JPH10291968A - Mcm−49またはmcm−56タイプのゼオライトの存在下にオレフィンからアミンを製造する方法 - Google Patents
Mcm−49またはmcm−56タイプのゼオライトの存在下にオレフィンからアミンを製造する方法Info
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- JPH10291968A JPH10291968A JP9332768A JP33276897A JPH10291968A JP H10291968 A JPH10291968 A JP H10291968A JP 9332768 A JP9332768 A JP 9332768A JP 33276897 A JP33276897 A JP 33276897A JP H10291968 A JPH10291968 A JP H10291968A
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Abstract
からアミンを製造する公知方法は、いずれも収率が悪
く、また急激な触媒の不活性化をもたらす欠点を有する
点にかんがみて、これらの欠点を回避、克服すること。 【解決手段】 式I 【化1】 で表わされ、式中の各符号が請求項1に示される意味を
有する場合のアミンを製造するために、式II 【化2】 で表わされ、各符号が上述の意味を有する場合のオレフ
ィンを、MCM−49またはMCM−56タイプのゼオ
ライトを含有する不均一系触媒の存在下、200から3
50℃、100から300バールで、式III 【化3】 で表わされ、かつ各符号が上述の意味を有する場合のア
ンモニアまたは/もしくは2級アミンと反応させる方
法。
Description
6タイプのゼオライトの存在下に、アンモニアまたは一
級もしくは二級アミンを、高温、高圧下において、オレ
フィンと反応させることによりアミンを製造する方法に
関する。
J. Mol. Catal.49( 1989) 235−259におけ
る、J.J.ブルネットらの報文、「ファンクショナラ
イゼイション、オブ、アルケン:キャタリティック、ア
ミネイション、オブ、モノオレフィン」に記載されてい
る。
る。オレフィンは、金属錯体を介して配位される。この
活性化形態は、求核的アミンによりさらに高アミン化生
成物を形成する。アミンは酸位相点または金属位相点(
金属アミドを介して) で化学吸着され、活性化されて、
オレフィンと反応せしめられる。
が在る。ゼオライトは、広い表面積と関連して、触媒活
性位相点が多い点で特徴的である。ゼオライトは、その
タイプ、後処理( 例えば熱処理、脱アルミン酸塩処理)
において、イオン交換体などとは相違する。適当な例
は、米国特許4375002号、同4536602号各
明細書、ヨーロッパ特願公開305564号、同101
921号、西独特願公開4206992号各公報に記載
されている。
31451号および同132736号各公報には、硼素
ゼオライト、カリウムゼオライト、アルミノゼオライ
ト、珪酸鉄ゼオライトを、オレフィンからアミンを製造
するために使用すること、これらのゼオライトをアルカ
リ金属、アルカリ土類金属、遷移金属でドーピング処理
する可能性が記載されている。
には、孔隙径5Å以上の、特定組成、結晶性アルミノ珪
酸塩として定義されたBETAゼオライトを使用して、
オレフィンからアミンを製造する方法を記載している。
オレフィンからアミンを製造する公知方法のいずれも、
アミン収率が低いか、時空収率が悪いか、あるいは触媒
の急激な不活性化などにより満足すべきものではなかっ
た。
課題ないし本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を
回避、克服することである。
式I
5 、R6 が、水素、C1 −C20アルキル、C2 −C20ア
ルケニル、C2 −C20アルキニル、C3 −C20シクロア
ルキル、C4 −C20アルキルシクロアルキル、C4 −C
20シクロアルキルアルキル、アリール、C7 −C20アル
キルアリールまたはC7 −C20アリールアルキルを意味
し、R1 、R2 が合体して飽和もしくは不飽和C3 −C
9 アルキレンの二価鎖を形成し、R3 、R5 がC21−C
200 アルキル、C21−C200 アルケニルを意味するか、
または合体してC2 −C12アルキレンの二価鎖を形成す
る場合のアミンを製造するために、下式II
を有する場合のオレフィンを、MCM−49またはMC
M−56タイプのゼオライトを含有する不均一系触媒の
存在下、200から350℃、100から300バール
で、下式III
のアンモニアまたは1級もしくは2級アミンと反応させ
ることを特徴とする、新規の、改善された製造方法によ
り解決ないし達成されることが本発明者らにより見出さ
れた。
にして実施され得る。
級もしくは二級アミンIIIは、例えば加圧反応器中に
おいて、触媒としてMCM−49またはMCM−56タ
イプのゼオライトの存在下、200から350℃、好ま
しくは220から330℃、ことに230から320
℃、100から300バール、好ましくは120から3
00バール、ことに140から290バールで反応せし
められ、生成アミンは分離し、未反応生成物を循環使用
するのが好ましい。
を伴なう極めて良好な収率において秀れている。さらに
触媒の不活性化は著しく抑制される。
度の選択性を達成し、使用されるオレフィンの二量化お
よび/またはオリゴマー化を回避するために、僅かに過
剰量のアンモニアないしアミンを使用するだけで足りる
点においても秀れている。
モニアおよび/またはアミンIIIは、オレフィンII
と、1:1から5:1の割合で混合されて固体床反応器
に給送され、100から300バール、200から35
0℃で、気相において、または超臨界的状態で反応せし
められる。
たは抽出により、所望生成物を得ることができ、必要に
応じてさらに他の分離処理により所望の純度を達成し得
る。未反応出発材料は、反応器中において循環使用する
のが原則的に好ましい。
は多重不飽和の、ことに炭素原子数2から10のオレフ
ィンIIもしくはその混合物とポリオレフィンである。
重合傾向が少ないことから、ジオレフィン、ポリオレフ
ィンよりもモノオレフィンを使用するのが好ましい。も
っとも、ジオレフィン、ポリオレフィンも、比較的大き
い過剰量のアンモニアもしくはアミンを使用することに
より、良好な選択性を以て反応させ得る。平衡点、従っ
て所望アミンへの転化率は、選定される反応圧力に著し
く依存する。高反応圧力は、一般的にではあるが、技術
的、経済的理由から付加生成物に有利であり、300バ
ールまでの圧力が限度である。反応の選択性は、アンモ
ニア/アミンの過剰量、触媒のような可変要因により影
響されるだけでなく、温度によっても著しい影響を受け
る。付加反応の反応速度が温度上昇ほど著しくない程度
で上昇する間は、オレフィンの競合クラッキングおよび
再結合反応は、同時に促進される。温度の上昇は、また
熱力学的観点からしても有利ではない。転化率および選
択性に関する再適温度は、オレフィン、使用されるアミ
ンおよび触媒の構成により相違するが、一般的には20
0から350℃の範囲である。
は、MCM−49またはMCM−56タイプのゼオライ
トであって、MCM−49は例えばヨーロッパ特願公開
590078号公報、MCM−56は、例えば米国特許
5362697号明細書に開示されている。
6502号公報にオレフィンのアミノ化用として開示さ
れている、二次元MCM−22ゼオライトとある程度ま
で関連する三次元ゼオライトである。そのX線粉末回折
装置による識別的特徴は、J.Phys. Chem. 100( 19
96) 、3788から3798におけるロートンらによ
る報文に記載されている。MCM−56も同様に、米国
特許5362697号、同5453554号明細書に記
載されているように、同じゼオライトファミリーに属す
る。すべての三次元ゼオライトの製造は、ヘキサメチレ
ンイミンをテンプレイト( 構造形成剤) として使用し、
従って両者の緊密な関係はよく知られているところであ
る。本願の目的からして、本発明によるMCM−49お
よびMCM−56タイプのゼオライトは、従って、この
タイプの純粋なゼオライトのみでなく、これらの混合物
ならびにMCM−49および/またはMCM−56とM
CM−22との混合物も包含する。これらの混合物は、
また単に物理学的混合物のみでなく、3種類のゼオライ
トMCM−22、MCM−49およびMCM−56の混
合結晶も包含する。
アルミニウムを含有するMCM−49またはMCM−5
6タイプのゼオライトのほかに、他の元素を含有するこ
れらゼオライトも、これらが酸位相点を形成するのであ
れば、本発明の目的に使用され得る。例えば、硼素ゼオ
ライト、鉄ゼオライトまたはカリウムゼオライトがこれ
に該当する。SiO2 の三価元素酸化物に対するモル割
合、いわゆるモジュラスSiO2 /M2 O3(M=Al、
B、Ga、鉄) は、実質的にほぼ0から数十の範囲まで
の間において、ゼオライトの種類に応じて変わり得る。
( B) −MCM−49は、例えばJ. Phys. Chem.100
( 1996) 3788−3798におけるロートンらの
報文に記載されている。
Ti、Snのような他の四価元素により、同形元素的に
代替され得る。
の代りに、AlPOとして表わされるアルミニウム燐酸
塩を基礎とする類似構造をもたらすことも可能である。
アルミニウムと燐を1より大きい割合で含有する場合、
これは同様に酸性であって、本発明の目的に使用可能で
ある。燐および/または同時にアルミニウムと燐の一部
が珪素により代替されると、同様に酸性の、SAPOと
して表わされ得る材料がもたらされる。アルミニウムと
燐のほかに、例えばLi、B、Be、Mg、Ti、M
n、Fe、Co、Zn、Ga、Ge、Asのような種々
の金属イオンが存在する場合( MeAPO) 、または珪
素も存在する場合( MeAPSO) 、MeaAlbPc
SidOe構造の負の電荷は、それぞれ陽イオンにより
代償される。このようなMCM−49またはMCM−5
6タイプのすべての分子篩は、本発明による触媒のカテ
ゴリーに属する。
56タイプのゼオライトは、あるいは98:2から4
0:60重量%の割合で結合剤を加えて、型成形される
か、あるいは押出成形により、ペレットなどになされ得
る。適当な結合剤としては、種々のアルミニウム酸化
物、ことにベーマイト、SiO2 /Al2 O3 割合が2
5:75から95:5の無定形アルミノ珪酸塩、二酸化
珪素、ことに高分散Al2O3 、高分散TiO2 、粘土
が好ましい。成形後、成形体は110℃で、16時間乾
燥し、200から500℃で、2から16時間か焼され
るのが好ましい。このか焼はアミノ化反応器において直
接行なうことでもできる。
大させるために、MCM−49またはMCM−56タイ
プのゼオライト触媒を、種々の変性処理に附することが
できる。
た、または成形されていないゼオライトを、Na、Kの
ようなアルカリ金属、Ca、Mgのようなアルカリ土類
金属、Tlのような土類金属、Ti、Zr、Mn、F
e、Mo、Cu、Zn、Crのような遷移金属、La、
Ce、Yのような希金属ないし貴金属で、イオン変換処
理ないしドーピング処理することが挙げられる。
MCM−49またはMCM−56タイプのゼオライトを
流動管体中に導入し、ことに上述した金属のハロゲン化
物、アセタート、オキサラート、シトラート、ニトラー
トを溶液形態として、20から100℃接触させる。こ
の種のイオン変換は、本発明によるMCM−49または
MCM−56タイプのゼオライトの水素形態、アンモニ
ウム形態、アルカリ金属形態について行なわれ得る。
56タイプのゼオライトに金属を施こす他の実施態様
は、被処理材料であるゼオライトを、上述金属のハロゲ
ン化物、アセタート、オキサラート、シトラート、ニト
ラートの水溶液ないしアルコール溶液で含浸させること
である。
で乾燥、場合により追加的か焼処理を行なう。本発明に
よるMCM−49またはMCM−56タイプのゼオライ
トの金属ドーピングの場合には、水素および/または蒸
気による後処理を行なうのが好ましい。
56タイプのゼオライト( 成形体であると非成形体とを
問わず) のさらに他の変性処理は、塩酸( HCl) 、弗
化水素酸( HF) 、硫酸( H2 SO4)、燐酸( H3 PO
4)、蓚酸( HO2 −CO2 H) のような酸またはこれら
の混合物による処理である。
CM−49またはMCM−56タイプのゼオライトを、
型成形に先立ち、0.001Nから2N、ことに0.0
5Nから0.5Nの上記の酸で、還流加熱下に、1から
100時間処理する。濾過、洗浄後、原則的に、100
から160℃で乾燥し、200から600℃でか焼す
る。特定の実施態様においては、本発明によるMCM−
49またはMCM−56タイプのゼオライトを、結合剤
を添加して型成形した後に酸処理する。この方法におい
ては、ゼオライトは、原則的に、60から80℃におい
て、3から25%濃度、ことに12から20%濃度の酸
で、1から3時間処理し、次いで水洗し、100から1
60℃で乾燥し、200から600℃でか焼する。この
場合にも、か焼はアミノ化反応器内で直接的に行なうこ
ともできる。
ウム塩、例えばNH4 Clあるいはモノ、ジもしくはポ
リアミンによる交換が行なわれる。この場合、結合剤で
成形されたゼオライトを、1:15重量割合のゼオライ
ト/塩化アンモニウム溶液中において、10から25
%、ことに20%濃度のNH4 Cl溶液で、60から8
0℃において処理し、次いで100から120℃で乾燥
する。
ウムゼオライトの脱アルミン酸塩処理である。これは熱
水処理よりアルミニウム原子の一部が珪素により置換さ
れ、あるいはゼオライトのアルミニウム分が低減せしめ
られる。熱水脱アルミン酸塩処理後、酸ないし錯体化剤
により、形成された非格子状アルミニウムが除去され
る。珪素によるアルミニウム置換は、例えば( NH4)2
SiF6 またはSiCl4 により行なわれる。Y−ゼオ
ライトの脱アルミン酸塩処理の例は、例えばStud. Sur
f. Sci. Catal. 37( 1987) 、495−503に
おけるコルマらの報文中に記載されている。他の三価酸
化物の場合、モジュラスは、硼素分、鉄分、カリウム分
の濾別または珪素による置換に応じて増大せしめられ
る。
径の押出成形体ないし3から5mm径のペレットとし
て、オレフィンのアミノ化に使用され得る。
により、0.1から0.8m程度の粒度の流動可能材料
になされ得る。
1 、R2 、R3 、R4 、R5 およびR6 は、それぞれ以
下の意味を有する。すなわち、R1 、R2 、R3 、R
4 、R5 およびR6 は、水素、C1 −C20アルキル、好
ましくはC1 −C12、ことにC1 −C8 アルキル、例え
ばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−
ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペ
ンチル、イソペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、
n−ヘプチル、イソヘプチル、n−オクチル、イソオク
チル、C2 −C20、好ましくはC2 −C12、ことにC2
−C8 アルケニル、例えばビニル、アリル、 C2 −C
20、好ましくはC2 −C12、ことにC2 −C8 アルキニ
ル、例えばC2 H、プロパルギル、C3 −C20、好まし
くはC3 −C12、ことにC5 −C8 シクロアルキル、例
えばシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチ
ル、シクロオクチル、C4 −C20、好ましくはC4 −C
12、ことにC5 −C10アルキルシクロアルキル、C4 −
C20、好ましくはC4 −C12、ことにC5 −C10シクロ
アルキルアルキル、アリール、例えばフェニル、1−ナ
フチル、2−ナフチル、ことにフェニル、C7 −C20、
好ましくはC7 −C16アリール、ことにC7 −C12アル
キルフェニル、例えば2−メチルフェニル、3−メチル
フェニル、4−メチルフェニル、2−エチルフェニル、
3−エチルフェニル、4−エチルフェニル、C7 −C20
アリールアルキル、C7 −C16アリールアルキル、こと
にフェニルアルキル、例えばフェニルメチル、1−フェ
ニルエチル、2−フェニルエチルを意味し、あるいはR
1 、R2 は合体して飽和もしくは不飽和、C3 −C9 ア
ルキレン二価鎖、ことに−( CH2)4 −、−( CH2)5
−、−( CH2)7 −、−CH=CH−CH=CH−を形
成し、R3 、R5 は、C21−C200 、ことにC40−C
200 アルキル、例えばポリブチル、ポリイソブチル、ポ
リプロピル、ポリイソプロピル、ポリエチル、ことにポ
リブチル、ポリイソブチルを意味し、 さらにC21−C
200 、好ましくはC40−C200 、ことにC70−C170 ア
ルケニルを意味し、 R3 、R5 は合体してC2 −
C12、好ましくはC3 −C8 アルキレン二価鎖、ことに
−( CH2)3 −、−( CH2)4 −、−( CH2)5 −、−
( CH2)6 −、−( CH2)7 −、ことに−( CH2)3 、
−(CH2)4 −を意味する。
水中において、10gのNaHに添加し、これに171
gのAerosil (登録商標)(デグッサ社) を添加した。こ
れらの混合物を均質になるまで簡単に撹拌し、次いで9
0gのヘキサメチレンイミンを添加し、この混合物をオ
ートクレーブに移送し、150℃、固有圧力下において
84時間にわたって撹拌し、晶出させた。生成ゼオライ
トを濾別し、洗浄し、110℃において4時間乾燥し、
550℃において16時間か焼した。これは29のモジ
ュラスを示し、また、未か焼状態における回折分析の結
果、MCM−49の形成が確認された。
2250gと共に、80℃において2時間撹拌し、4リ
ットルの水で洗浄した。再生NH4 Cl交換および水1
2リットルによる洗浄後、ゼオライトを120℃で2時
間乾燥し、500℃で5時間か焼した。全処理を反覆
し、ナトリウム分析値は0.07%であった。
いて40gのベームライト、2gの蟻酸と共に圧搾し、
水( 96ミリリットル) を添加して30分間混練した。
押出圧70バールで押出機により2mm径成形体を形成
し、120℃で4時間乾燥、500℃で16時間か焼し
た。
いて、10gのNaOHに転化し、これに171gのAe
rosil 50 (登録商標)( デグッサ社) を添加した。生成
ゼオライトを濾別し、洗浄し、110 ℃で4時間乾燥し、
55℃で16時間か焼した。これは39のモジュラスを
示した。未か焼状態における回折分析によりMCM−4
9の生成を確認した。
00gの20%濃度NH4 Cl溶液と混合し、濾別し、
5リットルの水で洗浄した。再生NH4 Cl交換および
10リットルの水による洗浄後、ゼオライトを120℃
で2時間乾燥し、500℃において5時間か焼した。全
処理をさらに反覆した。ナトリウム分析値は0.03%
であった。
ーマイトおよび2gの蟻酸と共に混練機で圧搾し、水(
100ミリリットル) を添加して、35分間混練した。
次いで55バールの押出圧で、押出機により2mm径の
成形体とし、120℃で16時間乾燥し、500℃で1
6時間か焼した。
いて、10gのNaOHに添加し、これに171gのAe
rosil 50 (登録商標)( デグッサ社) を添加した。均質
状態になるまで、混合物を簡単に撹拌し、次いで90g
のヘキサメチレンイミンを添加した。混合物をオートク
レーブに移送し、150℃、固有圧力下において、84
時間にわたり撹拌し、晶出させた。生成ゼオライトを濾
別し、110℃において4時間乾燥し、500℃におい
て5時間か焼した。これは23のモジュラスを示した。
未か焼状態におけるゼオライトの回折分析の結果、MC
M−49の生成を確認した。
00gの20%濃度NH4 Cl溶液と共に撹拌した。再
生NH4 Cl交換および水10リットルによる洗浄後、
ゼオライトを120℃において2時間乾燥し、500℃
において5時間か焼した。全処理を再び反覆した。
いて、53gのベーマイトと、3gの蟻酸と共に圧搾
し、水( 110ミリリットル) を添加し、60分間混練
した。50バールの押出圧で、押出機により2mm径の
成形体をもたらし、これを120℃において4時間乾燥
し、500℃において16時間か焼した。
合が1:1.5のイソブテンとアンモニアの混合物を使
用し、260から300℃、280バールにおける等温
条件下で行なわれた。反応生成物をガスクロマトグラフ
ィーで分析した。
Claims (12)
- 【請求項1】 下式I 【化1】 で表わされ、かつ式中のR1、R2 、R3 、R4 、R
5 、R6 が、水素、C1 −C20アルキル、C2 −C20ア
ルケニル、C2 −C20アルキニル、C3 −C20シクロア
ルキル、C4 −C20アルキルシクロアルキル、C4 −C
20シクロアルキルアルキル、アリール、C7 −C20アル
キルアリールまたはC7 −C20アリールアルキルを意味
し、 R1 、R2 が合体して飽和もしくは不飽和C3 −C9 ア
ルキレンの二価鎖を形成し、 R3 、R5 がC21−C200 アルキル、C21−C200 アル
ケニルを意味するか、または合体してC2 −C12アルキ
レンの二価鎖を形成する場合のアミンを製造するため
に、 下式II 【化2】 で表わされ、かつR3 、R4 、R5 、R6 が上述の意味
を有する場合のオレフィンを、MCM−49またはMC
M−56タイプのゼオライトを含有する不均一系触媒の
存在下、200から350℃、100から300バール
で、下式III 【化3】 で表わされ、かつR1 、R2 が上述の意味を有する場合
のアンモニアまたは1級もしくは2級アミンと反応させ
ることを特徴とする製造方法。 - 【請求項2】 形成されたアミンIを分離し、未反応出
発材料IIおよびIIIを循環使用することを特徴とす
る、請求項( 1) のアミン製造方法。 - 【請求項3】 使用されるオレフィンIIが、イソブテ
ン、ジイソブテン、シクロペンテン、シクロヘキセンま
たはポリイソブテンであることを特徴とする、請求項(
1) のアミン製造方法。 - 【請求項4】 使用される不均一系触媒が、H形態のM
CM−49またはMCM−56タイプのゼオライトを含
有することを特徴とする、請求項( 1) のアミン製造方
法。 - 【請求項5】 使用される不均一系触媒が、酸、ことに
塩酸、弗化水素酸、硫酸、燐酸、蓚酸、これらの混合物
の中のいずれかの酸で処理されたMCM−49またはM
CM−56タイプのゼオライトを含有することを特徴と
する、請求項( 1) のアミン製造方法。 - 【請求項6】 使用される不均一系触媒が、単一もしく
は複数種類の遷移金属でドーピング処理されたMCM−
49またはMCM−56タイプのゼオライトを含有する
ことを特徴とする、請求項( 1) のアミン製造方法。 - 【請求項7】 使用される不均一系触媒が、単一もしく
は複数種類の希土類元素でドーピング処理されたMCM
−49またはMCM−56タイプのゼオライトを含有す
ることを特徴とする、請求項( 1) のアミン製造方法。 - 【請求項8】 使用される不均一系触媒が、アンモニウ
ム形態のMCM−49またはMCM−56タイプのゼオ
ライトを含有することを特徴とする、請求項( 1) のア
ミン製造方法。 - 【請求項9】 使用される不均一系触媒が、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、土類金属の中のいずれかの元素
でドーピング処理されたMCM−49またはMCM−5
6タイプのゼオライトを含有することを特徴とする、請
求項( 1) のアミン製造方法。 - 【請求項10】 使用される不均一系触媒が、結合剤で
賦形され、200から600℃でか焼されたMCM−4
9またはMCM−56タイプのゼオライトを含有するこ
とを特徴とする、請求項( 1) のアミン製造方法。 - 【請求項11】 使用される不均一系触媒が、脱アルミ
ン酸塩または脱硼酸塩処理されたMCM−49またはM
CM−56タイプのゼオライトを含有することを特徴と
する、請求項( 1) のアミン製造方法。 - 【請求項12】 使用される不均一系触媒が、( Al)
−MCM−49ゼオライトを含有することを特徴とす
る、請求項( 1) のアミン製造方法。
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