JP3289903B2 - 6−アミノカプロニトリルの精製法 - Google Patents

6−アミノカプロニトリルの精製法

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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、テトラヒドロアゼピン(THA)を含む混合
物から、THAを沸点のより高い化合物に変換させ、次い
で制御蒸留をおこなって6−アミノカプロニトリルのを
回収することからなる、精製した6−アミノカプロニト
リルの製造法に関する。得られた6−アミノカプロニト
リルは充分に純度が高く、色調の優れた、ゲル含量の少
ない高分子量6−ナイロンに重合することができる。
発明の背景 6−アミノカプロニトリルを重合させてナイロンポリ
マーを形成することは、Greenewaltの米国特許第2,245,
129号、およびCuratolo他の米国特許第4,568,736号に開
示されている。
6−アミノカプロニオリルを、アジポニトリルの部分
水素化によって製造しようとすると、同時にヘキサメチ
レンジアミンと、下記式によって表されるテトラヒドロ
アゼピンとが副生する。
ヘキサメチレンジアミンは、同混合物から単純蒸留に
よって容易に除去されるが、テトラヒドロアゼピン(以
後THAと略記する)は容易には別れない。重合させる6
−アミノカプロニトリル(以後場合によって6−ACNと
略記する)の中にTHAが存在すると、得られるポリマー
は分子量が制限され、着色し、そして分岐する。それ
故、重合に先立って、6−ACNからはTHAを除去するのは
重要である。
本発明の目的は、THAを含まない6−ACNを得る簡単で
効率的な方法を提供することである。
今、6−ACNを約235℃(6−ACNの大気圧下の沸点に
ほぼ同じ)に加熱すると、含まれるTHAをゆっくりと、
単純蒸留によって6−ACNから分離できる化合物に変え
られることが発見された。ある種の有機化合物を6−AC
Nに添加するとTHAの変換時間が短縮できる。
発明の要約 本発明は、6−アミノカプロニトリルとテトラヒドロ
アゼピンを含む混合物から6−アミノカプロニトリルを
回収する方法において、同方法が、(a)該混合物を約
235℃の温度に加熱してテトラヒドロアゼピンを沸点が
より高い化合物に変換させ、そして(b)得られた混合
物から6−アミノカプロニトリルを蒸留することからな
ることを特徴とする回収法である。該混合物にある種の
有機化合物が存在すると、テトラヒドロアゼピンの変換
速度が高くなる。適当な有機化合物は、6−ACNと反応
してイミンを形成する化合物である。これらイミン類は
熱に対して不安定で、その副生物は優先的にTHAと反応
する。そのような化合物は通常カルボニル基を含んでお
り、ケトンおよびアルデヒド類である。有機化合物の量
は好ましくは、初期混合物の約0.1ないし10重量%であ
る。
詳細な説明 温度:6−アミノカプロニトリルの標準沸点より高い温
度およびより低い温度が使用できる。温度が低くなると
THAの分解速度に制約を受け、高くなると加圧装置が必
要になるが、分解速度は増加する。6−アミノカプロニ
トリルの標準沸点が便利で、実際的であるので好まし
い。
有機化合物:適当な化合物は、6−ACNと反応してイ
ミンを形成する有機カルボニル基含有化合物である。ア
ルデヒド、ケトンおよびそれらの誘導体、例えばオキシ
ムおよびヒドラゾンが良い。シクロペンタノンおよび5
−ホルミルバレロニトリルが、反応速度および反応の完
結性が優れて未反応物が残らないので好ましい。これら
の化合物は6−アミノカプロニトリルの熱分解副生物で
もあるので、6−アミノカプロニトリルに関係の無い異
種物質がその中に入って来ないという利点がある。その
他に適当な物質として、メチルエチルケトン、アセトフ
ェノン、ヘキサナルおよびシクロヘキサノンが挙げられ
る。
工業的には、バッチ法または連続法で実施することが
できる。バッチサイクルの工程は、約3ないし5%の触
媒(例えばシクロペンタノン)の添加、シクロペンタノ
ンと6−アミノカプロニトリルとの反応によって生成す
る少量の水の除去、6−アミノカプロニトリルの標準沸
点での2時間の加熱、次いでTHAを含まない6−アミノ
カプロニトリルの蒸留からなる。
連続法も同様に操作する。6−アミノカプロニトリル
の標準沸点での滞留時間は、約2時間である。分溜塔に
よって、低沸点物および高沸点物を連続的に分離し、6
−アミノカプロニトリルの精製物を得る。
詳細な実施例 実施例1 0.19%のTHAを含む50mlの6−アミノカプロニトリル
を4時間還流する(沸点235℃)。この時点でTHAを分析
した所、0.082%であった。0.4g(0.9重量%)のシクロ
ペンタノンを添加し、還流を続けた。更に2.5時間経っ
たところで、THAは0.005%以下に減少した。
実施例2 0.23%のTHAを含む300mlの6−アミノカプロニトリル
を300mlの6−アミノカプロニトリル蒸留の最終溜分(h
eel)と混合した。この最終溜分にはシクロペンタノン
と2−メチルシクロペンタノンとのイミンが含まれてい
る。得られた混合物のTHA濃度は0.38%であった。6.5時
間還流したところ、THAは0.13%であった。22.5時間後
では0.023%になった。部分蒸留したこところ、0.04%
のTHAを含む6−アミノカプロニトリルが得られた。そ
の溜分を更に15時間還流して蒸留したところ、THA含量
が0.005%以下の6−アミノカプロニトリルが得られ
た。
実施例3 0.24%のTHAを含む9gの6−アミノカプロニトリルと
0.6gの5−ホルミルバレロニトリルを還流した。1時間
後、THAは完全に無くなった(<0.005%)。5−ホルミ
ルバレロニトリルを添加しなかった6−アミノカプロニ
トリルでは、1時間の還流後でもまだ0.21%であった。
実施例4 6.3gのシクロペンタノンと633gの0.5%のTHAを含む6
−アミノカプロニトリルを28時間還流した。シクロペン
タノンと6−アミノカプロニトリルとの反応で生成した
少量の水を蒸留によって外部に除去した。7.5時間還流
後、THAは0.17%であった。23.5時間後は、0.027%であ
った。28時間後には、0.005%以下になった。得られた
アミノカプロニトリルを0.25mmHgで真空蒸留し、THA含
量が0.005%以下の6−アミノカプロニトリルを得た。
実施例4の対照 実施例4で使用した(シクロペンタノンを添加してな
い)6−アミノカプロニトリルを0.26mmHgで真空蒸留し
た。蒸留物は0.22%のTHAを含んでいた。これは、熱前
処理が無い単純蒸溜ではTHAは脱離できないことを示し
ている。
実施例5 50gのシクロペンタノンと1,000gの、0.27%のTHAを含
む6−アミノカプロニトリルを2時間還流した。シクロ
ペンタノンと6−アミノカプロニトリルとの反応で生成
した少量の水を蒸留によって外部に除去した。1時間還
流後に、THAは0.01%、2時間後は、0.005%以下であっ
た。得られた6−アミノカプロニトリルを40mmHgで蒸留
し、THAを含まない6−アミノカプロニトリルを得た。
実施例5の対照 実施例5で使用した6−アミノカプロニトリルを4時
間還流した。THA含量は0.22%であった。
その他の促進剤を使用した実施例6から実施例12 促進剤を添加しない対照例、シクロペンタノン、メチ
ルエチルケトン、アセトフェノン、ヘキサナル、シクロ
ヘキサノン、5−ホルミルバレロニトリル。
実施例6(対照実施例) 0.32%のTHAを含む100gの6−アミノカプロニトリル
を30時間還流した。試料を0、1、3、5、6.5、22、2
5、30時間後にそれぞれ採取した(0試料は6−アミノ
カプロニトリル還流開始時に採取したものである)。そ
れぞれの試料のTHAを測定した所、0.32、0.26、0.28、
0.26、0.26、0.19、0.18、0.17%であった。
実施例7(シクロペンタノン) 0.32%のTHAを含む97gの6−アミノカプロニトリル
と、3gのシクロペンタノンとを還流し、試料を0、1、
2、3、および4時間に採取した。0時間の試料は、6
−アミノカプロニトリルとシクロペンタノンとの反応で
生じた少量の水を溜去した後で採取し、そして反応容器
温度を6−アミノカプロニトリル沸点にまで上昇させ
た。それぞれの時間の試料のTHAを測定した所、0.06、
0.03、0.01、0.01、0.001%であった。
実施例8(メチルエチルケトン) 0.32%のTHAを含む97gの6−アミノカプロニトリル
と、3gのメチルエチルケトンとの混合物を還流し、試料
を0、1、2、3、および5時間に採取した。0時間の
試料は、6−アミノカプロニトリルとメチルエチルケト
ンとの反応で生じた少量の水を溜去した後で採取し、そ
して反応容器温度を6−アミノカプロニトリル沸点にま
で上昇させた。それぞれの時間の試料のTHAを測定した
所、0.1、0.1、0.12、0.11、0.12%であった。
実施例9(アセトフェノン) 0.32%のTHAを含む、97gの6−アミノカプロニトリル
と、3gのアセトフェノンとの混合物を還流し、試料を
0、1、2、3、および5時間に採取した。0時間の試
料は、6−アミノカプロニトリルとメチルエチルケトン
との反応で生じた少量の水を溜去した後で採取し、そし
て反応容器温度を6−アミノカプロニトリル沸点にまで
上昇させた。それぞれの時間の試料のTHAを測定した
所、0.18、0.16、0.16、0.14、0.14%であった。
実施例10(シクロヘキサノン) 0.32%のTHAを含む97gの6−アミノカプロニトリル
と、3gのシクロヘキサノンとの混合物を還流し、試料を
0、1、2、3、および5時間に採取した。0時間の試
料は、6−アミノカプロニトリルとシクロヘキサノンと
の反応で生じた少量の水を溜去した後で採取し、そして
反応容器温度を6−アミノカプロニトリル沸点にまで上
昇させた。それぞれの時間の試料のTHAを測定した所、
0.11、0.09、0.05、0.03、0.02%であった。
実施例11(ヘキサナル) 0.32%のTHAを含む97gの6−アミノカプロニトリル
と、3gのヘキサナルとの混合物を還流し、試料を0、
1、3、5、および7の反応時間に採取した。0時間の
試料は、6−アミノカプロニトリルとヘキサナルとの反
応で生じた少量の水を溜去した後で採取し、そして反応
容器温度を6−アミノカプロニトリル沸点にまで上昇さ
せた。それぞれの時間の試料のTHAを測定した所、0.2、
0.14、0.14、0.14、0.13%であった。
実施例12(5−ホルミルバレロニトリル) 0.32%のTHAを含む97gの6−アミノカプロニトリル
と、3gの5−ホルミルバレロニトリルとの混合物を還流
し、試料を0、1、2、3、および5時間に採取した。
0時間の試料は、6−アミノカプロニトリルと5−ホル
ミルバレロニトリルとの反応で生じた少量の水を溜去し
た後で採取し、そして反応容器温度を6−アミノカプロ
ニトリル沸点にまで上昇させた。それぞれの時間の試料
についてTHAを測定した所、0.12、0.07、0.06、0.04、
0.02%であった。
実施例13(加熱6−ACNを空気で処理して生じた5−ホ
ルミルバレロニトリル) 二酸化炭素を含まない空気
を、(160℃に)加熱した50gの、2500ppmのTHAを含む6
−アミノカプロニトリル上を1時間通過させた。これに
よって、5−ホルミルバレロニトリルの6−アミノカプ
ロニトリルイミンが1.7%生じた。得られた溶液を加
熱、(235℃)還流させた。還流1時間後、同6−アミ
ノカプロニトリルは320pmmのTHAを含んでいた。還流2
時間後、同6−アミノカプロニトリルは90ppmのTHAを含
んでいた。その6−アミノカプロニトリルを0.3mmHgで
蒸溜したら、蒸溜物のTHA含量は僅かに70ppmであった。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】6−アミノカプロニトリルとテトラヒドロ
    アゼピンを含む混合物から6−アミノカプロニトリルを
    回収する方法において、同方法が、(a)該混合物を約
    235℃の温度に加熱して、テトラヒドロアゼピンを沸点
    がより高い化合物に変換させ、そして(b)得られた混
    合物から6−アミノカプロニトリルを蒸留することから
    なることを特徴とする回収法。
  2. 【請求項2】請求の範囲1記載の回収法において、有機
    カルボニル化合物が初期混合物に存在して、テトラヒド
    ロアゼピンの変換速度を増加させることを特徴とする回
    収法。
  3. 【請求項3】請求の範囲2記載の回収法において、該有
    機カルボニル化合物が、ケトンまたはアルデヒドである
    ことを特徴とする回収法。
  4. 【請求項4】請求の範囲3記載の回収法において、該有
    機カルボニル化合物の量が、初期混合物に対して0.1な
    いし10重量%であることを特徴とする回収法。
  5. 【請求項5】請求の範囲4記載の回収法において、該化
    合物がシクロペンタノンであることを特徴とする回収
    法。
  6. 【請求項6】請求の範囲5記載の回収法において、該化
    合物が5−ホルミルバレロニトリルであることを特徴と
    する回収法。
  7. 【請求項7】請求の範囲2記載の回収法において、該化
    合物が2−メチルシクロペンタノンであることを特徴と
    する回収法。
  8. 【請求項8】請求の範囲2記載の回収法において、該初
    期混合物が、シクロペンタノンと2−メチルシクロペン
    タノンのイミンを含んでいることを特徴とする回収法。
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