JP4223478B2 - 高いシス/トランス−異性体比を有するイソホロンジアミン(ipda、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン)の製造方法 - Google Patents
高いシス/トランス−異性体比を有するイソホロンジアミン(ipda、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン)の製造方法 Download PDFInfo
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a)<73/27のシス/トランス異性体比を有する粗IPDAを提供し、
b)粗IPDAを、少なくとも73/27のシス/トランス異性体比を有する画分と、63/37を下廻るシス/トランス異性体比を有する画分とに精製および分離し、
c)工程b)で得られた63/37を下廻るシス/トランス異性体比を有する本質的に純粋なIPDAの画分を、H2、NH3および水素化触媒の存在下で、63/37〜66/34の範囲内のシス/トランス異性体比を有するIPDAに異性化し、それを方法の工程a)中に再循環させる、ことを特徴とする。
工程a)
一般に、任意の生成物混合物として、IPDAの製造工程から生じる粗IPDAを使用することができる。「粗IPDA」は、少なくとも88質量%のIPDA、好ましくは少なくとも92質量%、より好ましくは少なくとも95質量%のIPDAから成る生成物混合物であるとされる。
工程b)
工程a)で得られる生成物混合物は、蒸留または晶出によって精製および分離することができる。
工程c)
本発明によれば、シス−異性体−減少画分を、異性化後の方法の工程a)に再循環させる。異性化工程は、特に、任意の好ましいシス/トランス異性体比を有するIPDAを、水素化触媒上に、H2およびNH3の存在下に通過させることによって、温度に関係なく、シス/トランス異性体比を63/37〜66/34、好ましくは64/36〜66/36、より好ましくは64/36〜65/35の範囲で有する熱力学平衡が生じることは、従来公知ではなかった。
図1は、第1のカラムが通常の蒸留カラムであり、かつ第2のカラムが分離壁カラムであるプラントを示す図である。
図2は、第1のカラムが分離壁カラムであり、第2のカラムが通常の蒸留カラムであるプラントを示す図である。
装置例
比較例1:IPNからのIPDAの製造および引き続いての蒸留による後処理
イソホロンニトリルのイソホロンジアミンへのアミン水素化を、連続方法で、直列に連結された3個の反応器中で、250バールの圧力で、EP−B−0729937に記載されたように実施した。触媒を280℃に加熱し、2K/分の加熱速度で、水素圧下で加熱した。この温度で12時間に亘って保持した後に、温度を特定の反応温度に戻した。
例2:IPNからのIPDAの製造、引き続いての蒸留による後処理およびシス−減少画分の合成反応器への再循環
除去された第1画分それぞれ50ml/h(シス/トランス異性体比60/40を有するIPDA)を、反応器中に、IPN流(130ml/h)に加えて供給することを除き、例1を反復した。得られた試料を、ガスクロマトグラフィーを用いて分析した。粗IPDAの組成については第1表に示した。
例3:トランス−IPDAの異性化
マグネットステーラーおよび触媒バスケットを備えたオートクレーブ300ml中において、EP−A0742045により製造されたコバルト触媒200mlおよびトランス−イソホロンジアミン 40mlを最初に装填した。オートクレーブを密閉し、かつ60mlのアンモニアを、点検窓を介して注入した。ハロゲンを使用して50バールの圧力に調整した。130℃の反応温度に加熱した後に、ハロゲンの再度の注入により、250バールの圧力に調整した。オートクレーブを、これらの条件下で24時間に亘って保持した。試験が終了した後に、オートクレーブを6時間に亘って撹拌しながら室温で減圧し、さらになおも溶解しているアンモニアを放出させた。ガスクトマトグラフィー分析のために、加圧された試料を取り出した。結果を図3に示した。
例4:トランス−IPDAの異性化
130℃の代わりに110℃の反応温度にする以外は、例3を反復した。結果を図3に示した。
図3の評価
図3は、装置例3および4の図の評価を示す。y−軸は、シス−/トランス−IPDA異性体混合物中でのシス−IPDAの割合を、質量%で示す。反応時間を、時間の単位でx−軸上にプロットした。シス−IPDAは黒四角によって、トランス−IPDAは黒丸によって示した。
例5:シス−IPDAの異性化
マグネットステーラーおよび触媒バスケットを備えた300mlのオートクレーブ中、EP−A0742045によって製造されたコバルト触媒 20mlおよびシス−IPDA 40mlを最初に装填した。オートクレーブを密閉し、かつアンモニア60mlを検査窓を介して注入した。水素を用いて50バールの圧力に調整した。段階的に、130℃の反応温度に加熱した後に、水素を用いて250バールの圧力に調整した。オートクレーブをこれらの条件下で24時間に亘って保持した。試験の終了後に、オートクレーブを6時間に亘って撹拌しながら室温で脱気し、なおも溶解しているアンモニアを放出させた。ガスクロマトグラフィー分析のために、加圧した試料を取り出した。結果を図4に示した。
例6:シス−IPDAの異性化
130℃の代わりに110℃の反応温度で実施することを除き、例5を反復した。結果は図4に図示した。
例7:シス−IPDAの異性化
130℃の代わりに90℃の反応温度で実施することを除き、例5を反復した。結果を図4に示した。
図4の評価
図4は装置例5、6および7を図示的に評価したものである。反応時間については時間の単位でx−軸上にプロットした。y−軸は、シス−/トランス−IPDA異性体混合物中でのシス−IPDAの割合を、質量%で示したものである。シス−IPDAは、黒四角によって、トランス−IPDAは黒丸によって示した。
Claims (7)
- 少なくとも73/27のシス/トランス異性体比を有する、本質的に純粋な3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン(イソホロンジアミン、IPDA)を製造するための方法において、以下の工程:
a)<73/27のシス/トランス異性体比を有する粗IPDAを提供し、
b)粗IPDAを、少なくとも73/27のシス/トランス異性体比を有する画分と、63/37を下廻るシス/トランス異性体比を有する画分とに精製および分離し、
c)工程b)中で得られた63/37を下廻るシス/トランス異性体比を有する本質的に純粋なIPDA画分を、63/37〜66/34の範囲のシス/トランス異性体比を有するIPDAに、H2、NH3および水素化触媒の存在下で異性化し、かつこれを方法の工程a)中に再度循環させることを特徴とする、少なくとも73/27のシス/トランス異性体比を有する、本質的に純粋な3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン(イソホロンジアミン、IPDA)を製造するための方法。 - 粗IPDAを、方法の工程b)で蒸留によって精製および分離する、請求項1に記載の方法。
- 方法の工程b)を、2個の空間的に別個の蒸留カラム中で実施する、請求項2に記載の方法。
- 少なくとも1個の蒸留カラムが、分離壁カラムである、請求項3に記載の方法。
- IPDAを、方法の工程b)において、73/27〜76/24の範囲のシス/トランス異性体比を有する画分と、63/37を下廻るシス/トランス異性体比を有する画分とに分離する、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- ≦70/30のシス/トランス異性体比を有する粗IPDAを、方法の工程a)に提供する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 方法の工程c)において使用された水素化触媒が、銅、銀、金、鉄、コバルト、ニッケル、レニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、クロム、モリブデンおよびタングステンの群から選択された少なくとも1種の遷移金属を含有する触媒である、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
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