JPH0672969A - 長鎖脂肪基を有する第3級脂肪族アミンの製造方法 - Google Patents
長鎖脂肪基を有する第3級脂肪族アミンの製造方法Info
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
族基を有する第3級脂肪族アミンを高収率で製造する方
法を提供する。 【構成】 長鎖脂肪族ニトリルを水素化触媒の存在下で
水素と反応させてアミン化させるアミン化工程と、得ら
れた長鎖脂肪族アミンを水素化触媒の存在下でホルムア
ルデヒドと水素と反応させてメチル化させるメチル化工
程からなる長鎖脂肪族基を有する第3級脂肪族アミンの
製造方法において、(i) 該アミン化工程における水素
化触媒として担体担持ニッケル系触媒を用いること、(i
i) 該メチル化工程における水素化触媒として、該アミ
ン化工程で得られる使用済み触媒を用いるとともに、そ
の助触媒として、水に対するPKaが2〜6である有機
酸を用いること、を特徴とする長鎖脂肪族基を有する第
3級脂肪族アミンの製造方法。
Description
出発原料として用い、アミン化工程とメチル化工程を経
て長鎖脂肪族基を有する第3級脂肪族アミンを製造する
方法に関する。本発明により製造される第3級脂肪族ア
ミンは、殺菌剤、乳化剤、分散剤、防錆剤、繊維柔軟処
理剤、シャンプー基剤の中間体等として種々の用途を持
つ有用な物質である。
ン(以下、単に第3級アミンとも言う)の製造方法の中で
も、脂肪族ニトリルを出発原料としてアミン化工程とメ
チル化工程を経る方法は、原料となる長鎖脂肪族ニトリ
ルが高級脂肪酸より合成されるため安価に製造すること
が可能であるため、工業的方法としてすぐれた方法と言
うことができる。しかし、この方法の場合、両工程にそ
れぞれ異なるか、あるいは新らしい触媒を必要とするた
め、反応操作が複雑になり、この点から見れば、未だ満
足し得るものではない。また、この方法では、アミン化
工程で用いた触媒をそのまま続けて使用することもでき
るが、この場合には、反応の選択性が悪化し、高純度、
高品質の第3級アミンを得ることができない。一方、第
1級アミンや第2級アミンを出発原料とし水素化触媒の
存在下でホルムアルデヒド及び水素と反応させて第3級
アミンを得る方法は知られている。しかし、この方法の
場合、単に水素化触媒の存在下にメチル化反応を行う
と、副生成物が大量に生じて目的の第3級アミンの収率
が低下し、実用に則さないという問題がある。このよう
な問題を解決する方法として、特公昭39−17905
号、及び特開昭64−16751号などの特許公報に記
載の方法がある。特公昭39−17905号公報には、
第1級あるいは第2級アミンを出発原料とし水素化触媒
としてラネーニッケルを用い、助触媒として酢酸、プロ
ピオン酸等の低級脂肪酸を添加して副生物を抑制する方
法が記載されている。しかし、この方法の場合、第3級
アミンの収率は最高で88%であり、副生物が10%以
上生成しており、副生物の抑制は不十分である。特開昭
64−16751号の公報には、第1級あるいは第2級
アミンを出発原料とし、ラネ−ニッケル触媒を有機酸で
処理して得られる酸性型ラネ−ニッケル触媒を用いるこ
とによって副生物を抑制する方法が記載されてる。しか
し、この方法の場合、酸性型ラネ−ニッケル触媒を用い
ることから高反応率で目的物が得られるものの、ラネ−
ニッケルが発火性を有すること等の理由により取り扱い
にくい点及び触媒調製が煩雑であるという欠点を有して
いる。さらに、これら従来法では反応率の改善効果はみ
られるものの反応物が黄色に着色するという欠点をも有
しており、蒸留や脱色などの複雑な精製工程が必要であ
る。
ける前記問題を解決し、着色の極めて少ない色調にすぐ
れた長鎖脂肪族基を有する第3級脂肪族アミンを高収率
で製造する方法を提供することをその課題とする。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、長鎖脂肪族ニトリル
を水素化触媒の存在下で水素と反応させてアミン化させ
るアミン化工程と、得られた長鎖脂肪族アミンを水素化
触媒の存在下でホルムアルデヒドと水素と反応させてメ
チル化させるメチル化工程からなる長鎖脂肪族基を有す
る第3級脂肪族アミンの製造方法において、(i) 該ア
ミン化工程における水素化触媒として担体担持ニッケル
系触媒を用いること、(ii) 該メチル化工程における水
素化触媒として、該アミン化工程で得られる使用済み触
媒を用いるとともに、その助触媒として、水に対するP
Kaが2〜6である有機酸を用いること、を特徴とする
長鎖脂肪族基を有する第3級脂肪族アミンの製造方法が
提供される。
肪族ニトリルとしては、好ましくは、炭素数8〜22の
飽和脂肪族ニトリル又は不飽和脂肪族ニトリル、あるい
は両者の混合物が任意に使用される。また、この長鎖脂
肪族ニトリルには、不純物として炭素数8〜22の脂肪
族第1級アミンが含まれていてもよい。また、長鎖脂肪
族ニトリルは、同一炭素数のものであってもよく、ま
た、炭素数の異なったニトリルの混合物であってもよ
い。この原料ニトリルは、次の一般式で表わされる。 R−CN 前記式中、Rは飽和又は不飽和の長鎖脂肪族基であり、
その炭素数は、好ましくは8〜22である。長鎖脂肪族
基の具体例としては、例えばオクチル、ドデシル、テト
ラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ドコシル、ド
コセニル、ドデセニル、オクタデセニル等が挙げられ
る。長鎖脂肪族ニトリルの好ましい具体例を示すと、例
えば、オレオニトリル、ステアロニトリル、ラウロニト
リル、牛脂肪酸ニトリル、ヤシ脂肪酸ニトリル等が挙げ
られる。
担体に担持させたニッケル系水素化触媒であり、殊にニ
ッケル−ケイ藻上、ニッケル−アルミナ、及びニッケル
−シリカアルミナからなる群から選択された担体担持ニ
ッケル系水素化触媒の使用が好ましい。触媒の平均粒子
径は、0.1〜200mm、好ましくは1〜50mmで
ある。触媒使用量は、原料ニトリル100重量部あたり
0.1〜0.5重量部が好ましい。
ン化工程とメチル化工程を用いて第3級アミンに変換さ
せるものであるが、以下、各工程について詳述する。 (アミン化工程)この工程は、原料ニトリル及び触媒を
反応容器に装入し、原料ニトリルと触媒をかきまぜなが
ら、水素と反応させる工程である。このアミン化工程に
より、原料ニトリルは第1級アミン及び/又は第2級ア
ミンに変換される。第1級アミンを主生成物として反応
を行う場合には、反応系にはアンモニアを存在させて反
応を行う。一方、第2級アミンを主生成物として反応を
行う場合には、生成したアンモニアを系外へ排出させて
反応を行う。このアミン化工程の反応条件を示すと、反
応温度は80〜300℃、好ましくは100〜250℃
であり、水素圧力は0〜80kg/cm2G、好ましく
は0.1〜50kg/cm2Gである。
化工程で生成した第1級アミン及び/又は第2級アミン
のアミノ基に、水素化触媒の存在下、水素とホルムアル
デヒドを反応させて、第3級アミンを生成させる工程で
ある。本発明においては、このメチル化工程における水
素化触媒として前記アミン化工程で用いられた使用済み
触媒を用いるとともに、その助触媒として、水に対する
PKa(温度25℃における酸解離定数)が2〜6、好
ましくは3〜5の有機酸を用いる。有機酸は、一塩基酸
や多塩基酸であることができる。このような有機酸の具
体例としては、例えば、カプロン酸、アジピン酸、セバ
シン酸、安息香酸、テレフタル酸、乳酸、リンゴ酸等の
カルボン酸類が挙げられる。有機酸は、そのままあるい
はメタノールやホルムアルデヒド等の適当な溶剤に溶解
させて反応系に供給することができる。助触媒として用
いる有機酸の使用割合は、原料ニトリルの使用量に応じ
て決めることができ、原料ニトリルに対して、0.01
〜0.6モル%、好ましくは0.05〜0.3モル%の
割合量にするのがよい。有機酸の使用割合が前記範囲よ
り多くなると、第1級アミンを、N,N−ジメチル化し
て第3級アミンに変換させる場合に、第2級アミンの副
生量が多くなるとともに、生成物の色調も悪化する傾向
を示し、一方、第2級アミンをN−メチル化して第3級
アミンに変換させる場合に、第3級アミンの生成率が低
下するとともに、生成物の色調も悪くなる傾向を示す。
アルデヒドは、ホルマリンや、パラホルムアルデヒドと
して反応系に供給することができる。ホルムアルデヒド
の使用割合は、第1級アミン及び/又は第2級アミンに
対して、1当量以上、好ましくは1.05〜1.5当量
の範囲にするのがよい。メチル化工程の反応条件を示す
と、反応温度は100〜250℃、好ましくは130〜
200℃であり、水素圧力は0.5〜50kg/cm2
G(ゲージ圧)、好ましくは3〜20kg/cm2Gであ
る。反応器に対する水素の供給は、反応容器内を流通さ
せてもよく、また流通させなくてもよい。水素を反応容
器内に流通させる場合は、発生する水蒸気が連続的に反
応器外に除去されるため、反応後に生成物と水を分離す
る必要がない。ホルムアルデヒドの反応系への添加は3
〜6時間で行うのが好ましい。反応終了後、生成物を冷
却したのち濾過し、水素化触媒を分離する。この濾過
は、加圧濾過器などの通常の固液分離装置を用いて行う
ことができる。
アミン化工程とメチル化工程を連続して行うことができ
る。即ち、原料ニトリルと触媒とを反応容器に入れ、内
容物をかきまぜながら、水素加圧下でアミン化反応を行
った後、次に、助触媒としての有機酸及び反応剤として
のホルムアルデヒドをその反応容器に供給し、内容物を
かきまぜながら水素加圧下でメチル化反応を行う。
使用済み触媒を次のメチル化工程における触媒として利
用するため、アミン化反応生成物から触媒を分離する必
要がなく、触媒を含むアミン化反応生成物をそのまま用
いて、次のメチル化反応を行うことができる。しかも、
アミン化反応とメチル化反応は同一反応容器で連続的に
実施できるので、反応操作も簡単である。また、本発明
においては、水素化触媒として、担体担持ニッケル系触
媒を用いたことから、アミン化反応終了後においても触
媒劣化は少なく、有機酸を共存させることにより、メチ
ル化反応における水素化触媒として十分な触媒活性を発
揮する。ラネーニッケル触媒のような非担持触媒を用い
た場合は、所期の目的を達成することができない。さら
に、アミン化工程で得られた第1級及び/又は第2級ア
ミンを、そのアミン化工程での使用済み触媒とその助触
媒として有機酸を用いてメチル化するときには、得られ
る第3級アミンは非常にすぐれた色調を有するという利
点もある。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例1 2 lの誘導回転式オートクレーブにラウロニトリル5
00gとニッケル−ケイ藻土触媒2.5gを充填し、ア
ンモニアと水素をラウロニトリル液中に供給し、反応圧
力を30kg/cm2G(ゲージ圧)に維持した。撹拌
下加熱に伴い、触媒の還元による水素圧の減少が認めら
れるため、水素の圧力を補正しつつ、反応温度150℃
に昇温し、3時間還元反応を行なった。内容物の一部を
取り出し、分析を行なったところ、第1級アミン97.
0%及び第2級アミン3.0%からなるアミン混合物が
得られていることがわかった。ついで、助触媒としてア
ジピン酸0.40g(原料ニトリルに対して0.1モル
%)をメタノールに溶かした溶液をこの触媒を含む粗製
第1級アミンに添加後、8kg/cm2G(ゲージ圧)
に水素圧を維持しながら水素をオートクレーブ内に置換
導入した。撹拌下、加熱して温度が150℃になった時
点で37重量%のホルムアルデヒドを含むホルマリンを
4時間にわたって連続的に加えた。反応終了後、温度を
60℃に下げ、触媒を濾別して第3級アミン100.0
%からなるアミンを得た。このアミン中、目標とするラ
ウリルジメチルアミンの割合は97.0%であり、副反
応物は主にジラウリルメチルアミンで、その割合は3.
0%であった。
加量と溶剤を変える以外は実施例1と同様の条件で第3
級アミンを合成した。その反応結果を表1に示す。また
比較例の結果もあわせて表1に示す。なお、表1に示し
た助触媒の添加量は原料ニトリルに対するモル%であ
り、色調は目視判定により次の基準で評価した。 ○…淡黄色 △…黄色〜褐色 ×…茶褐色 また、副反応物の主成分はジアルキルメチルアミンであ
る。
族ニトリルから高収率でしかも着色のきわめて少ない目
的の第3級アミンを高収率で製造できることがわかっ
た。また、実施例12で得られた不飽和アルキルジメチ
ルアミンのヨウ素価は66.4(理論値=67)と高い
ものであった。従って、このことから、本発明の場合
は、不飽和脂肪族ニトリルからそのヨウ素価を維持しな
がら高収率でかつ着色のきわめて少ない不飽和第3級ア
ミンを製造可能であることもわかった。 実施例13、比較例4
肪酸ニトリル500gとニッケル−ケイ藻土触媒2.5
gを充填し、5kg/cm2G(ゲージ圧)に水素圧を
維持しながら水素を流通させ、撹拌下加熱し、温度を2
20℃、水素圧を5kg/cm2G(ゲージ圧)に維持
して撹拌を続けた。3時間撹拌を続けたのち温度を17
0℃まで下げ、内容物を一部取り出し分析を行なったと
ころ、第1級アミン4.0%、第2級アミン92.5
%、第3級アミン3.5%からなるアミン混合物が得ら
れていることがわかった。ついで、助触媒としてアジピ
ン酸0.29g(原料ニトリルに対して0.1モル%)
をメタノールに溶かした溶液を、この粗製触媒を含む第
2級アミンに添加後、温度を170℃、水素圧を8kg
/cm2G(ゲージ圧)に維持し、水素を流通させ、撹
拌下37重量%のホルムアルデヒドを含むホルマリンを
3時間にわたって連続的に加えた。反応終了後温度を7
0℃に下げ、触媒を濾別して、第1級及び第2級アミン
1.2%、第3級アミン98.8%からなるアミンを得
た。このアミン中、目標とするジ牛脂メチルアミンの割
合は95.6%であり、副反応物である第3級長鎖脂肪
族アミン(3つの長鎖アルキル基を持つ第3級アミン)の
割合は3.2%であった。また、比較のために、実施例
13の第1工程と同様にして得た触媒を含む粗製第2級
アミンを、助触媒(アジピン酸/メタノール)を無添加
とした以外は実施例13の第2工程と同様にしてN−メ
チル化した。以上の反応結果を表2に示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 長鎖脂肪族ニトリルを水素化触媒の存在
下で水素と反応させてアミン化させるアミン化工程と、
得られた長鎖脂肪族アミンを水素化触媒の存在下でホル
ムアルデヒドと水素と反応させてメチル化させるメチル
化工程からなる長鎖脂肪族基を有する第3級脂肪族アミ
ンの製造方法において、 (i) 該アミン化工程における水素化触媒として担体担
持ニッケル系触媒を用いること、 (ii) 該メチル化工程における水素化触媒として、該ア
ミン化工程で得られる使用済み触媒を用いるとともに、
その助触媒として、水に対するPKaが2〜6である有
機酸を用いること、を特徴とする長鎖脂肪族基を有する
第3級脂肪族アミンの製造方法。 - 【請求項2】 該有機酸の添加量が、長鎖脂肪族ニトリ
ルに対し、0.01〜0.6モル%の割合である請求項
1の方法。 - 【請求項3】 担体担持ニッケル系水素化触媒が、ニッ
ケル−ケイ藻土、ニッケル−アルミナ及びニッケル−シ
リカアルミナからなる群から選択された少なくとも一種
のニッケル系触媒である請求項1又は2の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25411092A JP3194240B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 長鎖脂肪基を有する第3級脂肪族アミンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25411092A JP3194240B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 長鎖脂肪基を有する第3級脂肪族アミンの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0672969A true JPH0672969A (ja) | 1994-03-15 |
JP3194240B2 JP3194240B2 (ja) | 2001-07-30 |
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ID=17260366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25411092A Expired - Lifetime JP3194240B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 長鎖脂肪基を有する第3級脂肪族アミンの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3194240B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP25411092A patent/JP3194240B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JP3194240B2 (ja) | 2001-07-30 |
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