JP3484305B2 - 4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジンの連続的製造方法 - Google Patents

4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジンの連続的製造方法

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    • C07D211/04Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D211/06Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D211/36Heterocyclic compounds containing hydrogenated pyridine rings, not condensed with other rings with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒として周期表
の第8副族からの1種以上の元素の存在で、トリアセト
ンアミン(TAA)、アンモニア及び水素からの4−ア
ミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(TA
D)の連続的製造方法に関し、その際、触媒は適当な担
体上に適用されており、担体は流動方向に沿って勾配す
る含有量の触媒を有する。
【0002】
【従来の技術】TAAからTADを大規模工業的に製造
する場合の先行技術は、ほとんど例外なく不連続的に運
転される(例えば、JP86033169、JP870
16461、GB2176473、SU108830
4、EP33529、ドイツ国出願P4442990.
8)。この不連続的な運転方法の大きな欠点は、この運
転方法が個々のバッチの規則的な搬入及び搬出に関連し
ていることである。それにより同時に高めたエネルギー
必要量で僅かな時空収量(Raum-Zeit-Ausbeuten)が達
成できるにすぎない。さらに、この反応は、一般に溶
剤、例えばアルコール又は水(例えば、JP86033
169、JP87016461、GB2176473、
SU1088304)の使用下で行われる。これらの方
法のもう一つの欠点として、付加的な後処理工程、例え
ば接触濾過及び接触交換(Kontaktwechsel)及び溶剤の
蒸留が挙げられる。付加的に及び規則的に生じる後処理
工程は、費用がかかり、環境を汚染する。このバッチ方
法の決定的な欠点は、反応器がそのつど放圧され、過剰
量のアンモニアは蒸発してしまうが、一方で連続的方法
の場合には、過剰量のアンモニアは大部分が反応器内に
留まることができる。従って、後処理すべきアンモニア
−量は連続的運転の場合明らかに僅かである。
【0003】バッチ方法の場合、通常、コバルト触媒又
はニッケル触媒を10〜500barの圧力で、70〜
200℃の温度で使用する。発火接触(EP3352
9)の使用は著しく欠点のある取り扱いと結びつく。同
様に、バッチ当たり10%までの著しく高い触媒量(使
用したTAAに対して)(EP33529、GB217
673)も、それにより高い触媒費用及び廃棄処理費用
がかかるという欠点がある。さらに、十分な選択性がし
ばしば補助触媒(Cokatalysator)例えばアルカリ金属
又はアルカリ土類金属の水酸化物の添加下で達成される
にすぎないことも欠点である(例えばGB217647
3、SU1088304)。
【0004】大多数のバッチ方法に対して、TAAから
のTADの連続的製造方法は少数である。このように、
先行技術による連続的手段は、不連続的方法に対する本
質的な改善はなされていない。例えばEP33529に
よると、発火接触(pyrophoren Kontakten)を用いて及
び1:10〜1:50mol/molのアンモニア過剰
量で作業される。この高いアンモニア量は、一方で代用
溶剤として用いられ、他方で平衡を生成物サイドへシフ
トさせ、十分に高い選択性を達成させるために必要であ
る。従って、接触の取り扱い及び、高いアンモニア使用
量に基づき不利なエネルギー費用及び原料費用が残って
いる。高いアンモニア使用量にもかかわらず、先行技術
による連続的方法は時空収率の著しい改善は生じていな
い:TAAに関する最大0.1h-1のLHSVを用いて
も、中程度の流量が達成できるにすぎない(LHSV=
Liquid-Houry-Space-Velocity)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の根底
を成す課題は、効率の良い触媒及び接触担体系を用い
て、先行技術により連続的方法についても解決されてい
ないバッチ方法に基づく欠点: 僅かな時空収率 困難な接触取扱 高いアンモニア消費量 高価な後処理 費用のかかる方法 環境汚染 を回避し、この方法を改善することであった。
【0006】
【課題を解決するための手段】周期表の第8副族からの
1種以上の元素を勾配する含有量で担体上に含有する触
媒を有する触媒充填物(Katalysatorpackung)を使用す
ることにより、不連続的及び連続的方法の先行技術に対
して全ての点で明らかな改善を達成することができるこ
とが見出された。
【0007】従って、本発明の対象は、TAA、アンモ
ニア及び水素からTADを連続的に製造する方法におい
て、反応器中に少なくとも2つの層が含まれており、そ
の際、少なくとも1つの層が触媒として周期表の第8副
族の第4及び/又は第5及び/又は第6周期の1種以上
の元素を適当な担体上に含有し、その際、個々の元素の
それぞれに関して相互に無関係に触媒の含有量が反応器
入口から反応器出口にわたって変えられていることを特
徴とするTADの連続的製造方法である。
【0008】適当な担体上での触媒の勾配の適用によ
り、この系の効率は著しく高められる。LHSVはTA
A(EP33529)に関して0.1h-1からTAAに
関して0.6h-1にまで高めることができる。勾配は、
TAA/アンモニア混合物が反応器入口でできる限り僅
かな接触量(Kontaktgehalt)に当たるように調節され
る。この接触量ひいては反応性は反応器出口まで高めら
れる。この場合、担体上に周期表の第8副族の元素が使
用される。担体上の第4周期の元素の含有量は、相互に
無関係に、反応器入口から反応器出口まで40%までの
値に、有利に20%までの値に、特に有利に15%まで
の値に増加される。第4周期の元素の含有量は、相互に
無関係に、反応器入口で0〜39%、有利に、0〜20
%、特に有利に2〜15%である。担体上の第5及び/
又は第6周期の元素(いわゆる白金金属)の含有量は、
相互に無関係に、反応器入口から反応器出口まで20%
までの値に、有利に10%までの値に、特に有利に5%
までの値に増加される。担体上の白金金属の含有量は、
相互に無関係に反応器入口で、0〜19%、有利に0〜
10%、特に有利に0〜5%である。
【0009】この場合、担体部分は多様な触媒含有量
で、触媒含有量の段階的変化が生じるように積層されて
いる。この場合、層の数は2種から任意の数種の間に選
択される。後者の場合、触媒含有量の段階的変化の移行
は連続的に進行する勾配にまで達する。これらの元素
は、有利に金属の形で使用される。コバルト、ニッケ
ル、ルテニウム、パラジウム及び白金が有利に使用され
る。この金属は、それ自体で又はその酸化物の還元によ
り使用され、その際、この使用は発火接触が有利であ
る。反応性の勾配の最適化のために、1種又は多種の金
属を混合して使用することができる。第4周期の元素及
び白金金属の元素を同時に使用する場合、触媒含有量は
第4周期の元素から白金金属元素への移行の際に、流動
方向に沿って減少することもできる。勾配を使用するこ
とにより、完全な反応の際に高い時空収率が達成され
る。
【0010】勾配に関して反応温度を適合させることに
より、副反応を十分に抑制することができ、分解をほぼ
完全に回避することができる。アミン化する水素化の場
合に温度が200℃まで、有利に80〜170℃及び特
に100℃〜150℃である場合、TAAに関して≧9
9%までの選択性を達成することができる。
【0011】この方法は、アンモニアの消費量を品質損
傷なしで、このときの1:50mol/molまでのT
AA:アンモニアから、1:1〜1:20mol/mo
l、有利に1:1〜1:10mol/mol、特に1:
3〜1:5mol/molまで減少させることができ
る。
【0012】長い触媒耐用時間は適当な担体材料により
達成される。特に、熱水耐性の酸化アルミニウムが挙げ
られる。さらに多数の適当な担体材料が積層できるか、
又は混合して使用できる。
【0013】作業圧力は先行技術により通常の範囲内
で、10〜500bar、特に20〜300barであ
る。
【0014】この方法の場合、溶剤の使用を省略でき
る。
【0015】多工程の方法及び連続して配置された多数
の個別の反応器の使用も可能であり、その際、この数値
は全反応器、つまり個別の反応器の合計についての触媒
含有量に関する。しかし、1工程のプロセスが有利であ
る。
【0016】本発明による方法の利点は、高い流量によ
り達成される時空収率の著しい改善に基づく。この利点
は、連続的な、特に1工程の方法の簡単な実施により、
製造コストの明らかな減少と共に生じる。長い耐用時間
により、頻繁な触媒交換は省略され、触媒費用も劇的に
減少する。溶剤不含の作業及びアンモニア消費量の著し
い減少により、後処理が著しく簡素化される。後処理の
ために、通常の純粋な蒸留で、公知の(EP3352
9)収率及び純度を達成するのに十分である。
【0017】
【実施例】
例1:0.5m3の灌流炉(Rieselofen)に、酸化アル
ミニウム−担体340kgを充填した。この担体をニッ
ケル−コバルトで被覆し、その際、含有量は炉供給部か
ら炉搬出部まで5%から14%に上昇させた。TAA及
びアンモニアを300barの水素圧下で供給した。T
AA0.4h-1及びNH30.44h-1のLHSVの場
合(つまり、TAA:NH3=1:7.4mol/mo
l)及び125〜145℃の炉温度の場合、97%のT
AAから96%のTADが生じた。後処理は蒸留により
行った。
【0018】例2:例1と同様に、500mlの灌流炉
で、TAA0.6h-1及びNH30.4h- 1のLHSV
で(つまりTAA:NH3=1:4.5mol)、28
5barの水素圧で、130〜150℃の炉温度で、9
7%のTAAから96%のTADが生じた。後処理は蒸
留により行った。
【0019】例3:500mlの灌流炉に、酸化アルミ
ニウム−担体400mlを充填した。この担体をニッケ
ル−コバルトで被覆し、その際、含有量は炉供給部から
炉搬出部まで0%から14%に上昇させた。TAA及び
アンモニアを285barの水素圧下で供給した。TA
A0.38h-1及びNH30.25h-1のLHSVで
(つまり、TAA:NH3=1:4.4mol)及び1
20〜145℃の炉温度で、97%のTAAから96%
のTADが生じた。後処理は蒸留により行った。
フロントページの続き (72)発明者 ギュンター クライルカムプ ドイツ連邦共和国 マール ランゲヘッ ゲ 243 (72)発明者 ゲルハルト テーレン ドイツ連邦共和国 ノッツルン ゼップ −ヘルベルガー−シュトラーセ 62 (56)参考文献 特開 昭56−122352(JP,A) 特開 昭52−56091(JP,A) 特公 平6−39470(JP,B2) 米国特許4342699(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 211/58 B01J 23/00 - 23/96 REGISTRY(STN) CA(STN) CAOLD(STN)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トリアセトアミン(TAA)、アンモニ
    ア及び水素からの4−アミノ−2,2,6,6−テトラ
    −メチルピペリジン(TAD)の連続的製造方法におい
    て、反応器中に少なくとも2つのが含まれており、そ
    の際、1つの層は純粋な担体からなることができかつ
    なくとも1つのは、触媒として周期表の第8副族の第
    4及び/又は第5及び/又は第6周期の1種以上の元素
    を適当な担体上に含有し、かつ担体上での第8副族の第
    4周期の元素についての触媒含有量は、相互に無関係
    に、反応器入口から反応器出口に向かって40%までの
    値に上昇し、第8副族の第5及び/又は第6周期の元素
    についての触媒含有量は、相互に無関係に、反応器入口
    から反応器出口に向かって20%までの値に上昇する
    とを特徴とする4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−
    メチルピペリジンの連続的製造方法。
  2. 【請求項2】 担体上での第8副族の第4周期の元素に
    ついての触媒含有量は、相互に無関係に、反応器入口か
    ら反応器出口に向かって15%までの値に上昇する、請
    求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 担体上での第8副族の第4周期の元素に
    ついての触媒含有量は、相互に無関係に、反応器入口に
    おいて0〜39%である、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 担体上での第8副族の第5及び/又は第
    6周期の元素についての触媒含有量は、相互に無関係
    に、反応器入口から反応器出口に向かって10%までの
    値に上昇する、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 担体上での第8副族の第5及び/又は第
    6周期の元素についての触媒含有量は、相互に無関係
    に、反応器入口において0〜19%である、請求項1記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 200℃までの炉温度で作業される、請
    求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 トリアセトアミン:アンモニアのモル比
    が1:1〜1:20モル/モルである請求項1記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 触媒金属として、コバルト、ニッケル、
    ルテニウム、パラジウム又は白金又はこれらの混合物が
    使用される請求項1記載の方法。
JP31667596A 1995-11-30 1996-11-27 4−アミノ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジンの連続的製造方法 Expired - Fee Related JP3484305B2 (ja)

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