JP2017504587A

JP2017504587A - Ｎ，ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体

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Publication number: JP2017504587A
Application number: JP2016538664A
Authority: JP
Inventors: イェグリシュテファニー; シャラクモニカ; パンチェンコアレクサンダー; シュミットトーマス; ヨハン−ペーター　メルダー; メルダーヨハン−ペーター
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2017-02-09
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Abstract

本発明は、式（Ｉ）の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体自体、２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体の製造方法、２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体の、エポキシ樹脂用の硬化剤として、トリイソシアナートの製造の際の中間生成物として、ポリエーテロール用の開始剤として及び／又はポリアミド製造用のモノマーとしての使用、式（Ｉ）の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体から誘導されたトリイソシアナート並びにトリイソシアナートの製造方法に関する。

Description

本発明は、式（Ｉ）

の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体自体、２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体の製造方法、エポキシ樹脂用の硬化剤として、トリイソシアナートの製造の際の中間生成物として、ポリエーテロール用の開始剤として及び又はポリアミド製造用のモノマーとしての２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体の使用、式（Ｉ）の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体から誘導されたトリイソシアナート並びにこのトリイソシアナートの製造方法に関する。

脂肪族ニトリルを水素及び触媒の存在で水素化して相応するアミンにすることができることは一般に公知である。このような水素化法は、β−アミノニトリルについても、アミノアセトニトリル（ＡＡＮ）又はエチレンジアミンジアセトニトリル（ＥＤＤＮ）のような多様なα−アミノニトリルについても、エチレンジアミン（ＥＤＡ）又はトリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）のような相応するアミンの製造のために公知である。更に、β−アミノニトリルの水素化は一般に問題なく進行するが、α−アミノニトリルの水素化は、使用されたニトリルのＣ−ＣＮ結合又は水素化により得られたアミンのＨ₂Ｎ−Ｃ結合の水素化分解のような多数の欠点の出現と結びついている。「Handbook of Heterogeneous Catalytic Hydrogenation for Organic Synthesis」（John Wiley & Sons, New York, 2001、173-275頁）は、１−シクロヘキシル−２，５−ジシアノ−２，５−ジメチルピロリジンのような環状α−アミノニトリルに基づくα−アミノニトリルの水素化の問題を示す。

EP 382508は、回分法としてのニトリロトリアセトニトリル（ＮＴＡＮ）の水素化方法を記載している。連続式の方法は、ここでは明確に排除されている。

WO 2008/080755も同様に、ＮＴＡＮの水素化を記載している。しかしながら、この場合、アンモニアの存在で作業している、というのもWO 2008/080755によると、これにより第１級アミンだけが得られるためである。

US 8227641には、相応する多官能性ニトリルの水素化による多官能性アミンの製造が記載されていて、この場合、水素化はアルコール、水又は水／アルコール混合物及びアンモニアの存在で実施される。

WO 2008/104553は、トリエチレンテトラアミン（ＴＥＴＡ）の製造方法に関し、ここでは、エチレンジアミンジアセトニトリル（ＥＤＤＮ）を触媒及び溶媒の存在で水素化する。更に、ＥＤＤＮは、アミノニトリル混合物の成分としても存在し、この混合物は更にエチレンジアミンモノアセトニトリル（ＥＤＭＮ）を含み、ここで、ＥＤＭＮから水素化によりジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）が得られる。ＴＥＴＡ及びＤＥＴＡは、両方の場合に、非環式の（線状の）エチレンアミンである。

２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）１，２−プロパンジアミン（ここではＭＧＴＡという）の本発明による製造方法で使用される相応するメチルグリシンニトリルＮ，Ｎ−ジアセトニトリル（ここではＭＧＤＮという）は、すでにUS 5849950から公知である。ここでは、ＭＧＤＮの製造自体が記載されていて、ここで、アルファ−アラニンニトリルをホルムアルデヒド及び青酸（ＨＣＮ）と反応させる。しかしながら、相応するアミノメチル化合物（ＭＧＴＡ）の獲得下でのこの方法の際に得られる生成物の場合による水素化は、この文献には開示されていない。先行技術では、なお多数の他の文献が公知であり、これらの文献は、例えばEP 1881957のように、ＭＧＤＮの全体的な製造方法が記載されている。しかしながら、ＭＧＤＮからＭＧＴＡへの水素化は、これらの文献のいずれにも記載又は示唆されていない。

EP 375279では、アジリジン環の開環により生じるアルキレンアミンの製造が記載されている。EP 375279の式（ＩＩＩ）によると、式（Ｉ）の本発明による２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体も、式（ＩＩＩ）において、Ｒ¹＝メチル又はエチル、Ｒ²＝Ｈ、Ｒ³及びＲ⁴＝Ｃ₂〜Ｃ₄−アミノアルキル基及びｎ＝１の場合には、EP 375279の式（ＩＩＩ）に当てはまることになる。ただし、Yusin, A. et al.著、「Aziridines and Epoxides in Organic Synthesis」、ED- Wiley- VCH; Weinheim, Germany 2006並びにChernitskij K. et al著、Zhurnal Obshchei Khimii, 60(3), 617-25; 1990 「Nucleophilic cleavage and formation of saturated heterocycles. X. Reactivity of 2-methylaziridine in aminolysis reaction」から、開環反応の際に少なくとも立体障害Ｃ原子に求核攻撃の反応が行われ、その結果、EP 375279の式ＩＩＩの場合にはＲ¹は好ましくは水素であり、Ｒ²は相応してメチル又はエチルであることは公知である。従って、EP 375279に記載された方法から、式（Ｉ）の本発明による２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−ジアミノアルキル誘導体を得ることはできない。

US 3527757は、同様に、アジリジン環の、第１級又は第２級アミンとの反応を開示している。式（Ｉ）の本発明による２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミンは、しかしながら、この方法によって得ることはできない、というのも、少なくとも立体障害炭素原子に攻撃が行われるので、本発明による目的生成物は得られないことが期待される。

２つ又は３つの第１級アミノ官能基を有する化合物（「ジアミン」又は「トリアミン」）は、多数の用途、例えばエポキシ樹脂の場合の硬化剤として又はジイソシアナート又はトリイソシアナートの製造のために使用することができる。使用したポリアミンの構造は、このポリアミンから製造されたポリマー材料の特性、例えば耐候性、耐加水分解性、耐化学薬品性、耐光性、電気特性並びに機械特性に影響を及ぼすことができる。しかしながら、この構造は、相応するポリマー材料へのポリアミンの加工性及び加工、例えばエポキシ樹脂の硬化に影響を及ぼすこともできる。

従って、本発明の課題は、エポキシ樹脂の硬化のために使用することができかつポリアミン製造の際に新たな特性プロフィールを有する３つの第１級アミノ官能基を有する化合物を提供することである。本発明の他の課題は、できるだけ高い収率でかつ選択的に、２位でアルキル化されている２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン、例えば２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミン（ＭＧＴＡ）を製造することを可能にする方法を提供することである、というのも公知のプロピルイミンを介した開環は、優先的に、最大限で１位でアルキル化されていて、かつ従って本発明による化合物の位置異性体であるＮ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミンを得ることができるためである。

更に、特にＭＧＴＡの製造の際に、障害となる副生成物、例えば２−ピペラジン−１−イル−プロパン−１−アミンの製造を低減するべきである。

これらの課題は、一般式（Ｉ）

［式中、
Ｒ¹は、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される］の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体により解決される。

式（Ｉ）の本発明による化合物において、Ｒ¹は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチルの群から選択され、かつＲ²は、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチルの群から選択される場合が好ましい。

式（Ｉ）の本発明による化合物において、Ｒ¹はメチルであり、かつＲ²は水素である場合が好ましい。

本発明の他の主題は、式（Ｉ）の化合物の製造方法であり、ここで、２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体は、式（ＩＩ）

［式中、
Ｒ¹は、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される］の相応する２−［Ｎ，Ｎ−（ビス−１−シアノアルキル）アミノ］アルキルニトリルから、触媒及び水素の存在で水素化することにより製造される。

好ましくは、Ｒ¹≠Ｈである本発明の化合物が好ましく、この場合、水素化は連続的に実施され、かつアンモニアの遮断下で作業される。

本発明の他の主題は、式（Ｉ）の化合物の製造方法であり、ここで、２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体は、式（ＩＩａ）

［式中、
Ｒ^1aは、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基及び水素の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される
］の相応する２−［Ｎ，Ｎ−（ビス−１−シアノアルキル）アミノ］アルキルニトリルから、
触媒及び水素の存在で水素化することにより製造され、ここでこの方法は連続的にかつアンモニアの遮断下で実施される。

この２つの本発明による方法は、活性種として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔの群から選択される１つ以上の元素を含むような触媒を触媒として使用する場合が好ましい。

この２つの本発明による方法は、触媒としてラネーニッケル触媒又はラネーコバルト触媒を使用する場合が好ましい。

この２つの本発明による方法は、使用される触媒が、助触媒としてＭｏ、Ｃｒ又はＦｅの元素の少なくとも１つを含むラネーコバルト触媒である場合が好ましい。

この２つの本発明による方法は、水素化を、アミド、芳香族炭化水素、アルコール、アミン、エステル及びエーテルの群から選択される溶媒中で実施する場合が好ましい。

この２つの本発明による方法は、６０〜１８０℃の範囲内の温度及び４０〜３００ｂａｒの範囲内の圧力で水素化する場合が好ましい。

この２つの本発明による方法は、メチルグリシンニトリルジアセトニトリル（ＭＧＤＮ）をＮ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミン（ＭＧＴＡ）に水素化する場合が好ましい。

この２つの本発明による方法は、メチルグリシンニトリルジアセトニトリル（ＭＧＤＮ）とＮＴＡＮとを純粋な結晶形で使用する場合が好ましい。

本発明の別の主題は、エポキシ樹脂用の硬化剤として、トリイソシアナートの製造の際の中間生成物として、ポリエーテロールの製造の際の開始剤として及び／又はポリアミド製造のためのモノマーとしての、式（Ｉ）の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体の使用である。

本発明の別の主題は、一般式（ＩＩＩ）

［式中、
Ｒ¹は、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基及び水素の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される
］のトリイソシアナートである。

本発明によるトリイソシアナートにおいて、Ｒ¹はメチルであり、かつＲ²は水素である場合が好ましい。

本発明の別の主題は、本発明によるトリイソシアナートの製造方法であり、この場合、式（Ｉ）の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体をホスゲンと反応させる。

式（Ｉ）

［式中、
Ｒ¹は、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される
］の本発明による２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミンにおいて、Ｒ¹は、好ましくは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチルの群から選択され、特に好ましくはメチル及びエチルであり、殊に好ましくはメチルである。

Ｒ²は、式（Ｉ）において、好ましくは、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチルの群から選択され、特に水素、メチル及びエチルであり、殊に好ましくは水素である。

好ましい化合物は、Ｒ¹はメチルでありかつＲ²は水素である、Ｒ¹はメチルでありかつＲ²はメチルである、並びにＲ¹はメチルでありかつＲ²はエチルであるの群から選択され、殊に、Ｒ¹はメチル及びＲ²は水素である化合物（Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミン（ここではＭＧＴＡという））が好ましい。

式（Ｉ）の化合物の本発明による製造方法は、一般に、式（ＩＩ）

［式中、Ｒ¹及びＲ²は上述の意味を示す］の化合物の、水素化触媒の存在での水素との反応により行われる。好ましくは、式（ＩＩ）の化合物を使用する水素化法は、アンモニアなしでかつ連続的に実施される。

上述の方法の特別な実施態様の場合に、この水素化は、アンモニアの不存在で、かつ連続式の方法として実施され、ここで式（ＩＩａ）

［式中、
Ｒ^1aは、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基及び水素の群から選択され、かつ
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される］の化合物が使用される。

しかしながら、式（ＩＩ）の化合物を使用する方法が好ましい。

式（Ｉ）の本発明による２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体は、好ましくは、高い転化率及び／又は高い選択率で製造することができる。副生成物、例えば相応する２−ピペラジン−１−イル−アルキル−１−アミン誘導体又は２−（２，６−ジアルキル）ピペラジン−１−イル−アルキル−１−アミン−誘導体は、少量で生じるだけであるか、又は製造パラメータ、例えば圧力、温度又は触媒の制御により更に低減することができる。特に、相応するＮ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミン自体（ＭＧＴＡ）の獲得下でのＭＧＤＮの水素化は、好ましくは６０％の、特に好ましくは＞６５％の高い選択率で実施することができる。

本発明による２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体を得る水素化の際に、一般に、Ｎ，Ｎ−（ビス−２−シアノアルキル）−１，２−アルキルジニトリル１モル当たり少なくとも６モルの水素が必要である。しかしながら、この方法は、過剰量の水素を用いて実施することもできる。

水素化を実施する温度は、６０〜１８０℃、好ましくは８０〜１４０℃、特に１００〜１３０℃の範囲内である。

水素化の際にとりまく圧力は、一般に４０〜３００ｂａｒ、好ましくは４０〜２４０ｂａｒ、特に好ましくは８０〜２００ｂａｒである。

好ましい実施態様の場合に、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物は、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物が水素化の際に水素と反応する速度を超えない速度で水素化に供給される。

この供給速度は、好ましくは完全な反応が達成されるように調節することができる。これは、温度、圧力、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物の種類、触媒の量及び種類、反応媒体の量及び種類、反応器内容物の混合状態、滞留時間などによって影響される。

本発明による方法は、触媒の存在で実施される。触媒として、実際にニトリル水素化のための当業者に公知の全ての触媒を使用することができる。ニトリル官能基の水素化により本発明による式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物を得る触媒として、従って、例えば、活性種として、周期表の第８副族の１種以上の元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、好ましくはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ又はＲｈ、特に好ましくはＣｏ又はＮｉを含む触媒を使用することができる。

その中には、１種以上の活性種を酸素含有化合物の形で含むいわゆる酸化物系触媒、及び、水素化活性金属と他の成分（好ましくはＡｌ）との合金の溶出（活性化）により得られるいわゆる骨格触媒（ラネー（登録商標）タイプとも言われる；以後ラネー触媒とも言う）が含まれる。これらの触媒は、付加的に１種以上の助触媒を含んでいてもよい。

特に好ましい実施態様の場合に、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物の水素化の際に、ラネー触媒、好ましくはラネーコバルト触媒又はラネーニッケル触媒、特に好ましくは助触媒としてＭｏ、Ｃｒ又はＦｅの元素の少なくとも１種を含むラネーコバルト触媒が使用される。このラネーコバルト触媒は、つまりこれらの元素の少なくとも１つでドープされている。

これらの触媒は、非担持触媒として又は担持させて使用されていてもよい。担体として、好ましくは、金属酸化物、例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、金属酸化物の混合物、又は炭素（活性炭、カーボンブラック、黒鉛）が使用される。

酸化物系触媒は、使用の前に、反応器の外側で又は反応器内で、高温で、水素含有ガス流中で金属酸化物の還元により活性化される。触媒を反応器の外側で還元する場合、その後に空気による制御されない酸化を避けかつ安全な取り扱いを可能とするために、酸素含有ガス流によるパッシベーション又は不活性材料中への埋め込みを行うことができる。不活性材料として、有機溶媒、例えばアルコール、さらには水又はアミン、好ましくは反応生成物を使用することができる。活性化の際の例外は、例えばEP-A 1 209 146に記載されているように、水性塩基を用いた溶出により活性化することができる骨格触媒である。

実施される方法（懸濁水素化、流動層法、固定床水素化）に応じて、これらの触媒は、粉末、破片又は成形体（好ましくは押出物又はタブレット）として使用される。

特に好ましい固定床触媒は、EP-A1 742 045に開示された、Ｍｎ、Ｐ及びアルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）でドープされたコバルト非担持触媒である。この触媒の触媒活性材料は、水素を用いた還元の前に、それぞれ酸化物として算定して、コバルト５５〜９８質量％、特に７５〜９５質量％、リン０．２〜１５質量％、マンガン０．２〜１５質量％及びアルカリ金属、特にナトリウム０．０５〜５質量％からなる。

他の適切な触媒は、EP-A 963 975に開示された触媒であり、この触媒活性材料は、水素を用いた処理の前に、ＺｒＣＯ₂ ２２〜４０質量％、ＣｕＯとして算定した銅の酸素含有化合物１〜３０質量％、ＮｉＯとして算定したニッケルの酸素含有化合物１５〜５０質量％（ここで、Ｎｉ：Ｃｕのモル比は１より大）、ＣｏＯとして算定したコバルトの酸素含有化合物１５〜５０質量％、Ａｌ₂Ｏ₃又はＭｎＯ₂として算定した、アルミニウム及び／又はマンガンの酸素含有化合物０〜１０質量％を含みかつモリブデンの酸素含有化合物を含まず、例えばこの文献に開示された、ＺｒＯ₂として算定したＺｒ３３質量％、ＮｉＯとして算定されたＮｉ２８質量％、ＣｕＯとして算定したＣｕ１１質量％及びＣｏＯとして算定したＣｏ２８質量％の組成を含む触媒Ａである。

更に、EP-A 696 572で公知の触媒が適していて、この触媒活性材料は、水素を用いた処理の前に、ＺｒＯ₂ ２０〜８５質量％、ＣｕＯとして算定した銅の酸素含有化合物１〜３０質量％、ＮｉＯとして算定したニッケルの酸素含有化合物３０〜７０質量％、ＭｏＯ₃として算定したモリブデンの酸素含有化合物０．１〜５質量％、及びＡｌ₂Ｏ₃又はＭｎＯ₂として算定したアルミニウム及び／又はマンガンの酸素含有化合物０〜１０質量％を含む。例えば、この文献中で具体的に開示された、ＺｒＯ₂ ３１．５質量％、ＮｉＯ５０質量％、ＣｕＯ１７質量％及びＭｏＯ₃ １．５質量％の組成を含む触媒が例示されている。同様に、WO-A-99/44984に記載された、（ａ）鉄又は鉄を基礎とする化合物又はそれらの混合物、（ｂ）（ａ）を基準として０．００１〜０．３質量％のＡｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖの群から選択される２、３、４又は５種の元素を基礎とする助触媒、（ｃ）（ａ）を基準として０〜０．３質量％のアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を基礎とする化合物、並びに（ｄ）（ａ）を基準として０．００１〜１質量％のマンガンを含む触媒が適している。

懸濁法のために好ましくはラネー触媒が使用される。ラネー触媒の場合に、活性触媒は、「金属スポンジ」として二成分合金（アルミニウム又はケイ素を有するニッケル、鉄、コバルト）から酸又は苛性アルカリ液による合金相手の溶出により製造される。当初の合金相手の残りは、しばしば相乗的に作用する。

本発明による方法で使用されるラネー触媒は、好ましくは、コバルト又はニッケル、特に好ましくはコバルトと、アルカリ中に溶解可能な他の合金成分との合金から出発して製造される。この可溶性合金成分において、好ましくはアルミニウムが使用されるが、亜鉛及びケイ素のような他の成分又はこれらの成分の混合物を使用することもできる。

ラネー触媒の活性化のために、可溶性の合金成分を完全に又は部分的にアルカリによって抽出し、このために例えば水性苛性ソーダ液を使用することができる。この触媒を、次いで例えば、水又は有機溶媒で洗浄することができる。

この触媒において、個々の又は複数の他の元素は助触媒として存在していてもよい。助触媒の例は、周期表の副族ＩＢ、ＶＩＢ及び／又はＶＩＩＩの金属、例えばクロム、鉄、モリブデン、ニッケル、銅などである。可溶性成分（一般的にはアルミニウム）の溶出による触媒の活性化は、反応器自体の中で又は反応器中に充填する前に行うことができる。予め活性化された触媒は、空気に敏感でありかつ発火性であり、従って、一般に、例えば水、有機溶媒又は本発明による反応の際に添加される物質（溶媒、出発材料、生成物）のような媒体に貯蔵して取り扱うか又は室温で固体の有機化合物中に埋め込まれる。

好ましい実施態様の場合に、本発明により、Ｃｏ／Ａｌ合金からアルカリ金属水酸化物水溶液、例えば苛性ソーダ液を用いた溶出及び引き続き水を用いた洗浄により得られ、かつ助触媒としてＦｅ、Ｎｉ又はＣｒの元素の少なくとも１種を含むラネーコバルト骨格触媒が使用される。

このような触媒は、一般に、コバルトの他に、更にＡｌ１〜３０質量％、特にＡｌ２〜１２質量％、更に特にＡｌ３〜６質量％、Ｃｒ０〜１０質量％、特にＣｒ０．１〜７質量％、更に特にＣｒ０．５〜５質量％、殊にＣｒ１．５〜３．５質量％、Ｆｅ０〜１０質量％、特にＦｅ０．１〜３質量％、更に特にＦｅ０．２〜１質量％及び／又はＮｉ０〜１０質量％、特にＮｉ０．１〜７質量％、更に特にＮｉ０．５〜５質量％、殊にＮｉ１〜４質量％を含み、これらの質量の表示はそれぞれ触媒の全質量を基準とする。

本発明による方法において触媒として、例えば好ましくはW. R. Grace & Co.社のコバルト骨格触媒「Raney 2724」を使用することができる。この触媒は次の組成を有する：
Ａｌ：２〜６質量％、Ｃｏ：≧８６質量％、Ｆｅ：０〜１質量％、Ｎｉ：１〜４質量％、Ｃｒ：１．５〜３．５質量％。

同様に、本発明の場合に、Ｎｉ／Ａｌ合金からアルカリ金属水酸化物水溶液、例えば苛性ソーダ液を用いた溶出及び引き続き水を用いた洗浄により得られ、かつ好ましくは助触媒としてＦｅ、Ｃｒの元素の少なくとも１種を含むニッケル骨格触媒を使用することができる。

このような触媒は、典型的には、ニッケルの他に、Ａｌ１〜３０質量％、特にＡｌ２〜２０質量％、更に特にＡｌ５〜１４質量％、Ｃｒ０〜１０質量％、特にＣｒ０．１〜７質量％、更に特にＣｒ１〜４質量％、及び／又はＦｅ０〜１０質量％、特にＦｅ０．１〜７質量％、更に特にＦｅ１〜４質量％を含み、これらの質量の表示はそれぞれ触媒の全質量を基準とする。

これらの触媒は、場合により、活性及び／又は選択率が低下した場合に、当業者に公知の方法、例えばWO 99/33561及びここに引用された文献に開示された方法によって再生することができる。

触媒の再生は、本来の反応器中で（in situ）又は取り外した触媒について（ex situ）実施することができる。固定床法の場合には、好ましくはin situで再生され、懸濁法の場合には、好ましくは触媒の一部を連続的に又は不連続的に取り出し、ex situで再生して、戻す。

本発明による方法は、溶媒の存在で実施することができる。溶媒として、原則として、当業者に公知の全ての溶媒が適していて、ここで溶媒は、好ましくは式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物に対して不活性に挙動する。

可能な溶媒は、有機溶媒、例えば、アミド、例えばＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）及びジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、芳香族及び脂肪族炭化水素、例えばトルエン、アルコール、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、ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール及びｔｅｒｔ−ブタノール、アミン、例えばＥＤＡ又はエチルアミン及びアンモニア、エステル、例えば酢酸メチルエステル又は酢酸エチルエステル、及びエーテル、例えばジイソプロピルエーテル、ジイソブチルエーテル、グリコールジメチルエーテル、ジグリコールジメチルエーテル、ジオキサン及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）である。

好ましくは、溶媒は、アミド、芳香族炭化水素、アルコール、アミン、エステル又はエーテルである。更に好ましくは、本発明による方法の場合にエーテル、更により好ましくは環状エーテル、特に好ましくはテトラヒドロフランが使用される。

この溶媒は、通常では、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の使用された化合物に対して０．１：１〜１５：１の質量比で使用される。水素化を実施する溶液中の式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物の濃度は、適切な供給速度又は滞留時間を生じることができるように選択するのが好ましい。好ましくは式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物は、５〜５０質量％が溶媒と混合される。特に好ましい溶媒のテトラヒドロフランに対して、例えば、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物を、この溶媒を基準として１０〜４０質量％使用することが好ましい。

式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物と水素との触媒の存在での反応は、接触反応のために通常適した反応容器中で、固定床運転法、流動層運転法、懸濁運転法によって連続式、半連続式、又は不連続式で実施することができる。水素化の実施のために、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物及び触媒が加圧下で水素と接触することができる反応容器が適している。

懸濁運転法での水素化は、攪拌型反応器、ジェットループ型反応器、ジェットノズル型反応器、泡鐘塔型反応器又はこの種の同じ又は異なる反応器のカスケード中で実施することができる。

固定床触媒での水素化は、好ましくは１つ以上の管型反応器、更にまた管束型反応器中で行われる。

ニトリル基の水素化は、熱の発生下で行われ、この熱は一般に搬出しなければならない。排熱は、組み込まれた熱伝達面、冷却ジャケット又は反応器の周囲を循環する外側に置かれた伝熱体によって行うことができる。水素化反応器又は水素化反応器カスケードは、直線的通路の形で運転することができる。これとは別に、反応器搬出物の一部を反応器入口に、好ましくは循環流を予め後処理することなく返送する循環運転法も可能である。

特に、循環流を、外部の伝熱体によって簡単にかつ低コストで冷却し、従って反応熱を搬出することができる。

反応器は断熱的に運転することもできる。反応器の断熱的運転の場合、反応混合物中の温度上昇は、供給物の冷却又は「冷たい」有機溶媒の供給によって制限することができる。

反応器自体を冷却する必要がないため、簡単でかつ低コストの構造様式が可能である。別の選択肢は、冷却された管束型反応器（固定床の場合にだけ）である。両方の運転法を組み合わせることも考えられる。この場合に、好ましくは固定床反応器を懸濁反応器の後方に配置する。

触媒は、固定床の形で配置することができ（固定床運転法）又は反応混合物の形で懸濁させることもできる（懸濁運転法）。

特に好ましい実施態様の場合に、この触媒は、水素化されるべき混合物中に懸濁される。

選択された溶媒中での水素化触媒の沈殿速度は低い場合が好ましく、これは１０秒内で沈殿しないことを意味し、それにより触媒は良好に懸濁したままに保つことができる。使用される触媒の粒子サイズは、従って、懸濁法の場合に、好ましくは０．１〜５００μｍ、特に１〜１００μｍである。

式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物の水素化を懸濁運転法で連続式に実施する場合、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物を、好ましくは連続的に反応器に供給し、反応器から連続的に、水素化生成物の（Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体を含む流を取り出す。

この連続式の懸濁運転法の場合、式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物の供給を伴うセミバッチ運転法が好ましい。

触媒の量は、好ましくは、全体の反応混合物を基準として、１〜６０質量％、特に好ましくは５〜４０質量％、更に特に好ましくは２０〜３０質量％である。

反応器中の滞留時間は、不連続式懸濁運転法の場合に、好ましくは０．１〜６時間、特に好ましくは０．５〜２時間である。

反応器中の滞留時間は、連続式懸濁運転法の場合に、好ましくは０．１〜６時間、特に好ましくは０．５〜２時間である。

触媒空間速度は、連続式懸濁運転法又はセミバッチ法の場合に、触媒１ｋｇ及び１時間当たり式（ＩＩ）又は（ＩＩａ）の化合物０．１〜５ｋｇ、好ましくは０．２〜２ｋｇ、特に好ましくは０．３〜１ｋｇである。

この反応を懸濁運転法で攪拌反応器中で実施する場合、攪拌機に関する電力入力は好ましくは０．１〜１００ｋＷ／ｍ³である。

使用された触媒は、濾過、遠心分離又はクロスフロー濾過により分離することができる。この場合、当初の触媒量の摩耗及び／又は失活による損失分を、新たな触媒の添加で補償する必要がある。

この水素化に引き続き、水素化からの搬出物を場合により更に後処理することができる。触媒は、当業者に公知の方法で分離することができる。一般に、触媒の分離の後に、水素化の間に存在する水素を分離する。

水素の分離は、好ましくは、水素化を実施する圧力を、水素がガス状であり、反応搬出物中の他の成分は液相で存在する値に低下させることにより行われる。好ましくは、反応搬出物は、好ましくは６０〜３２５ｂａｒ、特に好ましくは１００〜２８０ｂａｒ、更に特に好ましくは１７０〜２４０ｂａｒの水素化圧力から、容器中で５〜５０ｂａｒの圧力に放圧される。この容器の頂部では、水素、場合によりアンモニア並びに場合により少量の蒸発した低沸点物又は溶媒、例えばＴＨＦが得られる。

反応搬出物中に場合により存在する溶媒は、一般に、同様に蒸留により分離することができる。特に、本発明によるＮ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体は、当業者に公知の方法により反応生成物から単離することができる。

本発明は、更に、エポキシ樹脂用の硬化剤として、トリイソシアナートの製造の際の中間生成物として、ポリエーテロールの製造の際の開始剤として及び／又はポリアミド製造のためのモノマーとしての式（Ｉ）の化合物の使用に関する。

式（Ｉ）の化合物は、エポキシ樹脂用の代替の硬化剤であり、エポキシ樹脂の調製及び加工の際の新規の方法を可能にし、かつエポキシ樹脂の特性スペクトルの調節のために使用することができる。式（Ｉ）の本発明による化合物は、エポキシ樹脂用の硬化剤として、急速な硬化時間及び高いガラス転移温度を示し、これは接着剤、床材及び樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）での適用のために特に適して使用される。

式（Ｉ）の化合物は、下記の一般式（ＩＩＩ）

の相応するトリイソシアナートの製造の際の中間生成物としても使用することができる。

一般式（ＩＩＩ）中で、Ｒ¹及びＲ²のようなそれぞれの基は、一般式（Ｉ）について上記に定義されたものと同じ意味を示す。

このトリイソシアナートは、耐光性ポリウレタンの製造のため、例えば塗料又は被覆として適していて、かつその構造に基づいて、新たな調製方法及びそれにより新たな興味深い特性プロフィールへの到達を提供する。このトリイソシアナートは、例えば式（Ｉ）の化合物をホスゲンと反応させることにより得られる。

式（Ｉ）の化合物は、ポリエーテロールの製造の際の開始剤としても使用することができる。式（Ｉ）の化合物は、ＣＨ酸性化合物であり、この化合物は塩基を用いて脱プロトンすることができ、後続するアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド及び／又はブチレンオキシドに付加することができる。

アルコキシル化されたトリアミンは、例えばＰＵＲ製造における触媒として使用することができる。

式（Ｉ）の化合物は、ポリアミドの製造の際のモノマーとして使用することができる。式（Ｉ）の化合物は、例えばジカルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸、テレフタル酸及び／又はフタル酸と反応してポリマーにすることができる。

従って、本発明の他の主題は、一般式（ＩＩＩ）

のトリイソシアナートでもあり、ここで、Ｒ¹及びＲ²は、式（Ｉ）と同じ意味を示し、かつ好ましい態様及び特に好ましい態様は、式（Ｉ）からのＲ¹及びＲ²についてと同様である。

従って、本発明の他の主題は、上記の定義によるトリイソシアナートの製造方法でもある。

相応するトリアミンから、例えばホスゲンとの反応によるトリイソシアナートの製造方法は、当業者に公知であるため、当業者はこの方法を相応して適用することができる。

本発明の場合に、トリイソシアナートは、好ましくは、式（Ｉ）の相応する化合物をホスゲンと反応させることにより製造される。好ましくは、この場合、Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミン（ＭＧＴＡ）を使用し、場合により、式（Ｉ）のこのような化合物の２種以上の混合物も使用することができる。

次に、本発明を実施例によって説明する。

実施例１
Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミンの製造（セミバッチ式）
バッフル及びディスク型攪拌機を備えた２７０ｍｌのオートクレーブ中に（乾燥）ラネーコバルト５ｇ及びＴＨＦ４０ｇを装入した。オートクレーブを１２０℃に加熱し、水素を１００ｂａｒの全体圧力にまで圧入した。２時間の間に、ＴＨＦ９０ｇ中の純粋なＭＧＤＮ１０ｇからなる混合物を供給した。この反応混合物を、更に６０分間反応条件下で攪拌した。転化率及び選択率を、ＧＣ分析（ＧＣカラム：ＤＢ１、長さ＝３０ｍ、内径＝０．３２ｍｍ、膜厚＝１μｍ−開始温度８０℃及び温度勾配１０℃／ｍｉｎで２８０℃−キャリアガス＝ヘリウム−ＦＩＤ検出器）によって決定し、面積％で表した。

水素化搬出物は、Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミン６１％、下記に示す式（１）のピペラジン誘導体１５％、下記に示す式（２）のアミノピペラジン誘導体７．５％、下記に示す式（３）のデヒドロピペラジン誘導体８％を含んでいた。残りは未知の副成分であった。

実施例２
Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミンの製造（連続式）
バッフル及びディスク型攪拌機を備えた２７０ｍｌのオートクレーブ中に（乾燥）ラネーコバルト７ｇ及びＴＨＦ４０ｇ中の２５％の水性苛性ソーダ液０．１ｇを装入した。連続的に水素１５ＮＬ／ｈを供給した。ＴＨＦ９０ｇ中の純粋ＭＧＤＮ１０ｇからなる混合物５０ｇを、１時間当たり連続的に１９０ｂａｒで圧送した。反応器中の温度は１２０℃であった。この触媒を、５００ｎｍの細孔直径の燒結金属フリットを介した連続的濾過により反応搬出物から分離した。この搬出物を、調整弁を介して放圧した。後方に配置された相分離器中で引き続き水素を分離した。この条件下で、１００％の転化率が達成され、かつＮ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミンの収率は、粗製搬出物中の生成物含有率の計算の下で７０％であった。全体で、ＭＧＤＮ３００ｇを使用しかつ６０時間にわたり選択率は一定に維持された。本発明による生成物（ＭＧＴＡ７０％）の他に、この水素化搬出物は、上述の式（１）の化合物６％、上述の式（２）の化合物５．５％、及び上述の式（３）の化合物４％を含んでいた。水素化搬出物の残りは、未知の副成分であった。

粗製反応混合物の一部を、回転蒸発器中で濃縮し、ビグリューカラムを介して＜０．５ｍｂａｒで蒸留した。９５℃で、生成物を塔頂から留去した。生成物のＮ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミンが８５％の純度で得られた。

この生成物を、ＧＣ−ＭＳ及びＮＭＲで特性決定した。
¹³Ｃ−ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ、ＴＨＦ）：５８．７３、５３．７３、４６．３７、４１．８５、３１．２５。
ＧＣ−ＭＳ：ＤＢ１カラム、３０ｍ、０．３２ｍｍ、１μｍ；開始温度８０℃、温度勾配１０℃／ｍｉｎで２８０℃−反応時間１０．１１ｍｉｎ（９３．３面積％）。ＧＣ−ＭＳの条件は、実施例１と同様である。

エポキシ樹脂系での使用のための例
実施例３
反応樹脂材料の製造及び活性プロフィールの調査
相互に比較すべき調製物を、アミンの化学量論量の、ビスフェノールＡ−グリシジルエーテルを基礎とするエポキシ樹脂（EEW 182）との混合により製造し、すぐに調査した。

アミンのエポキシ樹脂との活性プロフィールの調査のための流動学的測定を、プレート直径１５ｍｍ及び間隔０．２５ｍｍの、剪断応力制御されたプレート−プレート式レオメータ（MCR 301, Anton Paar）で多様な温度で実施した。

調査３ａ）新たに製造した反応樹脂材料の、定義された温度で１０，０００ｍＰａ・ｓの粘度に達成するために必要な時間の比較：この測定は、上述のレオメータを回転させて多様な温度（２３℃、７５℃）で実施した。

調査３ｂ）ゲル化時間の比較：この測定は、上述のレオメータを回転−振動させて２３℃及び７５℃で実施した。損失弾性率（Ｇ″）と貯蔵弾性率（Ｇ′）との交点がゲル化時間を提供する。

結果
ＭＧＴＡは、他の脂肪族アミンのポリエーテルアミンＤ２３０、ポリエーテルアミンＴ４０３及びトリエチレンテトラアミン（ＴＥＴＡ）と比較して極端に短いゲル化時間を示す。

実施例４
反応性樹脂材料の発熱プロフィール及び硬化した熱硬化性樹脂のガラス転移温度
アミンの、ビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテルを基礎とするエポキシ樹脂（EEW 182）による硬化反応の、オンセット温度（Ｔ_o）、発熱（ΔＥ）並びにガラス転移温度（Ｔ_g）の決定のためのＤＳＣ調査を、ASTM D 3418により実施した。

調査４）ＤＳＣ試験のための測定プログラム：０℃ → ５Ｋ／ｍｉｎ１８０℃ → ３０ｍｉｎ１８０℃ → ２０Ｋ／ｍｉｎ０℃ → ２０Ｋ／ｍｉｎ２２０℃。

結果
ＭＧＴＡは、他の脂肪族アミンと比較して極端に高いガラス転移温度を示す。

Claims

一般式（Ｉ）

［式中、
Ｒ¹は、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される］の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体。
Ｒ¹は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチルの群から選択され、かつＲ²は、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチルの群から選択される、請求項１に記載の式（Ｉ）の化合物。
Ｒ¹はメチルであり、かつＲ²は水素である、請求項１又は２に記載の式（Ｉ）の化合物。
式（Ｉ）の化合物の製造方法において、前記２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体を、式（ＩＩ）

［式中、
Ｒ¹は、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される］の相応する２−［Ｎ，Ｎ−（ビス−１−シアノアルキル）アミノ］アルキルニトリルから、触媒及び水素の存在で水素化することにより製造する、式（Ｉ）の化合物の製造方法。
前記水素化を連続式に実施し、かつアンモニアの遮断下で作業する、請求項４に記載の方法。
式（Ｉ）の化合物の製造方法において、２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体を、式（ＩＩａ）

［式中、
Ｒ^1aは、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基及び水素の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される］の２−［Ｎ，Ｎ−（ビス−１−シアノアルキル）アミノ］アルキルニトリルから、触媒及び水素の存在下で水素化することにより製造し、ここで前記方法を、連続式でかつアンモニアの遮断下で実施する、式（Ｉ）の化合物の製造方法。
触媒として、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔの群から選択される１種以上の元素を活性種として含む触媒を使用する、請求項４及び５又は６のいずれか１項に記載の方法。
触媒として、ラネーニッケル触媒又はラネーコバルト触媒を使用する、請求項４、５及び７又は６及び７のいずれか１項に記載の方法。
使用される触媒は、助触媒として、Ｍｏ、Ｃｒ又はＦｅの元素の少なくとも１種を含むラネーコバルト触媒である、請求項４、５、７から８まで又は６から８までのいずれか１項に記載の方法。
前記水素化を、アミド、芳香族炭化水素、アルコール、アミン、エステル及びエーテルの群から選択される溶媒中で実施する、請求項４、５、７から９まで又は６から９までのいずれか１項に記載の方法。
６０〜１８０℃の範囲内の温度及び４０〜３００ｂａｒの範囲内の圧力で水素化する、請求項４、５、７から１０まで又は６から１０までのいずれか１項に記載の方法。
メチルグリシンニトリル−ジアセトニトリル（ＭＧＤＮ）を、Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノエチル）−１，２−プロパンジアミン（ＭＧＴＡ）に水素化する、請求項４、５、７から１１まで又は６から１１までのいずれか１項に記載の方法。
メチルグリシンニトリル−ジアセトニトリル（ＭＧＤＮ）を純粋な結晶形で使用する、請求項１２に記載の方法。
エポキシ樹脂用の硬化剤として、トリイソシアナートの製造の際の中間生成物として、ポリエーテロールの製造の際の開始剤として及び／又はポリアミド製造用のモノマーとしての、請求項１から３までのいずれか１項に記載の式（Ｉ）のＮ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体の１種の使用。
一般式（ＩＩＩ）

［式中、
Ｒ¹は、分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基及び水素の群から選択され、
Ｒ²は、水素及び分枝又は非分枝の脂肪族Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキル基の群から選択される］のトリイソシアナート。
Ｒ¹はメチルであり、かつＲ²は水素である、請求項１５に記載のトリイソシアナート。
請求項１５又は１６に記載のトリイソシアナートの製造方法において、請求項１又は３に記載の式（Ｉ）の２−Ｎ，Ｎ−（ビス−２−アミノアルキル）−１，２−アルキルジアミン誘導体をホスゲンと反応させる、トリイソシアナートの製造方法。