JP2014501715A - 環状ポリアミン及び環状/非環状ポリアミン混合物を製造するための窒素含有化合物のアミノ基転移 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書において、用語「ポリアミン」は、少なくとも2個のアミン基を含む化合物を指す。ポリアミンを構成する窒素含有反応物に関し、反応物の少なくとも2個のアミン基は非第3級である。従って、ポリアミン反応物の少なくとも2個のアミン基は、第1級、第2級、又はそれらの組合せであることができる。ポリアミン反応物が少なくとも2個の非第3級アミン基を含む限り、反応物は必要に応じて第3級アミン基を含んでもよい。
(a)バイナリー炭素原子間隔(C2間隔)で互いに分離された少なくとも2個の非第3級アミン基を有するバイナリー成分(binary component)と、必要に応じて、第2の炭素原子間隔により互いに分離された少なくとも2個の窒素含有基を有する第2の成分を有する1又は2種以上の窒素含有化合物を含む反応組成物を用意する工程、及び
(b)上記反応組成物を水素化/脱水素化触媒の存在下でアミノ基転移反応にかけて、環状ポリアミン含有混合物を得る工程。
(a)バイナリー炭素原子間隔(C2間隔)で互いに分離された少なくとも2個の非第3級アミン基を有するバイナリー成分と、第2の炭素原子間隔により互いに分離された少なくとも2個の窒素含有基を有する第2の成分を有する反応組成物のモル比の関数として、アミノ基転移生成物混合物組成物を示す情報を用意する工程;及び
(b)上記情報を使用して反応混合物を用意する工程;並びに
(c)上記反応混合物を水素化/脱水素化触媒の存在下でアミノ基転移反応にかける工程。
(a)(i)H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、もしくはH2NCH2CH(CH3)NHCH2CH2CH2NH2、又はそれらの混合物、又は(ii)1,3−ジアミノプロパンとエチレンジアミンの混合物、あるいは(iii)1,3−ジアミノプロパンと1,2−プロパンジアミンの混合物、を含む反応組成物を用意する工程;及び
(b)(b)上記反応組成物を、水素化/脱水素化触媒の存在下で、アミノ基転移反応にかけて、ホモピペラジン及び/又はホモピペラジン部分を含む生成物混合物を得る工程。
R1、R2、R3及びR4は、独立に、H又は置換及び非置換ヒドロカルビルである)
により表すことができるポリアミンである。
Y1はCNであり、Y2は独立に非第3級アミンであり、xは2〜約10、好ましくは2〜約5の整数、最も好ましくは2であり;
R1及びR2は上記定義の通りである。
好ましいポリアミン第2反応物は式IVにより表すことができる。
R1、R2、R3及びR4は上記定義の通りであり;
wは、より好ましくは約2以上、好ましくは2〜約10であり、より好ましくは約2〜約5の整数である。
により表されるC3部分である。
第2成分として有用である有用なニトリル化合物の例としては、ジニトリル、アミノニトリル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。有用なニトリルの具体例としては、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、2−アミノアセトニトリル、3−アミノプロパンニトリル、4−アミノブタンニトリル、2−メチルマロニニトリル、及び2−メチルスクシノニトリルが挙げられる。
本発明をさらに、以下の例示的な実施例を参照して説明する。
含浸溶液を形成するために70〜80℃の水に溶解した金属の前駆体塩(硝酸ニッケル及び過レニウム酸アンモニウム)を使用することにより触媒を調製した。含浸溶液の最終体積を、担体を含浸した回数に必要な吸着体積と等しくなるように調整し、前駆体塩の量は、それらの所望の金属組成物を与えるように計算されたものであった。適量の含浸溶液を加え、全ての液体が吸着されるまで穏やかに撹拌することにより、担体を初期湿潤度まで含浸した。次に、試料をマッフル炉に入れ、340℃で1時間、空気中でか焼した。材料が冷却したら、溶液の全てが加えられるまで、追加の含浸を行った。各含浸後、340℃でか焼工程を行った。使用前に、230℃まで3℃/分で昇温し、この温度を1時間維持し、次に340℃まで3℃/分で昇温させ、3時間維持することによって、触媒組成物を水素中で還元した。触媒組成物を水素中で周囲温度に放冷し、その後、発熱が止むまで窒素中酸素1%の流れを加えることにより安定化した。発熱により約70℃を超えることはなかった。触媒は、Al2O3/SiO2(80:20)の1/16インチ押出物(SA=153m2/g)上にNi6.8質量%及びRe1.8質量の呼称添加量を有していた。
反応は、磁気撹拌機、サンプリングのための浸漬管及び触媒バスケットを備えた2L高圧316SSオートクレーブ(Autoclave Engineers)内で行った。触媒を触媒バスケットに入れ、180℃で水素流により一晩活性化させた。オートクレーブを室温に冷却し、空気が入らないように注意しながら液体反応物(例えば、1,3−DAP及びEDA)を加圧して装入した。オートクレーブを水素により運転圧力にし、攪拌しながら運転温度まで加熱した。試料を、浸漬管を介して1時間ごとに採取し、GCにより分析した。分析の前に、アンモニア(存在する場合)を蒸発させた。生成物混合物のガスクロマトグラフィー分析は、DB−5MS、30m×内径0.32mm×1ミクロンカラムを使用して行った。ピークはGC/質量スペクトルにより同定した。すべてのGCピークは、混合物中の指定された生成物の質量%を表す。
EDA及び1,3−DAPのモル比1:1の供給材料を、上記2L高圧オートクレーブに入れた。反応器を150〜155℃に加熱した。試料を6時間ごとに採取し、上記のように分析した。結果を表1に示す。表1は、反応物混合物中に高レベルの環状ジアミン生成物(例えばPIP及びhPIP)が形成されたことを示す。EDA及び1,3−DAPの転化が増加するにつれて生成物混合物中の環状含有物が増加する。
EDA及び1,3−DAPのモル比1:3の供給材料を、上記2L高圧オートクレーブに入れた。反応器を130〜135℃に加熱した。試料を6時間ごとに採取し、上記のように分析した。結果を表2に示す。この実施例は、上記実施例と比べてモル比1:3のEDA及び1,3−DAPを使用した場合に、高レベルの環状生成物(例えばPIP及びhPIP)が形成されることを示す。
Claims (15)
- (a)バイナリー炭素原子間隔(C2間隔)で互いに分離された少なくとも2個の非第3級アミン基を有するバイナリー成分と、必要に応じて、第2の炭素原子間隔により互いに分離された少なくとも2個の窒素含有基を有する第2の成分を有する1又は2種以上の窒素含有化合物を含む反応組成物を用意する工程、及び
(b)前記反応組成物を、水素化/脱水素化触媒の存在下で、アミノ基転移反応にかけて、環状ポリアミン含有混合物を得る工程;
を含む環状ポリアミン含有生成物混合物の製造方法。 - (a)バイナリー炭素原子間隔(C2間隔)で互いに分離された少なくとも2個の非第3級アミン基を有するバイナリー成分と、第2の炭素原子間隔により互いに分離された少なくとも2個の窒素含有基を有する第2の成分を有する反応組成物のモル比の関数として、アミノ基転移生成物混合物組成物を示す情報を用意する工程;及び
(b)前記情報を使用して反応混合物を用意する工程;並びに
(c)前記反応混合物を、水素化/脱水素化触媒の存在下で、アミノ基転移反応にかける工程;
を含む環状ポリアミン含有生成物混合物の製造方法。 - 前記バイナリー成分及び第2の成分が単一の窒素含有化合物で用意される、請求項1又は2に記載の方法。
- (a)(i)H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、もしくはH2NCH2CH(CH3)NHCH2CH2CH2NH2、又はそれらの混合物、又は
(ii)1,3−ジアミノプロパンとエチレンジアミンの混合物、あるいは
(iii)1,3−ジアミノプロパンと1,2−プロパンジアミンの混合物、
を含む反応組成物を用意する工程;及び
(b)前記反応組成物を、水素化/脱水素化触媒の存在下で、アミノ基転移反応にかけて、ホモピペラジン及び/又はホモピペラジン部分を含む生成物混合物を得る工程;
を含むホモピペラジン及び/又はホモピペラジン部分の製造方法。 - 第2の成分が、(i)ターナリー炭素原子間隔(C3間隔)で互いに分離された少なくとも2個の非第3級アミン基、(ii)ユニタリー炭素原子間隔(C1間隔)で分離された少なくとも2個のニトリル官能基、(iii)バイナリー炭素原子間隔(C2間隔)で互いに分離された少なくとも1個のニトリル官能基と1個の非第3級アミン官能基、又は(iv)それらの組み合わせ、を有する第2の窒素含有化合物を含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ポリアミン生成物混合物がポリアミン生成物の同族体の混合物を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- バイナリー成分と第2の成分のモル比が約0.1:1〜約10:1の範囲内にある、請求項1、2及び4〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記モル比が約1:1である、請求項9に記載の方法。
- 前記モル比が約1:1未満である、請求項1、2及び4〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、Pt、Pd、Rh、Re、Ru、Ni、Cu、Co及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つを含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- アミノ基転移が、Ni及びReを含む不均一系触媒の存在下で起こる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応組成物が、さらに、反応物1モル当り約0.1〜約50モル%の水素を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法により得られるポリアミンの混合物。
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