JPH11222465A - イミンまたはニトリルからのアミンの製造法 - Google Patents

イミンまたはニトリルからのアミンの製造法

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JPH11222465A
JPH11222465A JP10308555A JP30855598A JPH11222465A JP H11222465 A JPH11222465 A JP H11222465A JP 10308555 A JP10308555 A JP 10308555A JP 30855598 A JP30855598 A JP 30855598A JP H11222465 A JPH11222465 A JP H11222465A
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imine
hydrogenation
amination
nitrile
hydroxide
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Thomas Dr Haas
ハース トーマス
Karl-Ludwig Dr Weber
ルートヴィッヒ ヴェーバー カール
Klaus Stadtmueller
シュタットミュラー クラウス
Willi Hofen
ホーフェン ヴィリ
Rudolf Dr Vanheertum
ヴァンヘールトゥム ルドルフ
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    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/44Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of carboxylic acids or esters thereof in presence of ammonia or amines, or by reduction of nitriles, carboxylic acid amides, imines or imino-ethers
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    • C07C2601/12Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14The ring being saturated

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アミン化による水素化により第一アミンをニ
トリルから製造しかつ第一アミンもしくは第二アミンを
イミンから製造するためのさらに改善された方法を提供
する。 【解決手段】 イミンまたはニトリルを水素を用いてア
ンモニア、コバルト、ニッケル、ルテニウムまたはこれ
ら金属の混合物を基礎とする水素化触媒および水酸化物
を基礎とする水素化触媒の存在下に50〜250℃の範
囲内の温度および0.3〜30MPaの範囲内の圧力で
アミン化により水素化し、かつこの反応混合物を後処理
することを含む、第一アミンおよび/または第二アミン
をイミンまたはニトリルから製造するための方法の場合
に、アミン化による水素化を水酸化第四アンモニウムの
存在下に実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イミンまたはニト
リルを水素化触媒、殊にコバルト、ニッケルおよびルテ
ニウムの金属の中の1つまたはそれ以上を基礎とする触
媒およびヒドロキシル陰イオン含有塩基の存在下でアミ
ン化により水素化することによって第一アミンまたは第
二アミンを製造する方法に関する。
【0002】本発明は、殊にイソホロンニトリル−イミ
ン(=3−シアノ−3,5,5−トリメチルシクロヘキ
サンイミン)を水素でアンモニアの存在下にアミンによ
り水素化することによってイソホロンジアミン(=3−
アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシル
アミン)を製造する方法に関する。
【0003】
【従来の技術】一般にアミン化による水素化と呼称され
るアンモニアの存在下でのアルジミンもしくはケチミン
の接触的水素化は、公知方法で第一アミンもしくは第二
アミンを製造することができる。同様に、ニトリルのア
ミン化による水素化によって第一アミンを得ることがで
きる。適当な水素化触媒は、殊にコバルト、ニッケルお
よびルテニウムの金属の中の1つまたはそれ以上を基礎
とするものであり、この場合この触媒は、付加的に製造
に応じてかまたは促進剤として別の金属を含有すること
ができる。また、アミン化による水素化の選択性をアル
カリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物の存
在によって高めることは、公知である。
【0004】WO 92/21650の記載によれば、
ジニトリルは、水素を用いての水素化をラニー−Ni触
媒またはラニー−Co触媒を使用しながらアンモニアお
よび無機塩基、例えばLiOH、NaOHまたはKOH
の存在下に実施することにより、高い選択性をもってア
ミノニトリルに変換させることができる。
【0005】また、アミン化による水素化は、イソホロ
ンニトリル(=3−シアノ−3,5,5−トリメチルシ
クロヘキサノン)からのイソホロンジアミンの一工程ま
たは二工程の製造に基づくものである:一工程の製造を
実施する場合には、イソホロンニトリルは、アンモニア
の存在下で原位置でイミノ化され、生成されたイソホロ
ンニトリル−イミンは、イソホロンジアミンに水素化さ
れる。例えば、欧州特許出願公開第0659734号明
細書参照。二工程の製造を実施する場合には、第一工程
で酸イミノ化触媒の存在下または不在下でイソホロンニ
トリルは、イミノ化され、イソホロンニトリル−イミン
を含有する反応混合物は、水素化工程に供給される。例
えば、ドイツ連邦共和国特許第19540191号明細
書、欧州特許第0449089号明細書および欧州特許
出願公開第0729937号明細書参照。イソホロンジ
アミンは、大工業的製品であるので、当業界の努力は、
できるだけ純粋な生成物をできるだけ高い収率で取得す
ることに向けられている。
【0006】欧州特許出願公開第0449089号明細
書には、イソホロンジアミン(IPDA)をイソホロンニト
リル(IPN)から製造するための二工程法が教示されて
おり、この場合第一工程でIPNは、酸金属酸化物を用
いてアンモニアと反応され、イソホロンニトリルイミン
に変換され、次にこのイミンは、アンモニアおよび水素
化触媒、殊にコバルトおよび/またはルテニウムを基礎
とする触媒の存在下に、場合によっては塩基性成分、例
えばアルカリ金属水酸化物もしくはアルカリ土類金属水
酸化物または塩基性担持剤の存在下に水素を用いて水素
化され、IPDAに変換される。欧州特許第04490
89号明細書に記載の後処理の場合、この場合には、イ
ミノ化触媒としてドイツ連邦共和国特許出願第1962
7265.3号に記載のスルホン酸基含有オルガノポリ
シロキサンが使用され、かつ25MPaの代わりに6M
Paの際に水素化が実施され、塩基性コバルト触媒(C
o90%、Mn5%およびNa1.9%)を専ら使用す
る際に、運転時間が増大するにつれてイソホロンジアミ
ンの収率は急速に減少することが判明した。比較例4参
照。更に、欧州特許出願公開第0729937号明細書
において推奨されているようにイソホロンニトリルのア
ミン化による水素化のためにアルカリ金属水酸化物を連
続的に添加した場合にも、反応混合物の蒸留による後処
理の際に純粋なイソホロンジアミンの収率の減少をまね
く副生成物はなお著しく生成されることが確認された。
比較例5〜7参照。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、アミ
ン化による水素化により第一アミンをニトリルから製造
しかつ第一アミンもしくは第二アミンをイミンから製造
するための、殊にイソホロンジアミンをイソホロンニト
リル−イミンから製造するためのさらに改善された方法
を提供することにあり、この場合副生成物の形成の減
少、ひいては収率の上昇についての改善は、水素化工程
の反応混合物から単離可能なアミンの高い純度に同時に
みることができる。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題は、イミンまた
はニトリル、殊にイソホロンニトリル−イミンを水素を
用いてアンモニア、コバルト、ニッケル、ルテニウムま
たはこれら金属の混合物を基礎とする水素化触媒および
水酸化物を基礎とする水素化触媒の存在下に50〜25
0℃の範囲内の温度および0.3〜30MPaの範囲内
の圧力でアミン化により水素化し、かつこの反応混合物
を後処理することを含む、第一アミンおよび/または第
二アミンをイミンまたはニトリルから製造するための、
殊に3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロ
ヘキシルアミン(イソホロンジアミン)を3−シアノ−
3,5,5−トリメチルシクロヘキサンイミン(イソホ
ロンニトリル−イミン)から製造するための方法によっ
て解決され、この方法は、アミン化による水素化を水酸
化第四アンモニウムの存在下に実施することによって特
徴付けられている。
【0009】
【発明の実施の形態】任意のイミンおよびニトリルをア
ミン化により水素化する際に副生成物の形成の問題、ひ
いては収率の減少が存在する場合には、次の実施は、重
点的にイソホロンニトリル−イミンからのイソホロンジ
アミンの製造に向けられ、この場合には、殊に前記イミ
ンを含有する反応混合物は、アミン化による水素化に前
接続されたイソホロンニトリルのイミン化に使用され
る。
【0010】本発明による方法にとって好ましいイミン
は、1または2個のイミノ基を有する脂肪族化合物、脂
環式化合物および芳香脂肪族化合物の任意のアルジミン
およびケチミンであり;ニトリルは、1または2個のニ
トリル基を有する任意の脂肪族、脂環式、芳香族または
ヘテロ芳香族の化合物および芳香脂肪族化合物である。
イミンならびにニトリルは、アミン化による水素化それ
自体により得ることができるものを含めて、付加的に別
の官能基を含有していてよい。好ましくは、脂肪族また
は脂環式のイミンおよびニトリルならびにニトリル−イ
ミン、殊に4〜12個の炭素原子を有するものである。
最後に記載された物質種の1例は、イソホロンニトリル
のイミン化によって得ることができるイソホロンニトリ
ル−イミン(=3−シアノ−3,5,5−トリメチルシ
クロ−ヘキサンイミン)であり、この化合物について
は、本発明により詳細に記載されている。
【0011】本発明による方法にとって特に好ましい他
の物質種は、4〜12個のC原子を有する脂肪族ジニト
リル、殊にグルタロニトリル、アジポニトリルおよびド
デカンジニトリルであり、これらは、相応するモノアミ
ノニトリルまたはジアミンに変換させることができる。
【0012】使用すべき水酸化第四アンモニウムは、一
般式(RN)OH で示される塩基で
あり、この場合R〜Rは、同一でも異なっていても
よく、かつ脂肪族、脂環式または芳香族の炭化水素基を
表わす。好ましくは、R〜Rは、脂肪族炭化水素
基、殊に1〜12個のC原子、特に1〜4個のC原子を
有するものを表わす。有利には、R、RおよびR
は、等しく、かつそれぞれ(C〜C)−アルキルで
あり、Rは、(C〜C18)−アルキルまたはアリ
ールであり;例は、フェニルトリメチルアンモニウムヒ
ドロキシドまたはラウリルトリメチルアンモニウムヒド
ロキシドである。特に好ましいのは、テトラアルキルア
ンモニウムヒドロキシド、殊に一連のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒド
ロキシド、テトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキ
シドおよびテトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシ
ドからなるものである。
【0013】好ましくは、水素化は、それぞれイミンま
たはニトリル1モル当たりテトラアルキルアンモニウム
ヒドロキシド0.01〜100ミリモル、殊に0.05
〜50ミリモル、特に有利に0.2〜20ミリモルの存
在下で行なわれる。
【0014】本発明による方法は、回分法または連続的
に実施されることができる。連続的な操作の場合、懸濁
液触媒または固定床触媒を有する反応器には、イミン、
アンモニアおよび場合によっては溶剤またはこの物質を
含有する、前接続されたイミン化工程からの反応混合物
の他に、連続的に水素および付加的に水酸化第四アンモ
ニウムが供給される。この塩基は、純粋な物質または溶
液として反応器または場合によっては既にイミン化工程
からの反応混合物に供給されることができる。特に好ま
しいのは、細流床操作で運転される固定床触媒の使用に
ある。
【0015】触媒としては、一連のコバルト、ニッケ
ル、鉄およびルテニウムならびに別の貴金属またはこの
ような金属の混合物から選択された水素化作用を有する
金属触媒が適切である。好ましくは、Co、Niおよび
/またはRuを基礎とする触媒が使用される。付加的
に、触媒は、製造による別の金属、例えばラニー触媒の
製造の際に抽出可能な合金成分としてラニー合金中に存
在しているアルミニウム、亜鉛または珪素を含有するこ
とができる。その上、この触媒は、常用の促進剤、例え
ば一連のCr、Fe、Co、Mn、Ta、MoおよびT
iからのものを含有することができる。
【0016】例えば、ラニー触媒、完全固体触媒または
担持固体触媒、例えば酸化物上のCo、Niおよび/ま
たはRu、例えばAl、TiO、ZrO、Z
nO、MgO/Alが適しており、例えばこれら
は、公知技術水準で引用された刊行物に記載されてい
る。また、特に好ましいのは、ドイツ連邦共和国特許出
願第19721897号に記載の方法により得ることが
できる、ラニーによる成形された金属固体床触媒であ
る。
【0017】アミン化による水素化は、アンモニアの存
在下で行なわれる。イミンまたはニトリル1モル当た
り、通常、NH2モルまたはそれ以上、多くの場合N
5〜500モルが使用される。アンモニアは、アミ
ン化の他に部分的または全体的に溶剤として使用され
る。
【0018】水素化は、水素化安定性の有機溶剤の存在
下または不在下で実施されることができる。特に好まし
いのは、水溶性のアルコール、殊に1〜4個のC原子を
有する低級アルコール、有利にメタノール、または水溶
性エーテル、例えばテトラヒドロフランの使用である。
また、グリコールは、その沸点がアミン化による水素化
の反応生成物の場合よりも十分に隔たっている場合に、
溶剤として適している。
【0019】アミン化による水素化は、好ましくは低い
圧力ないし中位の圧力、例えば0.3〜10MPaで行
なわれるが、しかし、高い圧力、即ち10MPaを越え
て30MPaまでの範囲内で行われてもよい。水素化の
間の温度は、好ましくは約50〜250℃、殊に50〜
150℃の範囲内にあるが、しかし、この温度は、記載
された範囲外であってもよい。多くの場合、水素化の間
に温度を連続的または段階的に上昇させることは、好ま
しい。水素は、連続的運転方法の場合には、イミンを含
有する反応混合物に対して順流または向流で導かれるこ
とができる。水素化は、唯1つの反応器中または多数の
順次に接続された反応器中で細流床操作または塔底操作
で実施されることができる。
【0020】イソホロンジアミンを製造する場合には、
有利にイソホロンニトリル−イミンを含有する反応混合
物は、アミン化による水素化に供給される。記載された
混合物は、直接にイソホロンニトリルをアンモニアを用
いて有機溶剤、例えば殊にメタノールの存在下または不
在下、酸イミン化触媒の存在下または不在下で得られる
かまたはこの種の反応混合物から溶剤および/またはア
ンモニアの一部の添加または留去後に得ることができる
ものであってよい。記載されたイミン化は、有利にイミ
ン化触媒、例えば酸金属酸化物、酸ゼオライトまたは酸
イオン交換体、例えばドイツ連邦共和国特許出願第19
627265.3号に記載のスルホネート基を有するオ
ルガノポリシロキサンの存在下で実施される。低級アル
コール、例えば殊にメタノールの存在によって、記載さ
れたアルコールの不在下の場合よりも低い圧力でアミン
化により水素化することが可能である。
【0021】次に記載された実施例および比較例に示さ
れているように、意外なことに、アルカリ金属水酸化物
またはアルカリ土類金属水酸化物の代わりに水酸化第四
アンモニウムを使用することによって、純粋なイソホロ
ンジアミンの収率を数パーセントだけ上昇させることに
成功する。
【0022】
【実施例】例 イソホロンニトリルをイミン化触媒および溶剤としての
メタノールの存在下にイミン化することによってイソホ
ロンジアミンを製造し(=第一工程)、第一工程からの
反応混合物をアミン化により水素化した(=第二工
程)。第二工程の反応混合物を組成に関連してガスクロ
マトグラフィーにより分析し、かつ蒸留により後処理し
た。
【0023】全ての実施例および比較例のイミン化の場
合、スルホネート基含有オルガノポリシロキサンは、イ
ミン化触媒として使用された(ドイツ連邦共和国特許出
願第19627265.3号参照)。この触媒は、固体
床として反応管(内径20mm、長さ250mm、触媒
充填量30ml)中に配置された。イミン化触媒を35
℃で塔底操作で運転した。装入溶液は、イソホロンニト
リル15重量%、アンモニア30重量%およびメタノー
ル55重量%から構成されていた。この溶液を80ml
/時間の物質流で下方から上向きにイミン化反応器に導
通させた。
【0024】第一工程の反応混合物を上方から固体床触
媒を備えた水素化反応器(内径17mm、長さ350m
m、触媒の充填量150ml)上に供給した(細流床操
作)。塩基を水素化反応器の直前で反応混合物中に供給
した。水素を36 l/時間の容積流で上方から反応器
中に導入した。水素化は、100℃および6MPaの圧
力で行なわれた。第二反応器からの生成物混合物を受器
中に捕集し、かつ常法で後処理した。水素化触媒として
次のものを使用した: K1:ドイツ連邦共和国特許出願第19721897.
0号の実施例1の記載のように製造されかつ活性化され
た、ラニー(Raney)による成形されたCo固体床触
媒。
【0025】K2:欧州特許出願公開第0648534
号明細書に記載の成形されたCo固体床触媒−前記のド
イツ連邦共和国特許出願第19721897.0号の比
較例1をも参照。
【0026】K3:市販のコバルト−担持触媒(珪酸塩
上のCo)。
【0027】K4:4mmのストランドの形のCo90
%、Mn5%およびNa1.9%を有する還元されたC
o触媒(欧州特許出願公開第0449089号明細書に
記載の方法で使用された触媒と同様の触媒)。
【0028】K1、K2およびK3についての詳細は、
第1表から認めることができる。
【0029】
【表1】
【0030】塩基としてNaOHまたはテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド(TMAH)を使用し、実際にそれ
ぞれ第一工程で使用されたイソホロンニトリル1モル当
たり塩基5ミリモルの量で使用した。比較試験1〜4の
場合には、塩基を使用しなかった。
【0031】第2表は、イソホロンジアミンの収率(ガ
スクロマトグラフィーにより測定した)ならびに反応混
合物の蒸留により得られた実施例(B1〜B3)および
比較例VB1〜VB7のイソホロンジアミンの純度につ
いての記載を有している。
【0032】
【表2】
【0033】NaOHをTMAHと交換した場合に、試
験は収率の上昇を示す。効果は、異なる触媒を用いた場
合に生じる。Na含有触媒(K4)は、不十分な有効寿
命を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス シュタットミュラー ドイツ連邦共和国 アルツェナウ ヘムス バッハー シュトラーセ 3 (72)発明者 ヴィリ ホーフェン ドイツ連邦共和国 ローデンバッハ ジュ ートリング 54 (72)発明者 ルドルフ ヴァンヘールトゥム ドイツ連邦共和国 カール オストリング 35

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イミンまたはニトリル、殊にイソホロン
    ニトリル−イミンを水素を用いてアンモニア、コバル
    ト、ニッケル、ルテニウムまたはこれら金属の混合物を
    基礎とする水素化触媒および水酸化物を基礎とする水素
    化触媒の存在下に50〜250℃の範囲内の温度および
    0.3〜30MPaの範囲内の圧力でアミン化により水
    素化し、かつこの反応混合物を後処理することを含む、
    第一アミンおよび/または第二アミンをイミンまたはニ
    トリルから製造するための、殊に3−アミノメチル−
    3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン(イソホ
    ロンジアミン)を3−シアノ−3,5,5−トリメチル
    シクロヘキサンイミン(イソホロンニトリル−イミン)
    から製造するための方法において、アミン化による水素
    化を水酸化第四アンモニウムの存在下に実施することを
    特徴とする、第一アミンおよび/または第二アミンをイ
    ミンまたはニトリルから製造するための方法。
  2. 【請求項2】 水酸化第四アンモニウムとしてテトラメ
    チルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニ
    ウムヒドロキシド、テトラ−n−プロピルアンモニウム
    ヒドロキシドまたはテトラ−n−ブチルアンモニウムヒ
    ドロキシドを使用する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 アミン化による水素化をイミンまたはニ
    トリル1モル当たりテトラアルキルアンモニウムヒドロ
    キシド0.05〜50ミリモルの存在下に実施する、請
    求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 イソホロンニトリル−イミンをイソホロ
    ンニトリル−イミン1モル当たり水酸化第四アンモニウ
    ム、殊にテトラ(C〜C−)アルキルアンモニウム
    ヒドロキシド0.2〜20ミリモルの存在下に有機溶剤
    の存在下または不在下で50〜150℃の範囲内の温度
    で一工程または多工程でアミン化により水素化する、請
    求項1から3までのいずれか1項に記載のイソホロンジ
    アミンの製造法。
  5. 【請求項5】 アミン化による水素化を固定床反応器ま
    たは懸濁液反応器中で実施し、この場合イソホロンニト
    リルをアンモニアの過剰量の存在下に酸イミン化触媒の
    存在下または不在下および有機溶剤の存在下または不在
    下でイミン化することによって得ることができるイソホ
    ロンニトリル−イミン含有反応混合物および水酸化第四
    アンモニウムは、連続的に反応器に供給され、かつ反応
    器を去る反応混合物は、蒸留により後処理される、請求
    項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 アミン化による水素化を固定床反応器中
    で細流床操作で実施し、この場合アミン化により水素化
    すべき反応混合物は、反応器中で1つの温度処理工程に
    通過させるかまたは温度の上昇のために配置された多数
    の温度処理工程に通過させる、請求項4または5に記載
    の方法。
JP10308555A 1997-10-30 1998-10-29 イミンまたはニトリルからのアミンの製造法 Pending JPH11222465A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19747913.8 1997-10-30
DE19747913A DE19747913C1 (de) 1997-10-30 1997-10-30 Verfahren zur Herstellung primärer und/oder sekundärer Amine aus Iminen oder Nitrilen, insbesondere zur Herstellung von 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexylamin (Isophorondiamin) aus 3-Cyano-3,5,5-trimethylcyclohexanimin (Isophoronnitril-imin) durch Hydrierung in Gegenwart eines quaternären Ammoniumhydroxids

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Publication Number Publication Date
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US (1) US6011179A (ja)
EP (1) EP0913387B1 (ja)
JP (1) JPH11222465A (ja)
AT (1) ATE231118T1 (ja)
DE (2) DE19747913C1 (ja)
TW (1) TW426655B (ja)

Cited By (2)

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