JP7514465B2 - Method for producing amine compound - Google Patents

Method for producing amine compound Download PDF

Info

Publication number
JP7514465B2
JP7514465B2 JP2020052830A JP2020052830A JP7514465B2 JP 7514465 B2 JP7514465 B2 JP 7514465B2 JP 2020052830 A JP2020052830 A JP 2020052830A JP 2020052830 A JP2020052830 A JP 2020052830A JP 7514465 B2 JP7514465 B2 JP 7514465B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
reaction
hydrogenation
catalyst
hydrocarbon ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020052830A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021151962A (en
Inventor
義秀 谷地
暢之 間瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shizuoka University NUC
Zeon Corp
Original Assignee
Shizuoka University NUC
Zeon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shizuoka University NUC, Zeon Corp filed Critical Shizuoka University NUC
Priority to JP2020052830A priority Critical patent/JP7514465B2/en
Publication of JP2021151962A publication Critical patent/JP2021151962A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7514465B2 publication Critical patent/JP7514465B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

本発明は、アミン化合物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an amine compound.

シクロペンチルアミノエタノールは、二酸化炭素吸収材として有用である。シクロペンチルアミノエタノールは、シクロペンチル-2-イミノエタノールの二重結合の水素化(水素添加)によって製造することができる。 Cyclopentylaminoethanol is useful as a carbon dioxide absorbent. It can be produced by hydrogenation of the double bond of cyclopentyl-2-iminoethanol.

ここで、二重結合の水素化を用いた化合物の製造方法として、特許文献1には、溶剤と基質とからなる液相にマイクロバブル又はナノバブル(ウルトラファインバブル)を導入し、固体触媒の存在下での基質と水素との気液接触によって生成する反応生成物を製造する方法が開示されている。特許文献2には、高せん断装置を用いて形成したベンゼン及び水素ガス気泡のエマルションを固体触媒存在下において反応させることによるシクロヘキサンを製造するための方法が開示されている。特許文献3には、高せん断装置を用いて液相中に水素含有気泡の分散体を形成するように構成された、アルデヒド及び/又はケトンを水素化するための装置が開示されている。特許文献4には、非混和性液体媒質を含む液体中で原料化合物とマイクロバブルやナノバブル形態のガスとの化学反応を行わせることが開示されている。特許文献5には、芳香族ニトロ化合物を水素マイクロバブルと接触させることによる芳香族アミン化合物の製造方法が開示されている。 Here, as a method for producing a compound using hydrogenation of a double bond, Patent Document 1 discloses a method for producing a reaction product by introducing microbubbles or nanobubbles (ultrafine bubbles) into a liquid phase consisting of a solvent and a substrate, and producing a reaction product produced by gas-liquid contact of the substrate with hydrogen in the presence of a solid catalyst. Patent Document 2 discloses a method for producing cyclohexane by reacting an emulsion of benzene and hydrogen gas bubbles formed using a high shear device in the presence of a solid catalyst. Patent Document 3 discloses an apparatus for hydrogenating aldehydes and/or ketones, configured to form a dispersion of hydrogen-containing bubbles in a liquid phase using a high shear device. Patent Document 4 discloses a chemical reaction between a raw material compound and a gas in the form of microbubbles or nanobubbles in a liquid containing an immiscible liquid medium. Patent Document 5 discloses a method for producing an aromatic amine compound by contacting an aromatic nitro compound with hydrogen microbubbles.

特開2013-023460号公報JP 2013-023460 A 特表2010-531882号公報JP 2010-531882 A 特開2013-014595号公報JP 2013-014595 A 特開2017-019743号公報JP 2017-019743 A 特開2014-005217号公報JP 2014-005217 A

通常、水素添加工程の効率を上げるためには、触媒存在下バッチ式で高温・高圧で所望の転化率まで反応するのが一般的である。しかしながら、高温・高圧の反応は、設備費がかさみ、また、バッチ式では生産性に限りがあることが課題であった。シクロペンチルアミノエタノールの製造における水素添加工程のために、上記課題をクリアできる低圧化で効率的に水素化することが可能な反応系が必要である。 Normally, to increase the efficiency of the hydrogenation process, the reaction is carried out in a batchwise manner in the presence of a catalyst at high temperature and pressure until the desired conversion rate is reached. However, high temperature and high pressure reactions require high equipment costs, and batch-type reactions have the drawback of limited productivity. For the hydrogenation process in the production of cyclopentylaminoethanol, a reaction system is required that can efficiently hydrogenate at low pressures, which overcomes the above challenges.

そこで、本発明者らは、水素をファインバブル化すれば、低圧で効率的に水素化反応できると着想し、検討を開始した。その結果、本発明者らは、ファインバブル化した水素をシクロペンチル-2-イミノエタノールの流通液に混合して反応させることで、低圧下で効率的に水素化が進行することを新たに見出した。そして、本発明者らは、上述した新たな知見に基づき、本発明を完成させた。 The inventors then came up with the idea that hydrogen could be made finely bubbled to enable efficient hydrogenation reactions at low pressures, and began to investigate the possibility. As a result, the inventors discovered that hydrogenation can proceed efficiently at low pressures by mixing finely bubbled hydrogen with a circulating liquid of cyclopentyl-2-iminoethanol and reacting it. Based on the new findings described above, the inventors have completed the present invention.

かくして本発明によれば、下記に示すアミノエタノール化合物の製造方法が提供される。 Thus, the present invention provides the following method for producing an aminoethanol compound.

〔1〕水素ファインバブルを供給し、溶媒下でイミン化合物を水素化する工程を含む、アミン化合物の製造方法。
〔2〕アミン化合物が、ヒドロキシアルキルアミン化合物であり、イミン化合物が、ヒドロキシアルキルイミン化合物である、前記〔1〕に記載の製造方法。
〔3〕アミン化合物が、アミノエタノール化合物であり、イミン化合物が、イミノエタノール化合物である、前記〔2〕に記載の製造方法。
〔4〕前記イミン化合物が、炭化水素環を有する、前記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の製造方法。
〔5〕前記溶媒が、アルコールである、前記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の製造方法。
[1] A method for producing an amine compound, comprising the step of supplying fine hydrogen bubbles and hydrogenating an imine compound in the presence of a solvent.
[2] The method according to the above [1], wherein the amine compound is a hydroxyalkylamine compound and the imine compound is a hydroxyalkylimine compound.
[3] The method according to [2] above, wherein the amine compound is an aminoethanol compound and the imine compound is an iminoethanol compound.
[4] The method according to any one of [1] to [3] above, wherein the imine compound has a hydrocarbon ring.
[5] The method according to any one of [1] to [4] above, wherein the solvent is an alcohol.

本発明によれば、イミン化合物を低圧下で効率的に水素化することが可能な、アミン化合物の製造方法を提供することができる。 The present invention provides a method for producing an amine compound that can efficiently hydrogenate an imine compound under low pressure.

図1は、本発明で用いる水素化反応系(循環型水素化反応系)の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a hydrogenation reaction system (circulation-type hydrogenation reaction system) used in the present invention. 図2は、渦巻きポンプ型気泡発生装置等を用いた、従来型水素化反応系の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a conventional hydrogenation reaction system using a centrifugal pump type bubble generating device and the like.

以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.

(アミン化合物の製造方法)
本発明のアミン化合物の製造方法は、水素ファインバブルを供給し、溶媒下でイミン化合物を水素化する工程を含む。本発明の製造方法は、下記式で表されるような、イミン化合物中の炭素原子-窒素原子二重結合を水素化(水添)してイミン化合物をアミン化合物に変換する反応を利用する。本発明の製造方法は、イミン化合物を効率良く水素化することができる。したがって、水素化反応時の圧力の穏和化、水素化率の向上、水素化触媒の使用量の削減、水素化反応時間の短縮化、および水素化反応温度の低温化の少なくとも一つ以上の効果が得られる。
(Method for producing amine compound)
The method for producing an amine compound of the present invention includes a step of supplying fine hydrogen bubbles and hydrogenating an imine compound in a solvent. The production method of the present invention utilizes a reaction represented by the following formula in which a carbon atom-nitrogen atom double bond in an imine compound is hydrogenated (hydrogenated) to convert the imine compound into an amine compound. The production method of the present invention can efficiently hydrogenate an imine compound. Therefore, at least one of the following effects can be obtained: milder pressure during the hydrogenation reaction, improved hydrogenation rate, reduced amount of hydrogenation catalyst used, shorter hydrogenation reaction time, and lower hydrogenation reaction temperature.

Figure 0007514465000001
Figure 0007514465000001

<製造物:アミン化合物>
本発明の製造方法で製造されるアミン化合物は、下記式で表される化合物である。
<Product: Amine compound>
The amine compound produced by the production method of the present invention is a compound represented by the following formula.

Figure 0007514465000002
Figure 0007514465000002

式中、Rは、水素原子または任意の置換基である。 In the formula, R 1 is a hydrogen atom or an arbitrary substituent.

で示される置換基としては、例えば、置換されていてもよい炭化水素基が挙げられる。アミン化合物は水素化反応で得られるので、置換基は、飽和置換基が好ましい。飽和置換基としては、例えば、置換されていてもよい飽和炭化水素基が挙げられる。置換されていてもよい飽和炭化水素基の「飽和炭化水素基」としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル等の直鎖状アルキル、イソプロピル、イソブチル、1-メチルペンチル、1-エチルペンチル、sec-ブチル、t-ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、イソヘキシル等の分岐状アルキル、及びシクロプロピル、シクロブチル等の環状アルキルが挙げられる。「飽和炭化水素基」の炭素原子数は、1から20が好ましく、1から6がより好ましい。
置換されていてもよい飽和炭化水素基としては、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基で置換されていてもよい飽和炭化水素基が挙げられる。
は、ヒドロキシ基で置換された飽和炭化水素基が好ましく、ヒドロキシC1~20アルキル基がより好ましく、ヒドロキシC1~6アルキル基が更に好ましく、ヒドロキシC1~6直鎖状アルキル基が更に好ましく、2-ヒドロキシエチル基が最も好ましい。
Examples of the substituent represented by R 1 include a hydrocarbon group which may be substituted. Since the amine compound is obtained by a hydrogenation reaction, the substituent is preferably a saturated substituent. Examples of the saturated substituent include a saturated hydrocarbon group which may be substituted. Examples of the "saturated hydrocarbon group" of the saturated hydrocarbon group which may be substituted include linear alkyl such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, and icosyl, branched alkyl such as isopropyl, isobutyl, 1-methylpentyl, 1-ethylpentyl, sec-butyl, t-butyl, isopentyl, neopentyl, and isohexyl, and cyclic alkyl such as cyclopropyl and cyclobutyl. The number of carbon atoms of the "saturated hydrocarbon group" is preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 6.
Examples of the optionally substituted saturated hydrocarbon group include saturated hydrocarbon groups optionally substituted with a hydroxy group or an alkoxy group.
R 1 is preferably a saturated hydrocarbon group substituted with a hydroxy group, more preferably a hydroxy C1-20 alkyl group, even more preferably a hydroxy C1-6 alkyl group, still more preferably a hydroxy C1-6 linear alkyl group, and most preferably a 2-hydroxyethyl group.

式中、R及びRは、独立に水素原子または任意の置換基であってもよく、あるいは、共に環構造を形成してもよい。 In the formula, R2 and R3 may independently be a hydrogen atom or any substituent, or may be taken together to form a ring structure.

及びRが独立に水素原子または任意の置換基である場合、置換基としては、例えば、置換されていてもよい炭化水素基が挙げられる。アミン化合物は水素化反応で得られるので、置換基は、飽和置換基が好ましい。飽和置換基としては、例えば、置換されていてもよい飽和炭化水素基が挙げられる。置換されていてもよい飽和炭化水素基の「飽和炭化水素基」としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル等の直鎖状アルキル、イソプロピル、イソブチル、1-メチルペンチル、1-エチルペンチル、sec-ブチル、t-ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、イソヘキシル等の分岐状アルキル、及びシクロプロピル、シクロブチル等の環状アルキルが挙げられる。「飽和炭化水素基」の炭素原子数は、1から20が好ましく、1から6がより好ましい。
置換されていてもよい飽和炭化水素基としては、例えば、ヒドロキシ基で置換されていてもよい飽和炭化水素基が挙げられる。
When R 2 and R 3 are independently a hydrogen atom or any substituent, examples of the substituent include a hydrocarbon group which may be substituted. Since the amine compound is obtained by a hydrogenation reaction, the substituent is preferably a saturated substituent. Examples of the saturated substituent include a saturated hydrocarbon group which may be substituted. Examples of the "saturated hydrocarbon group" of the saturated hydrocarbon group which may be substituted include linear alkyl such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, and icosyl, branched alkyl such as isopropyl, isobutyl, 1-methylpentyl, 1-ethylpentyl, sec-butyl, t-butyl, isopentyl, neopentyl, and isohexyl, and cyclic alkyl such as cyclopropyl and cyclobutyl. The number of carbon atoms of the "saturated hydrocarbon group" is preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 6.
An example of the optionally substituted saturated hydrocarbon group is a saturated hydrocarbon group optionally substituted with a hydroxy group.

及びRが共に環構造を形成する場合、R-C-R部分からなる環構造としては、例えば、置換されていてもよい炭化水素環が挙げられる。アミン化合物は水素化反応で得られるので、R-C-R部分からなる環構造は、飽和環構造が好ましい。飽和環構造としては、例えば、置換されていてもよい飽和炭化水素環が挙げられる。置換されていてもよい飽和炭化水素環の「飽和炭化水素環」としては、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン等のシクロアルカンが挙げられ、炭素原子数1から20のシクロアルカンが好ましく、炭素原子数1から6のシクロアルカンがより好ましい。
置換されていてもよい飽和炭化水素環としては、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基で置換されていてもよい飽和炭化水素環が挙げられる。
When R2 and R3 together form a ring structure, examples of the ring structure consisting of the R2 -C- R3 portion include an optionally substituted hydrocarbon ring. Since the amine compound is obtained by a hydrogenation reaction, the ring structure consisting of the R2 -C- R3 portion is preferably a saturated ring structure. Examples of the saturated ring structure include an optionally substituted saturated hydrocarbon ring. Examples of the "saturated hydrocarbon ring" of the optionally substituted saturated hydrocarbon ring include cycloalkanes such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, and cyclodecane, and cycloalkanes having 1 to 20 carbon atoms are preferred, and cycloalkanes having 1 to 6 carbon atoms are more preferred.
Examples of the optionally substituted saturated hydrocarbon ring include saturated hydrocarbon rings optionally substituted with a hydroxy group or an alkoxy group.

及びRは、共に環構造を形成することが好ましい。R-C-R部分からなる環構造は、置換されていてもよい炭化水素環が好ましく、置換されていてもよい飽和炭化水素環がより好ましく、置換されていてもよいシクロアルカンが更に好ましく、置換されていてもよい炭素原子数1から20のシクロアルカンが更に好ましく、置換されていてもよい炭素原子数1から6のシクロアルカンが更に好ましく、置換されていてもよいシクロペンタンが更に好ましく、シクロペンタンが最も好ましい。 It is preferable that R 2 and R 3 together form a ring structure. The ring structure consisting of the R 2 -C-R 3 portion is preferably an optionally substituted hydrocarbon ring, more preferably an optionally substituted saturated hydrocarbon ring, even more preferably an optionally substituted cycloalkane, even more preferably an optionally substituted cycloalkane having 1 to 20 carbon atoms, even more preferably an optionally substituted cycloalkane having 1 to 6 carbon atoms, even more preferably an optionally substituted cyclopentane, and most preferably cyclopentane.

アミン化合物は、ヒドロキシアルキルアミン化合物が好ましく、アミノエタノール化合物がより好ましく、炭化水素環-アミノエタノール化合物が更に好ましく、飽和炭化水素環-アミノエタノール化合物が更に好ましく、シクロアルキルアミノエタノールが更に好ましく、C1~20シクロアルキル-アミノエタノールが更に好ましく、C1~6シクロアルキル-アミノエタノールが更に好ましく、シクロペンチルアミノエタノールが最も好ましい。 The amine compound is preferably a hydroxyalkylamine compound, more preferably an aminoethanol compound, even more preferably a hydrocarbon ring-aminoethanol compound, even more preferably a saturated hydrocarbon ring-aminoethanol compound, even more preferably a cycloalkylaminoethanol, even more preferably a C1-20 cycloalkyl-aminoethanol, even more preferably a C1-6 cycloalkyl-aminoethanol, and most preferably cyclopentylaminoethanol.

本発明の製造方法は、高い水素化率(反応収率)で行われることが好ましい。水素化率は、特に限定されることはないが、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましく、99%以上であることが更に好ましい。なお、水素化反応における水素化率は、例えば、クロマトグラフィ(例、GC-FID)、NMR、またはIRを利用した方法(具体例として、本明細書の実施例に記載の方法)により測定することができる。 The production method of the present invention is preferably carried out with a high hydrogenation rate (reaction yield). The hydrogenation rate is not particularly limited, but is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 99% or more. The hydrogenation rate in the hydrogenation reaction can be measured, for example, by a method using chromatography (e.g., GC-FID), NMR, or IR (specific examples include the methods described in the Examples of this specification).

<原料:イミン化合物>
本発明の製造方法において原料となるイミン化合物は、下記式で表される化合物である。
<Raw material: Imine compound>
The imine compound used as a raw material in the production method of the present invention is a compound represented by the following formula.

Figure 0007514465000003
Figure 0007514465000003

式中、R’、R’、及びR’は、それぞれ、R、R、及びRと同じであってもよく、R、R、及びR中の飽和結合が不飽和結合に置換された基であってもよい。製造されるアミン化合物の品質、純度、収量等の製造効率向上の観点から、R’、R’、及びR’は、それぞれ、R、R、及びRと同じであることが好ましい。 In the formula, R 1 ', R 2 ', and R 3 ' may be the same as R 1 , R 2 , and R 3 , respectively, or may be a group in which the saturated bonds in R 1 , R 2 , and R 3 are replaced with unsaturated bonds. From the viewpoint of improving production efficiency such as quality, purity, and yield of the produced amine compound, it is preferable that R 1 ', R 2 ', and R 3 ' are the same as R 1 , R 2 , and R 3 , respectively.

アミン化合物がヒドロキシアルキルアミン化合物である場合、イミン化合物は、対応するヒドロキシアルキルイミン化合物であることが好ましい。アミン化合物がアミノエタノール化合物である場合、イミン化合物は、対応するイミノエタノール化合物であることが好ましい。アミン化合物が炭化水素環-アミノエタノール化合物である場合、イミン化合物は、対応する炭化水素環-イミノエタノール化合物であることが好ましい。アミン化合物が飽和炭化水素環-アミノエタノール化合物である場合、イミン化合物は、対応する飽和炭化水素環-イミノエタノール化合物であることが好ましい。アミン化合物がシクロアルキルアミノエタノールである場合、イミン化合物は、対応するシクロアルキルイミノエタノールであることが好ましい。アミン化合物がC1~20シクロアルキル-アミノエタノールである場合、イミン化合物は、対応するC1~20シクロアルキル-イミノエタノールであることが好ましい。アミン化合物がC1~6シクロアルキル-アミノエタノールである場合、イミン化合物は、対応するC1~6シクロアルキル-イミノエタノールであることが好ましい。アミン化合物がシクロペンチルアミノエタノールである場合、イミン化合物は、シクロペンチルイミノエタノールであることが好ましい。 When the amine compound is a hydroxyalkylamine compound, the imine compound is preferably a corresponding hydroxyalkylimine compound. When the amine compound is an aminoethanol compound, the imine compound is preferably a corresponding iminoethanol compound. When the amine compound is a hydrocarbon ring-aminoethanol compound, the imine compound is preferably a corresponding hydrocarbon ring-iminoethanol compound. When the amine compound is a saturated hydrocarbon ring-aminoethanol compound, the imine compound is preferably a corresponding saturated hydrocarbon ring-iminoethanol compound. When the amine compound is a cycloalkylaminoethanol, the imine compound is preferably a corresponding cycloalkyliminoethanol. When the amine compound is a C1-20 cycloalkyl-aminoethanol, the imine compound is preferably a corresponding C1-20 cycloalkyl-iminoethanol. When the amine compound is a C1-6 cycloalkyl-aminoethanol, the imine compound is preferably a corresponding C1-6 cycloalkyl-iminoethanol. When the amine compound is a cyclopentylaminoethanol, the imine compound is preferably a cyclopentyliminoethanol.

イミン化合物(原料)の溶媒中の濃度は、例えば0.1%(g/L)以上、好ましくは0.5%(w/v)以上、より好ましくは1.0%(w/v)以上であってもよく、例えば30%(w/v)以下、好ましくは20%(w/v)以下、より好ましくは15%(w/v)以下であってもよい。 The concentration of the imine compound (raw material) in the solvent may be, for example, 0.1% (g/L) or more, preferably 0.5% (w/v) or more, more preferably 1.0% (w/v) or more, and may be, for example, 30% (w/v) or less, preferably 20% (w/v) or less, more preferably 15% (w/v) or less.

<溶媒>
溶媒としては、イミン化合物(原料)及びアミン化合物(製造物)の溶解性により適宜選択することができ、例えば、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジエチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ビシクロヘプタン、トリシクロデカン、ヘキサヒドロインデン、シクロオクタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素;ニトロメタン、ニトロベンゼン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等の含窒素系炭化水素;クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、メタノール、エタノール等のアルコール類などを用いることができ、アルコール類が好ましく、メタノールがより好ましい。また、原料(イミン化合物)または製造物(アミン化合物)が溶媒に溶解した溶液を、便宜上「反応液」と包括的に呼ぶ。
<Solvent>
The solvent can be appropriately selected depending on the solubility of the imine compound (raw material) and the amine compound (product). For example, aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, and n-heptane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, dimethylcyclohexane, trimethylcyclohexane, ethylcyclohexane, diethylcyclohexane, decahydronaphthalene, bicycloheptane, tricyclodecane, hexahydroindene, and cyclooctane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and mesitylene; nitrogen-containing hydrocarbons such as nitromethane, nitrobenzene, acetonitrile, propionitrile, and benzonitrile; halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene; ethers such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane; and alcohols such as methanol and ethanol can be used. Alcohols are preferred, and methanol is more preferred. Furthermore, the solution in which the raw material (imine compound) or the product (amine compound) is dissolved in a solvent is collectively referred to as the "reaction liquid" for convenience.

<水素ファインバブル>
「ファインバブル」とは、直径100μm以下の気泡をいう。ファインバブルの形成は、単位体積の液体中に含まれる気泡数を指標として定義することもできる。例えば、液体1mL当たりの気泡数が1.0×10個以上であれば、反応に供されるに有利なファインバブルが形成されていると見なすことができる。液体1mLの当たりの気泡数は、1.0×10個以上であればよく、好ましくは2.0×10個以上、より好ましくは3.0×10個以上であればよい。気泡数は、例えば、カンタムデザイン社製ナノサイトを用いて測定することができる。
<Hydrogen fine bubbles>
"Fine bubbles" refers to bubbles with a diameter of 100 μm or less. The formation of fine bubbles can also be defined as an index of the number of bubbles contained in a unit volume of liquid. For example, if the number of bubbles per 1 mL of liquid is 1.0 × 10 7 or more, it can be considered that fine bubbles advantageous for reaction have been formed. The number of bubbles per 1 mL of liquid may be 1.0 × 10 7 or more, preferably 2.0 × 10 7 or more, and more preferably 3.0 × 10 7 or more. The number of bubbles can be measured, for example, using a nanosite manufactured by Quantum Design Co., Ltd.

水素ガスをファインバブルの形態にすることは、直径が100μmより大きい気泡(非ファインバブル)の形態にすることに比べて以下の点で有利である。ファインバブルは、非ファインバブルに比して同体積の水素ガスの気液界面の表面積が大きいため、気液接触の面積が増大する。また、非ファインバブルは、液体中で上昇して液体外に放出したり、容器等の壁面に付着する等により、液体から分離しやすい挙動を示すのに対して、ファインバブルは、Stokesの式で説明されるように液体中での上昇速度が極めて遅く、液体中で長時間滞留する挙動を示すため、気液接触の時間が増大する。これらの効果により、水素ガスの反応への消費率が増大するため、反応効率が向上し、未反応水素ガスの発生による圧力増大が抑制される。さらに、ファインバブルは自己圧潰してエネルギーを放出するため、反応を局所的に促進するエネルギーが得られると言われている。さらにまた、水素ガスをファインバブルの形態にすることにより、反応系に高圧力を付与する必要がなく、また気泡の放出による反応系の圧力上昇も抑制されることから、高圧力による反応装置の劣化も抑制することができる。 Making hydrogen gas into fine bubbles has the following advantages over making it into bubbles (non-fine bubbles) with a diameter larger than 100 μm. Fine bubbles have a larger surface area of the gas-liquid interface of the same volume of hydrogen gas compared to non-fine bubbles, so the area of gas-liquid contact is increased. In addition, non-fine bubbles tend to rise in liquid and be released out of the liquid, or to adhere to the wall of a container, etc., and are therefore easily separated from the liquid, whereas fine bubbles, as explained by the Stokes equation, rise very slowly in liquid and remain in liquid for a long time, increasing the time of gas-liquid contact. These effects increase the rate of consumption of hydrogen gas in the reaction, improving the reaction efficiency and suppressing the increase in pressure due to the generation of unreacted hydrogen gas. In addition, fine bubbles are said to be able to obtain energy that locally promotes the reaction because they self-collapse and release energy. Furthermore, by converting hydrogen gas into fine bubbles, there is no need to apply high pressure to the reaction system, and pressure increases in the reaction system due to the release of bubbles are suppressed, which also suppresses deterioration of the reaction equipment due to high pressure.

<水素ファインバブルの供給>
水素ファインバブルは、連続流動型ファインバブル発生装置を用いて発生させることができる。連続流動型ファインバブル発生装置とは、加圧減圧発生法/気液二相流剪断法を利用して、反応液と水素ガスを連続的に流入させて、水素ファインバブルを含有する反応液を連続的に排出させる装置である。連続流動型ファインバブル発生装置は、外部からの機械的動力を用いずに、流体の流速を利用した剪断力によりファインバブルを発生させる装置であることが好ましい。連続流動型ファインバブル発生装置としては、例えば、マイクロミキサーが挙げられる。
マイクロミキサーは、液体と気体が均等に混合できるように、2流路以上が均等に衝突できる形状を有するものが好ましい。
反応液のマイクロミキサーへの流量は、例えば0.1mL/min以上、好ましくは0.5mL/min以上、より好ましくは1.0mL/min以上であってもよく、例えば20mL/min以下、好ましくは15mL/min以下、より好ましくは10mL/min以下であってもよい。
水素ガスのマイクロミキサーへの流量は、例えば0.1mL/min以上、好ましくは0.2mL/min以上、より好ましくは0.5mL/min以上であってもよく、例えば10mL/min以下、好ましくは5mL/min以下、より好ましくは3mL/min以下であってもよい。
反応液流量に対する水素ガス流量の体積比は、例えば0.01以上、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.5以上であってもよく、例えば15以下、好ましくは10以下、より好ましくは5以下であってもよい。
ファインバブル発生圧は、例えば0.1MPa以上、好ましくは0.2MPa以上、より好ましくは0.5MPa以上であってもよく、例えば10MPa以下、好ましくは8MPa以下、より好ましくは5MPa以下であってもよい。
マイクロミキサーを用いたファインバブル生成は、例えば、渦巻きポンプ型気泡発生装置(特開2006-159187号公報)を用いた気泡生成に比して、高圧力等の過酷な条件を要しない点、循環型反応系への適用性が高い点等で有利である。また、循環型反応系は、一度の水素供給量に限界があるバッチ式反応系に比して多量の水素を逐次供給することが可能である点、水素化率をモニタリングしながらの操作が可能である点等の利点を有する。
<Supply of Hydrogen Fine Bubbles>
Hydrogen fine bubbles can be generated by using a continuous flow type fine bubble generator. A continuous flow type fine bubble generator is a device that uses a pressurized and decompressed generation method/gas-liquid two-phase flow shear method to continuously inflow a reaction liquid and hydrogen gas and continuously discharge a reaction liquid containing hydrogen fine bubbles. A continuous flow type fine bubble generator is preferably a device that generates fine bubbles by shear force using the flow rate of a fluid without using external mechanical power. An example of a continuous flow type fine bubble generator is a micromixer.
The micromixer preferably has a shape that allows two or more flow paths to collide evenly so that the liquid and gas can be mixed evenly.
The flow rate of the reaction liquid to the micromixer may be, for example, 0.1 mL/min or more, preferably 0.5 mL/min or more, more preferably 1.0 mL/min or more, and may be, for example, 20 mL/min or less, preferably 15 mL/min or less, more preferably 10 mL/min or less.
The flow rate of hydrogen gas to the micromixer may be, for example, 0.1 mL/min or more, preferably 0.2 mL/min or more, more preferably 0.5 mL/min or more, and may be, for example, 10 mL/min or less, preferably 5 mL/min or less, more preferably 3 mL/min or less.
The volume ratio of the hydrogen gas flow rate to the reaction liquid flow rate may be, for example, 0.01 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, and may be, for example, 15 or less, preferably 10 or less, more preferably 5 or less.
The fine bubble generating pressure may be, for example, 0.1 MPa or more, preferably 0.2 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and may be, for example, 10 MPa or less, preferably 8 MPa or less, more preferably 5 MPa or less.
Fine bubble generation using a micromixer is advantageous in that it does not require harsh conditions such as high pressure, and is highly applicable to a circulating reaction system, compared to bubble generation using, for example, a centrifugal pump type bubble generator (JP Patent Publication 2006-159187 A). In addition, a circulating reaction system has the advantages of being able to successively supply a large amount of hydrogen compared to a batch reaction system that has a limit to the amount of hydrogen that can be supplied at one time, and that it is possible to operate while monitoring the hydrogenation rate.

<水素化反応>
水素化反応は、水素ファインバブルを含有する反応液を水素化反応に適した条件下におくことにより行われる。好ましくは、水素化反応は、水素ファインバブルを含有する反応液を、水素化反応に適した条件下にある水素化反応容器に移送することにより行われる。水素化反応とは、下記式で表されるように、原料であるイミン化合物中の炭素原子-窒素原子二重結合を水素化(水添)して、製造物であるアミン化合物に変換する反応である。水素化反応は、水素化触媒の存在下で行われることが好ましい。
<Hydrogenation reaction>
The hydrogenation reaction is carried out by placing the reaction solution containing fine hydrogen bubbles under conditions suitable for the hydrogenation reaction. Preferably, the hydrogenation reaction is carried out by transferring the reaction solution containing fine hydrogen bubbles to a hydrogenation reaction vessel under conditions suitable for the hydrogenation reaction. As represented by the following formula, the hydrogenation reaction is a reaction in which the carbon-nitrogen double bond in the imine compound, which is the raw material, is hydrogenated (hydrogenated) to convert it into the amine compound, which is the product. The hydrogenation reaction is preferably carried out in the presence of a hydrogenation catalyst.

Figure 0007514465000004
Figure 0007514465000004

<水素化触媒>
水素化触媒は、均一系触媒、不均一系触媒等、特に限定されることはなく、不飽和結合を有する化合物の水素化反応に用いられる既知のものを使用することができる。水素化触媒は、固体触媒が好ましい。
<Hydrogenation catalyst>
The hydrogenation catalyst is not particularly limited and may be a homogeneous catalyst, a heterogeneous catalyst, or the like, and any known catalyst used in the hydrogenation reaction of a compound having an unsaturated bond may be used. The hydrogenation catalyst is preferably a solid catalyst.

均一系触媒としては、例えば、酢酸コバルトとトリエチルアルミニウム、ニッケルアセチルアセトナートとトリイソブチルアルミニウム、チタノセンジクロリドとn-ブチルリチウム、ジルコノセンジクロリドとsec-ブチルリチウム、テトラブトキシチタネートとジメチルマグネシウム等の組み合わせからなるチーグラー系触媒;ルテニウムカルベン錯体触媒;クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒);特開平7-2929号公報、特開平7-149823号公報、特開平11-158256号公報、特開平11-193323号公報等に記載されているルテニウム化合物からなる貴金属錯体触媒;などが挙げられる。
不均一系触媒としては、活性成分のみを含む触媒、および、活性成分と該活性成分を担持させる担体とを含む触媒のいずれも用いることができる。
活性成分としては、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム等の金属が挙げられる。
担体としては、カーボン、シリカ、ケイソウ土、アルミナ、酸化チタンなどが挙げられる。
活性成分のみを含む触媒の具体例としては、ラネーニッケル、ラネーパラジウム、ラネー白金等のラネー触媒などが挙げられる。
活性成分と担体とを含む触媒の具体例としては、ニッケル/シリカ、ニッケル/ケイソウ土、ニッケル/アルミナ、パラジウム/カーボン、パラジウム/シリカ、パラジウム/ケイソウ土、パラジウム/アルミナなどが挙げられる。
これらの水素化触媒は単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of homogeneous catalysts include Ziegler catalysts composed of combinations of cobalt acetate and triethylaluminum, nickel acetylacetonate and triisobutylaluminum, titanocene dichloride and n-butyllithium, zirconocene dichloride and sec-butyllithium, tetrabutoxytitanate and dimethylmagnesium, and the like; ruthenium carbene complex catalysts; chlorotris(triphenylphosphine)rhodium (Wilkinson's catalyst); and noble metal complex catalysts composed of ruthenium compounds described in JP-A-7-2929, JP-A-7-149823, JP-A-11-158256, JP-A-11-193323, and the like.
As the heterogeneous catalyst, either a catalyst containing only an active component, or a catalyst containing an active component and a carrier for supporting the active component can be used.
Active components include metals such as nickel, palladium, platinum, rhodium, and ruthenium.
The support may include carbon, silica, diatomaceous earth, alumina, titanium oxide, and the like.
Specific examples of catalysts containing only active components include Raney catalysts such as Raney nickel, Raney palladium, and Raney platinum.
Specific examples of catalysts containing an active component and a support include nickel/silica, nickel/diatomaceous earth, nickel/alumina, palladium/carbon, palladium/silica, palladium/diatomaceous earth, and palladium/alumina.
These hydrogenation catalysts may be used alone or in combination of two or more kinds.

水素化触媒としては、ラネーニッケルおよび金属ニッケル担持触媒(例えば、ニッケル/シリカ、ニッケル/ケイソウ土、ニッケル/アルミナ)等の金属ニッケルを含む触媒を用いることが好ましく、金属ニッケル担持触媒を用いることがより好ましい。金属ニッケルを含む触媒を水素化触媒として使用すれば、不飽和結合を有する化合物を更に効率良く水素化することができる。 As the hydrogenation catalyst, it is preferable to use a catalyst containing metallic nickel, such as Raney nickel or a metallic nickel supported catalyst (e.g., nickel/silica, nickel/diatomaceous earth, nickel/alumina), and it is more preferable to use a metallic nickel supported catalyst. If a catalyst containing metallic nickel is used as the hydrogenation catalyst, compounds having unsaturated bonds can be hydrogenated more efficiently.

水素化反応工程における水素化触媒の使用量は、原料であるイミン化合物100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることが更に好ましく、50質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましく、10質量部以下であることが更に好ましい。
なお、触媒の使用量は、担体も含めた触媒の乾燥状態での使用量を指す。
The amount of the hydrogenation catalyst used in the hydrogenation reaction step is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, and even more preferably 0.1 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the imine compound as the raw material, and is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less.
The amount of catalyst used refers to the amount of catalyst used in a dry state, including the carrier.

水素化触媒の装填量(体積)は、水素化反応容器の容積に対して、0.01%以上であることが好ましく、0.05%以上であることがより好ましく、0.1%以上であることが更に好ましく、5%以下であることが好ましく、2%以下であることがより好ましく、1%以下であることが更に好ましい。 The loading amount (volume) of the hydrogenation catalyst is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, and even more preferably 0.1% or more, and is preferably 5% or less, more preferably 2% or less, and even more preferably 1% or less, relative to the volume of the hydrogenation reaction vessel.

<水素化反応の条件>
水素化反応は、水素ファインバブルを含有する反応液を所定の条件下におくこと、好ましくは、水素ファインバブルを含有する反応液を水素化反応容器に移送することにより行われる。水素化反応容器は、連続式水素化反応容器及びバッチ式水素化反応容器のいずれであってもよいが、効率性の観点から連続式反応器が好ましい。連続式反応器としては、水素化触媒が固定された管(触媒固定管)が挙げられる。
<Hydrogenation reaction conditions>
The hydrogenation reaction is carried out by placing the reaction solution containing hydrogen fine bubbles under a predetermined condition, preferably by transferring the reaction solution containing hydrogen fine bubbles to a hydrogenation reactor. The hydrogenation reactor may be either a continuous hydrogenation reactor or a batch hydrogenation reactor, but a continuous reactor is preferred from the viewpoint of efficiency. An example of a continuous reactor is a tube with a hydrogenation catalyst fixed thereto (a catalyst fixed tube).

水素化反応を行う温度(すなわち、水素化反応容器の温度)は、水素化反応に適した温度、溶媒の融点及び沸点等を考慮して適宜設定することができる。水素化反応を行う温度は、溶媒の融点以上が好ましい。水素化反応を行う温度は、例えば10℃以上、好ましくは15℃以上、より好ましくは20℃以上であってもよい。水素化反応を行う温度は、溶媒の沸点以下が好ましい。水素化反応を行う温度は、例えば100℃以下、好ましくは80℃以下、より好ましくは60℃以下であってもよい。 The temperature at which the hydrogenation reaction is carried out (i.e., the temperature of the hydrogenation reaction vessel) can be set appropriately taking into consideration the temperature suitable for the hydrogenation reaction, the melting point and boiling point of the solvent, etc. The temperature at which the hydrogenation reaction is carried out is preferably equal to or higher than the melting point of the solvent. The temperature at which the hydrogenation reaction is carried out may be, for example, 10°C or higher, preferably 15°C or higher, and more preferably 20°C or higher. The temperature at which the hydrogenation reaction is carried out is preferably equal to or lower than the boiling point of the solvent. The temperature at which the hydrogenation reaction is carried out may be, for example, 100°C or lower, preferably 80°C or lower, and more preferably 60°C or lower.

水素化反応を行う時間(連続式反応器の場合は、反応液が反応器を通過する時間)は、例えば0.1h以上、好ましくは1h以上、より好ましくは3h以上であってもよく、例えば24h以下、好ましくは18h以下、より好ましくは12h以下であってもよい。 The time for carrying out the hydrogenation reaction (in the case of a continuous reactor, the time for the reaction liquid to pass through the reactor) may be, for example, 0.1 h or more, preferably 1 h or more, more preferably 3 h or more, and may be, for example, 24 h or less, preferably 18 h or less, more preferably 12 h or less.

水素化反応容器として連続式反応器を用いる場合、水素ファインバブルを含有する反応液の流量は、例えば0.1mL/min以上、好ましくは0.5mL/min以上、より好ましくは1mL/min以上であってもよく、例えば20mL/min以下、好ましくは18mL/min以下、より好ましくは15mL/min以下であってもよい。 When a continuous reactor is used as the hydrogenation reaction vessel, the flow rate of the reaction liquid containing hydrogen fine bubbles may be, for example, 0.1 mL/min or more, preferably 0.5 mL/min or more, more preferably 1 mL/min or more, and may be, for example, 20 mL/min or less, preferably 18 mL/min or less, more preferably 15 mL/min or less.

水素化反応容器には、水素化触媒が装填されていてもよい。水素化触媒は、水素化反応容器に充填されていてもよく、水素化反応容器内に固定されていてもよい。水素化反応容器は、水素化触媒の流出を防止するためにフィルターを有していてもよい。 The hydrogenation reactor may be loaded with a hydrogenation catalyst. The hydrogenation catalyst may be packed in the hydrogenation reactor or may be fixed in the hydrogenation reactor. The hydrogenation reactor may have a filter to prevent the hydrogenation catalyst from escaping.

触媒の体積当たりの水素ファインバブルを含有する反応液の時間あたりの流量比(液空間線速度hr-1)は、例えば0.1hr-1以上、好ましくは0.2hr-1以上、より好ましくは0.5hr-1以上であってもよく、例えば300hr-1以下、好ましくは200hr-1以下、より好ましくは150hr-1であってもよい。 The flow rate ratio per hour of the reaction liquid containing fine hydrogen bubbles per volume of the catalyst (liquid space linear velocity hr −1 ) may be, for example, 0.1 hr −1 or more, preferably 0.2 hr −1 or more, more preferably 0.5 hr −1 or more, and may be, for example, 300 hr −1 or less, preferably 200 hr −1 or less, more preferably 150 hr −1 .

<水素化反応系>
本発明の製造方法は、例えば、循環型反応系、バッチ型反応系、及びセミバッチ型反応系等のいずれの反応系を用いて行ってもよい。ファインバブルを用いた水素化は、水素化効率が高いために望ましくない水素化が過度に進行してしまう場合がある。望ましくない水素化を抑制するためには、水素化率を監視して水素化率から水素化を制御することができることが好ましい。この観点から、反応系は、循環型反応系が好ましい。循環型反応系としては、例えば、反応液が流れる循環流路上に、ファインバブル発生装置、及び水素化反応容器(例、触媒固定管)が配置された反応系が挙げられる。循環型反応系の具体例としては、例えば、図1の模式図に示す構成を有する反応系が挙げられる。図1の模式図では、容器1に保持された反応液が、反応液排出部2から排出され、ポンプ3、水素ガス合流部4、加熱オーブン5、ファインバブル発生装置6(例、マイクロミキサー)、反応液背圧調整器7、水素化反応容器8(例、触媒固定管)の順に循環し、反応液回収部9にて容器1に回収される。図1の模式図ではさらに、水素ガス供給部10から供給された水素ガスが、水素ガス流量調整器11を経て、水素ガス合流部4にて反応液と合流する。循環型反応系は、任意の箇所に流量計、圧力計、水素化率監視手段をさらに含んでもよい。以下、図1に示される循環型反応系の各構成要素について説明する。
<Hydrogenation reaction system>
The production method of the present invention may be carried out using any of reaction systems such as a circulation type reaction system, a batch type reaction system, and a semi-batch type reaction system. Hydrogenation using fine bubbles may cause undesirable hydrogenation to proceed excessively due to high hydrogenation efficiency. In order to suppress undesirable hydrogenation, it is preferable to monitor the hydrogenation rate and control the hydrogenation from the hydrogenation rate. From this viewpoint, the reaction system is preferably a circulation type reaction system. An example of the circulation type reaction system is a reaction system in which a fine bubble generator and a hydrogenation reaction vessel (e.g., catalyst fixed tube) are arranged on a circulation flow path through which the reaction liquid flows. A specific example of the circulation type reaction system is a reaction system having a configuration shown in the schematic diagram of FIG. 1. In the schematic diagram of FIG. 1, the reaction liquid held in the vessel 1 is discharged from the reaction liquid discharge section 2, circulated through the pump 3, the hydrogen gas junction section 4, the heating oven 5, the fine bubble generator 6 (e.g., micromixer), the reaction liquid back pressure regulator 7, and the hydrogenation reaction vessel 8 (e.g., catalyst fixed tube) in this order, and collected in the vessel 1 by the reaction liquid recovery section 9. In the schematic diagram of Figure 1, hydrogen gas supplied from a hydrogen gas supply unit 10 passes through a hydrogen gas flow regulator 11 and merges with the reaction liquid at a hydrogen gas merging unit 4. The circulating reaction system may further include a flow meter, a pressure meter, and a hydrogenation rate monitoring means at any position. Each component of the circulating reaction system shown in Figure 1 will be described below.

容器1は、反応液を保持するための容器である。容器1の形状としては、閉鎖系容器及び開放系容器が挙げられる。好ましくは、不純物混入防止及び反応制御の観点から、容器1は、閉鎖系容器であってもよい。容器1の材質としては、例えば、金属、ガラス、樹脂が挙げられる。容器1が閉鎖系容器である場合、耐圧性の観点から、容器1は、金属製が好ましい。容器1が閉鎖系容器である場合、反応液は、容器1に満充填されていてもよく、空隙を有して充填されていてもよいが、未反応の水素ガスの蓄積の観点から、空隙を有して充填されることが好ましい。意図せぬ反応を抑制する観点から、容器1は、充分に乾燥していることが好ましい。また、同観点から、容器1は、不活性ガス(例、窒素;ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガス)で置換されていることが好ましい。 The container 1 is a container for holding a reaction liquid. The shape of the container 1 can be a closed container or an open container. Preferably, the container 1 may be a closed container from the viewpoint of preventing impurities from being mixed in and controlling the reaction. Examples of the material of the container 1 include metal, glass, and resin. When the container 1 is a closed container, the container 1 is preferably made of metal from the viewpoint of pressure resistance. When the container 1 is a closed container, the reaction liquid may be filled in the container 1 fully or may be filled with gaps, but it is preferable that the reaction liquid is filled with gaps from the viewpoint of accumulation of unreacted hydrogen gas. From the viewpoint of suppressing unintended reactions, the container 1 is preferably sufficiently dry. From the same viewpoint, the container 1 is preferably substituted with an inert gas (e.g., nitrogen; rare gases such as helium, neon, argon, krypton, and xenon).

反応液排出部2は、反応液を容器1から排出するための部分である。反応液排出部2は、固体不純物の混入を抑制するために、フィルターを含んでいてもよい。 The reaction liquid discharge section 2 is a section for discharging the reaction liquid from the container 1. The reaction liquid discharge section 2 may include a filter to prevent the inclusion of solid impurities.

ポンプ3は、反応液の循環流れを発生させるための装置である。機械的刺激による反応液からの水素ファインバブルの損失を抑制する観点から、ポンプ3は、水素ガス合流部4よりも上流側に接続されていることが好ましい。 The pump 3 is a device for generating a circulating flow of the reaction liquid. From the viewpoint of suppressing the loss of hydrogen fine bubbles from the reaction liquid due to mechanical stimulation, it is preferable that the pump 3 is connected upstream of the hydrogen gas junction 4.

反応液背圧調整器7は、反応液の背圧を一定化させる装置である。反応液背圧調整器7は、反応液の背圧を一定化させることにより、反応液の流量を一定化させ、反応条件を一定に保持する役割を担う。反応液背圧調整器7としては、例えば、背圧弁、圧力調節弁等の一般的な液体用背圧調整器を用いることができる。 The reaction liquid back pressure regulator 7 is a device that keeps the back pressure of the reaction liquid constant. By keeping the back pressure of the reaction liquid constant, the reaction liquid back pressure regulator 7 keeps the flow rate of the reaction liquid constant and maintains constant reaction conditions. As the reaction liquid back pressure regulator 7, for example, a general liquid back pressure regulator such as a back pressure valve or a pressure control valve can be used.

反応液回収部9は、循環した反応液を容器1に回収するための部分である。 The reaction liquid recovery section 9 is a section for recovering the circulated reaction liquid into the container 1.

水素ガス供給部10は、循環型水素化反応装置への水素ガスの供給源である。水素ガス供給部10としては、例えば、水素ガスボンベが挙げられる。 The hydrogen gas supply unit 10 is a source of hydrogen gas for the circulating hydrogenation reaction device. An example of the hydrogen gas supply unit 10 is a hydrogen gas cylinder.

水素ガス流量調整器11は、水素ガス供給部10から供給される水素ガスの背圧を一定化させる装置である。水素ガス流量調整器11は、水素ガスの背圧を一定化させることにより、水素ガスの供給量を一定化させ、反応条件を一定に保持する役割を担う。水素ガス流量調整器11としては、例えば、背圧弁、圧力調節弁等の一般的なガス用背圧調整器を用いることができる。 The hydrogen gas flow regulator 11 is a device that stabilizes the back pressure of the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit 10. The hydrogen gas flow regulator 11 stabilizes the amount of hydrogen gas supplied and maintains constant reaction conditions by stabilizing the back pressure of the hydrogen gas. As the hydrogen gas flow regulator 11, for example, a general gas back pressure regulator such as a back pressure valve or a pressure control valve can be used.

反応液の循環流量は、ポンプ3及び反応液背圧調整器7によって調節することができる。反応液の循環流量は、例えば0.1mL/min以上、好ましくは0.5mL/min以上、より好ましくは1.0mL/min以上であってもよく、例えば20mL/min以下、好ましくは18mL/min以下、より好ましくは15mL/min以下であってもよい。 The circulation flow rate of the reaction liquid can be adjusted by the pump 3 and the reaction liquid back pressure regulator 7. The circulation flow rate of the reaction liquid may be, for example, 0.1 mL/min or more, preferably 0.5 mL/min or more, more preferably 1.0 mL/min or more, and may be, for example, 20 mL/min or less, preferably 18 mL/min or less, more preferably 15 mL/min or less.

反応液の循環回数は、例えば1回以上、好ましくは2回以上、より好ましくは3回以上であってもよく、例えば10000回以下、好ましくは5000回以下、より好ましくは3000回以下であってもよい。 The reaction solution may be circulated, for example, once or more, preferably twice or more, more preferably three or more, and may be circulated, for example, 10,000 times or less, preferably 5,000 times or less, more preferably 3,000 times or less.

以下、本発明について実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「部」及び「%」は、特に断らない限り、質量(重量)基準である。 The present invention will be described in more detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, "parts" and "%" expressing amounts are based on mass (weight) unless otherwise specified.

(実施例1)
<イミン化合物の調製>
試験管中に溶媒としてのメタノール(20mL)、シクロペンタノン(6.686mmol、592μL)、及び2-アミノエタノール(6.647mmol、402μL)を添加して反応液とした。反応液をタッチミキサーで攪拌後、室温で3時間静置し、イミン化をして、イミン化合物であるシクロペンチル-2-イミノエタノール(CPIE)を反応液中に生成させた。イミン化反応を下記式に示す。
Example 1
<Preparation of Imine Compounds>
Methanol (20 mL) as a solvent, cyclopentanone (6.686 mmol, 592 μL), and 2-aminoethanol (6.647 mmol, 402 μL) were added to a test tube to prepare a reaction solution. The reaction solution was stirred with a touch mixer and then allowed to stand at room temperature for 3 hours to iminize, producing the imine compound cyclopentyl-2-iminoethanol (CPIE) in the reaction solution. The iminization reaction is shown in the following formula.

Figure 0007514465000005
Figure 0007514465000005

<水素化反応によるアミン化合物の生成>
その後、CPIEを含む反応液を、図1に示すように構成された循環型水素化反応装置に導入した。CPIEの調製に用いた試験管を、そのまま容器1として用いた。ファインバブル発生装置6として、マイクロミキサーを用いた。液流量5mL/min、水素供給量2.5mL/minとし、FB発生圧を4.0MPaとし、水素ファインバブル(H2-FB)を含有させた反応液をカラムオーブン(CTO-10AC、SHIMAZU)で60℃に制御した触媒管(Pd/C NX type 5wt%(170mg))へ送液してCPIEを水素化反応させて、アミン化合物であるシクロペンチルアミノエタノール(CPAE)を反応液中に生成させた。水素化反応を下記式に示す。反応後のサンプル中のCPAE及びCPIEの量はGC-FIDで測定し、収率と転換率を決定した。ファインバブルは5.8×10個であった。
<Production of amine compounds by hydrogenation reaction>
The reaction liquid containing CPIE was then introduced into a circulating hydrogenation reactor configured as shown in FIG. 1. The test tube used for preparing CPIE was used as the container 1 as it was. A micromixer was used as the fine bubble generator 6. The reaction liquid containing hydrogen fine bubbles (H2-FB) was sent to a catalyst tube (Pd/C NX type 5 wt% (170 mg)) controlled at 60 ° C. by a column oven (CTO-10AC, SHIMAZU) to hydrogenate CPIE, and cyclopentylaminoethanol (CPAE), an amine compound, was produced in the reaction liquid. The hydrogenation reaction is shown in the following formula. The amount of CPAE and CPIE in the sample after the reaction was measured by GC-FID, and the yield and conversion rate were determined. The number of fine bubbles was 5.8 x 107 .

Figure 0007514465000006
Figure 0007514465000006

(比較例1)
<イミン化合物の調製>
ステンレス製耐圧容器に溶媒としてのメタノール(5mL)、シクロペンタノン(0.49mmol、43μL)、及び2-アミノエタノール(0.53mmol、32μL)を添加して反応液とした。反応液を室温で30分間撹拌し、イミン化をして、イミン化合物であるCPIEを反応液中に生成させた。
(Comparative Example 1)
<Preparation of Imine Compounds>
A reaction solution was prepared by adding methanol (5 mL) as a solvent, cyclopentanone (0.49 mmol, 43 μL), and 2-aminoethanol (0.53 mmol, 32 μL) to a stainless steel pressure vessel. The reaction solution was stirred at room temperature for 30 minutes to effect iminization, producing CPIE, an imine compound, in the reaction solution.

<水素化反応>
その後、CPIEを含む反応液に、水素化触媒としてのPd/C NX typeを5wt%(10.6mg、0.5mol%)添加した。反応液を減圧脱気し、ステンレス製耐圧容器を図2に示すように構成された水素化反応装置に導入してCPIEを水素化反応させて、アミン化合物であるCPAEを反応液中に生成させた。3回水素置換した後、水素圧0.5MPa、1500rpm、反応温度(60℃)で反応した。反応後のサンプル中のCPAE及びCPIEの量はGC-FIDで測定し、反応収率を決定した。ファインバブルは、0.6×10個であった。
<Hydrogenation reaction>
Then, 5 wt% (10.6 mg, 0.5 mol%) of Pd/C NX type was added as a hydrogenation catalyst to the reaction solution containing CPIE. The reaction solution was degassed under reduced pressure, and the stainless steel pressure vessel was introduced into a hydrogenation reaction apparatus configured as shown in FIG. 2 to hydrogenate CPIE, producing CPAE, an amine compound, in the reaction solution. After hydrogen replacement three times, the reaction was carried out at a hydrogen pressure of 0.5 MPa, 1500 rpm, and a reaction temperature of 60°C. The amount of CPAE and CPIE in the sample after the reaction was measured by GC-FID, and the reaction yield was determined. The fine bubbles were 0.6 × 10 7 pieces.

(結果)
実施例及び比較例の結果を表1に示す。これらの結果から、本発明の製造方法を用いることにより、有機化合物を高反応収率で水素化できることが示された。
(result)
The results of the Examples and Comparative Examples are shown in Table 1. These results demonstrate that the production method of the present invention makes it possible to hydrogenate organic compounds with a high reaction yield.

Figure 0007514465000007
Figure 0007514465000007

表1中の略称は以下を意味する。
CPIE:シクロペンチル-2-イミノエタノール
F.B.:ファインバブル循環法
The abbreviations in Table 1 have the following meanings.
CPIE: Cyclopentyl-2-iminoethanol F.B.: Fine bubble circulation method

本発明によれば、イミン化合物を低圧化で効率的に水素化することができる、アミン化合物の製造方法を提供することができる。 The present invention provides a method for producing an amine compound that can efficiently hydrogenate an imine compound at low pressure.

1 容器
2 反応液排出部
3 ポンプ
4 水素ガス合流部
5 加熱オーブン
6 ファインバブル発生装置(マイクロミキサー)
7 反応液背圧調整器
8 水素化反応容器(触媒固定管)
9 反応液回収部
10 水素ガス供給部
11 水素ガス流量調整器
1 Container 2 Reaction liquid discharge section 3 Pump 4 Hydrogen gas confluence section 5 Heating oven 6 Fine bubble generator (micromixer)
7 Reaction liquid back pressure regulator 8 Hydrogenation reaction vessel (catalyst fixed tube)
9 Reaction liquid recovery section 10 Hydrogen gas supply section 11 Hydrogen gas flow rate regulator

Claims (4)

循環型反応系で、液体1mL当たりの気泡数が1.0×10 個以上の水素ファインバブルを供給し、アルコール溶媒下で炭化水素環を有するヒドロキシアルキルイミン化合物を水素化触媒を用いて水素化する工程を含む、炭化水素環を有するヒドロキシアルキルアミン化合物の製造方法であって、
反応液の循環流量が、0.1mL/min以上20mL/min以下であり、
水素化触媒が、
酢酸コバルトとトリエチルアルミニウムの組合せ、ニッケルアセチルアセトナートとトリイソブチルアルミニウムの組合せ、チタノセンジクロリドとn-ブチルリチウムの組合せ、ジルコノセンジクロリドとsec-ブチルリチウムの組合せ、テトラブトキシチタネートとジメチルマグネシウムの組合せからなる群から選ばれるチーグラー系触媒;
ルテニウムカルベン錯体触媒;
クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒);
ルテニウム化合物からなる貴金属錯体触媒;または
ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウムからなる群から選ばれる金属を活性成分として含む触媒
である、
製造方法
A method for producing a hydroxyalkylamine compound having a hydrocarbon ring, comprising the steps of: supplying hydrogen fine bubbles having a number of 1.0 x 107 or more bubbles per mL of liquid in a circulation reaction system; and hydrogenating a hydroxyalkylimine compound having a hydrocarbon ring in an alcohol solvent using a hydrogenation catalyst ,
The circulation flow rate of the reaction solution is 0.1 mL/min or more and 20 mL/min or less,
The hydrogenation catalyst is
Ziegler catalysts selected from the group consisting of a combination of cobalt acetate and triethylaluminum, a combination of nickel acetylacetonate and triisobutylaluminum, a combination of titanocene dichloride and n-butyllithium, a combination of zirconocene dichloride and sec-butyllithium, and a combination of tetrabutoxytitanate and dimethylmagnesium;
Ruthenium carbene complex catalyst;
Chlorotris(triphenylphosphine)rhodium (Wilkinson's catalyst);
A precious metal complex catalyst comprising a ruthenium compound; or
A catalyst containing a metal selected from the group consisting of nickel, palladium, platinum, rhodium, and ruthenium as an active component.
That is,
Production method .
炭化水素環を有するヒドロキシアルキルアミン化合物が、炭化水素環を有するアミノエタノール化合物であり、炭化水素環を有するヒドロキシアルキルイミン化合物が、炭化水素環を有するイミノエタノール化合物であ水素化触媒が、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウムからなる群から選ばれる金属を活性成分として含む触媒である、請求項に記載の製造方法。 2. The method according to claim 1, wherein the hydroxyalkylamine compound having a hydrocarbon ring is an aminoethanol compound having a hydrocarbon ring , the hydroxyalkylimine compound having a hydrocarbon ring is an iminoethanol compound having a hydrocarbon ring , and the hydrogenation catalyst is a catalyst containing, as an active component, a metal selected from the group consisting of nickel, palladium, platinum, rhodium and ruthenium. 炭化水素環を有するアミノエタノール化合物が、シクロペンチルアミノエタノール(CPAE)であり、炭化水素環を有するイミノエタノールが、シクロペンチル-2-イミノエタノール(CPIE)である、請求項2に記載の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the aminoethanol compound having a hydrocarbon ring is cyclopentylaminoethanol (CPAE), and the iminoethanol having a hydrocarbon ring is cyclopentyl-2-iminoethanol (CPIE). 前記アルコール溶媒が、メタノールである、請求項1~のいずれか一項に記載の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the alcohol solvent is methanol .
JP2020052830A 2020-03-24 2020-03-24 Method for producing amine compound Active JP7514465B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020052830A JP7514465B2 (en) 2020-03-24 2020-03-24 Method for producing amine compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020052830A JP7514465B2 (en) 2020-03-24 2020-03-24 Method for producing amine compound

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021151962A JP2021151962A (en) 2021-09-30
JP7514465B2 true JP7514465B2 (en) 2024-07-11

Family

ID=77887164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020052830A Active JP7514465B2 (en) 2020-03-24 2020-03-24 Method for producing amine compound

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7514465B2 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002371042A (en) 2001-06-12 2002-12-26 Takeda Chem Ind Ltd Dimamine compound, method for producing the same and use thereof
JP2004516308A (en) 2000-12-23 2004-06-03 デグサ アクチエンゲゼルシャフト Method for producing primary and secondary amines by hydrogenation of nitriles and imines
JP2012062270A (en) 2010-09-15 2012-03-29 Kanto Chem Co Inc Method for producing amine compound
JP2013023460A (en) 2011-07-20 2013-02-04 Jnc Corp Method of producing reaction product of substrate and hydrogen
JP2014005217A (en) 2012-06-22 2014-01-16 Teijin Ltd Method for producing aromatic amine compound
WO2015032653A1 (en) 2013-09-04 2015-03-12 Taminco Improved process for the reductive amination and selective hydrogenation of substrates containing a selected halogen
JP2017119634A (en) 2015-12-28 2017-07-06 広栄化学工業株式会社 Method for producing 2-(alkylamino)ethanol compound
JP2017213519A (en) 2016-05-31 2017-12-07 三菱ケミカルエンジニアリング株式会社 Gas-liquid reaction device having micronanobubble generator and gas-liquid reaction method using the gas-liquid reaction device
WO2019166578A1 (en) 2018-03-02 2019-09-06 Firmenich Sa Hydrogenation of imines with ru complexes
JP2020040022A (en) 2018-09-11 2020-03-19 株式会社キャタラー Chemical reactor and reaction method using fine bubble

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004516308A (en) 2000-12-23 2004-06-03 デグサ アクチエンゲゼルシャフト Method for producing primary and secondary amines by hydrogenation of nitriles and imines
JP2002371042A (en) 2001-06-12 2002-12-26 Takeda Chem Ind Ltd Dimamine compound, method for producing the same and use thereof
JP2012062270A (en) 2010-09-15 2012-03-29 Kanto Chem Co Inc Method for producing amine compound
JP2013023460A (en) 2011-07-20 2013-02-04 Jnc Corp Method of producing reaction product of substrate and hydrogen
JP2014005217A (en) 2012-06-22 2014-01-16 Teijin Ltd Method for producing aromatic amine compound
WO2015032653A1 (en) 2013-09-04 2015-03-12 Taminco Improved process for the reductive amination and selective hydrogenation of substrates containing a selected halogen
JP2017119634A (en) 2015-12-28 2017-07-06 広栄化学工業株式会社 Method for producing 2-(alkylamino)ethanol compound
JP2017213519A (en) 2016-05-31 2017-12-07 三菱ケミカルエンジニアリング株式会社 Gas-liquid reaction device having micronanobubble generator and gas-liquid reaction method using the gas-liquid reaction device
WO2019166578A1 (en) 2018-03-02 2019-09-06 Firmenich Sa Hydrogenation of imines with ru complexes
JP2020040022A (en) 2018-09-11 2020-03-19 株式会社キャタラー Chemical reactor and reaction method using fine bubble

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021151962A (en) 2021-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7663008B2 (en) Method of catalytic reaction using micro-reactor
US10611712B2 (en) Hydrogenation method for preparing hydrogenated bisphenol-A having a higher trans/trans isomer ratio
CN102728386B (en) Pd-Ni/Al2O3 catalyst, its preparation method and application thereof
KR20010082333A (en) Method for producing amines
JP4802521B2 (en) Catalytic hydrogenation method using microreactor
JP7514465B2 (en) Method for producing amine compound
GB2374071A (en) Hydrogenation reactions using supercritical fluids
CN108129426B (en) Method for synthesizing 2, 5-dimethylamino furan by catalytic hydrogenation of 2, 5-dicyanofuran
CN114539126B (en) Continuous hydrogenation reduction method for amide
JP7474437B2 (en) Method for producing polymer hydride
JP2020516700A (en) Method for producing bile acid derivative using continuous flow reaction
TW202104146A (en) A method for preparing 2-cyclohexyl cyclohexanol
CN111203217B (en) Hydrogenation catalyst, preparation method and application thereof in p-tert-butylphenol hydrogenation
CN111559975B (en) Continuous synthesis method and application of piperidine-4-ethyl formate
CN114956959B (en) Process for producing 1-ethylcyclohexanol by adopting continuous flow hydrogenation micro-reactor
CN114105846B (en) Hydrofining method and device for caprolactam
JP4069654B2 (en) Method for producing cycloalkene
CN111662150B (en) Method for preparing bridge type dihydrodicyclopentadiene
JP2024098971A (en) Method for producing trans-cycloalkane hydroxy compound
KR20200031934A (en) Preparation method of Penem derivatives using packed-bed continuous flow reaction
CN118184507A (en) Method for preparing methyl succinic acid by catalyzing itaconic acid hydrogenation by utilizing micro-channel reactor and application thereof
CN117342921A (en) Method for preparing adamantane from dicyclopentadiene
WO2022190047A1 (en) Process for consecutive continuous-flow reductions in the synthesis of medicinally relevant piperazine derivatives using a tubular reactor with alternating diameter
CN115322107A (en) Method for preparing p-trifluoromethoxyaniline through continuous hydrogenation
AU2002249374A1 (en) Supercritical hydrogenation

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240315

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240528

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240620

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7514465

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150