JPH04187681A - アルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンの調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルコール連鎖延長ピペラジン、たとえばＮ
−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、及びアミン連
鎖延長ピペラジン、たとえばＮ−（２−アミノエチル）
ピペラジン、ビス（ピペラジニルアルカン）及びオリゴ
（ピペラジニルアルカン）の調製方法に関する。この後
、ビス（ピペラジニルアルカン）は、ビスピペラジンと
して言及されるであろう。

アルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンは、
溶融接着剤ポリマー及び産業上の精化学薬品、たとえば
獣医の駆虫医薬、殺虫薬及び高温潤滑油の製造における
有用な中間体である。

アメリカ特許第３，３６４．２１８号は、水素及び固体
酸触媒、たとえばシリカ−アルミナ、アルミナ、酸化タ
ングステン、リン酸アルミニウム及び酸性白土の存在下
でのポリ−１，４−エチレン−ピペラジンへのＮ−（２
−ヒドロキシエチル）ピペラジンの自己縮合を教授する
。この方法において重合の程度を調整することは困難で
ある。従って、高収率でＮ−（２−アミノエチル）ピペ
ラジン、ビス（ピペラジニルエタン）、トリス（ピペラ
ジニルエタン）又は他の特定のオリゴ（ピペラジニルエ
タン）を得ることは難かしい。さらに、環状化合物、た
とえば１．４−ジアザ−Ｃ２，，２，２３−ビシクロオ
クタンは、所望しない副生成物として生成される。さら
に、この方法において使用される触媒は、アミン及び水
の存在下でそれらの物理的な性質を失い；従って、その
方法は触媒損失及び分離問題により妨げられる。

アメリカ特許第４，５５２．９６１号は、リンアミドの
触媒の存在下でアルキレングリコール又はアルカノール
アミンとピペラジンとを反応せしめることから成るポリ
アルキレンポリピペラジンの調製方法を開示する。不都
合なことには、この触媒は均質であり、そして生成物の
流れから分離されるべきである。

アルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンを調
製するための触媒方法を有することが好都合である。そ
のような方法の重合の程度が調節され、そして選択的な
アルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンが高
収率で調製されることがより好都合である。そのような
方法のための触媒が反応混合物に溶解しないこともまた
、好都合である。不溶性触媒により、浸出、充填及び触
媒分離の問題が回避され、そしてそのアミン化方法は産
業上の適用のためにより適切になるであろう。

本発明は、触媒の存在下で二官能価脂肪族アルコールと
反応体アミン（ここで脂肪族アミン又は反応体アミンの
少なくとも１種がピペラジン成分である）とを接触せし
めることを含んで成る、アルコール連鎖延長及びアミン
連鎖延長ピペラジンの調製方法である。前記触媒は、タ
ングステンヘテロ多酸を含む組成物である。接触は、ア
ルコール連鎖延長及び／又はアミン連鎖延長ピペラジン
の混合物が生成されるような反応条件下で行なわれる。

好都合な事には、本発明の方法は、広範囲のアルコール
連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンを高い選択性で
生成することができる。さらに、本発明の方法は、所望
しない環状副生成物の有意な量を生成しない。さらに好
都合な事には、本発明の触媒は反応混合物に不溶性であ
り；従って、触媒損失が最少化され、そして触媒からの
生成物の流れの分離が比較的容易である。これらの組合
された利点は、本発明の方法を産業上への使用のために
適切にする。

アルコール連鎖延長ピペラジン及びアミン連鎖延長ピペ
ラジンは、溶融接養剤ポリマー及び産業上の精化学薬品
、たとえば獣医の駆虫医薬、殺虫薬及び高温潤滑油の製
造における有用な中間体である。

本発明の方法の生成物は、アルコール連鎖延長及びアミ
ン連鎖延長ピペラジンである。これらの生成物は、この
後、詳細に説明されるが、しかし次の３種の例により容
易に例示される。初めの例は、アルコール連鎖延長ピペ
ラジンであり、そしてエチレングリコールとピペラジン
とを反応せしめることによって調製されるＮ−（２−ヒ
ドロキシエチル）ピペラジンを含んで成る。第二の例は
、アミン連鎖延長ピペラジンであり、そしてモノエタノ
ールアミンとピペラジンとを反応せしめることによって
調製されるＮ−（２−アミノエチル）ピペラジンを含ん
で成る。第三の例は、またアミン連鎖延長ピペラジンで
あり、そしてＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン
とピペラジンとを反応せしめることによって調製される
ビス（ピペラジニル）エタンを含んで成る。それぞれの
例において、生成物は、二官能価アルコールと反応体ア
ミンとの縮合により得られる線状に連鎖延長された物質
であることが観察される。

少なくとも１種の反応体は、アルコール連鎖延長又はア
ミン連鎖延長ピペラジン生成物を得るために、その方法
のためのピペラジン成分を含むべきである。従って、二
官能価アルコールが、アンモニア又は第一脂肪族アミン
によるＮ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンのアミ
ノ化におけるように、ピペラジン成分を含むことは、本
発明の範囲内である。同様に、反応体アミンが、ピペラ
ジン又はＮ−（２−アミノエチル）ピペラジンによるエ
チレングリコールのアミノ化におけるように、ピペラジ
ン成分を含むことも、本発明の範囲内である。二官能価
アルコール及び反応体アミンが、ビス（ピペラジニル）
エタンを得るためにピペラジンによるＮ−（２−ヒドロ
キシエチル）ピペラジンのアミノ化におけるように、ピ
ペラジン成分を含むこともまた、本発明の範囲内である
。

従って、二官能価アルコール又は反応体アミンの少なく
とも１種はピペラジン基を含むべきであることが理解さ
れる。

本発明の方法に使用される二官能価脂肪族アルコールは
、（ａ）第一炭素原子に結合される少なくとも１種のヒ
ドロキシル成分及び（ｂ）ヒドロキシル、第一アミン又
は第二アミン官能基から成る群から選択された少なくと
も１種の追加成分を含むいづれかの脂肪族アルコールを
包含する。適切な二官能価アルコールの例は、ジオール
、たとえばエチレングリコール及びピロピレングリコー
ル、トリオール、たとえばグリセロール、及び高級ポリ
オール；ポリエーテルポリオール、たとえばジエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコ−ル及び高級類似体
；アルカノールアミン、たとえばモノエタノールアミン
及びＮ−（２−アミノエチル）エタノールアミン；ポリ
エーテルアミノアルコール、たとえば２−（β−アミノ
エトキシ）エタノール；及びヒドロキシアルキル−置換
のピペラジン、たとえばＮ−（２−ヒドロキシエチル）
ピペラジン、Ｎ、Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシエチル）
ピペラジン及びＮ−（２−ヒドロキシエチル）ビス−ピ
ペラジンを包含する。二官能価アルコールは、前記例だ
けに限定されず、そして他の適切な二官能価アルコール
も、本発明の実施に使用され得る。

二官能価アルコールがピペラジン成分を含まない反応に
おいて、好ましい二官能価アルコールは、次の一般式： 〔式中、ＡはＯＨ又はＮＨＲであり；個々のＢは独立し
て、ＮＲ又は０であり；個々のＲは独立して、水素、ヒ
ドロキシ、アミノ（Ｎｔｔｚ）　、Ｃ，−Ｃ，ｔの低級
アルキル成分、たとえばメチル、エチル又はプロピル、
Ｃ，−Ｃ，□のヒドロキシアルキル又はアミノアルキル
成分又は−環状芳香族成分、たとえばフェニル又はトリ
ルであり；Ｘは２〜１２の整数であり；にはＯ〜１５０
の整数であり；そして２は１〜１２の整数である〕で表
わされる。この弐を満たす二官能価アルコールのいくつ
かの例は、モノエタノールアミン、エチレングリコール
、プロピレングリコール及びＮ−（２−アミノエチル）
エタノールアミンを包含する。好ましくは、Ｒは水素で
ある。さらに好ましくは、Ｒは水素であり、Ｘは２であ
り、そしてＺは１である。最っとも好ましくは、Ｒは水
素であり、ＡはＮＲ２であり、ｋはＯであり、２は１で
あり、そして二官能価アルコールはモノエタノールアミ
ンである。

二官能価アルコールがピペラジン成分を含む反応におい
て、好ましい二官能価アルコールは、次の一般式： ［式中、個々のＢは独立して、ＮＲ又は○であり；個々
のＲは独立して、水素、ヒドロキシ、アミノ（ＮＲ２）
　、ＣＩ−Ｃ＋□の低級アルキル成分、たとえばメチル
、エチル又はプロピル、Ｃ，−Ｃ，□のヒドロキシアル
キル又はアミノアルキル成分又は−環状芳香族成分、た
とえばフェニル又はトリルであり；個々のｙは独立して
、Ｏ〜１２の整数であり；ｊは１〜６の整数であり；そ
してｎはＯ〜６の整数である］で表わされる。この式を
満たす二官能価アルコールのい（つかの例は、Ｎ−（２
−ヒドロキシエチル）ピペラジン、Ｎ−（２−ヒドロキ
シエチル）ビスピペラジン、Ｎ、Ｎ’−ジ（２−ヒドロ
キシエチル）ピペラジン、及びＮ、Ｎ’−ジ（２−ヒド
ロキシエチル）ビスピペラジンヲ包含する。好ましくは
、Ｒは水素である。より好ましくは、Ｒは水素であり、
個々のｙは独立して、１又は２であり、ｊは１又は２で
あり、ｎはＯ〜２であり、そしてＢはＮＲである。最っ
とも好ましくは、Ｒは水素であり、ｙは１であり、ｊは
１であり、ｎは０であり、そして化合物はＮ−（２−ヒ
ドロキシエチル）ピペラジンである。

本発明の方法に使用される反応体アミンは、アンモニア
及び二官能価アルコールをアミン化することができるい
づれかの第−又は第二脂肪族アミンを包含する。適切な
反応体アミンの例は、第−及び第二モノアミン、たとえ
ばエチルアミン、プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、
ヘキシルアミン、オクチルアミン、ジエチルアミン、ジ
プロピルアミン、ジブチルアミン、ジエチルアミン、ジ
シクロヘキシルアミン及びジオクチルアミン；線状及び
枝分れアルキレンジアミン又はポリアミン、たとえばエ
チレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン及びテトラエチレンペ
ンタミン；アルキレンエーテルポリアミン、たとえば２
−（β−アミノエトキシ）エチルアミン；ピペラジン及
びオリゴ（ピペラジニルアルカン）、たとえばビスピペ
ラジン及びトリスピペラジン；アミノアルキル置換ピペ
ラジン、たとえばＮ−（２−アミノエチル）ピペラジン
及びＮ、Ｎ’−ビス（２−アミノエチル）ピペラジン；
及び上記アミンの混合物を包含する。前記反応体アミン
は、本発明の方法において適切である代表的なアミンで
あるが、他の反応体アミンもまた適切である。

反応体アミンがピペラジン成分を含まず、そしてアルキ
レンポリアミン又はアルキレンエーテルポリアミンであ
る反応において、好ましい反応体アミンは、次の一般式
： 〔式中、個々のＢは独立して、ＮＲ又は０であり：個々
のＲは独立して、水素、ヒドロキシ、アミノ、ｃ＋　　
　ＣＩ２の低級アルキル成分、たとえばメチル、エチル
又はプロピル、Ｃ，−Ｃ，□のヒドロキシアルキル又は
アミノアルキル成分又は−環状芳香族成分、たとえばフ
ェニル又はトリルであり；個々のＸは独立して、２〜１
２の整数であり；そしてｋはＯ〜１５０の整数である〕
で表わされる。この式を満たす反応体アミンのいくつか
の例は、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、２
．２’−ジ（アミノエチル）エーテル及びトリエチレン
テトラミンを包含する。好ましくは、ＢはＮＲであり、
そＵ７てアミンはアルキレンポリアミンである。

より好ましくは、ＢはＮＲであり、そしてＲは水素であ
る。最っとも好ましくは、ＢはＮＲであり、Ｒは水素で
あり、個々のχは２であり、そしてアミンはエチレンポ
リアミンである。

反応体アミンがピペラジン成分を含む反応において、好
ましいピペラジン又はアミノアルキル置換ピペラジンは
、次の一般式： （式中、個々のＲは独立して、水素、ヒドロキシ、アミ
ノ、Ｃ，−Ｃ，□の低級アルキル成分、たとえばメチル
、エチル又はプロピル、ＣＩ　　　ＣＩ２のヒドロキシ
アルキル又はアミノアルキル成分、又は−環状芳香族成
分、たとえばフェニル又はトリルであり；個々のｙは独
立して、０〜１２の整数であり；個々の！は独立して０
〜６の整数であり；そしてｊは１〜６の整数である〕で
表わされる。この式を満たす反応体アミンのいくつかの
例は、ピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジ
ン、Ｎ、Ｎ’−ビス（２−アミノエチル）ピペラジン、
ビス（ピペラジニル）エタン及びＮ−（２−アミノエチ
ル）ビスピペラジンを包含する。好ましくは、Ｒは水素
である。より好ましくは、Ｒは水素であり、ｙは１又は
２であり、ｊは１又は２であり、！は０〜２であり、そ
してＢはＮＲである。

最っとも好ましくは、個々のＲは水素であり、ｙはＯで
あり、ｊは１であり、そして個々のｌは０であり、そし
て化合物はピペラジンである。

本発明の方法によれば、所望するアルコール連鎖延長又
はアミン連鎖延長ピペラジン生成物へのアミノ化反応の
進行を可能にする、反応体アミン二二官能価脂肪族アル
コールのモル比は、いづれでも適切である。典型的には
、二官能価脂肪族アルコールは、少なくとも約１モル当
量の反応体アミンと反応せしめられ；しかしながら、過
剰の反応体アミンが好都合には使用され得る。好ましく
は、反応体アミン二二官能価アルコールのモル比は、０
．１：２０の範囲である。より好ましくは、反応体アミ
ン二二官能価アルコールのモル比は、１：１５；最っと
も好ましくは２：１０の範囲である。

好ましくは、溶媒はアミノ化反応に使用されないが、溶
媒が使用されることは本発明の範囲内にある。（１）溶
媒が二官能価アルコール、反応対アミン又は生成物のピ
ペラジンと反応せず、そして（２）溶媒が反応の条件下
で分解しない場合、いづれの溶媒でも許容される。適切
な溶媒のいくつかの例は、水、飽和脂肪族炭化水素、た
とえばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナ
ン及びデカン、及び芳香族炭化水素、たとえばベンゼン
、トルエン及びキシレンを包含する。使用される溶媒の
量は、特定の反応体及び反応条件に依存する。使用の目
的を満たすいづれの量の溶媒でも許容される。典型的に
は、溶媒は、供給流れの５重量％〜９５重量％を構成す
る。好ましくは、溶媒は、供給流れの１０重量％〜８０
ｆｉ量％を構成する。

本発明の方法に使用される触媒は、タングステンヘテロ
多酸を含む。ヘテロ多酸アニオンは、酸素、フレーム構
造原子及びヘテロ原子として知られる第三元素の１又は
２個の原子から構成される。

本発明のヘテロ多酸触媒において、フレーム構造原子は
タングステンである。タングステンクラスターの１又は
２個の原子が、第二フレーム構造金属、たとえばＴｊ　
　、Ｚｒ　　、Ｖ、Ｎｂ　、Ｔａ　　、Ｍｏ　。

Ｍｎ　　、Ｆｅ　　、Ｃｏ　　、Ｎｉ及びＣｕにより置
換されることは、本発明の範囲内である。そのような置
換されたフレーム構造クラスターは、まだ優先的にタン
グステンクラスターである。ヘテロ原子は、Ｉ［ＩＡ、
■Ａ、ＶＡ、ＶＩＡ族からの元素、遷移元素又は希土類
ランクニド及びアクチニド金属である。

適切なヘテロ原子の例は、Ｐ、Ｓｊ　　、Ｇａ　　、Ａ
Ｅ。

Ａｓ及びＧｅ、並びにＢ、Ｃｏ　　、Ｃｅ　　、Ｐｒ　
　、Ｕ及びＴｈを包含する。ヘテロ多酸はその酸形で又
は金属塩として使用され得、ここでこれらのいづれもま
た、水和され得る。タングステンヘテロ多酸と会合する
水の程度は、そのヘテロ多酸が乾燥せしめられたか、及
び何度で乾燥せしめられたかに依存して異なる。好まし
くは、本発明のタンブーステンペテロ多酸は、下記−船
底： ％式％ 〔式中、Ｃはカウンターカチオン、典型的にはＨ゛。

Ｎｌ（、’　、第四アンモニウム塩、たとえばテトラ（
オクチル）アンモニウム（＋１）又はいづれがの金属カ
チオン、たとえばＫ”　　、Ｃｏ”　　、Ｃｕ”、又は
上記の混合物であり；Ｄはヘテロ原子であり；Ｗはタン
グステン、すなわちフレーム構造原子であり；Ｍは追加
のフレーム構造原子であり、そしてＯは酸素である〕で
表わされる。文字ｃ、ｄ。

ｗ、ｍ及び０は、クラスターの分子大当たりのその対応
する元素の原子の数を同定するそれぞれの数である。好
ましくは、ｄは１〜３の正の整数であり；Ｗは８〜４０
の正の整数であり；ｍは０〜２の整数であり；そして０
は２０〜１００の正の整数である。文字Ｃは、アニオン
の電荷を平衡にすることによって、全体の電荷を中性に
維持するのに十分な正の数を表わす。上記式を満たす適
切なタンゲステンヘテロ多酸の例は、８３　（ＰＷ、□
ｏ４゜］。

８４　（ＳｉＷ＋ｚＯ４ｏ）　＋　Ｎａ＊　（ＰＩＩｌ
ｌｚ０４ｏ］、（ＮＨａ）ａ　［ＰＷ＋ｚＯ４ｏｌ　＋
ＨｚＮａ　（ＰＷ＋Ｊａｏ）　＋　ＣＯ３／２　（ＰＷ
＋ｚＯ４ｏ）　＋　Ａｌ　（ＰＷ＋ｚＯａｏ、ｌ　；ポ
リオキソアニオンクラスター（ＰＪ＋５Ｃ１ｂ□〕６−
を有するヘテロポリクンゲステート、たとえばＨｂ　［
ＰＪ＋ｌｌ０６ｚ：］　　；　１２又は１８のフレーム
構造金属イオン以外のイオンを有する開放フレーム構造
体、たとえばＨ７（ＰＷ＋＋０３．〕、　Ｋ７　［ＰＷ
＋＋Ｏｚｑ　〕。

Ｋｅ　（ＳｉＪ＋０：＋、］及びＫＩｌ［：ＧｅＷｚＯ
：＋ｑ）　　；　トリヘテロ多酸、たとえばＨａ　（Ｖ
Ｐ’ＡｘＯａｏ］及びｌ（Ｓ　（νｚＰＷ＋ｏｏａｏ）
　。

Ｋｓ　（ＭｎＰＷ＋＋Ｏ：＋ｑ　〕、Ｋｓ　［ＣｏＰＷ
＋＋０３ｑ　）及びＸｓ　（ＣｕＰＷ＋＋０：＋ｑ　）
を包含するが、但しこれだけには限定されない。好まし
くは、ヘテロ原子はＰ又はＳｉであり、そしてヘテロ多
酸はリンタングステン酸又はケイタングステン酸である
。より好ましくは、ヘテロ多酸はリンタングステン酸で
ある。

さらに好ましくは、ヘテロ多酸は、１２−リンタングス
テン酸であり、これはタングステン／リンのモル比が１
２／１であることを意味する。最っとも好ましくは、ヘ
テロ多酸はＨ３［ＰＷ＋ｚ０４ｏ　）である。

本発明のヘテロ多酸は、市販されており、又は当業界に
おいて知られている方法により合成され得る。たとえば
、Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ＩｎｏｒｇａｎｉｃＣ
ｈｅｍｉｓｔｒｙ　、第３巻、Ａ、Ｆ、Ｔｒｏｔｉａｎ
−Ｄｉｃｋｅｎｓｏｎなど、、　Ｐｅｒｇａｍｏｎ　Ｐ
ｒｅｓｓ＋　０ｘｆｏｒｄ＋　１９７３＋　７６７〜７
６８ページ及びこの中の参考文献を参照のこと。

タングステンヘテロ多酸は、反応混合物に熔解すること
ができ、そして従って、均質触媒として作用することが
できる。他方、タングステンヘテロ多酸が反応混合物に
不溶性である場合、それは不均質触媒として作用するこ
とができる。タングステンヘテロ多酸の溶解性は、特定
のアルコール及びアミン反応体、ヘテロポリアニオンに
関連する特定のカチオン及びヘテロポリアニオンの大き
さに依存して異なる。好ましくは、ヘテロ多酸は不溶性
であり、そして不均質触媒として作用する。

なぜならば、次にそれは、生成物の流れから分離するの
に容易だからである。

タングステンヘテロ多酸が反応混合物に不溶性であるこ
とを確保する１つの好ましい方法は、支持材料にヘテロ
多酸を適用することである。支持材料が本発明の方法に
おいて所望するアルコール連鎖延長又はアミン連鎖延長
ピペラジンの形成を妨げない場合、いづ糺の支持材料で
も許容される。

適切な支持材は、炭素及び耐火性酸化物、たとえばアル
ミナ、ジルコニア、ボリア、ドリア、マグネシア、チタ
ニア、タンタラ、クロミア、シリカ、ケイ藻土、ニオビ
ア、ゼオライト、及びそれらの混合物を包含する。好ま
しくは、支持材料は、チタニアである。支持材料は典型
的には、少なくとも約０．１ｒｒｆ／ｇの平面積を有す
る。好ましくは、支持材料は、５ｒｒｆ／ｇ〜６００ｍ
／ｇの範囲及び最っとも好ましくは、５０ｒｒｆ／ｇ〜
２００ボ／ｇの範囲の表面積を有する。これらの表面積
は、Ｒ，Ｂ。

Ａｎｄｅｒｓｏｎ、　Ｅｘ　ｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｍｅ
ｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｃａｔａｌ　ｔｉｃＲｅｓｅａｒｃ
ｈ＋　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ、　Ｎｅ１ｖ　Ｙ
ｏｒｋ、　１９６８＋　４８〜６６ページに記載される
Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥ
Ｔ）法により測定される。

タングステンヘテロ多酸は、いづれか既知の方法、たと
えば含浸技法で、又は触媒調製反応からの現場沈殿法に
より支持材料に適用され得る。好ましくは、得られた触
媒組成物は、ヘテロポリクラスターの分解点以下の温度
で空気中において焼成される。典型的には、焼成は、約
９００°Ｃよりも高くない温度で行なわれる。好ましく
は、触媒は、１７５℃〜５００°Ｃ５より好ましくは２
００℃〜３５０°Ｃの温度で焼成される。典型的には、
触媒組成物は、２〜２４時間焼成される。リン及びタン
グステンは、リンタングステン基の形で焼成された支持
体上に存在することが理解されるであろう。支持体への
触媒の化学結合の正確な性質は、完全には理解されてお
らず；しかしながら、支持体及び焼成は、−船釣に、改
良された物理的な安定性を有する触媒を生成する。

本発明の方法で使用される触媒の量は、所望するアルコ
ール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンを生成する
のに有効であるいづれかの量である。触媒の量は、使用
される特定の反応体及び反応条件に相当に依存して異な
る。典型的には、ハツチ反応器においては、触媒の量は
、反応体アミンの重量に基づいて０．１重量％〜２０重
量％の範囲である。好ましくは、触媒の量は、反応体ア
ミンの重量に基づいて１重量％〜１５重量％の範囲であ
る。

一般的に、本発明の方法は、いづれか適切な反応器、た
とえばバッチ反応器、連続固定層反応器、スラリ反応器
、流動層反応器及び触媒蒸留反応器において行なわれ得
る。好ましくは、反応器は連続固定層反応器である。

反応体は、本発明のアミノ化工程を促進し、そして所望
するアルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジン
生成物を生成するいずれかの温度で触媒と接触せしめら
れる。典型的には、その温度は２００℃〜３５０°Ｃの
範囲である。好ましくは、その温度は２５０℃〜３２５
°Ｃの範囲である。より好ましくは、その温度は２６０
℃〜３１５°Ｃの範囲である。

低い方の好ましい温度以下で、二官能価脂肪族アルコー
ルの転換は低くなる。高い方の好ましい温度以上で、ア
ルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンのため
の選択性が低下する。

同様に、反応体は、本発明のアミノ化工程を促進し、そ
して所望するアルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピ
ペラジン生成物を生成するいづれかの圧力で触媒と接触
せしめられる。典型的には、圧力は、反応の温度で液体
状態に反応体を維持するのに十分であるべきである。好
ましくは、圧力は大気圧〜４０００ｐｓｉｇの範囲であ
る。より好ましくは、圧力は１１００ｐｓｉ〜３０００
ｐｓｉｇの範囲である。最っとも好ましくは、圧力は４
００ｐｓｉｇ〜２０００ｐｓｊｇの範囲である。バッチ
反応器において、圧力は自己発生的であり、そして反応
体及び生成物蒸気圧並びに反応の温度に依存する。

工程が連続した流れの反応器において行なわれる場合、
反応体の流速は多様である。−船釣に、二官能価脂肪族
アルコール及び反応体アミンは、供給流れを形成するた
めに予備混合され、そしてこれは所望するアルコール連
鎖延長又はアミン連鎖延長ピペラジン生成物を生成する
いづれかの流速で反応器中に供給される。流速は毎時液
空間速度（ＬＨ３Ｖ）として表わされ、そして証の合計
反応器の体積・時当たりの合計反応体のｇの単位、すな
わちｇ　ｔａｌｌ　−１時−１で与えられる。好ましく
は、０．１ｇｄ−１時−′〜１０．Ｏｇ　ｄｌ刊時伺；
より好ましくは０、５　ｇ紙弓時相〜４．Ｏｇａｔ−’
時−１の反応体の毎時液空間速度が用いられる。その空
間速度は、連続流れ反応器における反応体の滞留時間を
調節することが理解されるべきである。

工程がバッチ反応器において行なわれる場合、反応時間
が、反応体と触媒との間の接触の長さを決定する。所望
するアルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジン
生成物へのアミノ化反応の進行を可能にするいづれがの
反応時間が許容される。その反応時間は、反応体の量、
触媒の量、反応の温度及び転換の所望する程度に依存す
る。好ましくは、バッチ反応器における反応時間は、１
〜２０時間である。

二官能価脂肪族アルコール及び反応体アミンが本発明の
方法に従って接触せしめられる場合、アルコール及び反
応体アミンがアルコール連鎖延長及び／又はアミン連鎖
延長ピペラジン生成物の混合物を形成するために反応し
、そして水が副生成物として排除される。これらの生成
物は、線状に一連鎖延長された材料としてさらに説明さ
れ得る。

二官能価アルコールが複数のヒドロキシ成分を含む場合
、反応体アミンは個々のヒドロキシで反応することがで
きる。従って、前記のように、エチレングリコールはピ
ペラジンと反応し、優先的にＮ−（２−ヒドロキシエチ
ル）ピペラジン、すなわちアルコール連鎖延長ピペラジ
ンを生成し；そしてモノエタノールアミンはピペラジン
と反応し、優先的にＮ−（２−アミノエチル）ピペラジ
ン、すなわちアミン連鎖延長ピペラジンを生成する。

高級アミン連鎖延長ピペラジンオリゴマーもまた、ビス
（ピペラジニル）エタン及びトリス（ピペラジニル）エ
タンを生成するためにピペラジンとヒドロキシエチルピ
ペラジンとの反応におけるように生成され得る。本発明
の方法において生成され得る他のアミン連鎖延長ピペラ
ジンは、Ｎ、Ｎ’−ビス（２−アミノエチル）ピペラジ
ン及びＮ。

Ｎ’−１：−ス（２−アミノエチル）ビスピペラジンを
包含する。本発明の方法において生成され得る他のアル
コール連鎖延長ピペラジンは、Ｎ、Ｎ’−ビス（２−ヒ
ドロキシエチル）ピペラジン及ヒＮ−（２−ヒドロキシ
エチル）ビスピペラジンを包含する。線状に延長された
生成物の他に、ある所望しない環状副生成物、たとえば
１，４−ジアザ−Ｃ２，２，２〕−ビシクロオクタンを
得ることも可能である。

好ましいアルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラ
ジン生成物は、下記−船底： 〔式中、個々のＢは独立して、０又はＮＲであり；個々
のＲは独立して、水素、ヒドロキシ、アミノ、Ｃ，−Ｃ
，２の低級アルキル成分、たとえばメチル、エチル又は
プロピル、ｃ、　−ｃ、□のヒドロキシアルキル又はア
ミノアルキル成分、又は−環状芳香族成分、たとえばフ
ェニル又はトリルであり；個々のｙは独立して、０〜１
２の整数であり；ｈ及びｈ′は独立して、０〜６の整数
であり；そしてｊ′は０〜６の整数である〕により表わ
される。この式を満たす生成物のいくつかの例は、Ｎ−
（１−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−（２−ヒドロキ
シエチル）ピペラジン、ビスピペラジン及びピペラジン
の高級オリゴマーを包含する。好ましくは、Ｒは水素で
ある。より好ましくは、Ｒは水素であり、ｙは１又は２
であり、ｊ′は１又は２であり、ｈ及びｈ′はそれぞれ
独立して、Ｏ〜２であり、そしてＢはＮＲである。最っ
とも好ましくは、ＢはＮＲであり、Ｒは水素であり、ｙ
は２であり、ｂは１であり、ｊ′及びｈ′はそれぞれ０
であり、そして生成物はＮ−（２−アミノエチル）ピペ
ラジンである。

本発明のためには、°“転換率”とは、反応の結果とし
て供給流れから損失される二官能価脂肪族アルコールの
重量％として定義される。その転換率は、反応体、触媒
の形、及び工程の条件、たとえば温度、圧力及び流速に
依存して広く異なる。

好ましい温度の範囲内で、温度が上昇するにつれて、そ
の転換率も典型的には上昇する。好ましい空間速度の範
囲内で、その空間速度が上昇するにつれて、転換率は典
型的には、低下する。典型的には、二官能価アルコール
の転換率は、少なくとも約３重量％である。好ましくは
、その転換率は、少なくとも約１０重量％；より好まし
くは少なくとも約３０重量％；さらにより好ましくは４
５重量％；及び最っとも好ましくは、少なくとも約５５
重量％である。

同様に、本発明のためには、“選択度“とは、特定のア
ルコール連鎖延長又はアミン連鎖延長ピペラジン生成物
を形成する転換された二官能価アルコールの重量％とし
て定義される。典型的には、選択度はまた、反応体、触
媒の形及び工程の条件に依存して広く異なる。好ましい
温度範囲内で、温度が上昇するにつれて、アルコール連
鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンについての選択度
は典型的には低下する。好ましい空間速度の範囲内で、
その空間速度が上昇するにつれて、アルコール連鎖延長
及びアミン連鎖延長ピペラジンについての選択度は典型
的には上昇する。典型的には、本発明の方法は、アルコ
ール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジンに対する高
い選択度を達成する。好ましくは、アルコール連鎖延長
及びアミン連鎖延長ピペラジンの組合された選択度は、
少なくとも約５０重量％、より好ましくは少なくとも約
６５重量％、最っとも好ましくは少なくとも約８０重量
％である。ピペラジンによるモノエタノールアミンの特
定のアミノ化において、生成物Ｎ−（２−アミノエチル
）ピペラジンは、少なくとも約３０重量％、より好まし
くは少なくとも約５０重量％、最っとも好ましくは少な
くとも約６０重量％の選択度で生成される。

次の例は、本発明を例示するものであって、限定するも
のではない。すべての百分率は、特にことわらない限り
、重量％として与えられる。多くの場合、次の略語が、
反応体及び生成物を示すために使用される： ＭＥＡ　：モノエタノールアミン ＥＤＡ　：エチレンジアミン ＡＥＥＡ　　：Ｎ−（２−アミノエチル）エタノールア
ミン ＤＥＴＡ　　ニジエチレントリアミン ＴＥＴＡ：）リエチシンテトラアミン ＰＩＰ：ピベラジン ＡＥＰ　：　Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジンＤＩ
ＡＥＰ　　：　Ｎ　、　Ｎ’−ジ（２−アミノエチル）
ピペラジン ＰＥＥＤ八　：（ピペラジニルエチｌし）エチレンジア
ミン ＢＩＳＰＩＰ　：ビスピペラジン又は１，２−ビス（ピ
ペラジニル）エタン ［）ＡＢＣＯ：　Ｉ　、　４−ジアザビシクロ−Ｃ２，
２，２）−オクタン 刺−」− （ａ）触媒の製造 １２−リンタングステン酸；　Ｈ３（ＰＷ＋ｚ０４゜〕
　・１０．８％ｔ＋２ｏ（２，０１２ｇ　；α）を、ア
セトニトリル５０Ｉｄに溶解し、溶液を形成する。チタ
ニア（２０，００４ｇ　；５ＡＫＩ　Ｃ５〜２００）を
その溶液に添加し、そしてその混合物を、溶媒を除去し
ながら、回転蒸発器上で回転せしめる。乾燥固体を、２
００°Ｃで一晩、空気下で加熱し、チタニア支持のリン
タングステン酸触媒を生成する。

（ｂ）モノエタノールアミンのアミノ化上記で製造され
たチタニア支持のリンタングステン酸触媒（３０，０ｇ
　）を、両端でガラスウールプラグにより固定された、
ステンレス鍜の管状の固定層、連続流反応器（約２０ｃ
ｉｉｌの容積）中に充填する。モノエタノールアミン、
ピペラジン、水及び場合によっては、エチレンジアミン
及びジエチレントリアミンを含んで成る供給流を、種々
の反応温度、圧力及び流速で触媒層に通す（第１表を参
照のこと）。反応器からの流出液を集め、そしてサンプ
ルをガス相クロマトグラフィー処理する。

５Ｅ−５４細管カラム（３０ｍ　Ｘ　０．２５ｍｍ直径
）を用いて、合計のアミン生成物を測定する。工程条件
及び結果は、第１表に示されている。

データは、モノエタノールアミンの転換率が、反応温度
の上昇につれて高まることを示す。さらに、形成される
生成物は、優先的にアルコール連鎖延長及びアミン連鎖
延長ピペラジンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペラジン
   の調製方法であって、二官能価脂肪族アルコールと反応
   体アミンとを接触せしめることを含んで成り、ここで前
   記二官能価アルコール又は反応体アミンの少なくとも１
   種がピペラジン成分を含み、前記接触が、アルコール連
   鎖延長及び／又はアミン連鎖延長ピペラジンの混合物が
   形成されるような条件下で触媒の存在下で生じ、前記触
   媒がタングステンヘテロ多酸を含むことを特徴とする方
   法。 ２、前記二官能価アルコールが、下記一般式：▲数式、
   化学式、表等があります▼ 〔式中、ＡはＯＨ又はＮＨＲであり；個々のＢは独立し
   て、ＮＲ又は０であり；個々のＲは独立して、水素、ヒ
   ドロキシ、アミノ、Ｃ＿１−Ｃ＿１＿２の低級アルキル
   成分、Ｃ＿１−Ｃ＿１＿２のヒドロキシアルキル又はア
   ミノアルキル成分又は一環状芳香族成分であり；ｘは２
   〜１２の整数であり；ｋは０〜１５０の整数であり；そ
   してｚは１〜１２の整数である〕で表わされる請求項１
   記載の方法。 ３、前記Ｒが水素である請求項２記載の方法。 ４、前記ｘが２であり、そして前記ｚが１である請求項
   ３記載の方法。 ５、前記Ｒが水素であり、ＡがＮＨ＿２であり、ｋが０
   であり、ｚが１であり、そして二官能価アルコールがモ
   ノエタノールアミンである請求項４記載の方法。 ６、前記二官能価アルコールが、下記一般式：▲数式、
   化学式、表等があります▼ 〔式中、個々のＢは独立して、ＮＲ又はＯであり；個々
   のＲは独立して、水素、ヒドロキシ、アミノ、Ｃ＿１−
   Ｃ＿１＿２の低級アルキル成分、Ｃ＿１−Ｃ＿１＿２の
   ヒドロキシアルキル又はアミノアルキル成分又は一環状
   芳香族成分であり；個々のｙは独立して、０〜１２の整
   数であり；ｊは１〜６の整数であり；そしてｎは０〜６
   の整数である〕で表わされる請求項１記載の方法。 ７、前記ＲがＨであり、ｙが１であり、ｊが１であり、
   そしてｎが０であり、そして前記二官能価アルコールが
   Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジンである請求項
   ６記載の方法。 ８、前記反応体アミンが、下記一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、個々のＢは独立して、ＮＲ又はＯであり；個々
   のＲは独立して、水素、ヒドロキシ、アミノ、Ｃ＿１−
   Ｃ＿１＿２の低級アルキル成分、Ｃ＿１−Ｃ＿１＿２の
   ヒドロキシアルキル又はアミノアルキル成分又は一環状
   芳香族成分であり；個々のｘは独立して、２〜１２の整
   数であり；そしてｋは０〜１５０の整数である〕で表わ
   される請求項１記載の方法。 ９、前記反応体アミンがエチレンポリアミンである請求
   項８記載の方法。 １０、前記反応体アミンが、下記一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、個々のＲは独立して、水素、ヒドロキシ、アミ
   ノ、Ｃ＿１−Ｃ＿１＿２の低級アルキル成分、Ｃ＿１−
   Ｃ＿１＿２のヒドロキシアルキル又はアミノアルキル成
   分、又は一環状芳香族成分であり；個々のｙは独立して
   、０〜１２の整数であり；個々のｌは独立して０〜６の
   整数であり；そしてｊは１〜６の整数である〕で表わさ
   れる請求項１記載の方法。 １１、前記Ｒが水素であり、ｙが０であり、ｊが１であ
   り、個々のｌが０であり、そして前記化合物がピペラジ
   ンである請求項１０記載の方法。 １２、前記二官能価脂肪族アルコールに対する反応体ア
   ミンのモル比が少なくとも１である請求項１記載の方法
   。 １３、前記触媒が一般式Ｃｃ（ＤｄＷｗＭｍＯｏ〕〔式
   中、Ｃはカウンターカチオンであり、Ｄはヘテロ原子で
   あり、Ｗはタングステンであり、Ｍは追加のフレーム構
   造原子であり、Ｏは酸素であり、そしてｃ、ｄ、ｗ、ｍ
   及びｏはそれぞれ、クラスターの分子式当たりのその対
   応する元素の原子の数を表わす〕により表わされる請求
   項１記載の方法。 １４、前記ヘテロ原子がＰ又はＳｉである請求項１３記
   載の方法。 １５、前記ヘテロ多酸が１２−リンタングステン酸であ
   る請求項１４記載の方法。 １６、前記ヘテロ多酸がＨ＿３〔ＰＷ＿１＿２Ｏ＿４＿
   ０〕である請求項１５記載の方法。 １７、前記触媒の量が、反応体アミンの重量に基づいて
   ０．１重量％〜２０重量％の範囲で存在する請求項１記
   載の方法。 １８、前記温度が２００℃〜３５０℃の範囲で存在する
   請求項１記載の方法。 １９、前記圧力が大気圧〜４０００ｐｓｉｇの範囲で存
   在する請求項１記載の方法。 ２０、毎時液空間速度が０．１ｇｍｌ＾−＾１時＾−＾
   １〜１０．０ｇｍｌ＾−＾１時＾−＾１の範囲で存在す
   る請求項１記載の方法。 ２１、前記アルコール連鎖延長及びアミン連鎖延長ピペ
   ラジンが、下記一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、個々のＢは独立して、Ｏ又はＮＲであり個々の
   Ｒは独立して、水素、ヒドロキシ、アミノ、Ｃ＿１−Ｃ
   ＿１＿２の低級アルキル成分、Ｃ＿１−Ｃ＿１＿２のヒ
   ドロキシアルキル又はアミノアルキル成分、又は一環状
   芳香族成分であり；個々のｙは独立して、０〜１２の整
   数であり；ｈ及びｈ′は独立して、０〜６の整数であり
   ；そしてｊ′は０〜６の整数である〕により表わされる
   請求項１記載の方法。 ２２、前記ＢがＮＲであり、Ｒが水素であり、ｙが２で
   あり、ｈが１であり、ｊ′及びｈ′が０であり、そして
   生成物がＮ−（２−アミノエチル）ピペラジンである請
   求項２１記載の方法。 ２３、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジンの調製方法
   であって、少なくとも約３０重量％の選択度でＮ−（２
   −アミノエチル）ピペラジンを調製するのに十分な条件
   下で、チタニア支持された１２−リンタングステン酸を
   含む触媒の存在下でモノエタノールアミンとピペラジン
   とを接触せしめることを含んで成る方法。 ２４、前記Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジンが少な
   くとも約５０重量％の選択度で生成される請求項２３記
   載の方法。 ２５、前記Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジンが、少
   なくとも約６０重量％の選択度で生成される請求項２４
   記載の方法。