JP2003055319A - 第2アミンの製造方法 - Google Patents
第2アミンの製造方法Info
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Abstract
い第2アミンの製造方法。 【解決手段】 式(I) 【化1】 [式中、R1、R2およびAは明細書中に示されたもの
である]の第2アミンを、水素および元素周期律表の第
VIII族および第IB族の少なくとも一つの原子また
は元素の化合物を含有する触媒の存在下で、式(II) R1R2N−A−NH2 (II) [式中、R1、R2およびAは式Iと同様のものであ
る]の第1アミンを反応させることによって得る。
Description
で、第1アミンから第2アミンを製造する方法に関す
る。
は自体公知である。従来技術においては、水素下で、か
つ、それぞれの場合において選択された反応条件下で、
好ましい置換基または構造元素を有する第1アミンを、
好ましい第2アミンに変換する。種々の触媒が使用さ
れ、反応中で使用される圧力および温度は極めて広範囲
である。第2アミンのこの合成中においてしばしば生じ
る問題は、好ましい生成物への変換率または選択率が、
しばしば好ましい値を達成しないことである。さらに、
場合によっては高価な貴金属触媒の使用が必要となる。
細書は、3−ジメチルアミノプロピオニトリル(DMA
PN)または3−ジメチルアミノプロピルアミン(DM
APA)またはDMAPNおよびDMAPAの混合物か
らのアミン、特にビス(3−ジメチルアミノ)プロピル
アミン(ビス−DMAPA)の製造方法に関する。実施
例中では、ビス−DMAPAの選択率 80%が、Ni
−Cu−Cr2O3上で、高い圧力下(173バール)
で、DMAPAの変換率 53%で達成されるが、その
一方で、ビス−DMAPAの選択率 88%は、Co−
Cu−Cr2O 3上で、DMAPA変換率 49%で達
成される。
出された。さらに、環境上の理由から、クロム含有触媒
の使用はもはや認められない。
ム不含触媒を用いて実施することが可能な、第1アミン
からの第2アミンの製造方法を提供することであり、か
つ、この場合、これは、高い収率および高い選択率で好
ましい第2アミンが得られる。
(I)
て、かつそれぞれ互いに独立して、炭素原子1〜20個
を有する直鎖または分枝鎖であり、この場合、これは、
置換基としての1〜5個のフェニル基または1個のシク
ロヘキシル基を有していてもよいかまたはR1、R2が
結合されるN原子と一緒になって、さらにN、Oおよび
Sから成る群から選択されたヘテロ原子を含有していて
もよく、かつ、炭素原子1または2個を有する1〜5個
のアルキル基によって置換されていてもよい、3〜7員
の飽和環を形成し、Aは、その鎖中に1〜5個のフェニ
レン基を有していてもよい、炭素原子2〜20個を有す
る直鎖または分枝鎖のアルキレン基か、あるいは式
(B)
3であり、XはOまたはSかまたはNR4基であり、そ
の際、R4はHまたは炭素原子1個〜4個を有する直鎖
または分枝鎖のアルキル基であり、kは1または2であ
り、かつmは0〜4の整数であるか、あるいは式
はそれぞれ互いに独立して、1〜4の整数である]の第
2アミンを、水素および周期律表の第VIII族および
第IB族の元素または元素化合物を含有する触媒の存在
下で、式(II) R1R2N−A−NH2 (II) [式中、R1、R2およびAは、式(I)に示されたも
のである]の第1アミンを反応させることによって製造
する方法によって達成されることが見出された。本発明
の一つの実施態様において、触媒組成物は、第IB族の
金属またはこれらの化合物を含有していなくてもよい。
好ましい実施態様において、触媒は、周期律表の第IB
族の元素または元素化合物を少なくとも一つを50質量
%まで含有していてもよい。
媒は、活性触媒組成物中で、周期律表の第VII族およ
び第IB族、すなわち、Fe、Ru、Os、Co、R
h、Ir、Ni、Pd、Cu、AgおよびAuから成る
群の元素の少なくとも一つまたは元素化合物の少なくと
も一つを100質量%まで含有していてもよい。一つの
実施態様において、活性触媒組成物は、周期律表の第I
B族の少なくとも一つの元素または少なくとも一つの元
素化合物を0質量%、好ましい実施態様においては50
質量%まで含有していてもよく、この場合、これは、C
u、AgおよびAuから成る群、好ましくはCuであ
る。第IB族の金属または金属化合物の量は、より好ま
しい実施態様において、活性触媒組成物の総量に対し
て、1〜30質量%、特に10〜25質量%である。他
の好ましい実施態様において、活性触媒組成物は、N
i、Co、Cu、Ru、Rh、Ir、Pd、Ptから成
る群からの少なくとも一つの元素または少なくとも一つ
の元素化合物を、一般的かつ好ましい実施態様に関して
前記に示された割合で含有する。
に使用される場合には、たとえば、酸化物、硫酸塩、炭
酸塩、塩化物および酢酸塩を使用することが可能であ
る。
使用された元素酸化物は、触媒の製造のために使用され
る。これらは、その後に、反応での使用前に、好ましく
は水素での処理によって還元される。これによって、使
用される金属成分が、本質的に微粉化された形で存在す
る触媒が得られる。
として使用されるかまたは支持された形で使用されても
よい。支持された触媒が使用される場合には、支持体の
割合は、触媒の総質量(活性組成物+支持体)に対して
10〜90質量%である。
体、たとえば、活性炭、炭化ケイ素または金属酸化物を
使用することが可能である。金属酸化物の使用が好まし
い。金属酸化物中において、酸化アルミニウム、二酸化
ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化亜
鉛、酸化マグネシウムまたはこれらの混合物を使用する
ことが好ましく、この場合、これは、適切である場合に
は、アルカリ金属酸化物および/またはアルカリ土類金
属酸化物でドープされていてもよい。特に好ましくはγ
−酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウ
ムまたは二酸化チタンまたはこれらの混合物、特に、A
l2O3である。支持体は、任意の形態で、たとえば押
出物(棒状)、ペレット、タブレット、モノリス、織布
メッシュ(woven mesh)、メリヤスまたは粉体の形で使
用されてもよい。支持された触媒は、一般に公知の方法
で製造されてもよい。これらは、たとえば、支持体の使
用された金属成分の化合物溶液での含浸を含む。適した
溶剤は、すべての一般的溶剤、たとえば水、メタノー
ル、エタノールまたはアセトンを含み、好ましくは水を
使用する。さらに、触媒は、触媒成分の共沈または連続
的な沈殿に引き続いて、濾過およびフィルターケークの
洗浄によって製造されてもよい。含浸または沈殿は、乾
燥工程(50〜200℃)およびか焼工程(200〜5
00℃)によっておこなわれてもよい。触媒はその後
に、200〜400℃の最終温度で還元され、かつ引き
続いて不活性化されてもよいが、それというのも、還元
された金属が自燃性であるためである。合成反応器中へ
の触媒の導入後に、触媒は反応が開始される前に、10
0〜300℃で水素を用いての還元によって再活性化さ
れてもよい。
出発材料として使用し、かつ式(II)の第2アミンを
合成することが好ましく、その際、式中の置換基R1、
R2およびAは以下の意味を有する:Aは、炭素原子2
〜10個を有する直鎖または分枝鎖のメチレン鎖かまた
は式 −CH2−CH2−O−(CH2−CH2−O)n−C
H2−CH2− の基であり、その際、nは整数0〜2であり、R1、R
2は同一かまたは異なって、かつ、それぞれ互いに独立
して、炭素原子1個〜12個を有するアルキル基である
かまたは窒素原子と一緒になって結合し、さらにOおよ
びNから成る群から選択されたヘテロ原子を含有してい
てもよい、5または6員の飽和環を形成している。
を有するアルキレン基であるかまたは式 −CH2−CH2−O−CH2−CH2− の基であり、R1およびR2は同一かまたは異なって、
かつそれぞれ互いに独立して、炭素原子1個〜4個を有
する直鎖または分枝鎖のアルキル基であるかまたは窒素
原子と一緒になって結合し、ピペリジン環またはモルホ
リン環を形成する、式(I)および(II)のアミンが
好ましい。
(DMAPA)は、ビス−3−ジメチルアミノプロピル
アミン(ビス−DMAPA)を製造するために使用され
る。
くは90〜170℃、特に好ましくは120〜160℃
で、5〜350バール、好ましくは5〜200バール、
特に好ましくは10〜100バール、殊に好ましくは1
0〜30バールで、回分的にかまたは好ましくは連続的
に、オートクレーブのような加圧装置中でかまたは好ま
しくは管型反応器中で実施される。圧力は好ましくは反
応器中の水素圧である。管型反応器が使用される場合に
は、使用される触媒はまた固定床触媒として存在してい
てもよい。
ことができる。
での空間速度は、好ましくは、0.1〜2kg/l/
h、特に0.8〜1.2kg/l/hである。液体反応
生成物の一部分は、反応に再循環されてもよい。
たとえば、水、メタノール、エタノール、テトラヒドロ
フラン、メチル tert−ブチルエーテルまたはN−
メチルピロリドンのような溶剤中で実施することができ
る。溶剤が使用される場合には、使用される第1アミン
は、溶剤中に溶解されていてもよい。さらに溶剤は、反
応器中に任意の箇所で別個に供給されていてもよい。好
ましくは、溶剤の不含の工程で実施する。
2アミンは、反応混合物から分離されてもよく、かつ、
自体公知の方法、たとえば蒸留によって精製される。
有する流および第1アミンを含有する流を、精留によっ
て得て、かつ、第1アミンを含有する流を合成に再循環
させることは可能である。
および式(I)の第2アミンは、好ましくは、10:1
〜1:10、好ましくは2:3〜4の質量比で得られ
る。
0質量%未満の量でのみ第3アミンを含有する最終生成
物を得ることを可能にするものである。さらに、方法
は、5質量%未満の第3アミンが得られる程度に実施さ
れてもよい。最適な反応条件下では、また第3アミンが
形成されないようにすることも可能である。
ミン、好ましくはビス−DMAPAは、エポキシ樹脂の
硬化剤、ポリウレタンの触媒、第4級アンモニウム化合
物の製造のための中間体、可塑化剤、腐蝕防止剤、織物
用助剤、染料および乳化剤である。また、多官能価第3
アミンは合成樹脂、イオン交換体、医薬品、農作物保護
剤および殺虫剤に使用される。
0mmおよび全長35cmを有する加熱した管型反応器
を、触媒 89gで充填した。触媒は、酸化アルミニウ
ム支持体上に、CoO 42質量%、NiO 42質量
%およびCuO 16質量%を含有する(触媒の総質量
の76質量%)。
初に、窒素と水素との比が4:1である流中で、引き続
いて、窒素と水素との比が1:1である流中で、最後
に、純粋な水素中で活性化した。
APA) 1200g(1/h)および水素20標準l
/hを反応器中に、底部から上方へ通過させた。反応器
を140℃および総圧30バールに維持した。
ガスし、大気圧にした。ガスクロマトグラフィー分析に
よって、反応器からの排出物は、ビス−(3−ジメチル
アミノプロピル)アミン(ビス−DMAPA) 52質
量%、3−ジメチルアミノプロピルアミン(DMAP
A) 42質量%および種々の副生成物 6質量%を含
有することが確認された。したがって、DMAPA変換
率は58%であり、かつビス−DMAPAへの選択率は
90%であった。
少された圧力下で、5:1の還流比で、パッキング(1
0理論段)を備えた実験室用蒸留装置中で回分的に連続
的に蒸留した。これによって、DMAPA 97.4質
量%を含有する画分157gおよびビス−DMAPA
98.4質量%を含有する第2画分が得られた。
Claims (10)
- 【請求項1】 式(I) 【化1】 [式中、R1、R2は、同一かまたは異なって、かつそ
れぞれ互いに独立して、炭素原子1〜20個を有する直
鎖または分枝鎖のアルキル基であり、この場合、これ
は、置換基としての1〜5個のフェニル基または1個の
シクロヘキシル基を有していてもよいか、またはR1、
R2が結合されるN原子と一緒になって、さらにN、O
およびSから成る群から選択されたヘテロ原子を含有し
ていてもよくかつ、炭素原子1または2個を含有する1
〜5個のアルキル基によって置換されていてもよい、3
〜7員の飽和環を形成し、Aは、炭素原子2〜20個を
含有する直鎖または分枝鎖のアルキレン基であり、この
場合、これは、その鎖中に1〜5個のフェニレン基を有
していてもよいか、あるいは式(B) 【化2】 の基であり、その際R3は、HまたはCH3であり、X
はOまたはSかまたはNR4基であり、その際、R4は
Hまたは炭素原子1〜4個を有する直鎖または分枝鎖の
アルキル基であり、kは1または2であり、かつmは0
〜4の整数であるか、あるいは式 【化3】 の基であり、その際、n、oおよびp、qはそれぞれ互
いに独立して、1〜4の整数である]の第2アミンを製
造する方法において、水素および元素周期律表の第VI
II族および第IB族の少なくとも一つの元素または元
素化合物を含有する触媒の存在下で、式(II) R1R2N−A−NH2 (II) [式中、R1、R2およびAは式(I)に示されたもの
である]の第1アミンを反応させることを特徴とする、
第2アミンの製造方法。 - 【請求項2】 式(I)および(II)のアミン中の置
換基R1、R2およびAが次の意味:Aは、炭素原子2
〜10個を有する直鎖または分枝鎖のメチレン鎖である
かまたは式 −CH2−CH2−O−(CH2−CH2−O)n−C
H2−CH2− [式中、nは整数0〜2である]の基であり、R1、R
2は、同一かまたは異なって、かつそれぞれ互いに独立
して、炭素原子1〜12個を有するアルキル基であるか
またはR1、R2と結合される窒素原子と一緒になっ
て、さらにOおよびNから成る群から選択されたヘテロ
原子を含有していてもよい5または6員の飽和環を形成
する、を有する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 式(I)および(II)のアミンにおい
て、Aが、炭素原子1〜6個を有するアルキレン基かま
たは式 −CH2−CH2−O−CH2−CH2− の基であり、かつR1およびR2が同一かまたは異なっ
て、かつそれぞれ互いに独立して、炭素原子1〜4個を
有する直鎖または分枝鎖のアルキル基であってもよい
か、またはR 1およびR2が結合される窒素原子と一緒
になって、ピペリジン環またはモルホリン環を形成す
る、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 3−ジメチルアミノプロピルアミンをビ
ス−3−ジメチルアミノプロピルアミンに変換する、請
求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 触媒が、活性組成物中に、活性触媒組成
物の総量に対して、元素の周期律表の第IB族の金属ま
たは金属化合物を0質量%、好ましくは50質量%ま
で、より好ましくは1〜30質量%、特に10〜25質
量%を含有する、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】 触媒が、活性組成物中に、Ni、Co、
Cu、Ru、Rh、Ir、Pd、Ptから成る群からの
少なくとも一つの元素または少なくとも一つの元素化合
物を含有する、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】 触媒が適した支持体、好ましくは活性
炭、炭化ケイ素、金属酸化物またはこれらの混合物、よ
り好ましくは酸化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チ
タン、二酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ムまたはこれらの混合物、特に好ましくはγ−酸化アル
ミニウム、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、二酸化
チタンまたはこれらの混合物に塗布され、かつ、支持体
が好ましくは触媒の総質量の10〜90質量%を構成す
る、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】 50〜250℃、好ましくは90〜17
0℃、特に好ましくは120〜160℃で、かつ、5〜
350バール、好ましくは5〜200バール、特に好ま
しくは10〜100バール、殊に好ましくは10〜30
バールの圧力で実施される、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】 第1アミンに対して、0.1〜2kg/
l/h、好ましくは0.8〜1.2kg/l/hの触媒
上の空間速度で実施される、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】 回分的にかまたは連続的に、好ましく
は連続的に、管型反応器中で実施する、請求項1から9
までのいずれか1項に記載の方法。
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