JP3520519B2 - 2−メチル−1,5−ジアミノペンタンの触媒環化による3−メチルピペリジンおよび3−メチルピリジンの製造方法 - Google Patents

2−メチル−1,5−ジアミノペンタンの触媒環化による3−メチルピペリジンおよび3−メチルピリジンの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、3−メチルピペリジン(MPI)または3−
メチルピリジン(PIC)を、2−メチル−1,5−ジアミノ
ペンタン(MPDA)から製造する方法に関する。
3−メチルピペリジンは加硫促進剤として、また潤滑
油への添加剤として使用される。3−メチルピリジンは
ニコチン酸の製造において、溶媒として、および中間体
として、両方に使用される。
PCT出願(国際公開公報番号)WO 90/00546は、2−メ
チル−1,5−ジアミノペンタンから出発して、ガス状の
出発原料を金属酸化物を含有する触媒に500〜600℃で通
すことからなる、3−メチルピペリジンと3−メチルピ
リジンとの混合物の製造を開示している。好ましい触媒
は、銅クロマイト、酸化モリブデンおよび酸化バナジウ
ムである。これらの触媒は支持体に適用することが好ま
しい。反応温度次第で、ピペリジンとピリジンの比率を
一方に、または他方に移すことができる。この特許明細
書はまた、酸性の酸化物、たとえばSiO2または酸化ケイ
素アルミニウムを、それ以上の添加物を用いずに、触媒
として使用できることを述べている。しかしながら、こ
の方法で達成した収率は並のものでしかない。操作時間
を延長した場合の触媒活性についての情報は与えられて
いない。
アメリカ特許第3,903,079号は、一級アミノおよび
(または)ヒドロキシル基を含有する二置換アルカンの
シクロアンモノリシスの方法を開示している。使用する
触媒は、金属アルミノシリケートモレキュラーシーブで
ある。好ましい金属は、銅、パラジウム、マンガン、ニ
ッケルおよびクロムである。この反応は、アンモニアの
存在下で実施する。得られた収率は中程度のものであ
る。1,5−ペンタンジオールからのピペリジンの製造で
は、75%の収率が得られた。
本発明の目的は、2−メチル−1,5−ジアミノペンタ
ンから3−メチルピペリジンを製造する方法であって、
産業的な規模で高い収率をもって実施できる方法を提供
することにある。触媒活性を長時間にわたって維持すべ
きである。さらなる目的は、3−メチルピペリジンを脱
水素触媒上でさらに反応させる、3−メチルピリジンの
製造方法を提供することである。
上記の目的は、請求の範囲第1項に記載の方法に記載
の本発明により達成することができる。
請求の範囲第1項に使用される用語「Alおよび(また
は)Siの酸化物」は、個々の酸化物たとえばAl2O3、混
合酸化物たとえばAl2O3/SiO2、およびそれらの結晶化し
た化合物、アルミニウムケイ酸塩、とくにゼオライトな
どを意味するために用いられている。それらが優超した
酸性および40m2/gを超える比表面積をもつことが重要で
ある。その酸性は、表面の酸性および塩基性の中心の比
にもとづくものであり、本発明に従うとき、その比は2
を超えなければならない。酸性中心は分析的にNH3の80
℃における不可逆吸着作用によって決定され、塩基性中
心はCO2の80℃における不可逆吸着作用によって決定さ
れる。この新規な方法のための好ましい触媒は、活性化
Al2O3、混合酸化物Al2O3/SiO2、またはゼオライトであ
る。ゼオライトは、結晶性の天然または合成のケイ酸ア
ルミニウムであって、きわめて規則正しい構造で、通常
の酸素原子によって結合されたSiO4およびAlO4四面体の
強固な三次元ネットワークをもつ。SiおよびAl原子およ
び酸素の数の比は1:2である。アルミニウム含有四面体
のイオン価は、結晶中のカチオン、たとえば、アルカリ
金属または水素イオンの含有によって補償される。カチ
オンは交換可能である。四面体間の空間は、乾燥または
焼成による脱水の前は、水分子によって占められてい
る。
ゼオライトが、その製造方法に由来して、触媒作用に
関し活性な酸性H型でなく、たとえばNa型であるとき
は、イオン交換たとえばアンモニウムイオンとの交換、
およびそれに続く焼成または酸処理によって、完全に、
または部分的に、所望のH型に転換することができる。
触媒は固定床の触媒として用いるのが好ましく、出発
原料を、水素または不活性ガスたとえば窒素などをキャ
リヤーガスとして使用して触媒に通すことが好都合であ
る。
反応温度は300〜400℃に、好ましくは305〜375℃に設
定する。圧力は大気圧を超える0〜10バール、好ましく
は0〜5バールである。
触媒上の流速の尺度には、質量時間空間速度(MHSV)
を用いる。本発明においては、1時間あたり触媒1グラ
ムあたり出発原料2.1〜4.2gのMHSVを維持することが有
利である。ガス状の出発原料を、好ましくはN2またはH2
を用いて、稀釈することができる。
3−メチルピペリジンは既知の脱水素法によって、3
−ピコリンに転換することができる。本発明の方法によ
って製造した3−メチルピペリジンの流れを直接脱水素
触媒に通し、脱水素作用が環化の後ただちに起こるよう
にすることができる。これが可能であるのは、3−メチ
ルピペリジンが異常な高純度で、とくに脱水素触媒の活
性を非常に減じることが知られているMPDAをほとんど含
まずに、製造されるからである。
使用する脱水素触媒は、好ましくは貴金属、たとえ
ば、PdまたはPtなどの、支持体上に担持させたものであ
る。とくに有利な脱水素触媒が、非晶質ケイ素アルミニ
ウム酸化物から、可溶性のパラジウム錯体たとえば[Pd
(NH3]Cl2とのイオン交換によって得られることが
見出された。非晶質ケイ素アルミニウム酸化物を、まず
脱水し、アンモニアで満たすことが有利である。上記の
可溶性パラジウム錯体とのイオン交換を、錯体の溶液中
に非晶質酸化物を懸濁させることによって実施すること
ができる。別法として、錯体の溶液を非晶質酸化物の充
填床を通過させるという方法もとれるが、しかし、前述
の方法とは異なって、均一な担持は完全な交換によって
のみ達成される。
上記の方法はまた、パラジウム含有量を5重量%ま
で、またはそれ以上に、比較的稀薄な溶液、たとえば0.
01モル/の[Pd(NH3]Cl2を使用して、一工程で
到達させることが可能である。
脱水素中の反応温度は220〜400℃が好ましい。ひとつ
の実施態様では、環化触媒を脱水素触媒床に直接供給
し、2−メチル−1,5−ジアミノペンタンを上記の触媒
に通す。好ましい実施態様では、触媒を別々の反応器に
装入する。これは独立した温度調整を可能にし、所望で
あれば、独立した触媒再生を可能にする。
下記の実施例は、新規な工程を実施する方法を説明す
る。実施例中で与えられた圧力は絶対圧ではなく、大気
圧を超える圧力である。
実施例1〜11 下記の表1に示したメチルジアミノペンタン(MPDA)
のメチルピペリジン(MPI)への環化の実施例は、つぎ
のように行なった。実施例1、2および3は比較例であ
る(本発明に従わない)。
触媒(粒子サイズ0.32〜1mm)3gを反応器(φ13mm)
に装入した。MPDAを蒸発させ、N2のキャリヤーガス流15
m/分とともに圧力5バールで触媒上を通した。触媒
床を段階的に加熱し、反応をガスクロマトグラフィーで
観察した。触媒がより活性であるほど、MPDAのMPIへの
環化に必要な温度は低い。使用した触媒の活性は、MPI
の可能な限り最も高い収率を得るのに必要な温度を介し
て、質量時間空間速度を考慮に入れて、相互に比較する
ことができる。
表には、使用した触媒の特性データをも示す。
実施例12 MPDAから3−ピコリンへ: Pd触媒(1%Pd/Al2O3)4gを反応器(φ13mm)に装入
し、その上を3gのH−ZSM−5で覆った。(すべての場
合において、出発原料を反応器の頂部から導入した。)
実施条件はつぎのとおり。温度:305〜320℃、N2:15m
/分、圧力:5バール。97%までの収率の3−ピコリン
を、305〜320℃の範囲の温度で、0.6g/(g・h)のMHS
Vで得た。それ以外の生成物は、MPI2.9%であることが
わかった。MPDAの所望の生成物への完全な転換が、この
ようにして起こった。触媒の活性低下は、10日を経過す
る間、観察されなかった。キャリヤーガスとしてのN
2を、H2と置き換えることも可能である。
本発明による新規な方法は、このように、活性、選択
性、触媒寿命において著しい進歩をもたらす。
実施例13 二つの別の反応器と市販のMPDAを使用する3−ピコリン
の製造(MPIの単離を行ない、2段階でMPDAから3−ピ
コリンへ): 第一段階:アンモニア型のZSM−5(粒子サイズ0.5〜
1mm)を3g、反応器(φ13mm)に導入した。MPDAを蒸発
させ、N2のキャリヤーガス流15m/分とともに、圧力
5バールで、温度335℃で触媒を、通過させた。MPDA
は、1時間に触媒1グラムあたり4.2gのMHSVであった。
使用したMPDAは、Du Pont de Nemours社から商標「Dyte
k A」の名で入手可能な市販品である。この実験は280時
間に及んだ。触媒の不活性化は観察されなかった。生成
物は凝縮され、生成したアンモニアは逸出にまかせた。
MPIの収率は実質上定量的(>99.5%)であった。
第二段階:Pd−MgCl2/Al2O3脱水素触媒10gを、反応器
(φ13mm)に装入した。先の実験から得たMPIを、蒸気
の形で、N2のキャリヤーガス流15m/分とともに、圧
力1バール、温度280℃で、触媒を通過させた。MHSV
は、1時間あたり触媒1グラムあたりMPIが0.23gであっ
た。この実験は190時間に及んだ。触媒の不活性化は観
察されなかった。190時間後、次の生成物組成がガスク
ロマトグラフィーで決定された。3−ピコリン:99.3
%、MPI:0.4%。
実施例14 二つの別の反応器と市販のMPDAを使用する3−ピコリン
の製造(MPIの単離を行なわず、2段階でMPDAから3−
ピコリンへ): NH4−ZSM−5(粒子サイズ0.5〜1mm)3gを、反応器
(φ13mm)に導入した。MPDAを蒸発させ、N2のキャリヤ
ーガス流15m/分とともに、圧力約1バールで、温度3
20℃で触媒を通過させた。MHSVは、1時間あたりZSM−
5の1グラムあたり1〜2gのMPDAであった。使用したMP
DAは、Du Pont de Nemours社から商標「Dytek A」の名
で入手可能な市販品である。環化反応器から得た生成物
を気相に保持し、第二の反応器に通した。この反応器に
は、Al2O3支持体(粒子サイズ0.32〜1mm)上のPd+MgCl
2組成をもつ脱水素触媒12gを装入してあった。反応条件
は、280℃、約1バールであった。反応時間220時間後の
脱水素反応器から得た凝縮物は、3−ピコリン99.1%お
よびMPI0.9%(ガスクロマトグラフィーによる)を含ん
でいた。上記の反応時間後に、2種の触媒の不活性化は
観察されなかった。
実施例15 含浸による1%Pd/Al2O3触媒の製造: 6.3gのPd(NO3水化物(Heraeus)および15.3gの
濃HClを540gの脱ミネラル水に加えた。pH0.7が確立され
た。この溶液を、すでに脱ミネラル水で湿らせておいた
250gのAl2O3(Engelhard社からの「Al−4191 E 1/1
6"」)に加えた。含浸時間は3日間であった。つづいて
その溶液をデカントし、触媒を150℃で20時間乾燥し、5
50℃の空気循環オーブンで2時間焼成して造粒し、0.31
5〜1mmのフルイ画分を集めた。
実施例16 含浸による3%Pd/Al2O3触媒の製造: Al2O3(Engelhard社からの「Al−3996 R」)を造粒
し、0.315〜1mmのフルイ画分を使用した。150gの脱ミネ
ラル水、1.8gのPd(NO3水化物(Heraeus)および2.
36gの濃HClからなる三つの含浸溶液を用意した。pH約0.
8が確立された。70gの支持体を、引き続きそれぞれ24時
間、これら三つの含浸溶液に含浸させた。それぞれの含
浸工程を経て、触媒を100mの脱ミネラル水で洗浄し、
150℃の真空オーブンで2時間乾燥し、550℃の空気循環
オーブンで2時間焼成した。
実施例17(比較実験) 含浸による4%Pd/Al2O3触媒の製造: 150gの脱ミネラル水、1.25gのPd(NO3水化物(He
raeus)および2.24gの濃HClからなる二つの含浸溶液を
用意した。pH0.8が確立された。実施例2の触媒50gを、
引き続き、上記の含浸溶液に含浸させた。それぞれの含
浸工程を経て、触媒を100mの脱ミネラル水で洗浄し、
150℃の真空オーブンで2時間乾燥し、550℃の空気循環
オーブンで2時間焼成した。
実施例18 [Pd(NH32+を用いたイオン交換による5%Pd−S
iO2/Al2O3触媒の製造: Si/Al酸化物支持体(Al2O313重量%)(Engelhard社
からの「Si−235−1 T」)を造粒した(0.315〜1mm)。
50gの粒子を、400℃の石英管中でN2気流下に12時間脱水
した。乾燥アンモニアガス(36g)を、冷却した試料上
に1時間通過させた。0.1モル[Pd(NH3]Cl2溶液
を用意した。PdCl20.375gを0.84モル水性NH3溶液100m
に加え、混合物を85℃で15分間撹拌した。冷却後、所望
のモル濃度を水の追加により確立した。前処理しておい
た支持体20gを、24時間、2542mの0.01モルPd塩溶液と
ともに撹拌した。続いて触媒を各回500mの脱ミネラル
水で6回洗浄し、120℃で24時間乾燥した。得られた触
媒は、約5重量%のPdを含んでいた。
実施例19 [Pd(NH32+を用いたイオン交換による5%Pd−S
iO2/Al2O3触媒の製造: 150gのSi/Al酸化物支持体(Al2O315重量%)(Engelh
ard社からの「Si−HP−87−069 T」)を、400℃の石英
管中でN2気流下に、12時間脱水した。乾燥アンモニアガ
ス(60g)を、冷却した試料上に1時間通過させた。前
処理しておいた支持体70gを、20時間、3720mの0.01モ
ルPd塩溶液(実施例18に記載のようにして用意した)と
ともに撹拌した。続いて触媒を1000mの脱ミネラル水
で6回洗浄し、120℃で15時間乾燥した。得られた触媒
はPd約5重量%を含んでいた。
実施例20 [Pd(NH32+を用いたイオン交換による3%Pd−S
iO2/Al2O3触媒の製造: Si/Al酸化物支持体(15重量%のAl2O3)(Engelhard
社からの「Si−HP−87−069 T」)120gを、400℃の石英
管中でN2気流下に、12時間脱水した。乾燥アンモニアガ
ス(35g)を、冷却した試料上に1時間通過させた。前
処理しておいた支持体35gを、20時間、1030mの0.01モ
ルPd塩溶液(実施例18に記載のようにして用意した)と
ともに撹拌した。続いて触媒を1000mの脱ミネラル水
で6回洗浄し、120℃で24時間乾燥した。得られた触媒
はPd約3重量%を含んでいた。
実施例21 [Pd(NH32+を用いたイオン交換による1%Pd−S
iO2/Al2O3触媒の製造: Si/Al酸化物支持体(15重量%のAl2O3)(Engelhard
社からの「Si−HP−87−069 T」)76.5gを、400℃の石
英管中でN2気流下に、12時間脱水した。乾燥アンモニア
ガス(69g)を、冷却した試料上に1時間通過させた。
0.0033モル[Pd(NH3]Cl2溶液を用意した。0.375g
のPdCl2を100mの0.84モル水性NH3溶液に加え、混合物
を85℃で15分間撹拌した。冷却後、所望のモル濃度を水
の追加によって確立した。前処理しておいた支持体35g
を、24時間、1030mの0.0033モルPd塩溶液とともに撹
拌した。続いて触媒を各回1000mの脱ミネラル水で6
回洗浄し、120℃で24時間乾燥した。得られた触媒はPd
約1重量%を含んだ。
実施例22 PdCl2処理による1%Pd−SiO2/Al2O3触媒の製造: Si/Al酸化物支持体(15重量%のAl2O3)(Engelhard
社からの「Si−HP−87−069 T」)150gを、400℃の石英
管中でN2気流下に、12時間脱水した。乾燥アンモニアガ
ス(60g)を、冷却した試料上に1時間通過させた。0.0
15モルPdCl2溶液を、実施例18と同様にして用意した。
前処理しておいた支持体35gを、24時間、1000mの0.01
5モルPdCl2溶液とともに撹拌した。続いて触媒を500m
の脱ミネラル水で洗浄し、120℃で24時間乾燥した。得
られた触媒はPd約1.4重量%を含んでいた。塩素含有量
は0.01%未満であった。
実施例23 [Pd(NH32+を用いたガラスカラム中のイオン交
換による6%Pd−SiO2/Al2O3触媒の製造: Si/Al酸化物支持体(15重量%のAl2O3)(Engelhard
社からの「Si−HP−87−069 T 1/8"」)900gを、400℃
の石英管中でN2気流下に、12時間脱水した。乾燥アンモ
ニアガス(155g)を、冷却した試料上に1.25時間通過さ
せた。0.01モル[Pd(NH3]Cl2溶液67.6を用意し
た。PdCl2119gを0.84モル水性NH3溶液31.7に加え、そ
の溶液を85℃で透明になるまで撹拌した。冷却後、所望
のモル濃度を、さらに35.9の水の追加によって確立し
た。前処理しておいた支持体をガラスカラム(長さ115c
m、直径6.5cm)に導入し、Pd溶液をぜん動型ポンプを用
いて供給し(60/h)、支持体上を15時間循環させた。
続いて触媒を、各回9の脱ミネラル水を用いて、撹拌
容器中でそれぞれ6回洗浄し、120℃の空気循環オーブ
ンで24時間乾燥した。その黄色の触媒(982g)はPd約6
重量%を含んでいた。
実施例24 [Pd(NH32+を用いた、ゾル−ゲル法で用意したS
i/Al酸化物のイオン交換による6%Pd−SiO2/Al2O3触媒
の製造: Si/Al酸化物粉末(Al2O313重量%)、Grace社の「MS
13/110」をタブレット(φ9mm)にした。そのタブレッ
トを砕き、0.315〜1mmのフルイ画分を集めた。95gの粒
子を、400℃の石英管中でN2気流(250m/分)下に、1
2時間脱水した。乾燥アンモニアガス(58g)を、石英管
中の試料上に1時間通過させた。0.1モル[Pd(N
H3]Cl2溶液を用意した。前処理しておいた支持体8
0gを、24時間、10.1の0.01モルPd塩溶液(実施例18に
記載のようにして用意した)とともに撹拌した。続いて
触媒を各回1000mの脱ミネラル水で6回洗浄し、120℃
で24時間乾燥した。得られた触媒はPd約6重量%を含ん
でいた。
実施例25 [Pd(NH32+を用いたイオン交換による2%Pd−Z
SM−5触媒の製造: 0.315〜1mmの粒子サイズをもつペンタシルゼオライト
(Al2O33.1重量%)は、バインダーとして30%のアルミ
ニウム酸化物を含有する。この製品60gを、400℃の石英
管中でN2気流下に、12時間脱水した。乾燥アンモニアガ
ス(35g)を、冷却した試料上に1時間通過させた。0.1
モル[Pd(NH3]Cl2溶液を用意した。前処理してお
いたペンタシル20gを、420mの0.01モルPd塩溶液(実
施例18に記載のようにして用意した)と交換した。続い
てゼオライトを250mの脱ミネラル水で6回洗浄し、12
0℃で24時間乾燥した。得られた触媒はPd約2重量%を
含んでいた。
実施例26〜33(表2) 3−メチルピペリジン(MPI)から3−ピコリン(PIC)
への脱水素: 触媒(粒子サイズ0.315〜1mm)3〜10gを、反応器
(φ13mm)に導入した。MPIを蒸発させ、表2(p〜1
バール)に示した反応温度で触媒を通過させた。ほとん
どの場合、水素気流15m/分を追加的に確立した。生
成物流をガスクロマトグラフィーで分析した。表2で与
えられた分析価は、一定の反応条件が確立してから(>
20時間)得たものである。: 先行特許明細書(DOS 3410542)に従って得た含浸Pd/
Mg触媒(実施例26)、およびアルミニウム酸化物をPdで
含浸して得た触媒(実施例27および28)が、実施例15〜
17および19の触媒によって生成するよりも少ない量の3
−ピコリンを生成し、かつ未反応MPIがより多く生成し
たことは、印象に残る。このことは、含浸触媒を用いた
実験が低い質量時間空間速度で実施されたので、いっそ
うの驚きであった。実施例29〜31および33の触媒は、シ
リコン/アルミニウム酸化物[Pd(NH3]Cl2を用い
たイオン交換によって得た。触媒活性は、交換の度合い
を介してある程度まで調整することができる(交換触媒
中のパラジウムが5%、3%および1%である実施例29
〜31参照)。実施例32では、支持体を、[Pd(N
H3]Cl2でなく、その代わりにPdCl2で処理した触媒
を使用した。この触媒は、[Pd(NH3]Cl2で処理し
た触媒よりも、ずっと低い活性を示した。
実施例34〜40 触媒(粒子サイズ0.315〜1mm)3〜10gを、反応器
(φ13mm)に導入した。使用する出発原料はつぎの組成
の混合物から製造された粗生成物(「粗MPI」という)
であった。MPI:74%、2−メチル−1,5−ジアミノペン
タン(MPDA):13.9%、有機不純物:5.1%(主としてメ
チルシクロペンタンジアミン)および水:6.1%。この粗
生成物を、実施例15〜25に示したような出発混合物から
得たMPDAの触媒環化によって製造した。環化後、上記
「粗MPI」はつぎの組成になった。MPI:89.9%、有機不
純物:4.0%および水:6.1%。この出発原料を蒸発させ、
表に示した触媒を、表3に示した反応温度(pはおおよ
そ1バール)で通過させた。ほとんどの場合、水素気流
15m/分を追加的に確立した。生成物流をガスクロマ
トグラフィーで分析した。
先行特許明細書(DOS 3410542)に従って得た含浸Pd/
Mg触媒(実施例34)が、MHSV1.76において、生成物の流
れの中で、実施例35〜40の触媒により生成するよりも少
ない量の3−ピコリンを与え、かつ未反応MPIをより多
く与えたことは印象に残る。実施例35〜40の触媒は、ケ
イ素/アルミニウム酸化物の[Pd(NH3]Cl2とのイ
オン交換によって得た。これらの触媒は著しく高い活性
があり、99.5%を超えるMPI転換を、MHSV3.52において
も達成することができる。
実施例40の触媒を、ゾル−ゲル法で用意したケイ素/
アルミニウム酸化物のイオン交換によって得た。
実施例35において、アンモニアを計量して入れた。実
験は、MPDAからMPIへの環化中に遊離したアンモニア
が、この反応の妨げにならないことを示す。この反応
は、キャリヤーガスの水素を計量して入れないときにも
起こる(実施例36)。
実施例41 触媒としてのPd−交換ゼオライト: 実施例25において製造したPd−ZMS−5触媒(粒子サ
イズ0.315〜1mm)10gを、反応器(φ13mm)に導入し
た。MPIを蒸発させ、触媒(pはおおよそ1バール)上
を、反応器温度280℃、MHSV0.44で通過させた。生成物
の流れをガスクロマトグラフィー(GC面積%)で分析し
た。21時間の反応後、その生成物の流れは、PIC:99.2
%、未反応MPI:0.8%を含有していた。213時間の反応
後、生成物の流れは、PIC:93.15%、未反応MPI:6.85%
を含有していた。
実施例42 この実験では、反応を一定温度で実施することを試み
た。この目的のため、実施例19の触媒(粒子サイズ0.31
5〜1mm)27gを、反応器(φ21mm)に装入した。この触
媒を、53gの触媒支持体で稀釈し、反応器の入口側で最
も稀釈され、出口側では稀釈されず、触媒床に沿う方向
の濃度勾配がおおよそ指数関数的になるようなやり方で
稀釈した。出発原料はつぎの組成を有していた。MPI:9
2.7%、水:6.5%、有機不純物:0.8%。その出発原料を
蒸発させ、触媒床上(p=0.11バール)を、活性触媒基
準(1時間あたり、触媒床1mあたり出発原料1gに対
応)のMHSV4.73で通過させた。生成物の流れをガスクロ
マトグラフィー(GC面積%)で分析した。転換は定量的
で、339時間後、その生成物の有機成分は、PIC:99.3
%、有機不純物:0.7%を含有していた。反応が吸熱性で
あるため、約240℃の温度が反応器の中央で確立された
(壁面温度280〜300℃)。触媒床の末端の温度は、反応
器の断面にわたって300℃であった。反応時間362時間の
後、出発原料として純粋な無水MPIを使用した。454時間
後、生成物の流れは、PIC:99.2%、未反応MPI:0.4%お
よび有機不純物:0.4%を含有していた。
実施例43 継続する二段階で、2−メチル−1,5−ジアミノペンタ
ン(MPDA)から3−ピコリンへ: SiO2/Al2O3粒子(Engelhard社からの「Si−HP−87−0
69 T」)3gを、反応器(φ13mm)に装入した。MPDAを蒸
発させ、H2のキャリヤーガス流15m/分とともに、圧
力約1バール、反応温度320℃で触媒を通過させ、MPIに
環化させた。使用したMPDAは、Du Pont de Nemours社か
ら商標「Dytek A」の名で入手可能な市販品である。環
化反応器から得た生成物を気相に保持し、第二の反応器
に直接通した。この反応器には、実施例18で得た脱水素
触媒(粒子サイズ0.32〜1mm)3gを入れてあった。反応
温度は280℃で、圧力は1バールであった。実験中、出
発原料をMPDAからMPIに変え、続いてつぎの組成をもつ
混合物からなる粗生成物(粗3−MP)へ変えた。MPI:7
4.9%、MPDA:13.9%、有機不純物(主としてメチル−シ
クロペンタンジアミン):5.1%および水:6.1%。種々の
MHSV(反応器1のMHSV基準)における結果を、下記の表
4に示す。
実施例44 継続する二段階で、2−メチル−1,5−ジアミノペンタ
ン(MPDA)から3−ピコリンへ: 粒子サイズ0.315〜1mmのSiO2/Al2O3粒子(Engelhard
社からの「Si−HP−87−069 T」)3gを、反応器(φ13m
m)に装入した。MPDAを蒸発させ、H2のキャリアガス流1
5m/分とともに、圧力約1バール、反応温度320℃で
触媒を通過させ、MPIに環化した。使用したMPDAは、Du
Pont de Nemours社から商標「Dytek A」の名で入手可能
な市販品であった。環化反応器から得た生成物を気相に
保持し、第二の反応器に直接通した。この反応器には、
実施例20で得た脱水素触媒(粒子サイズ0.315〜1mm)3g
を含んでいた。反応器温度は280℃で、圧力は1バール
であった。実験中、出発原料をMPDAから、つぎの組成の
混合物からなる粗生成物(粗3−MP)へ変えた。MPI:7
4.9%、MPDA:13.9%、有機不純物(主としてメチル−シ
クロペンタンジアミン):5.1%および水:6.1%。種々の
MHSV(反応器1のMHSV基準)における結果を、下記の表
5に示す。
実施例45 継続する二段階で、中間タール分離器を用い粗3−MPか
らの3−ピコリンへ: 実施例44と比較したとき、出発原料は異なる組成を有
し、タール分離器を第一および第二反応器の間に設置し
た。粒子サイズ0.315〜1mmのSiO2/Al2O3粒子(Engelhar
d社からの「Si−HP−87−069 T」)3gを、反応器(φ13
mm)に装入した。出発原料はつぎの組成をもつ粗生成物
(粗3−MP)であった。MPI:45.8%、MPDA:29.9%、有
機不純物(主としてメチル−シクロペンタンジアミ
ン):9.8%および水:14.5%。その出発原料を蒸発さ
せ、H2のキャリアガス流15m/分とともに、MHSV4.2、
圧力約1バール、反応温度320℃で反応器を通過させ
た。環化反応器からの生成物をタール分離器(115℃)
に通し、第二反応器に直接供給した。この反応器は、実
施例23の脱水素触媒(粒子サイズ0.315〜1mm)3gを充填
したものである。反応器温度は280℃であった。反応時
間335時間後、生成物の有機相は、PIC:94.6%および有
機不純物(GC面積%):5.4%を含有しており、MPDAおよ
びMPIの転換は定量的であった。触媒の不活性化は観察
されなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B01J 27/13 B01J 27/13 X 29/08 29/08 X 29/40 29/40 X C07D 211/12 C07D 211/12 213/133 213/133 (72)発明者 ジークリフト,ヴァルター スイス国 CH―3930 ヴィスプ ザン クト ヨーダーン シュトラーセ 36 (56)参考文献 特表 平3−505877(JP,A) 米国特許3903079(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 211/02,211/12 C07D 213/08 - 213/133 B01J 21/00 - 29/90 REGISTRY(STN) CA(STN)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2−メチル−1,5−ジアミノペンタンから
    気相において3−メチルピペリジンを製造する方法にお
    いて、ガス状の2−メチル−1,5−ジアミノペンタン
    を、温度300〜400℃で、大気圧ないし大気圧を超えるこ
    と10バールまでの圧力において、アンモニアの添加なし
    に、活性化Al2O3、もしくはアルミニウム/ケイ素混合
    酸化物、または天然もしくは合成ゼオライトからなり、
    表面の酸性および塩基性の中心の比が2を超え、比表面
    積が40m2/gを超える触媒を通すことを特徴とする製造方
    法。
  2. 【請求項2】3−メチルピリジンを製造する方法におい
    て、はじめに、請求の範囲第1項に記載の方法に従って
    2−メチル−1,5−ジアミノペンタンから3−メチルピ
    ペリジンを製造し、続いて、これを脱水素触媒としての
    第二触媒を通すことを特徴とする製造方法。
  3. 【請求項3】脱水素を、220〜4000℃で実施することを
    特徴とする請求の範囲第2項に記載の製造方法。
  4. 【請求項4】使用する脱水素触媒が、支持体上の貴金属
    であることを特徴とする請求の範囲第2項または第3項
    に記載の製造方法。
  5. 【請求項5】使用する貴金属が、パラジウムまたは白金
    であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の製造
    方法。
  6. 【請求項6】使用する脱水素触媒が、可溶性のパラジウ
    ム錯体とのイオン交換によって製造された、非晶質のケ
    イ素/アルミニウム酸化物上のパラジウムであることを
    特徴とする請求の範囲第5項に記載の製造方法。
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