル
カリ作用させることによって調製される。その触媒は、大きな比表面積及び可変
の残留アルミニウム濃度を有するニッケル又はコバルトクリスタライトの凝集か
らなる。
%に等しい又はそれよりも少ないアルミニウム含量を含む。
+Au)/Co重量比は、0.05〜10%であるのが有利であり、0.1〜5
%であるのが好ましい。
またドーピング剤又はプロモーターの総称下で入れられる一種又はそれ以上のそ
の他の元素をある量で、通常一層少ない量で含有することができる。
い:チタン、クロム、鉄、ジルコニウム、バナジウム、マンガン、ビスマス、タ
ンタル、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、白金、パラジウム、ニオブ、ハフ
ニウム及び希土類元素。使用する触媒がラニーニッケルである時は、コバルトも
更なるドーピング剤として存在させることができる。
して存在することができる。チタン、クロム、鉄及びジルコニウムが特に好適で
ある。
ケル又はコバルトの重量に対して0〜5重量%に相当するのが普通である。
適になろう。
わす) に適用するが、それに限らない。
しくは枝分れアルキレンラジカルを表わすジニトリルを使用するのが好ましい。
ニトリル、メチルグルタロニトリル、エチルスクシノニトリル、マロノニトリル
、スクシノニトリル及びグルタロニトリル並びにこれらのジニトリルの内のいく
つかの混合物、特に同じアジポジニトリルの合成プロセスに由来するアジポジニ
トリル、メチルグルタロニトリル及びエチルスクシノニトリル混合物。
施態様、連続又はバッチ作業、初期充填又は徐々の導入に応じて広く変えること
ができる。連続に作動する産業プロセスの好適な関係では、平均ジニトリル濃度
は、重量基準で10〜45%にするのが普通である。
を使用するのが好ましい。
のが好ましい。
くとも一部溶解することができる溶媒を少なくとも一種を含有する。
液体反応媒体を使用する。水は、反応媒体の合計重量に対して1〜25重量%の
量に相当するのが普通である。反応媒体の水含量は、重量基準で1〜15%であ
るのが好ましい。
水の代わりに供してよい。一層特に適したアルコールは、例えば、メタノール、
エタノール、プロパノール、イソプロパノール及びブタノール、並びに該化合物
の混合物である。
重量部に相当し、水1部当たり3部に相当するのが好ましい。
施する関係で、水素化によって共生成されるジアミンを含む。ジニトリル基剤が
アジポジニトリルである時は、例はヘキサメチレンジアミンである。
は、該反応媒体に含まれる溶媒の合計重量に対して35〜90重量%の量である
のが有利であり、重量基準で45〜89%であるのが一層ましい。
は、反応媒体の重量の0〜50%に相当するのが普通であり、0〜15%に相当
するのが好ましい。
、該反応媒体の性質に応じて変わる。
て含有すると、アルカリ金属の水酸化物又はアルカリ土類金属の水酸化物の量は
、0.1モル/触媒1kgに等しい又はそれよりも多いのが有利であり、0.1
〜2モル/触媒1kgであるのが好ましく、0.2〜1.0モル/触媒1kgで
あるのが更に一層好ましい。
カリ土類金属の水酸化物の量は、0.05モル/触媒1kgに等しい又はそれよ
りも多く、0.1〜10.0モル/触媒1kgであるのが好ましく、1.0〜8
.0モル/触媒1kgであるのが更に一層好ましい。
するのが普通であり、120℃に等しく又はそれよりも低くするのが好ましく、
100℃に等しく又はそれよりも低くするのが更に一層好ましい。
る。
いて0.10〜10MPaにもたらす。
きる。
定することのできるパラメーターでないのは自明である。
更することができることに留意すべきである。上に挙げる順序は、単に発明に従
うプロセスの一つの好適であるが、限定しない実施態様に相当するだけである。
、それら自体知られている在来の技術的配列に関係する。
的に、急速に、簡便にかつ経済的に水素化して対応するアミノニトリルにするこ
とを可能にする。
化合物は、環化加水分解によって容易にカプロラクタムに転化されることができ
、カプロラクタムはナイロン−6の合成における出発原料である。
記の例によって例示する。
フィー指数、これは、不純物がカプロラクタム中に見出されるならば、特にカプ
ロラクタム(ACNを加水分解することによって調製される)を重合する間に着
色及び枝分れを引き起こす;このポーラログラフィー指数は、このようにしてポ
ーラログラフィーによって求められ、アセイすべきサンプルのメートル法のトン
当たりのイミン機能のモルとして表される。
素を導入するための手段並びに温度調節系を設置した100mlステンレスチー
ル反応装置中に投入する: アジポニトリル 24.0g ヘキサメチレンジアミン 24.0g 水 5.3g KOH 0.064g ラネーニッケル 1.35g (Cu1.7%を含有する)
℃にした。次いで、この温度で水素を連続して加えることによって圧力を2.5
MPaに調整した。反応の進行を、水素の消費及び反応混合物のサンプルのガス
クロマトグラフィー(GC)による分析によってモニターする。最適収率に達し
た時に、攪拌を停止しかつ反応混合物を冷却することによって反応を停止させる
。
A及びCVAによって表され、これらは、ACNを環化加水分解してカプロラク
タムする間に品質改良されることができる。
3重量%を含むラネーNiを使用する。
A及びCVAによって表される。
3重量%及びクロム2.1重量%を含むラネーNiを使用する。
ム1.7重量%を含むラネーNiを使用する。
OL指数において考慮に入れられない、ACA及びCVAと異なる副生物(例え
ば、ビス−ヘキサメチレントリアミン)によって表される。
Claims (20)
- 【請求項1】 ジニトリルをヘミ水素化して対応するアミノニトリルにする
方法であって、銅、銀及び金から選ぶ少なくとも一種の金属を含有するラネーニ
ッケル触媒又はコバルト触媒の存在において並びにアルカリ金属の水酸化物又は
アルカリ土類金属の水酸化物の存在において実施することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 使用する触媒の(Cu+Ag+Au)/Ni又は(Cu+A
g+Au)/Co重量比が0.05〜10%、好ましくは0.1〜5%であるこ
とを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項3】 触媒が、チタン、クロム、鉄、ジルコニウム、バナジウム、
マンガン、ビスマス、タンタル、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、白金、パ
ラジウム、ニオブ、ハフニウム及び希土類元素から選ぶ一種又はそれ以上の更な
るドーピング剤、並びに触媒がラネーニッケルである時はコバルト及び触媒がラ
ネーコバルトである時はニッケルを含有することを特徴とする請求項1及び2の
内のいずれかの方法。 - 【請求項4】 触媒が含有する銅、銀及び金と異なるドーピング剤の量が、
ニッケル又はコバルトの重量に対して0〜5重量%に相当することを特徴とする
請求項1〜3の内の一の方法。 - 【請求項5】 使用する触媒が、好ましくはラネーニッケルであることを特
徴とする請求項1〜4の内の一の方法。 - 【請求項6】 触媒を粒子の形態で使用することを特徴とする請求項1〜5
の内の一の方法。 - 【請求項7】 下記の(I)式のジニトリル基剤: NC−R−CN (I) (式中、Rは炭素原子1〜12を含有する線状もしくは枝分れアルキレン基、好
ましくは炭素原子1〜6を含有する線状もしくは枝分れアルキレンラジカルを表
わす) に適用されることを特徴とする請求項1〜6の内の一の方法。 - 【請求項8】 連続に作動する産業プロセスの関係で反応媒体中のジニトリ
ルの平均濃度が重量基準で10〜45%であることを特徴とする請求項1〜7の
内の一の方法。 - 【請求項9】 LiOH、NaOH、KOH、RbOH又はCsOH、及び
これらの混合物の存在において実施することを特徴とする請求項1〜8の内の一
の方法。 - 【請求項10】 液体反応媒体が少なくとも一部水性であり、水が反応媒体
の合計重量に対して1〜25重量%の量に相当し、好ましくは重量基準で1〜1
5%であることを特徴とする請求項1〜9の内の一の方法。 - 【請求項11】 反応媒体が、水に加えて又は水の代わりに少なくとも一種
のアルコールタイプのその他の溶媒を含むことを特徴とする請求項1〜10の内
の一の方法。 - 【請求項12】 反応媒体が、メタノール、エタノール、プロパノール、イ
ソプロパノール及びブタノール、並びに該化合物の混合物を含むことを特徴とす
る請求項11の方法。 - 【請求項13】 反応媒体が、水素化によって共生成されるジアミンを含む
ことを特徴とする請求項1〜12の内の一の方法。 - 【請求項14】 連続作業条件下の反応媒体中のアミノニトリル及び/又は
ジアミンの平均濃度が、該反応媒体に含まれる溶媒の合計重量に対して35〜9
0重量%であり、重量基準で45〜89%であるのが一層好ましい請求項13の
方法。 - 【請求項15】 反応媒体が、液体又は溶解されたアンモニアを含むことを
特徴とする請求項1〜14の内の一の方法。 - 【請求項16】 アンモニアが反応媒体の重量の0〜50%、好ましくは0
〜15%に相当することを特徴とする請求項1〜15の内の一の方法。 - 【請求項17】 アルカリ金属の水酸化物又はアルカリ土類金属の水酸化物
の量が、0.1モル/触媒1kgに等しい又はそれよりも多い、好ましくは0.
1〜2モル/触媒1kg、更に一層好ましくは0.2〜1.0モル/触媒1kg
であることを特徴とする請求項1〜10及び13〜16の内の一の方法。 - 【請求項18】 アルカリ金属の水酸化物又はアルカリ土類金属の水酸化物
の量が、0.05モル/触媒1kgに等しい又はそれよりも多い、好ましくは0
.1〜10.0モル/触媒1kg、更に一層好ましくは1.0〜8.0モル/触
媒1kgであることを特徴とする請求項11及び12の内のいずれかの方法。 - 【請求項19】 温度150℃以下、好ましくは120℃以下、一層好まし
くは室温(約20℃)〜100℃で実施することを特徴とする請求項1〜18の
内の一の方法。 - 【請求項20】 水素圧0.10〜10MPa下で実施することを特徴とす
る請求項1〜19の内の一の方法。
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