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Info
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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- C07C253/32—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C253/34—Separation; Purification
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- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
−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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US841,351 | 1992-02-27 | ||
| US07/841,351 US5162567A (en) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Purification of 6-aminocapronitrile |
| PCT/US1993/001460 WO1993016984A1 (en) | 1992-02-27 | 1993-02-24 | Purification of 6-aminocapronitrile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07504415A JPH07504415A (ja) | 1995-05-18 |
| JP3289903B2 true JP3289903B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=25284651
Family Applications (1)
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