JP2014534249A - Synthesis of polyalkylene polyamines with low color number by homogeneous catalytic amination of alcohols in the presence of hydrogen - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/02—Polyamines
Abstract
本発明は、アルコールの均一系接触アミノ化によるポリアルキレンポリアミンの製造法において、脂肪族アミノアルコール同士を、又は、脂肪族ジアミンもしくは脂肪族ポリアミンと脂肪族ジオールもしくは脂肪族ポリオールとを、水の脱離下に均一系触媒の存在下で、水素ガスの存在下で反応させることを特徴とする方法に関する。本発明はさらに、そのような方法により得られるポリアルキレンポリアミン、並びにヒドロキシ基、第二級アミン又は第三級アミンを含むポリアルキレンポリアミンに関する。本発明はさらに、印刷インキのための定着剤、複合フィルムにおける接着促進剤、接着剤のための凝集促進剤、樹脂のための架橋剤/硬化剤、塗料におけるプライマー、分散液塗料のための湿潤密着性促進剤、錯化剤及び凝集剤、木材の保護における浸透助剤、防食剤、タンパク質及び酵素の固定化剤としてのそのようなポリアルキレンポリアミンの使用に関する。The present invention relates to a process for producing polyalkylene polyamines by homogeneous contact amination of alcohols. The present invention relates to a process characterized by reacting in the presence of hydrogen gas in the presence of a homogeneous catalyst. The invention further relates to polyalkylene polyamines obtained by such a process, as well as polyalkylene polyamines containing hydroxy groups, secondary amines or tertiary amines. The invention further includes fixing agents for printing inks, adhesion promoters in composite films, aggregation promoters for adhesives, cross-linking / curing agents for resins, primers in paints, wetting for dispersion paints. It relates to the use of such polyalkylene polyamines as adhesion promoters, complexing agents and flocculants, penetration aids in the protection of wood, anticorrosives, protein and enzyme immobilization agents.
Description
本発明は、水素の存在下での、アルカノールアミンの、又はジアミンもしくはポリアミンとジオールもしくはポリオールとのアルコールの均一系接触アミノ化による、低い色数を有するポリアルキレンポリアミンの製造法に関する。さらに本発明は、この方法により得られるポリアルキレンポリアミン、並びにポリアルキレンポリアミンの使用に関する。本発明のもう1つの対象は、ヒドロキシ基、第二級アミン基又は第三級アミン基を有する特定のポリアルキレンポリアミンである。 The present invention relates to a process for the production of polyalkylene polyamines having a low color number by homogeneous catalytic amination of alcohols of alkanolamines or of diamines or polyamines with diols or polyols in the presence of hydrogen. The invention further relates to the polyalkylene polyamines obtained by this process, as well as the use of polyalkylene polyamines. Another subject of the present invention is certain polyalkylene polyamines having hydroxy groups, secondary amine groups or tertiary amine groups.
本発明のさらなる実施態様は、特許請求の範囲、発明の詳細な説明及び実施例から明らかである。当然のことながら、本発明による対象の、上で言及された特徴や以下でさらに説明されるべき特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく、その都度具体的に挙げられた組み合わせのみならず他の組み合わせでも用いられ得る。全ての特徴が好ましいかもしくは極めて好ましい意味を有している本発明による実施態様が、好ましいかもしくは極めて好ましい。 Further embodiments of the invention will be apparent from the claims, the detailed description of the invention and the examples. Naturally, the features mentioned above and further described below of the subject matter according to the invention are not limited to the specific combinations in each case without departing from the scope of the invention. Other combinations can also be used. Embodiments according to the invention in which all features are preferred or have a highly preferred meaning are preferred or highly preferred.
ポリエチレンイミンは、数多くの多様な用途を有する有用な生成物である。例えば、ポリエチレンイミンは、a)ラミネートフィルム用の印刷インキのための定着剤として;b)多層複合フィルムを製造するための助剤(接着性)として、その際、種々のポリマー膜のみならず金属箔も相容化される;c)接着剤のための接着促進剤として、例えばポリビニルアルコール、ポリ酪酸ビニル、ポリ酢酸ビニル及びスチレンコポリマーと組み合わせて、又はラベル用接着剤のための凝集促進剤として;d)低分子ポリエチレンイミンは、さらにエポキシ樹脂やポリウレタン接着剤における架橋剤/硬化剤として使用可能である;e)塗料用途でのプライマーとして、例えばガラス、木材、プラスチック及び金属といった基材に対する密着性を向上させるために;f)標準分散液塗料における湿潤密着性を向上させるために、また、例えば路面標示用塗料の耐雨即効性を向上させるために;g)例えばHg、Pb、Cu、Niといった重金属に対して高い結合力を有する錯化剤として、さらに水処理/水後処理における凝集剤として;h)木材の保護における活性金属塩配合物用の浸透助剤として;i)鉄や非鉄金属用の防食剤として;j)タンパク質や酵素を固定化するために使用される。エチレンイミンから誘導されていない別のポリアルキレンポリアミンも、これらの用途に使用可能である。 Polyethyleneimine is a useful product with many diverse uses. For example, polyethyleneimine is a) as a fixing agent for printing inks for laminate films; b) as an auxiliary (adhesive) for the production of multilayer composite films, in which not only various polymer films but also metals The foil is also compatibilized; c) as an adhesion promoter for adhesives, eg in combination with polyvinyl alcohol, polyvinyl butyrate, polyvinyl acetate and styrene copolymers, or as an aggregation promoter for label adhesives D) low molecular weight polyethyleneimines can also be used as crosslinkers / curing agents in epoxy resins and polyurethane adhesives; e) adhesion to substrates such as glass, wood, plastics and metals as primers in paint applications; F) to improve wet adhesion in standard dispersion paints Also, for example, to improve the rain resistance immediate effect of road marking paints; g) as a complexing agent having a high binding force to heavy metals such as Hg, Pb, Cu and Ni, and further in water treatment / water aftertreatment As flocculants; h) as penetration aids for active metal salt formulations in wood protection; i) as anticorrosives for ferrous and non-ferrous metals; j) used to immobilize proteins and enzymes. Other polyalkylene polyamines not derived from ethyleneimine can also be used for these applications.
現在、ポリエチレンイミンはエチレンイミンの単独重合により得られている。エチレンイミンは、種々の経路で合成され得る、高活性、腐食性でかつ毒性の中間生成物である(Aziridine, Ulrich Steuerle, Robert Feuerhake; Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Wiley-VCH, Weinheim)。 Currently, polyethyleneimine is obtained by homopolymerization of ethyleneimine. Ethyleneimine is a highly active, corrosive and toxic intermediate product that can be synthesized by various routes (Aziridine, Ulrich Steuerle, Robert Feuerhake; Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Wiley-VCH, Weinheim).
β−クロロエチルアミン法では、エチレンイミンはβ−クロロエチルアミンとNaOHとの反応により得られる。その際、HClの脱離によってβ−クロロエチルアミンの望ましくない重合が生じることがあり、これが生じないように配慮しなければならない。さらに、2当量のNaOHを使用することや、結合生成物としてNaClが生じることが欠点である。 In the β-chloroethylamine method, ethyleneimine is obtained by the reaction of β-chloroethylamine and NaOH. In so doing, care must be taken so that the elimination of HCl may cause undesirable polymerization of β-chloroethylamine. Further disadvantages are the use of 2 equivalents of NaOH and the formation of NaCl as a bound product.
Dow法では、エチレンイミンは1,2−ジクロロエタンと3当量のアンモニアとの反応により得られる。多量のアンモニアを使用することや、結合生成物として塩化アンモニウムが生じること、反応混合物が腐食性であること、また、生成物が不純物を有することが欠点である。 In the Dow method, ethyleneimine is obtained by reaction of 1,2-dichloroethane with 3 equivalents of ammonia. Disadvantages are the use of large amounts of ammonia, the formation of ammonium chloride as a bound product, the reaction mixture being corrosive and the product having impurities.
Wencker法では、第一の工程において、2−アミノエタノールと硫酸との反応によって硫酸水素2−アミノエチルが生成される。その後、この硫酸水素2−アミノエチルから、第二の工程において2当量のNaOHを添加することによって、エチレンアミンが得られる。ここでも、硫酸やNaOHを使用することや、結合生成物として硫酸ナトリウムが生じることが欠点である。 In the Wencker method, 2-aminoethyl hydrogen sulfate is produced by the reaction of 2-aminoethanol and sulfuric acid in the first step. Thereafter, ethyleneamine is obtained from 2-aminoethyl hydrogensulfate by adding 2 equivalents of NaOH in the second step. Here too, the disadvantages are the use of sulfuric acid and NaOH and the formation of sodium sulfate as a binding product.
2−アミノエタノールの接触脱水素の場合、気相中で250〜450℃での2−アミノエタノールの接触脱水素によりエチレンイミンが得られる。この方法の欠点は、蒸留による生成物の後処理が煩雑であることや、多くのエネルギーを要すること、さらには触媒の寿命が短いことである。 In the case of catalytic dehydrogenation of 2-aminoethanol, ethyleneimine is obtained by catalytic dehydrogenation of 2-aminoethanol at 250 to 450 ° C. in the gas phase. The disadvantages of this method are that the post-treatment of the product by distillation is complicated, requires a lot of energy, and further has a short catalyst life.
エチレンイミンの製造法における上記の欠点に加えて、この出発化合物から出発するポリエチレンイミンの合成には問題が多く、それというのも、高活性、毒性でかつ腐食性のエチレンイミンを取り扱う必要があるためである。同様に、得られた生成物ないし廃水流中にエチレンイミンが確実に全く残留しないようにしなければならない。 In addition to the above-mentioned drawbacks in the process for producing ethyleneimine, the synthesis of polyethyleneimine starting from this starting compound is problematic because it requires handling of highly active, toxic and corrosive ethyleneimine Because. Similarly, it must be ensured that no ethyleneimine remains in the resulting product or wastewater stream.
アジリジンからの誘導によらない、C2を上回るアルキレン基を有するポリアルキレンポリアミン−[(CH2)xN]−(x>2)の製造に関しては、アジリジン経路に類似した方法が存在していないため、これを製造するための低コストの方法はこれまでに存在していなかった。 There is no method analogous to the aziridine route for the preparation of polyalkylene polyamines-[(CH 2 ) x N]-(x> 2) with alkylene groups greater than C 2 , not derived from aziridine. For this reason, there has never been a low-cost method for manufacturing this.
アルコールとアミンから出発した第一級、第二級及び第三級アミンの合成に関する文献からアルコールの均一系接触アミノ化が知られているが、記載されているいずれの態様においても、得られるのはモノマー生成物である。 Homogeneous catalytic amination of alcohols is known from the literature on the synthesis of primary, secondary and tertiary amines starting from alcohols and amines, but can be obtained in any of the described embodiments. Is a monomer product.
US3,708,539号には、ルテニウム−ホスファン錯体を使用した、第一級、第二級及び第三級アミンの合成が記載されている。 US 3,708,539 describes the synthesis of primary, secondary and tertiary amines using ruthenium-phosphane complexes.
Y. Watanabe, Y. Tsuji, Y. Ohsugi Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667-2670には、アニリンを用いたアルコールのアミノ化を触媒として[Ru(PPh3)3Cl2]を用いて行うことによる、アリールアミンの製造について報告されている。 Y. Watanabe, Y. Tsuji, Y. Ohsugi Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667-2670, [Ru (PPh 3 ) 3 Cl 2 ] with amination of alcohol using aniline as a catalyst. For the preparation of arylamines.
EP0034480A2号には、イリジウム触媒、ロジウム触媒、ルテニウム触媒、オスミウム触媒、白金触媒、パラジウム触媒もしくはルテニウム触媒を使用した、第一級もしくは第二級アミンと第一級もしくは第二級アルコールとの反応による、N−アルキルアミンもしくはN,N−ジアルキルアミンの製造が開示されている。 EP0034480A2 includes a reaction of a primary or secondary amine with a primary or secondary alcohol using an iridium catalyst, a rhodium catalyst, a ruthenium catalyst, an osmium catalyst, a platinum catalyst, a palladium catalyst or a ruthenium catalyst. , N-alkylamines or N, N-dialkylamines are disclosed.
EP0239934A1号には、ルテニウム−ホスファン錯体やイリジウム−ホスファン錯体を使用した、例えばエチレングリコールや1,3−プロパンジオールといったジオールと第二級アミンから出発したモノアミノ化生成物及びジアミノ化生成物の合成が記載されている。 EP0239934A1 describes the synthesis of monoaminated and diaminated products using ruthenium-phosphane complexes and iridium-phosphane complexes, starting from diols such as ethylene glycol and 1,3-propanediol and secondary amines. Have been described.
K.I. Fujita, R. Yamaguchi Synlett, 2005, 4, 560-571には、アルコールと第一級アミンとの反応による第二級アミンの合成、並びにイリジウム触媒を用いた閉環により第一級アミンとジオールを反応させることによる環状アミンの合成が記載されている。 In KI Fujita, R. Yamaguchi Synlett, 2005, 4, 560-571, primary amines and diols are obtained by synthesizing secondary amines by reaction of alcohols with primary amines, and ring closure using iridium catalysts. The synthesis of cyclic amines by reaction is described.
A. Tillack, D. Hollmann, K. Mevius, D. Michalik, S. Baehn, M. Beller Eur. J. Org. Chem. 2008, 4745-4750、A. Tillack, D. Hollmann, D. Michalik, M. Beller Tetrahedron Lett. 2006, 47, 8881-8885、D. Hollmann, S. Baehn, A. Tillack, M. Beller Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8291-8294、並びにM. Haniti, S.A. Hamid, C.L. Allen, G.W. Lamb, A.C. Maxwell, H.C. Maytum, A.J.A. Watson, J.M.J. Williams J. Am. Chem. Soc, 2009, 131, 1766-1774には、均一系ルテニウム触媒を用いて、アルコールと第一級もしくは第二級アミンから出発した、第二級及び第三級アミンの合成が記載されている。 A. Tillack, D. Hollmann, K. Mevius, D. Michalik, S. Baehn, M. Beller Eur. J. Org. Chem. 2008, 4745-4750, A. Tillack, D. Hollmann, D. Michalik, M Beller Tetrahedron Lett. 2006, 47, 8881-8885, D. Hollmann, S. Baehn, A. Tillack, M. Beller Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8291-8294, and M. Haniti, SA Hamid, CL Allen, GW Lamb, AC Maxwell, HC Maytum, AJA Watson, JMJ Williams J. Am. Chem. Soc, 2009, 131, 1766-1774 uses a homogeneous ruthenium catalyst with alcohol and primary Alternatively, the synthesis of secondary and tertiary amines starting from secondary amines is described.
均一系ルテニウム触媒を用いたアルコールとアンモニアとの反応による第一級アミンの合成については、C. Gunanathan, D. Milstein, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8661-8664に報告されている。 The synthesis of primary amines by reaction of alcohol with ammonia using homogeneous ruthenium catalyst was reported in C. Gunanathan, D. Milstein, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8661-8664. Yes.
本出願人による未公開特許出願PCT/EP2011/058758号には、アルカノールアミンの、又はジアミンもしくはポリアミンとジオールもしくはポリオールとの、アルコールの接触アミノ化によるポリアルキレンポリアミンの一般的な製造法が記載されている。 The applicant's unpublished patent application PCT / EP2011 / 058758 describes a general process for the preparation of polyalkylene polyamines by catalytic amination of alcohols of alkanolamines or of diamines or polyamines with diols or polyols. ing.
本発明の課題は、アジリジンを使用せずに、望ましくない結合生成物が生じることなく望ましい鎖長の生成物が得られ、さらに生成物の色数が可能な限り低い、ポリアルキレンポリアミンの製造法を見出すことである。 The object of the present invention is to produce a polyalkylene polyamine without the use of aziridine, to obtain a product of a desired chain length without the formation of an undesired coupling product, and to further reduce the number of product colors Is to find
前記課題は、アルコールの均一系接触アミノ化によるポリアルキレンポリアミンの製造法において、(i)脂肪族アミノアルコール同士を、又は、(ii)脂肪族ジアミンもしくは脂肪族ポリアミンと脂肪族ジオールもしくは脂肪族ポリオールとを、水の脱離下に、均一系触媒及び水素ガスの存在下で反応させることを特徴とする方法により解決される。好ましくは、この反応は、圧力0.1〜25MPa、温度100〜200℃で行われる。 The object is to produce a polyalkylene polyamine by homogeneous contact amination of alcohol, in which (i) aliphatic aminoalcohols or (ii) aliphatic diamine or aliphatic polyamine and aliphatic diol or aliphatic polyol. Is solved in the presence of a homogeneous catalyst and hydrogen gas in the presence of water. Preferably, this reaction is performed at a pressure of 0.1 to 25 MPa and a temperature of 100 to 200 ° C.
本発明の範囲内で、Ca〜Cbという式の表記は、所定数の炭素原子を有する化学化合物又は化学置換基を表す。炭素原子数はa及びbを含むa〜bの範囲全体から選択されてよく、aは少なくとも1であり、bは常にaよりも大きい。化学化合物又は化学置換基は、さらにCa−Cb−Vという式の表記により規定される。ここで、Vは化学化合物クラス又は化学置換基クラス、例えばアルキル化合物又はアルキル置換基を表す。 Within the scope of the present invention, the notation of the formula C a -C b represents a chemical compound or chemical substituent having a predetermined number of carbon atoms. The number of carbon atoms may be selected from the entire range of ab including a and b, where a is at least 1 and b is always greater than a. The chemical compound or chemical substituent is further defined by the notation of the formula C a -C b -V. Here, V represents a chemical compound class or a chemical substituent class, for example, an alkyl compound or an alkyl substituent.
詳細には、種々の置換基について示された総称は以下の意味を有する:
C1−C50−アルキル:50個までの炭素原子を有する直鎖もしくは分岐鎖の炭化水素基、例えばC1−C10−アルキル、又はC11−C20−アルキル、好ましくはC1−C10−アルキル、例えばC1−C3−アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、又はC4−C6−アルキル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、1,1−ジメチルエチル、ペンチル、2−メチルブチル、1,1−ジメチルプロピル、1,2−ジメチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、1−エチルプロピル、ヘキシル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、1,1−ジメチルブチル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル、1,1,2−トリメチルプロピル、1,2,2−トリメチルプロピル、1−エチル−1−メチルプロピル、1−エチル−2−メチルプロピル、又はC7−C10−アルキル、例えばヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、2,4,4−トリメチルペンチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、ノニル又はデシル、並びにその異性体。
Specifically, the generic names given for the various substituents have the following meanings:
C 1 -C 50 - alkyl: straight-chain or branched hydrocarbon radical having up to 50 carbon atoms, for example C 1 -C 10 - alkyl, or C 11 -C 20 - alkyl, preferably C 1 -C 10 - alkyl, for example C 1 -C 3 - alkyl, for example methyl, ethyl, propyl, isopropyl, or C 4 -C 6 - alkyl, n- butyl, sec- butyl, tert- butyl, 1,1-dimethylethyl, Pentyl, 2-methylbutyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, hexyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 1,1-dimethylbutyl 1,2-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 2- Chirubuchiru, 1,1,2-trimethyl propyl, 1,2,2-trimethyl propyl, 1-ethyl-1-methylpropyl, 1-ethyl-2-methylpropyl, or C 7 -C 10 - alkyl, for example heptyl, Octyl, 2-ethylhexyl, 2,4,4-trimethylpentyl, 1,1,3,3-tetramethylbutyl, nonyl or decyl, and isomers thereof.
C3−C15−シクロアルキル:3〜15個の炭素環員を有する単環式飽和炭化水素基、好ましくはC3−C8−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、シクロヘプチル又はシクロオクチル、並びに飽和もしくは不飽和の環系、例えばノルボルニル又はノルベニル。 C 3 -C 15 -cycloalkyl: monocyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 15 carbon ring members, preferably C 3 -C 8 -cycloalkyl, such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl Or cyclooctyl and saturated or unsaturated ring systems such as norbornyl or norbenyl.
アリール:6〜14個の炭素環員を有する単環ないし三環の芳香環系、例えばフェニル、ナフチル又はアントラセニル、好ましくは単環ないし二環の、特に好ましくは単環の芳香環系。 Aryl: monocyclic to tricyclic aromatic ring systems having 6 to 14 carbon ring members, for example phenyl, naphthyl or anthracenyl, preferably monocyclic to bicyclic, particularly preferably monocyclic aromatic ring systems.
「*」という記号は、本発明の範囲内で、全ての化学化合物において原子価を表しており、この原子価を介してある化学基がもう1つの化学基に結合しているものである。 The symbol “*” represents the valence in all chemical compounds within the scope of the present invention, and a chemical group is bonded to another chemical group via this valence.
ポリアルキレンポリアミンは、(i)脂肪族アミノアルコール同士を、又は、(ii)脂肪族ジアミンもしくは脂肪族ポリアミンと脂肪族ジオールもしくは脂肪族ポリオールとを、それぞれ触媒の存在下で反応させることにより得られる。意想外にも、反応の間に水素を圧入した場合、生成物の色数が低下することが見出された。ここで、比較として、同様に、但し水素なしで合成される生成物を利用する。従って、本発明によれば、ポリアルキレンポリアミンの合成の前又は間に水素を圧入した場合、即ち、反応を水素ガスの存在下で行った場合に、色数の低いポリアルキレンポリアミンが得られる。水素ガスの圧入は、好ましくは0.1〜25MPaの圧力(水素ガス分圧)、特に好ましくは1〜10MPa、特に1〜7MPaで行われる。好ましくは、温度は100〜200℃、特に好ましくは130〜180℃に調節される。色数は、水素の圧入によって少なくとも2分の1、好ましくは10分の1から100分の1となる。 The polyalkylene polyamine is obtained by reacting (i) aliphatic aminoalcohols or (ii) aliphatic diamine or aliphatic polyamine and aliphatic diol or aliphatic polyol in the presence of a catalyst, respectively. . Surprisingly, it has been found that if hydrogen is injected during the reaction, the product color number is reduced. Here, for comparison, a product synthesized in the same way but without hydrogen is used. Therefore, according to the present invention, when hydrogen is injected before or during the synthesis of the polyalkylene polyamine, that is, when the reaction is carried out in the presence of hydrogen gas, a polyalkylene polyamine having a low color number can be obtained. The injection of hydrogen gas is preferably performed at a pressure of 0.1 to 25 MPa (hydrogen gas partial pressure), particularly preferably 1 to 10 MPa, particularly 1 to 7 MPa. Preferably, the temperature is adjusted to 100-200 ° C, particularly preferably 130-180 ° C. The number of colors will be at least one-half, preferably one-tenth to one-hundredth, by hydrogen injection.
水素雰囲気下での反応に適した脂肪族アミノアルコールは、少なくとも1つの第一級もしくは第二級アミノ基と、少なくとも1つのOH基を含んでいる。例は、直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルカノールアミン、例えばモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノプロパノール、例えば3−アミノプロパン−1−オール又は2−アミノプロパン−1−オール、アミノブタノール、例えば4−アミノブタン−1−オール、2−アミノブタン−1−オール又は3−アミノブタン−1−オール、アミノペンタノール、例えば5−アミノペンタン−1−オール又は1−アミノペンタン−2−オール、アミノジメチルペンタノール、例えば5−アミノ−2,2−ジメチルペンタノール、アミノヘキサノール、例えば2−アミノヘキサン−1−オール又は6−アミノヘキサン−1−オール、アミノヘプタノール、例えば2−アミノヘプタン−1−オール又は7−アミノヘプタン−1−オール、アミノオクタノール、例えば2−アミノオクタン−1−オール又は8−アミノオクタン−1−オール、アミノノナノール、例えば2−アミノノナン−1−オール又は9−アミノノナン−1−オール、アミノデカノール、例えば2−アミノデカン−1−オール又は10−アミノデカン−1−オール、アミノウンデカノール、例えば2−アミノウンデカン−1−オール又は11−アミノウンデカン−1−オール、アミノドデカノール、例えば2−アミノドデカン−1−オール又は12−アミノドデカン−1−オール、アミノトリデカノール、例えば2−アミノトリデカン−1−オール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、アルキルアルカノールアミン、例えばブチルエタノールアミン、プロピルエタノールアミン、エチルエタノールアミン、メチルエタノールアミンである。特に好ましいものは、モノエタノールアミン及びモノプロパノールアミンである。 Aliphatic amino alcohols suitable for reaction under a hydrogen atmosphere contain at least one primary or secondary amino group and at least one OH group. Examples are linear, branched or cyclic alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, aminopropanol such as 3-aminopropan-1-ol or 2-aminopropan-1-ol, aminobutanol such as 4-aminobutane. -1-ol, 2-aminobutan-1-ol or 3-aminobutan-1-ol, aminopentanol, such as 5-aminopentan-1-ol or 1-aminopentan-2-ol, aminodimethylpentanol, such as 5-amino-2,2-dimethylpentanol, aminohexanol, such as 2-aminohexane-1-ol or 6-aminohexane-1-ol, aminoheptanol, such as 2-aminoheptan-1-ol or 7- Aminoheptan-1-ol, amino Octanol, such as 2-aminooctane-1-ol or 8-aminooctane-1-ol, aminononanol, such as 2-aminononan-1-ol or 9-aminononan-1-ol, aminodecanol, such as 2-aminodecane -1-ol or 10-aminodecan-1-ol, aminoundecanol, such as 2-aminoundecan-1-ol or 11-aminoundecan-1-ol, aminododecanol, such as 2-aminododecan-1-ol Or 12-aminododecan-1-ol, aminotridecanol, such as 2-aminotridecan-1-ol, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, alkylalkanolamine, For example, butyl ethanolamine, propyl ethanol Triethanolamine, ethyl ethanolamine, methyl ethanolamine. Particularly preferred are monoethanolamine and monopropanolamine.
水素雰囲気下での反応に適した脂肪族ジアミンは、少なくとも2つの第一級アミノ基か、又は少なくとも1つの第一級アミノ基と第二級アミノ基か、又は少なくとも2つの第二級アミノ基を含んでおり、好ましくは2つの第一級アミノ基を含んでいる。例は、直鎖、分岐鎖もしくは環状の脂肪族ジアミンである。例は、エチレンジアミン、1,3−プロピレンジアミン、1,2−プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、例えば1,4−ブチレンジアミン又は1,2−ブチレンジアミン、ジアミノペンタン、例えば1,5−ジアミノペンタン又は1,2−ジアミノペンタン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン、ジアミノヘキサン、例えば1,6−ジアミノヘキサン又は1,2−ジアミノヘキサン、ジアミノヘプタン、例えば1,7−ジアミノヘプタン又は1,2−ジアミノヘプタン、ジアミノオクタン、例えば1,8−ジアミノオクタン又は1,2−ジアミノオクタン、ジアミノノナン、例えば1,9−ジアミノノナン又は1,2−ジアミノノナン、ジアミノデカン、例えば1,10−ジアミノデカン又は1,2−ジアミノデカン、ジアミノウンデカン、例えば1,11−ジアミノウンデカン又は1,2−ジアミノウンデカン、ジアミノドデカン、例えば1,12−ジアミノドデカン又は1,2−ジアミノドデカン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジアミン、4,7,10−トリオキサトリデカン−1,13−ジアミン、4,9−ジオキサドデカン−1,12−ジアミン、ポリエーテルアミン、ピペラジン、3−(シクロヘキシルアミノ)プロピルアミン、3−(メチルアミノ)プロピルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミンである。 Aliphatic diamines suitable for reaction under hydrogen atmosphere are at least two primary amino groups, or at least one primary and secondary amino group, or at least two secondary amino groups. And preferably contains two primary amino groups. Examples are linear, branched or cyclic aliphatic diamines. Examples are ethylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,2-propylenediamine, butylenediamine, such as 1,4-butylenediamine or 1,2-butylenediamine, diaminopentane, such as 1,5-diaminopentane or 1, 2-diaminopentane, 1,5-diamino-2-methylpentane, diaminohexane, such as 1,6-diaminohexane or 1,2-diaminohexane, diaminoheptane, such as 1,7-diaminoheptane or 1,2-diamino Heptane, diaminooctane, such as 1,8-diaminooctane or 1,2-diaminooctane, diaminononane, such as 1,9-diaminononane or 1,2-diaminononane, diaminodecane, such as 1,10-diaminodecane or 1,2- Diaminodecane, diaminoun Cans such as 1,11-diaminoundecane or 1,2-diaminoundecane, diaminododecane such as 1,12-diaminododecane or 1,2-diaminododecane, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, isophoronediamine, 2,2-dimethylpropane-1,3-diamine, 4,7,10-trioxatridecane-1,13-diamine, 4,9-dioxadodecane -1,12-diamine, polyetheramine, piperazine, 3- (cyclohexylamino) propylamine, 3- (methylamino) propylamine, N, N-bis (3-aminopropyl) methylamine.
適した脂肪族ジオールは、直鎖、分岐鎖もしくは環状の脂肪族ジオールである。脂肪族ジオールについての例は、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ブタンジオール、例えば1,4−ブチレングリコール又はブタン−2,3−ジオール、又は1,2−ブチレングリコール、ペンタンジオール、例えばネオペンチルグリコール又は1,5−ペンタンジオール又は1,2−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、例えば1,6−ヘキサンジオール又は1,2−ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、例えば1,7−ヘプタンジオール又は1,2−ヘプタンジオール、オクタンジオール、例えば1,8−オクタンジオール又は1,2−オクタンジオール、ノナンジオール、例えば1,9−ノナンジオール又は1,2−ノナンジオール、デカンジオール、例えば1,10−デカンジオール又は1,2−デカンジオール、ウンデカンジオール、例えば1,11−ウンデカンジオール又は1,2−ウンデカンジオール、ドデカンジオール、例えば1,12−ドデカンジオール、1,2−ドデカンジオール、トリデカンジオール、例えば1,13−トリデカンジオール又は1,2−トリデカンジオール、テトラデカンジオール、例えば1,14−テトラデカンジオール又は1,2−テトラデカンジオール、ペンタデカンジオール、例えば1,15−ペンタデカンジオール又は1,2−ペンタデカンジオール、ヘキサデカンジオール、例えば1,16−ヘキサデカンジオール又は1,2−ヘキサデカンジオール、ヘプタデカンジオール、例えば1,17−ヘプタデカンジオール又は1,2−ヘプタデカンジオール、オクタデカンジオール、例えば1,18−オクタデカンジオール又は1,2−オクタデカンジオール、3,4−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、ポリTHF、1,4−ビス−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、ジエタノールアミン、例えばブチルジエタノールアミン又はメチルジエタノールアミン、ジアルコールアミン及びトリアルコールアミンである。 Suitable aliphatic diols are linear, branched or cyclic aliphatic diols. Examples for aliphatic diols are ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, butanediol, such as 1,4-butylene glycol or butane-2. , 3-diol, or 1,2-butylene glycol, pentanediol, such as neopentyl glycol or 1,5-pentanediol or 1,2-pentanediol, hexanediol, such as 1,6-hexanediol or 1,2- Hexanediol, heptanediol, such as 1,7-heptanediol or 1,2-heptanediol, octanediol, such as 1,8-octanediol or 1,2-octanediol, nonanediol, such as 1,9-nonanediol, or 1,2-nonanediol Decanediol, such as 1,10-decanediol or 1,2-decanediol, undecanediol, such as 1,11-undecanediol or 1,2-undecanediol, dodecanediol, such as 1,12-dodecanediol, 1,2 -Dodecanediol, tridecanediol, for example 1,13-tridecanediol or 1,2-tridecanediol, tetradecanediol, for example 1,14-tetradecanediol or 1,2-tetradecanediol, pentadecanediol, for example 1,15 Pentadecanediol or 1,2-pentadecanediol, hexadecanediol, such as 1,16-hexadecanediol or 1,2-hexadecanediol, heptadecanediol, such as 1,17-heptadecanediol or 1 2-heptadecanediol, octadecanediol, such as 1,18-octadecanediol or 1,2-octadecanediol, 3,4-dimethyl-2,5-hexanediol, polyTHF, 1,4-bis- (2-hydroxy Ethyl) piperazine, diethanolamine, such as butyldiethanolamine or methyldiethanolamine, dialcoholamine and trialcoholamine.
本発明により水素圧下で得られる好ましいポリアルキレンポリアミンは、C2〜C50−アルキレン単位、特に好ましくはC2〜C20−アルキレン単位を含んでいる。これらは直鎖であっても分岐鎖であってもよいが、好ましくは直鎖である。例は、エチレン、プロピレン、例えば1,3−プロピレン、ブチレン、例えば1,4−ブチレン、ペンチレン、例えば1,5−ペンチレン又は1,2−ペンチレン、ヘキシレン、例えば1,6−ヘキシレン、オクチレン、例えば1,8−オクチレン又は1,2−オクチレン、ノニレン、例えば1,9−ノニレン又は1,2−ノニレン、デシレン、例えば1,2−デシレン又は1,10−デシレン、ウンデシレン、例えば1,2−ウンデシレン、ドデシレン、例えば1,12−ドデシレン又は1,2−ドデシレン、トリデシレン、例えば1,2−トリデシレン、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、ネオペンチレンである。シクロアルキレン単位、例えば1,3−シクロヘキシレンもしくは1,4−シクロヘキシレンも可能である。特に好ましくは、ポリアルキレンポリアミンはC2−アルキレン単位を有する。 Preferred polyalkylene polyamines obtained under hydrogen pressure according to the invention contain C 2 -C 50 -alkylene units, particularly preferably C 2 -C 20 -alkylene units. These may be linear or branched, but are preferably linear. Examples are ethylene, propylene, such as 1,3-propylene, butylene, such as 1,4-butylene, pentylene, such as 1,5-pentylene or 1,2-pentylene, hexylene, such as 1,6-hexylene, octylene, such as 1,8-octylene or 1,2-octylene, nonylene, such as 1,9-nonylene or 1,2-nonylene, decylene, such as 1,2-decylene or 1,10-decylene, undecylene, such as 1,2-undecylene , Dodecylene, such as 1,12-dodecylene or 1,2-dodecylene, tridecylene, such as 1,2-tridecylene, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, neopentylene. Cycloalkylene units such as 1,3-cyclohexylene or 1,4-cyclohexylene are also possible. Particularly preferably, the polyalkylene polyamine has C 2 -alkylene units.
水素圧下でのそれぞれの反応において、脂肪族アミノアルコールの混合物、又はアルカンジオールの混合物、又はジアミノアルカンの混合物も使用可能である。生じるポルアルキレンポリアミンは、種々の長さのアルキレン単位を含み得る。 In each reaction under hydrogen pressure, it is also possible to use a mixture of aliphatic aminoalcohols, or a mixture of alkanediols or a mixture of diaminoalkanes. The resulting polyalkylene polyamine can contain alkylene units of various lengths.
1つを上回るOH基か又は1つを上回る第一級もしくは第二級アミノ基を有する多官能性アミノアルコール同士を、水素圧下で反応させることもできる。この場合、高分岐鎖の生成物が得られる。多官能性アミノアルコールについての例は、ジエタノールアミン、N−(2−アミノエチル)エタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジイソノナノールアミン、ジイソデカノールアミン、ジイソウンデカノールアミン、ジイソドデカノールアミン、ジイソトリデカノールアミンである。 Polyfunctional aminoalcohols having more than one OH group or more than one primary or secondary amino group can also be reacted under hydrogen pressure. In this case, a highly branched product is obtained. Examples for polyfunctional amino alcohols are diethanolamine, N- (2-aminoethyl) ethanolamine, diisopropanolamine, diisononanolamine, diisodecanolamine, diisoundecanolamine, diisododecanolamine, Diisotridecanolamine.
水素圧下で、ポリオールか、又はジオールとポリオールとの混合物を、ジアミンと反応させることもできる。ポリアミンか、又はジアミンとポリアミンとの混合物を、ジオールと反応させることもできる。ポリオールか、又はジオールとポリオールとの混合物を、ポリアミンか、又はジアミンとポリアミンとの混合物と反応させることもできる。この場合、高分岐鎖の生成物が得られる。ポリオールについての例は、グリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンである。ポリアミンについての例は、ジエチレントリアミン、トリス(アミノエチル)アミン、トリアジン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルアミン、ジプロピレントリアミン、N,N’−ビス−(3−アミノプロピル)−エチレンジアミンである。 Under hydrogen pressure, a polyol or a mixture of diol and polyol can also be reacted with a diamine. Polyamines or mixtures of diamines and polyamines can also be reacted with diols. Polyols or mixtures of diols and polyols can also be reacted with polyamines or mixtures of diamines and polyamines. In this case, a highly branched product is obtained. Examples for polyols are glycerin, trimethylolpropane, sorbitol, triethanolamine, triisopropanolamine. Examples for polyamines are diethylenetriamine, tris (aminoethyl) amine, triazine, 3- (2-aminoethylamino) propylamine, dipropylenetriamine, N, N′-bis- (3-aminopropyl) -ethylenediamine. .
特に適した化合物は、出発材料である脂肪族アミノアルコール、脂肪族ジアミン又は脂肪族ポリアミン又は脂肪族ジオール又は脂肪族ポリオールのうち少なくとも1つが、2〜4個の炭素原子を有するアルキル基もしくはアルキレン基を含んでいる化合物である。 Particularly suitable compounds are alkyl or alkylene groups in which at least one of the starting aliphatic amino alcohol, aliphatic diamine or aliphatic polyamine or aliphatic diol or aliphatic polyol has 2 to 4 carbon atoms. It is a compound containing.
同様に、水素圧下での反応に特に適した化合物は、出発材料である脂肪族アミノアルコール、脂肪族ジアミン又は脂肪族ポリアミン又は脂肪族ジオール又は脂肪族ポリオールのうち少なくとも1つが、5個以上、好ましくは7個以上、特に好ましくは9個以上、特に12個以上の炭素原子を有するアルキル基もしくはアルキレン基を含んでいる化合物である。 Similarly, a compound particularly suitable for reaction under hydrogen pressure is at least one of the starting materials aliphatic amino alcohol, aliphatic diamine or aliphatic polyamine or aliphatic diol or aliphatic polyol, preferably 5 or more. Is a compound containing an alkyl group or an alkylene group having 7 or more, particularly preferably 9 or more, particularly 12 or more carbon atoms.
特に適した化合物は、出発材料である脂肪族アミノアルコール、脂肪族ジアミン又は脂肪族ポリアミン又は脂肪族ジオール又は脂肪族ポリオールのうち少なくとも1つが、5〜50個、好ましくは5〜20個、特に好ましくは6〜18個、極めて特に好ましくは7〜16個、さらに好ましくは8〜14個、さらに好ましくは9〜12個の炭素原子を有するアルキル基もしくはアルキレン基を含んでいる化合物である。 Particularly suitable compounds are 5 to 50, preferably 5 to 20, particularly preferably at least one of the starting materials aliphatic amino alcohol, aliphatic diamine or aliphatic polyamine or aliphatic diol or aliphatic polyol. Is a compound containing an alkyl or alkylene group having 6 to 18, very particularly preferably 7 to 16, more preferably 8 to 14, more preferably 9 to 12 carbon atoms.
好ましくは、合成の際に、少なくとも、(i)モノエタノールアミンか、(ii)モノプロパノールアミンか、又は(iii)エチレングリコールとエチレンジアミンが選択される。さらに好ましくは、少なくとも、(i)エチレンジアミンもしくは(ii)1,2−プロピレンジアミンもしくは(iii)1,3−プロピレンジアミンと、1,2−デカンジオールもしくは1,2−ドデカンジオールが選択される。 Preferably, during synthesis, at least (i) monoethanolamine, (ii) monopropanolamine, or (iii) ethylene glycol and ethylenediamine are selected. More preferably, at least (i) ethylenediamine or (ii) 1,2-propylenediamine or (iii) 1,3-propylenediamine and 1,2-decanediol or 1,2-dodecanediol are selected.
ジオール、ポリオール及びジアミン、ポリアミン中のヒドロキシ基とアミノ基は、好ましくは20:1〜1:20のモル比で、特に好ましくは8:1〜1:8、特に3:1〜1:3の比で使用される。 The hydroxy groups and amino groups in the diols, polyols and diamines and polyamines are preferably in a molar ratio of 20: 1 to 1:20, particularly preferably 8: 1 to 1: 8, especially 3: 1 to 1: 3. Used in ratio.
ポリアルキレンポリアミンも、水素圧下で反応し得る。反応の間に、ジアミン、又はポリアミン、又はジオール、又はポリオール、又はアミノアルコールが添加され得る。 Polyalkylene polyamines can also react under hydrogen pressure. During the reaction, a diamine, or polyamine, or diol, or polyol, or amino alcohol can be added.
反応水を連続的もしくは非連続的に系から分離している間に、水素を圧入することができる。 Hydrogen can be injected while the reaction water is continuously or discontinuously separated from the system.
ポリアルキレンポリアミンの製造を、例示的に式1及び式2により具体的に示す:
均一系触媒とは、反応の間に反応媒体中に均一に溶解して存在する触媒と解釈される。 A homogeneous catalyst is taken to be a catalyst which exists in the reaction medium in a homogeneous manner during the reaction.
均一系触媒は、一般に周期表の亜族の元素(遷移金属)を少なくとも1つ含んでいる。水素圧下でのアルコールのアミノ化は、さらなる溶剤の存在下又は不在下で行われてよい。アルコールのアミノ化は、多相の、好ましくは単相又は二相の液体系において、一般に20〜250℃の温度で実施されてよい。反応系が二相である場合には、上相が、均一に溶解した触媒の大部分を含む非極性溶剤からなり、下相が、極性出発材料、形成されたポリアミン及び水からなることができる。さらに、下相が、水と、均一に溶解した触媒とからなり、上相が、形成されたポリアミンの大部分と非極性出発材料の大部分とを含む非極性溶剤からなることもできる。 Homogeneous catalysts generally contain at least one element from the subgroup of the periodic table (transition metal). The amination of the alcohol under hydrogen pressure may be carried out in the presence or absence of a further solvent. The amination of the alcohol may be carried out in a multiphase, preferably single-phase or two-phase liquid system, generally at a temperature of 20 to 250 ° C. If the reaction system is biphasic, the upper phase can consist of a non-polar solvent containing the majority of the homogeneously dissolved catalyst and the lower phase can consist of a polar starting material, the polyamine formed and water. . Furthermore, the lower phase can consist of water and a homogeneously dissolved catalyst, and the upper phase can consist of a nonpolar solvent containing the majority of the polyamine formed and the majority of the nonpolar starting material.
本発明の好ましい一実施態様において、(i)モノエタノールアミンを、又は(ii)モノプロパノールアミンを、又は(iii)エチレンジアミン、1,3−プロピレンジアミンもしくは1,2−プロピレンジアミンから選択されたジアミンと、エチレングリコール、1,2−デカンジオールもしくは1,2−ドデカンジオールから選択されたジオールとを、均一系触媒の存在下で、1〜10MPaの水素圧下で、反応の際に生じる水の除去下に反応させる。 In a preferred embodiment of the invention, a diamine selected from (i) monoethanolamine, or (ii) monopropanolamine, or (iii) ethylenediamine, 1,3-propylenediamine or 1,2-propylenediamine And a diol selected from ethylene glycol, 1,2-decanediol or 1,2-dodecanediol, in the presence of a homogeneous catalyst, under a hydrogen pressure of 1 to 10 MPa, removal of water generated during the reaction React below.
ポリアルキレンポリアミン中のアルキレン単位の数nは、一般に3〜50000である。 The number n of alkylene units in the polyalkylene polyamine is generally 3 to 50000.
そのようにして得られたポリアルキレンポリアミンは、鎖末端での末端基として、NH2基のみならずOH基をも有し得る。 The polyalkylene polyamine thus obtained can have not only NH 2 groups but also OH groups as terminal groups at the chain ends.
ここで、好ましくは、
Rは、互いに無関係に同じか又は異なって、H、C1〜C50−アルキルを表し、
l、mは、互いに無関係に同じか又は異なって、1〜50、好ましくは1〜30、特に好ましくは1〜20の範囲からの整数を表し、
n、kは、互いに無関係に同じか又は異なって、0〜50、好ましくは0〜30、特に好ましくは0〜20の範囲からの整数を表し、
iは、3〜50000の範囲からの整数を表す。
Here, preferably,
R is the same or different independently of one another and represents H, C 1 -C 50 -alkyl,
l and m are the same or different independently of one another and represent an integer from 1 to 50, preferably 1 to 30, particularly preferably 1 to 20;
n and k are the same or different independently of one another, and represent an integer from 0 to 50, preferably 0 to 30, particularly preferably 0 to 20,
i represents an integer from 3 to 50000.
得られたポリアルキレンポリアミンの数平均分子量Mnは、一般に200〜2,000,000、好ましくは400〜750,000、特に好ましくは400〜50,000である。分子量分布Mw/Mnは、一般に1.2〜20、好ましくは1.5〜7.5の範囲内である。(pH4〜5での)カチオン電荷密度は、一般に4〜22meq/g 乾燥物質の範囲内であり、好ましくは6〜18meq/gの範囲内である。 The number average molecular weight Mn of the obtained polyalkylene polyamine is generally 200 to 2,000,000, preferably 400 to 750,000, particularly preferably 400 to 50,000. The molecular weight distribution Mw / Mn is generally in the range of 1.2 to 20, preferably 1.5 to 7.5. The cationic charge density (at pH 4-5) is generally in the range of 4-22 meq / g dry matter, preferably in the range of 6-18 meq / g.
本発明による方法により得られたポリアルキレンポリアミンは、直鎖形の場合もあり、分岐鎖ないし多重分岐鎖形の場合もあり、また環状の構造単位を有する場合もある。 The polyalkylene polyamine obtained by the method according to the present invention may be linear, branched or multi-branched, or may have a cyclic structural unit.
ここで、構造単位(直鎖、分岐鎖ないし環状)の分布はランダムである。そのようにして得られたポリアルキレンポリアミンは、エチレンイミンから製造されたポリエチレンイミンと、OH末端基が存在している点や、場合によりアルキレン基が異なるという点で相違している。 Here, the distribution of the structural units (linear, branched or cyclic) is random. The polyalkylenepolyamine thus obtained differs from polyethyleneimine produced from ethyleneimine in that OH end groups are present and in some cases the alkylene groups are different.
均一系触媒は、好ましくは周期表の亜族の種々の金属を1つ以上含む遷移金属錯体触媒であり、好ましくは周期表の第8族、第9族及び第10族の元素を少なくとも1つ含み、特に好ましくはルテニウム又はイリジウム含む遷移金属錯体触媒である。上記の亜族金属は、錯化合物の形で存在している。多数の種々の配位子が考えられる。 The homogeneous catalyst is preferably a transition metal complex catalyst containing one or more various metals of the subgroups of the periodic table, preferably at least one element of Groups 8, 9 and 10 of the periodic table. In particular, a transition metal complex catalyst containing ruthenium or iridium is particularly preferable. The subgroup metals are present in the form of complex compounds. A number of different ligands are possible.
遷移金属錯化合物中に存在する適した配位子は、例えばアルキルもしくはアリールで置換されたホスフィン、アリーレン基もしくはアルキレン基で架橋されている、アルキルもしくはアリールで置換された多座ホスフィン、含窒素複素環式カルベン、シクロペンタジエニル及びペンタメチルシクロペンタジエニル、アリール、オレフィン配位子、水素化物、ハロゲン化物、カルボキシラート、アルコキシラート、カルボニル、水酸化物、トリアルキルアミン、ジアルキルアミン、モノアルキルアミン、含窒素芳香族化合物、例えばピリジン、又はピロリジン、並びに多座アミンである。有機金属錯体は、上記の種々の配位子を1つ以上含むことができる。 Suitable ligands present in the transition metal complex are, for example, phosphines substituted with alkyls or aryls, polydentate phosphines substituted with alkyls or aryls bridged with arylene groups or alkylene groups, nitrogen-containing complexes. Cyclic carbene, cyclopentadienyl and pentamethylcyclopentadienyl, aryl, olefin ligand, hydride, halide, carboxylate, alkoxylate, carbonyl, hydroxide, trialkylamine, dialkylamine, monoalkyl Amines, nitrogen-containing aromatic compounds such as pyridine or pyrrolidine, as well as polydentate amines. The organometallic complex can contain one or more of the various ligands described above.
好ましい配位子は、1〜20個、好ましくは1〜12個のC原子を有する、非分岐鎖もしくは分岐鎖の、非環状もしくは環状の脂肪族基、芳香族基又は芳香脂肪族基を少なくとも1つ有する、(単座)ホスフィン又は(多座)ポリホスフィン、例えばジホスフィンである。分岐鎖の脂環式基及び芳香脂肪族基についての例は、−CH2−C6H11及び−CH2−C6H5である。適した基として、例えば以下のものが挙げられる:メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−ブチル、2−ブチル、1−(2−メチル)プロピル、2−(2−メチル)プロピル、1−ペンチル、1−ヘキシル、1−ヘプチル、1−オクチル、1−ノニル、1−デシル、1−ウンデシル、1−ドデシル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、1−(2−メチル)−ペンチル、1−(2−エチル)−ヘキシル、1−(2−プロピルヘプチル)、アダマンチル及びノルボルニル、フェニル、トリル及びキシリル、並びに1−フェニルピロール、1−(2−メトキシフェニル)−ピロール、1−(2,4,6−トリメチルフェニル)−イミダゾール及び1−フェニルインドール。ホスフィン基は、上記の、非分岐鎖もしくは分岐鎖の、非環状もしくは環状の脂肪族基、芳香族基又は芳香脂肪族基を1つ、2つ又は3つ含むことができる。これらの基は、同じであってもよいし異なっていてもよい。 Preferred ligands are at least 1-20, preferably 1-12, unbranched or branched, acyclic or cyclic aliphatic groups, aromatic groups or araliphatic groups. One (monodentate) phosphine or (polydentate) polyphosphine, such as diphosphine. Examples for branched alicyclic and araliphatic groups are —CH 2 —C 6 H 11 and —CH 2 —C 6 H 5 . Suitable groups include, for example: methyl, ethyl, 1-propyl, 2-propyl, 1-butyl, 2-butyl, 1- (2-methyl) propyl, 2- (2-methyl) propyl 1-pentyl, 1-hexyl, 1-heptyl, 1-octyl, 1-nonyl, 1-decyl, 1-undecyl, 1-dodecyl, cyclopentenyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl, methylcyclopentyl, methylcyclohexyl, 1- (2-methyl) -pentyl, 1- (2-ethyl) -hexyl, 1- (2-propylheptyl), adamantyl and norbornyl, phenyl, tolyl and xylyl, and 1-phenylpyrrole, 1- (2- Methoxyphenyl) -pyrrole, 1- (2,4,6-trimethylphenyl) -imidazole and - phenylindole. The phosphine group can contain one, two or three of the above-mentioned unbranched or branched, acyclic or cyclic aliphatic groups, aromatic groups or araliphatic groups. These groups may be the same or different.
好ましくは、均一系触媒は、1〜12個の炭素原子を有する非分岐鎖の、非環状もしくは環状の脂肪族基、又は芳香脂肪族基、又は基としてのアダマンチルもしくは1−フェニルピロールを含む、単座もしくは多座のホスフィン配位子を含んでいる。 Preferably, the homogeneous catalyst comprises an unbranched, acyclic or cyclic aliphatic group having 1 to 12 carbon atoms, or an araliphatic group, or adamantyl or 1-phenylpyrrole as group. Contains monodentate or polydentate phosphine ligands.
上記の、非分岐鎖もしくは分岐鎖の、非環状もしくは環状の脂肪族基、芳香族基又は芳香脂肪族基において、個々の炭素原子はさらなるホスフィン基により置換されていてもよい。従って、ホスフィン基がアルキレン基もしくはアリーレン基で架橋されている、多座の、例えば二座もしくは三座のホスフィン配位子も含まれる。好ましくは、ホスフィン基は、1,2−フェニレン架橋、メチレン架橋、1,2−エチレン架橋、1,2−ジメチル−1,2−エチレン架橋、1,3−プロピレン架橋、1,4−ブチレン架橋及び1,5−プロピレン架橋で架橋されている。 In the above unbranched or branched, acyclic or cyclic aliphatic group, aromatic group or araliphatic group, individual carbon atoms may be substituted by further phosphine groups. Thus, multidentate, for example bidentate or tridentate phosphine ligands, in which the phosphine group is bridged with an alkylene or arylene group are also included. Preferably, the phosphine group is 1,2-phenylene bridge, methylene bridge, 1,2-ethylene bridge, 1,2-dimethyl-1,2-ethylene bridge, 1,3-propylene bridge, 1,4-butylene bridge. And 1,5-propylene bridges.
特に適した単座ホスフィン配位子は、トリフェニルホスフィン、トリトリルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリ−n−オクチルホスフィン、トリメチルホスフィン及びトリエチルホスフィン、並びにジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、ジ(1−アダマンチル)ベンジルホスフィン、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−1−フェニル−1H−ピロール、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−1−(2,4,6−トリメチル−フェニル)−1H−イミダゾール、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−1−フェニルインドール、2−(ジ−tert−ブチルホスフィノ)−1−フェニルインドール、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−1−(2−メトキシフェニル)−1H−ピロール、2−(ジ−tert−ブチルホスフィノ)−1−(2−メトキシフェニル)−1H−ピロール及び2−(ジ−tert−ブチル−ホスフィノ)−1−フェニル−1H−ピロールである。極めて特に好ましいものは、トリフェニルホスフィン、トリトリルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリ−n−オクチルホスフィン、トリメチルホスフィン及びトリエチルホスフィン、並びにジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−1−フェニル−1H−ピロール及び2−(ジ−tert−ブチル−ホスフィノ)−1−フェニル−1H−ピロールである。 Particularly suitable monodentate phosphine ligands are triphenylphosphine, tolylphosphine, tri-n-butylphosphine, tri-n-octylphosphine, trimethylphosphine and triethylphosphine, and di (1-adamantyl) -n-butylphosphine. , Di (1-adamantyl) benzylphosphine, 2- (dicyclohexylphosphino) -1-phenyl-1H-pyrrole, 2- (dicyclohexylphosphino) -1- (2,4,6-trimethyl-phenyl) -1H- Imidazole, 2- (dicyclohexylphosphino) -1-phenylindole, 2- (di-tert-butylphosphino) -1-phenylindole, 2- (dicyclohexylphosphino) -1- (2-methoxyphenyl) -1H -Pyrrole, 2- (di-tert -Butylphosphino) -1- (2-methoxyphenyl)-1H-pyrrole and 2- (di -tert- butyl - phosphino) -1-phenyl-1H-pyrrole. Very particularly preferred are triphenylphosphine, tolylphosphine, tri-n-butylphosphine, tri-n-octylphosphine, trimethylphosphine and triethylphosphine, and di (1-adamantyl) -n-butylphosphine, 2- ( Dicyclohexylphosphino) -1-phenyl-1H-pyrrole and 2- (di-tert-butyl-phosphino) -1-phenyl-1H-pyrrole.
特に適した多座ホスフィン配位子は、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,2−ジメチル−1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,2−ビス(ジシクロヘキシルホスフィノ)エタン、1,2−ビス(ジエチルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、2,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,1,1−トリス(ジフェニル−ホスフィノメチル)エタン、1,1’−ビス(ジフェニルホスファニル)フェロセン及び4,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)−9,9−ジメチルキサンテンである。 Particularly suitable polydentate phosphine ligands are bis (diphenylphosphino) methane, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,2-dimethyl-1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1 , 2-bis (dicyclohexylphosphino) ethane, 1,2-bis (diethylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,4-bis (diphenylphosphino) butane, 2,3 -Bis (diphenylphosphino) butane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,1,1-tris (diphenyl-phosphinomethyl) ethane, 1,1'-bis (diphenylphosphanyl) ferrocene and 4,5-bis (diphenylphosphino) -9,9-dimethylxanthene.
さらに、好ましくは、含窒素複素環式カルベンが、特に適した配位子として挙げられる。ここで、Ruと水溶性錯体を形成する配位子が極めて好ましい。特に好ましいものは、1−ブチル−3−メチルイミダゾリン−2−イリデン、1−エチル−3−メチルイミダゾリン−2−イリデン、1−メチルイミダゾリン−2−イリデン及びジプロピルイミダゾリン−2−イリデンである。 Furthermore, preferably a nitrogen-containing heterocyclic carbene is mentioned as a particularly suitable ligand. Here, a ligand that forms a water-soluble complex with Ru is extremely preferable. Particularly preferred are 1-butyl-3-methylimidazoline-2-ylidene, 1-ethyl-3-methylimidazoline-2-ylidene, 1-methylimidazoline-2-ylidene and dipropylimidazolin-2-ylidene.
特に適した配位子として、シクロペンタジエニル、並びに、そのアルキル、アリール及び/又はヒドロキシで1〜5回置換された誘導体、例えばメチルシクロペンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニル、テトラフェニルヒドロキシシクロペンタジエニル及びペンタフェニルシクロペンタジエニルも挙げられる。さらに、特に適した配位子は、インデニル、及びその、シクロペンタジエニルについて記載したのと同様に置換された誘導体である。 Particularly suitable ligands are cyclopentadienyl and its derivatives substituted 1 to 5 times with alkyl, aryl and / or hydroxy, such as methylcyclopentadienyl, pentamethylcyclopentadienyl, tetraphenylhydroxy Mention may also be made of cyclopentadienyl and pentaphenylcyclopentadienyl. Furthermore, particularly suitable ligands are indenyl and its substituted derivatives as described for cyclopentadienyl.
同様に特に適した配位子は、塩化物、水素化物及びカルボニルである。 Likewise particularly suitable ligands are chloride, hydride and carbonyl.
遷移金属錯体触媒は、当然のことながら、複数の同じか又は異なる上記配位子を含むことができる。 The transition metal complex catalyst can of course include a plurality of the same or different ligands.
均一系触媒は、直接その活性形で使用することもできるし、通常の標準錯体、例えば[Ru(p−シメン)Cl2]2、[Ru(ベンゼン)Cl2]n、[Ru(CO)2Cl2]n、[Ru(CO)3Cl2]2、[Ru(COD)(アリル)]、[RuCl3・H2O]、[Ru(アセチルアセトナート)3]、[Ru(DMSO)4Cl2]、[Ru(PPh3)3(CO)(H)Cl]、[Ru(PPh3)3(CO)Cl2]、[Ru(PPh3)3(CO)(H)2]、[Ru(PPh3)3Cl2]、[Ru(シクロペンタジエニル)(PPh3)2Cl]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2Cl]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2H]、[Ru(シクロペンタジエニル)(CO)2]2、[Ru(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(CO)2Cl]、[Ru(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(CO)2H]、[Ru(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(CO)2]2、[Ru(インデニル)(CO)2Cl]、[Ru(インデニル)(CO)2H]、[Ru(インデニル)(CO)2]2、ルテノセン、[Ru(binap)Cl2]、[Ru(ビピリジン)2Cl2・2H2O]、[Ru(COD)Cl2]2、[Ru(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(COD)Cl]、[Ru3(CO)12]、[Ru(テトラフェニルヒドロキシ−シクロペンタジエニル)(CO)2H]、[Ru(PMe3)4(H)2]、[Ru(PEt3)4(H)2]、[Ru(PnPr3)4(H)2]、[Ru(PnBu3)4(H)2]、[Ru(Pnオクチル3)4(H)2]、[IrCl3・H2O]、KIrCl4、K3IrCl6、[Ir(COD)Cl]2、[Ir(シクロオクテン)2Cl]2、[Ir(エテン)2Cl]2、[Ir(シクロペンタジエニル)Cl2]2、[Ir(ペンタメチルシクロペンタジエニル)Cl2]2、[Ir(シクロペンタジエニル)(CO)2]、[Ir(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(CO)2]、[Ir(PPh3)2(CO)(H)]、[Ir(PPh3)2(CO)(Cl)]、[Ir(PPh3)3(Cl)]から出発して、相応する配位子、好ましくは上記の単座もしくは多座のホスフィン配位子、又は上記の含窒素複素環式カルベンの添加下に、反応条件下で初めて生成させることもできる。 Homogeneous catalysts can be used directly in their active form, or they can be used in conventional standard complexes such as [Ru (p-cymene) Cl 2 ] 2 , [Ru (benzene) Cl 2 ] n , [Ru (CO). 2 Cl 2 ] n , [Ru (CO) 3 Cl 2 ] 2 , [Ru (COD) (allyl)], [RuCl 3 · H 2 O], [Ru (acetylacetonate) 3 ], [Ru (DMSO ) 4 Cl 2 ], [Ru (PPh 3 ) 3 (CO) (H) Cl], [Ru (PPh 3 ) 3 (CO) Cl 2 ], [Ru (PPh 3 ) 3 (CO) (H) 2 ], [Ru (PPh 3 ) 3 Cl 2 ], [Ru (cyclopentadienyl) (PPh 3 ) 2 Cl], [Ru (cyclopentadienyl) (CO) 2 Cl], [Ru (cyclopentadi) enyl) (CO) 2 H], [Ru ( cyclopentadienyl) (CO) 2] 2, [Ru ( Bae Data methylcyclopentadienyl) (CO) 2 Cl], [Ru ( pentamethylcyclopentadienyl) (CO) 2 H], [Ru ( pentamethylcyclopentadienyl) (CO) 2] 2, [Ru (Indenyl) (CO) 2 Cl], [Ru (indenyl) (CO) 2 H], [Ru (indenyl) (CO) 2 ] 2 , ruthenocene, [Ru (binap) Cl 2 ], [Ru (bipyridine) 2 Cl 2 .2H 2 O], [Ru (COD) Cl 2 ] 2 , [Ru (pentamethylcyclopentadienyl) (COD) Cl], [Ru 3 (CO) 12 ], [Ru (tetraphenylhydroxy) -Cyclopentadienyl) (CO) 2 H], [Ru (PMe 3 ) 4 (H) 2 ], [Ru (PEt 3 ) 4 (H) 2 ], [Ru (P n Pr 3 ) 4 (H ) 2 ], [Ru (P n Bu 3 ) 4 (H) 2 ], [Ru (P n octyl 3 ) 4 (H) 2 ], [IrCl 3 .H 2 O], KIrCl 4 , K 3 IrCl 6 , [Ir (COD) Cl] 2 , [Ir (cyclooctene) 2 Cl] 2 , [Ir (ethene) 2 Cl] 2 , [Ir (cyclopentadienyl) Cl 2 ] 2 , [Ir (pentamethylcyclopentadienyl) Cl 2 ] 2 , [Ir (cyclopentadienyl) ) (CO) 2 ], [Ir (pentamethylcyclopentadienyl) (CO) 2 ], [Ir (PPh 3 ) 2 (CO) (H)], [Ir (PPh 3 ) 2 (CO) (Cl )], [Ir (PPh 3 ) 3 (Cl)], and the addition of the corresponding ligand, preferably the above monodentate or polydentate phosphine ligand, or the above nitrogen-containing heterocyclic carbene Below, it can also be produced for the first time under reaction conditions.
触媒の金属成分、好ましくはルテニウム又はイリジウムの量は、その都度液体の反応混合物全体に対して、一般に0.1〜5000質量ppmである。 The amount of the metal component of the catalyst, preferably ruthenium or iridium, is in general 0.1 to 5000 ppm by weight, in each case based on the total liquid reaction mixture.
本発明による方法は、溶剤中でも溶剤なしでも実施可能である。当然のことながら、本発明による方法は溶剤混合物中でも実施可能である。 The process according to the invention can be carried out with or without a solvent. Of course, the process according to the invention can also be carried out in solvent mixtures.
方法が溶剤中で実施される場合には、溶剤の量はしばしば、出発材料である(i)及び(ii)が溶剤中にちょうど溶解するように選択される。一般に、溶剤の量対出発材料である(i)及び(ii)の量の質量比は、100:1〜0.1:1、好ましくは10:1〜0.1:1である。 If the process is carried out in a solvent, the amount of solvent is often chosen so that the starting materials (i) and (ii) are just dissolved in the solvent. In general, the mass ratio of the amount of solvent to the amount of starting materials (i) and (ii) is 100: 1 to 0.1: 1, preferably 10: 1 to 0.1: 1.
本発明による反応は、液相中で一般に20〜250℃の温度で行われる。好ましくは、この温度は少なくとも100℃であり、好ましくは最高で200℃である。反応を、0.1〜25MPa(絶対)の全圧で実施することができるが、この圧力は、水素の圧力と反応温度での溶剤の固有圧とを組み合わせたものであってもよいし、例えば窒素やアルゴンといったガスの圧力と水素の圧力とを組み合わせたものであってもよい。平均反応時間は、一般に15分〜100時間である。 The reaction according to the invention is generally carried out in the liquid phase at a temperature of 20 to 250 ° C. Preferably, this temperature is at least 100 ° C, preferably up to 200 ° C. The reaction can be carried out at a total pressure of 0.1 to 25 MPa (absolute), this pressure may be a combination of the pressure of hydrogen and the intrinsic pressure of the solvent at the reaction temperature, For example, the pressure of gas such as nitrogen or argon and the pressure of hydrogen may be combined. The average reaction time is generally 15 minutes to 100 hours.
塩基の添加は、生成物の形成に有利な影響を及ぼし得る。適した塩基として、ここではアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属アルコラート、アルカリ土類金属アルコラート、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ土類金属炭酸塩が挙げられ、これらを、使用する金属触媒に対して0.01〜100当量使用することができる。 The addition of a base can have a beneficial effect on product formation. Suitable bases here include alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal alcoholates, alkaline earth metal alcoholates, alkali metal carbonates and alkaline earth metal carbonates, which are used 0.01-100 equivalent can be used with respect to the metal catalyst to perform.
本発明による方法の好ましい一実施態様において、出発材料である(i)脂肪族アミノアルコール、(ii)脂肪族ジアミン又は脂肪族ポリアミン又は脂肪族ジオール又は脂肪族ポリオールのうちの1つのヘテロ原子O又はNは、C原子鎖のα位及びβ位に、従って隣接するC原子上に存在している。 In a preferred embodiment of the process according to the invention, the starting material is (i) an aliphatic aminoalcohol, (ii) an aliphatic diamine or aliphatic polyamine or an aliphatic diol or aliphatic polyol one heteroatom O or N is present in the α and β positions of the C atom chain and thus on adjacent C atoms.
本発明による方法の好ましい一実施態様において、出発材料である(i)脂肪族アミノアルコール、(ii)脂肪族ジアミン又は脂肪族ポリアミン又は脂肪族ジオール又は脂肪族ポリオールのうちの1つのヘテロ原子O又はNは、C原子鎖のα位及びω位に、従ってC原子鎖の反対に位置する末端に存在している。 In a preferred embodiment of the process according to the invention, the starting material is (i) an aliphatic aminoalcohol, (ii) an aliphatic diamine or aliphatic polyamine or an aliphatic diol or aliphatic polyol one heteroatom O or N is present at the α- and ω-positions of the C atom chain, and thus at the opposite end of the C atom chain.
本発明のもう1つの対象は、本発明による方法の上記の実施態様により製造される、ポリアルキレンポリアミン、好ましくはポリエチレンアミン又はポリプロピレンアミンである。 Another subject of the invention is a polyalkylene polyamine, preferably polyethylene amine or polypropylene amine, produced by the above-described embodiment of the process according to the invention.
本発明のもう1つの対象は、ヒドロキシ基、第二級アミン又は第三級アミンを含むポリアルキレンポリアミンである。好ましくは、これらのヒドロキシ基、第二級アミン又は第三級アミンは、アルキレン基の末端炭素原子上に存在しており、従って末端基である。好ましくは、このポリアルキレンポリアミンはヒドロキシ基を含んでいる。 Another subject of the invention is a polyalkylene polyamine containing a hydroxy group, a secondary amine or a tertiary amine. Preferably, these hydroxy groups, secondary amines or tertiary amines are present on the terminal carbon atoms of the alkylene group and are therefore terminal groups. Preferably, the polyalkylene polyamine contains a hydroxy group.
例えば、このヒドロキシ基、第二級アミン又は第三級アミンを含むポリアルキレンポリアミンは、本発明による方法を用いて得られる。特に、このポリアルキレンポリアミンは、単段でのモノマーの重合による方法において得られる。 For example, polyalkylene polyamines containing this hydroxy group, secondary amine or tertiary amine are obtained using the process according to the invention. In particular, this polyalkylene polyamine is obtained in a process by monomer polymerization in a single stage.
好ましくは、ヒドロキシ末端基の数対アミン末端基(第一級、第二級、第三級)の数の比は、10:1〜1:10、好ましくは5:1〜1:5、特に好ましくは2:1〜1:2である。 Preferably the ratio of the number of hydroxy end groups to the number of amine end groups (primary, secondary, tertiary) is 10: 1 to 1:10, preferably 5: 1 to 1: 5, in particular Preferably it is 2: 1 to 1: 2.
もう1つの好ましい一実施態様において、ヒドロキシ基、第二級アミン又は第三級アミンを含むポリアルキレンポリアミンは、ヒドロキシ末端基のみを有するか、又はアミン末端基(第一級、第二級、第三級)のみを有する。 In another preferred embodiment, the polyalkylene polyamine comprising a hydroxy group, secondary amine or tertiary amine has only hydroxy end groups or amine end groups (primary, secondary, primary). 3rd grade) only.
本発明はさらに、a)印刷インキのための定着剤としての、b)複合フィルムを製造するための助剤(接着性)としての、c)接着剤のための凝集促進剤としての、d)樹脂のための架橋剤/硬化剤としての、e)塗料におけるプライマーとしての、f)分散液塗料のための湿潤密着性促進剤としての、g)錯化剤及び凝集剤としての、h)木材の保護における浸透助剤としての、i)防食剤としての、j)タンパク質及び酵素の固定化剤としての、このポリアルキレンポリアミンの使用にも関する。 The invention further provides: a) as a fixing agent for printing inks, b) as an auxiliary (adhesive) for producing composite films, c) as an aggregation promoter for adhesives, d) E) as a crosslinker / curing agent for resins, e) as a primer in paints, f) as a wet adhesion promoter for dispersion paints, g) as complexing agents and flocculants, h) wood It also relates to the use of this polyalkylene polyamine as a penetration aid in the protection of i), as an anticorrosive, and j) as a protein and enzyme immobilization agent.
本発明を実施例により詳説するが、この実施例は本発明の対象を限定するものではない。 The present invention will be described in detail with reference to examples, but the examples do not limit the subject of the present invention.
オリゴマーの平均分子量を、サイズ排除クロマトグラフィーの方法によるゲル浸透クロマトグラフィーによって測定した。溶離液として、ヘキサフルオロイソプロパノールを0.05%トリフルオロ酢酸カリウム塩と共に使用した。測定を、40℃で、流量1ml/分で、スチレン−ジビニルベンゼン−コポリマーカラム(8mm×30cm)で、検出器としてRI示差屈折計ないしUV光度計を用いて実施した。分布の狭いPMMA標準物質を用いてキャリブレーションを行った。 The average molecular weight of the oligomers was measured by gel permeation chromatography by the size exclusion chromatography method. As eluent, hexafluoroisopropanol was used with 0.05% potassium trifluoroacetate. The measurement was carried out at 40 ° C. at a flow rate of 1 ml / min with a styrene-divinylbenzene-copolymer column (8 mm × 30 cm) using an RI differential refractometer or UV photometer as the detector. Calibration was performed using a narrowly distributed PMMA standard.
(APHAによる)ハーゼン色数の測定のために、試料を、380〜720nmの範囲内では吸収しない希釈剤で、1:2500に希釈する。その後、380〜720nmの範囲内で10nm刻みでハーゼン色数を求める。 For the measurement of the Hazen color number (by APHA), the sample is diluted 1: 2500 with a diluent that does not absorb within the range of 380-720 nm. Thereafter, the Hazen color number is determined in increments of 10 nm within a range of 380 to 720 nm.
通常、公知の従来技術の方法で製造されるポリエチレンポリアミンの色数は、100を上回り、部分的には200を上回り、時には600を上回る。 Usually, the number of colors of polyethylene polyamines produced by known prior art methods exceeds 100, partly exceeds 200 and sometimes exceeds 600.
実施例1
パドル型撹拌機を備えた250mlのオートクレーブに、酸素を排除するために不活性条件下で、[Ru(Pnオクチル3)4(H)2]12.1g(7.63mmol)、エタノールアミン450g(7.37mol)、カリウム−tert−ブチラート10.05g(89.56mmol)及びトルエン1620mlを量り入れた。密閉したオートクレーブ中に、水素を圧入して40バールとした。次いで、この反応混合物を140℃に加熱し、20時間撹拌した。反応が終了して冷却した後に、2つの相が生じた。触媒を含む上相を、生成物を含む下相から分離した。生成物相をトルエンと共に振盪した。引き続き、反応水、未反応の出発材料及び揮発性成分をロータリーエバポレーターで116℃、12mbarで除去したところ、純粋な生成物115.66gが得られた。得られたオリゴマーの質量平均(RI)は1470g/molであり、分散度(Mw/Mn)は2.8であった。これは、オリゴマー(CH2CH2NH)nの平均鎖長n=34に相当する。色数は20であった。
Example 1
In a 250 ml autoclave equipped with a paddle stirrer, 12.1 g (7.63 mmol), ethanolamine 450 g under inert conditions to exclude oxygen, [Ru (P n octyl 3 ) 4 (H) 2 ] (7.37 mol), potassium-tert-butylate 10.05 g (89.56 mmol) and toluene 1620 ml were weighed in. Hydrogen was injected into the sealed autoclave to 40 bar. The reaction mixture was then heated to 140 ° C. and stirred for 20 hours. After the reaction was complete and cooled, two phases were formed. The upper phase containing the catalyst was separated from the lower phase containing the product. The product phase was shaken with toluene. Subsequently, the reaction water, unreacted starting materials and volatile components were removed on a rotary evaporator at 116 ° C. and 12 mbar, giving 115.66 g of pure product. The obtained oligomer had a mass average (RI) of 1470 g / mol and a dispersity (Mw / Mn) of 2.8. This corresponds to an average chain length n = 34 of the oligomer (CH 2 CH 2 NH) n . The number of colors was 20.
実施例2
パドル型撹拌機を備えた250mlのオートクレーブに、不活性条件下で、[Ru(Pnオクチル3)4(H)2]0.27g(0.17mmol)、実施例1からの排出物10.5g、カリウム−tert−ブチラート230mg(2.05mmol)及びトルエン37mlを量り入れた。この反応混合物を、密閉したオートクレーブ中で140℃で溶剤の固有圧下に10時間撹拌した。反応が終了して冷却した後に、生成物が固形物として沈殿した。このバッチを水200mlで急冷したところ、生成物が溶解して2つの相が生じた。触媒を含む上相を、生成物を含む下相から分離した。反応水、未反応の出発材料及び揮発性成分をロータリーエバポレーターで116℃、12mbarで除去したところ、純粋な生成物9.42gが得られた。得られたオリゴマーの質量平均(RI)は1520g/molであり、分散度(Mw/Mn)は3.4であった。これは、オリゴマー(CH2CH2NH)nの平均鎖長n=35に相当する。色数は71であった。
Example 2
In a 250 ml autoclave equipped with a paddle stirrer, under inert conditions, 0.27 g (0.17 mmol) of [Ru (P n octyl 3 ) 4 (H) 2 ], the effluent from Example 1. 5 g, 230 mg (2.05 mmol) of potassium tert-butylate and 37 ml of toluene were weighed in. The reaction mixture was stirred in a closed autoclave at 140 ° C. for 10 hours under the intrinsic pressure of the solvent. After the reaction was complete and cooled, the product precipitated as a solid. The batch was quenched with 200 ml of water and the product dissolved and two phases formed. The upper phase containing the catalyst was separated from the lower phase containing the product. The reaction water, unreacted starting materials and volatile components were removed on a rotary evaporator at 116 ° C. and 12 mbar to give 9.42 g of pure product. The obtained oligomer had a mass average (RI) of 1520 g / mol and a dispersity (Mw / Mn) of 3.4. This corresponds to an average chain length n = 35 of the oligomer (CH 2 CH 2 NH) n . The number of colors was 71.
実施例3
パドル型撹拌機を備えた250mlのオートクレーブに、不活性条件下で、[Ru(Pnオクチル3)4(H)2]0.27g(0.17mmol)、実施例1からの排出物10.5g、カリウム−tert−ブチラート230mg(2.05mmol)及びトルエン37mlを量り入れた。密閉したオートクレーブ中に、水素を圧入して15バールとした。次いで、この反応混合物を140℃に加熱し、10時間撹拌した。反応が終了して冷却した後に、生成物が固形物として沈殿した。このバッチを水200mlで急冷したところ、生成物が溶解して2つの相が生じた。触媒を含む上相を、生成物を含む下相から分離した。反応水、未反応の出発材料及び揮発性成分をロータリーエバポレーターで116℃、12mbarで除去したところ、純粋な生成物が得られた。得られたオリゴマーの質量平均(RI)は1170g/molであり、分散度(Mw/Mn)は3.4であった。これは、オリゴマー(CH2CH2NH)nの平均鎖長n=27に相当する。色数は54であった。
Example 3
In a 250 ml autoclave equipped with a paddle stirrer, under inert conditions, 0.27 g (0.17 mmol) of [Ru (P n octyl 3 ) 4 (H) 2 ], the effluent from Example 1. 5 g, 230 mg (2.05 mmol) of potassium tert-butylate and 37 ml of toluene were weighed in. Hydrogen was pressed into a sealed autoclave to 15 bar. The reaction mixture was then heated to 140 ° C. and stirred for 10 hours. After the reaction was complete and cooled, the product precipitated as a solid. The batch was quenched with 200 ml of water and the product dissolved and two phases formed. The upper phase containing the catalyst was separated from the lower phase containing the product. The reaction water, unreacted starting materials and volatile components were removed on a rotary evaporator at 116 ° C. and 12 mbar to give a pure product. The obtained oligomer had a mass average (RI) of 1170 g / mol and a dispersity (Mw / Mn) of 3.4. This corresponds to an average chain length n = 27 of the oligomer (CH 2 CH 2 NH) n . The number of colors was 54.
実施例4
パドル型撹拌機を備えた250mlのオートクレーブに、不活性条件下で、[Ru(COD)Cl2]0.20g(0.71mmol)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド0.50g(2.9mmol)、1,2−ドデカンジオール12.1g(0.06mol)、1,3−プロピレンジアミン20.0g(0.27mol)、カリウム−tert−ブチラート0.50g(4.46mmol)及びトルエン34mlを量り入れた。この反応混合物を、密閉したオートクレーブ中で150℃で溶剤の固有圧下に20時間撹拌した。反応が終了して冷却した後に、この反応混合物に水5mlを添加して振盪したところ、トルエン中の生成物の溶液(50.0g)と、触媒の水溶液(12.66g)とが得られた。これらの相を互いに分離した。生成物相から、未反応の出発材料と揮発性成分とをロータリーエバポレーターで120℃、20mbarで除去したところ、純粋な生成物14.13gが得られた。得られたオリゴマーの質量平均(RI)は1470g/molであり、分散度(Mw/Mn)は3.9であった。これは、オリゴマー(CH2CH(C10H21)NHCH2CH2NH)nの平均鎖長n=6に相当する。色数は74であった。
Example 4
In a 250 ml autoclave equipped with a paddle stirrer, 0.20 g (0.71 mmol) of [Ru (COD) Cl 2 ], 0.50 g of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (2 0.9 mmol), 1,2-dodecanediol 12.1 g (0.06 mol), 1,3-propylenediamine 20.0 g (0.27 mol), potassium tert-butylate 0.50 g (4.46 mmol) and toluene 34 ml Weighed in. The reaction mixture was stirred in a sealed autoclave at 150 ° C. for 20 hours under the intrinsic pressure of the solvent. After the reaction was completed and cooled, 5 ml of water was added to the reaction mixture and shaken to obtain a product solution (50.0 g) in toluene and an aqueous catalyst solution (12.66 g). . These phases were separated from each other. From the product phase, unreacted starting materials and volatile components were removed on a rotary evaporator at 120 ° C. and 20 mbar to obtain 14.13 g of pure product. The obtained oligomer had a mass average (RI) of 1470 g / mol and a dispersity (Mw / Mn) of 3.9. This corresponds to an average chain length n = 6 of the oligomer (CH 2 CH (C 10 H 21 ) NHCH 2 CH 2 NH) n . The number of colors was 74.
実施例5
パドル型撹拌機を備えた250mlのオートクレーブに、不活性条件下で、[Ru(COD)Cl2]0.20g(0.71mmol)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド0.50g(2.9mmol)、1,2−ドデカンジオール12.1g(0.06mol)、1,3−プロピレンジアミン20.0g(0.27mol)、カリウム−tert−ブチラート0.50g(4.46mmol)及びトルエン34mlを量り入れた。密閉したオートクレーブ中に、水素を圧入して40バールとした。次いで、この反応混合物を150℃に加熱し、20時間撹拌した。反応が終了して冷却した後に、この反応混合物に水20mlを添加して振盪したところ、トルエン中の生成物の溶液と、触媒の水溶液とが得られた。これらの相を互いに分離した。生成物相から、未反応の出発材料と揮発性成分とをロータリーエバポレーターで120℃、20mbarで除去したところ、純粋な生成物11.97gが得られた。得られたオリゴマーの質量平均(RI)は1470g/molであり、分散度(Mw/Mn)は3.9であった。これは、オリゴマー(CH2CH(C10H21)NHCH2CH2NH)nの平均鎖長n=6に相当する。色数は21であった。
Example 5
In a 250 ml autoclave equipped with a paddle stirrer, 0.20 g (0.71 mmol) of [Ru (COD) Cl 2 ], 0.50 g of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (2 0.9 mmol), 1,2-dodecanediol 12.1 g (0.06 mol), 1,3-propylenediamine 20.0 g (0.27 mol), potassium tert-butylate 0.50 g (4.46 mmol) and toluene 34 ml Weighed in. Hydrogen was injected into the sealed autoclave to 40 bar. The reaction mixture was then heated to 150 ° C. and stirred for 20 hours. After the reaction was completed and cooled, 20 ml of water was added to the reaction mixture and shaken to obtain a product solution in toluene and an aqueous catalyst solution. These phases were separated from each other. From the product phase, unreacted starting materials and volatile components were removed on a rotary evaporator at 120 ° C. and 20 mbar to obtain 11.97 g of pure product. The obtained oligomer had a mass average (RI) of 1470 g / mol and a dispersity (Mw / Mn) of 3.9. This corresponds to an average chain length n = 6 of the oligomer (CH 2 CH (C 10 H 21 ) NHCH 2 CH 2 NH) n . The number of colors was 21.
比較例1
パドル型撹拌機を備えたオートクレーブに、不活性条件下で、[Ru(COD)(Cl)2]210g(0.36mmol)、トリホス0.22g(0.36mmol)、トリ−n−オクチルホスフィン0.2g(0.54mmol)、エタノールアミン10g(0.16mol)、カリウム−tert−ブチラート0.15g(1.3mmol)及びトルエン60gを量り入れた。次いで、この反応混合物を140℃に加熱し、20時間撹拌した。反応が終了して冷却した後に、このバッチを水10mlと混合した。上相を、生成物を含む下相から分離した。次いで、水、未反応の出発材料及び揮発性成分をロータリーエバポレーターで110℃、12mbarで除去したところ、純粋な生成物6.5gが得られた。色数は871であった。
Comparative Example 1
In an autoclave equipped with a paddle type stirrer, 10 g (0.36 mmol) of [Ru (COD) (Cl) 2 ] 2 , 0.22 g (0.36 mmol) of triphos, tri-n-octylphosphine under inert conditions 0.2 g (0.54 mmol), ethanolamine 10 g (0.16 mol), potassium tert-butylate 0.15 g (1.3 mmol) and toluene 60 g were weighed in. The reaction mixture was then heated to 140 ° C. and stirred for 20 hours. After the reaction was complete and cooled, the batch was mixed with 10 ml of water. The upper phase was separated from the lower phase containing the product. Water, unreacted starting material and volatile components were then removed on a rotary evaporator at 110 ° C. and 12 mbar to give 6.5 g of pure product. The number of colors was 871.
Claims (30)
(ii)脂肪族ジアミンもしくは脂肪族ポリアミンと脂肪族ジオールもしくは脂肪族ポリオールとを、
水の脱離下に、均一系触媒の存在下で、かつ水素ガスの存在下で反応させることを特徴とする方法。 In the process for producing a polyalkylene polyamine by homogeneous contact amination of alcohol, (i) aliphatic amino alcohols or
(Ii) an aliphatic diamine or aliphatic polyamine and an aliphatic diol or aliphatic polyol;
A method characterized by reacting in the presence of a homogeneous catalyst and in the presence of hydrogen gas under the elimination of water.
a)印刷インキのための定着剤、
b)複合フィルムにおける接着促進剤、
c)接着剤のための凝集促進剤、
d)樹脂のための架橋剤/硬化剤、
e)塗料におけるプライマー、
f)分散液塗料のための湿潤密着性促進剤、
g)錯化剤及び凝集剤、
h)木材の保護における浸透助剤、
i)防食剤、
j)タンパク質及び酵素の固定化剤
としての、請求項26から29までのいずれか1項に記載のポリアルキレンポリアミンの使用。 The following:
a) fixing agents for printing inks,
b) an adhesion promoter in the composite film;
c) an aggregation promoter for adhesives,
d) a crosslinker / curing agent for the resin,
e) primer in paint,
f) a wet adhesion promoter for the dispersion paint;
g) complexing agents and flocculants,
h) penetration aids in the protection of wood,
i) anticorrosive,
j) Use of the polyalkylene polyamine according to any one of claims 26 to 29 as a protein and enzyme immobilization agent.
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