JPS59110657A - 環状アルコ−ルから環状アミンを製造する方法 - Google Patents

環状アルコ−ルから環状アミンを製造する方法

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JPS59110657A
JPS59110657A JP58225338A JP22533883A JPS59110657A JP S59110657 A JPS59110657 A JP S59110657A JP 58225338 A JP58225338 A JP 58225338A JP 22533883 A JP22533883 A JP 22533883A JP S59110657 A JPS59110657 A JP S59110657A
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JP
Japan
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cyclic
reactor
catalyst
alcohol
reaction
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JP58225338A
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トツド・ケイ・シオヤマ
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Phillips Petroleum Co
Original Assignee
Phillips Petroleum Co
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/04Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups
    • C07C209/14Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of hydroxy groups or of etherified or esterified hydroxy groups
    • C07C209/16Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of hydroxy groups or of etherified or esterified hydroxy groups with formation of amino groups bound to acyclic carbon atoms or to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14The ring being saturated

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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、環状アルコールから環状アミンを製造する改
良方法に関する。
ジアミン、2.2’−ビス(4−アミノシクロヘキシル
)プロパン(pp、cp )’が、ポリアミドの製造に
三塩基性酸との組合せや有用である。PACPは、適し
た触媒の存在下に、アンモニア及び2゜2′−ビス(4
−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン(HBPA )
の反応によって製造することができる。PACPは高融
点を有するために、生成物の溶剤なしの仕上げは普通1
600cを越える温度の使用を含む。
PACPへの接触アミン化は、一種又はそれ以上のアミ
ン溶媒の存在下により効果的に行なうことができること
が判った。更に、溶媒の存在の故に高温が必要でないた
め、生成物の仕上げが容易になる。
本発明に従えば、HBPAはアンモニア及び水素化活性
をもつ適した触媒、例えばニッケルー又はコバルト−含
有触媒、及びアミン溶媒、例えばシクロヘキシルアミン
の存在下にPACPに転化される。転化率及び選択率は
、溶媒の不存在下に得られるものと匹敵するが、しかし
仕上げが非常に簡素化される。
ここに記載される方法の使用は、従来の方法よりもいく
つかの利点を有する。この反応は溶媒なしのものではな
いので、環状アミン生成物は続(使用に回収するために
高温で取扱う必要がない。
更に、アミン溶媒の存在は転化率及び選択率に殆んど又
は゛全く影響を与えないが、しかし高融点生成物の回収
及び処理を非常に容易にする。
本発明の用途に用いられる溶媒は、それが存在してもア
ミン化反応又はアミン生成物の続く回収及び処理のいず
れにも悪影響を与えない有機アミン類である。適した溶
媒(・文、一般式: RR’NH(ただし式中、Rは水
素又は01〜C4アルキル基であり、そしてR’411
〜約16炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環状アルキ
ル基又シまRであり、そしてR′は同時にメチル又はエ
チル#換基を所望によって有する01〜C6アルキレン
橋を表わす。)の化合物を含む。代表的な溶媒は、ブチ
ルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチル
アミン、デシルアミン、N−メチル−N−ブチルアミン
、シクロへ停ジルアミン、N−メチル−N−シクロヘキ
シルアミン、ピペリジン、4−メチルピペリジン、及び
類似物を含む。好ましい溶媒には、シクロヘキシルアミ
ン、オクチルアミン、及びヘキシルアミンが含まれる。
溶媒の混合物も用いることができる。
本発明の方法に用いられる反応物質は、環状アルコール
及び適しているアミン化剤である。
有用なアルコールは、一般にシクロアルカン成分を盆み
モして式x[yoH″Inに従うが、式中Xは水素、C
工〜C6有機基又は結合、又はY基間の直接結合であり
、Yは脂環族基であり、そしてnは1又は2である。又
は直接結合又は直知、分枝鎖、又は環状アルキレン成分
のいずれかであることが好ましい。Yは5又は6炭素原
子を含有することか好ましく、6が特に好ましい。水素
化ビスフェノールA (HBPA )、即ち2,2′−
ビス(4−ヒ、ドロキシシクロヘキシル)プロパンが、
好ましい反応物質である。
種々の供給者からの純度の違5 HBPAを用いること
ができる。HBPAの転化率及びPACPへの選択率は
、供給物の)(BPA含量によって変り、そしてこれを
基準として計算される。種々の市販HBPA供給物の純
度を第1表に示す。
第1表 供給者     純度、重量%HBPA’Rhone−
Poulenc    84.8 96.6M1lli
lcen      83.8 95.9Mo ba7
       90.5 New Japan      92.8同様のアルコ
ールのアミンへの転化に有用であるいずれのアミン化剤
も、用いられる條件下に反応物質及び望ましい生成物と
相溶性であ−る限り、ここで用いられる。適したアミン
化剤には、アンモニア及び約4炭素まで含む直鎖−級ア
ミンが含まれる。好ましいアミン化剤はアンモニアであ
る。
環状アルコールを環状アミンに転化するためにアンモニ
アを使用することは、米国特許第3.283.002号
及び第3,551,485号に記述されている。
用いられる環状アルコール対アミン化剤の比は、反応條
件、例えば反応器の型及び用いられる反応物質の性質1
(よって変わる。一般・に、約1:1〜約1:IQQ、
好ましくは約1:ソ〜約1=40のモル比が用いられる
用いられろ反応器の型は、臨界的ではない。しかし、操
作する者は、特徴が特定の反応物質に適している装置及
びこの型の有機転化反応で要求される反応條件を選択す
べきである。バッチ及び連続方式の両方が用いられる。
代表的な連続反応器機構は、下方向流、例えば細流床(
トリクルベッド)操作又は上方向流、例えば溢出床(フ
ラッデツドベッド)操作を用いることができる。上方向
流方式が一般に好ましい。
代表的には、この供給液はアミン溶媒中約20〜約65
重量%の環状アルコールの溶液から成る。
好ましい溶液は約20重量%環状アルコール反応物質を
含む。65重量%を越える濃度はアルコールの沈澱の問
題を生じそして続いて反応器の詰まりが起るが、一方低
過ぎる濃度は追加の溶媒の必要性、溶媒除去又は循還の
追加のコスト、及び減少した反応器生産性の故に経済的
に魅力的でない。
種々の市販の触媒が、本発明において用いられる。水素
化反応に有用な公知の■族金属触媒の(・ずれも用いる
ことができるが、少なくとも一つのニッケル及びコバル
トを含有する触媒を木登明方かの好ましい触媒の目立っ
た特徴の簡単な一覧を第■表に示す。
第■表 Ca1sicat  E2ろ5TRN1(43)   
  Al2O3151Calsicat E230TR
N1(57)   Al2O3148Calsicat
  Eり37TRN1(54)     人工203 
 126以下の記述は、代表的な反応順序を示す。諸論
されろ一般的方法は、実験室的規模固定床実験&C用い
た。反応器に触媒を仕込み、次に加圧試験をした。次に
水素の流動下に、触媒を所望の反応温度に加熱した。反
応温度に達したら、反応器を反応圧まで加圧した。水素
流を停止しそして純粋な溶媒を導入した。約60分後、
溶媒導入を停止しそしてアンモニア流と共に供給混合物
′(典型的に4:1重量比のシクロヘキシルアミン対H
BPA)の圧送を開始した。アンモニア及びHBPA−
含有供給液体流は、所望速度の導入が得られるまで調節
した。供給流速度が所望の水準に調節された後約2時間
後に、試料採取を開始した。
供給流を↓、重量時間当り空間速度(wHsv )の用
語で表わすことができる。HBPA供給物供給−て1ま
、このWH8Vは約1.2の密度を有する合計溶i(僅
か20重量%HBPAのみ)の重量を基準としている。
HBPA供給溶液についての適したWH3Vは、約0.
1〜約4.0であり、好ましい範囲は約0.5〜約1.
2である。適したアンモニア流速度は、反応に必要な最
小量(セしてHBPA分解を最小にする)及び担体ガス
として作用せずそして未反応HBPAを反応器から外へ
吹き飛ばすことなく反応器中に導入することができる最
大値によって決定される。かくして、この広い範囲は約
0.05〜約3、Q WH8Vであり、そして好ましい
範囲は約0.15〜約1,0である。約0,6のWH8
Vが最も好ましい。
反応器閉鎖に1ま、アンモニア及びHBPA含有供給物
の導入を停止し、そして純粋な溶媒(代表的にはシクロ
ヘキシルアミン)又はアルコール(例えばイソブタノー
ル)を触媒床上に約90分間圧送した。次に熱を止めそ
して少量の窒素を触媒上を通過させ、その後大気圧に減
圧した。
この実験室的規模連続反応は、下方向流(細流床)及び
上方向流(浴出床)操作の両方で行なった。両方式操作
について、ステンレス鋼゛管状反応器を用いた。こσ)
接触反応器は1インチ内径、60インチ長さであった。
上方向流方式で管状反応器を用いろ連続反応として、パ
イロットプラント実験を行なった。各々6″内径×12
′長さの、上方向流触媒反応器に連結した下方向流予備
加熱器を用いた。
パッチ方式アミン化反応については、ステンレス@ P
arr Rocker装置又はAutoclave E
ngineers。
Inc 、からの300 cc又は500 cc攪拌槽
反応器を用いた。反応器に適当量の触媒、HBPA及び
溶媒(もし用いらねるときは)を仕込んだ。約10:1
の供給物:触媒の重量比を、代表的に用いた。
この系を窒素で6回フラッシュし、そして最後の窒素フ
ラッシュ中に圧力を点検し、次に水素で6回フラッシュ
した。必要量の無水アンモニアを次に導入し、そして全
体の反応器圧力を水素で50psigまで上昇させた。
反応器を攪拌(又は振動)しながら所望の反応温度に加
熱した。所望の反応時間を経過したんき、反応器を約1
90−200℃に冷却し、41拌を停止しそして反応器
を排気した。反応生成物を反応器から注ぎ、分析した。
火炎イオン化検出器を備えたHewlett Pack
ard5710Aクロマトグラフでのガスクロマトグラ
フィー(GC)によって試料を分析した。80/100
メツシユTenax G、C,を270 ’Cで充填し
た4′×1/8  カフムを用いた。注入口及び検出器
温度をろoo’cにセットし、そして25me/分のヘ
リウム流を用いた。
実施例1 HBPAのアミン化は、上記の一般的方法に従うパッチ
方法で行なった。すべてHarshaw D−4812
T l/8 触媒を用いたいくつかの実験を第■表に示
す。第■表の反応は4時間行なった。
これらの実験の結果は、アミンがPACPを与えるため
のHBPAのアミン化反応に適した溶媒であることを示
している。相溶性溶媒の使用によって痕跡試料処理ライ
ンを加熱する必要がなく、生成物の取扱いが容易である
ことと共に、溶媒の不存在下での反応に匹敵する結果が
得られる。
実施例■ 上記ノ一般的方法に従って、いくつかのバッチ反応をP
arr Rocker中で行った。すべての反応を4時
間行った。いくつかの異なったニツ″ケル触媒を用いた
。星じるし内をつけた実験については、先行実験からの
同じ触媒仕込みを用いた。典型的には、触媒循環を濾過
、デカンテーション又は類似の操作によって、高温、液
体PACPから分離したら、高温触媒を空気に曝した。
仕込んだ反応物質及び反応結果を第N表に要約する。
これらの実験は、還元担持ニッケル触媒はPACPな与
えるHBPAのアミン化に適しているが、しかし高温触
媒の′空気に対する曝露は避けるべきであることを示し
ている。
実施例DI 実験室的細流床反応器に432.0.!i’のHa r
 s hawp −4812’r 1/8.’触媒を仕
込んだ。HBPAは、シクロヘキシルアミン中の20重
量%溶液として供給した。上記の一般的方法を用い、種
々の反応温度、圧力、反応物質供給速度及び類似のもの
を調べた。反応パラメーター及び結果を第7表に示す。
第7表に示された結果は、細流法反応器を用いた連続法
でHBPAをPACPに転化することができることを示
している。種々の反応條件下に、優れた結果(100%
転化率、〉95%選択率)が得られる。約225℃の反
応温度が好ましく、900Da igまで低い圧力が適
した結果を与えろ。
実施例■ 新しい仕込みのHarshaw D −4812亭’/
8“触媒(462,tl)を実験室的細流床反応゛器に
いれた。上記の一般的方法を用い、延長時間及び種種の
反応條件に亘る触媒寿命を調べた。用いた反応パラメー
ター及び結果を第■表に示す。
第■表 反応パラメーター 1   −9    231   15152   2
1    230    15506   ・30  
  225   15304   40    230
   15055   50    225   1!
3006   60    225   14957 
  70    225   15408’    8
0    227   15359    90   
 225   153010   96    227
   151011   100    230   
1510180      ’100       1
00      92.0200       100
       100      92.7205  
     100       100      9
5−3180      100       100
      96.8200       100  
     100      100200     
  100       100      1002
00       100       100   
   100210       100      
 100       98.9210       
100       100      100440
       180       100     
 100440       180    −  1
00      100第■表の結果は、細流法反応器
に於けるHBPAのPACPへの転化用Harshaw
 D−4812T l乙“触媒の実用性を示す。ストリ
ーム上約100時間に亘って優れた結果が得られる。
実施例V 実験室的細流未反応器に、203.19のCa1si 
caE230 TR触媒を仕込んだ。HBPAは、シク
ロヘキシルアミン中の20重量%溶液として供給した。
上記の一般的方法を用い、数時間に亘る触媒成績を調べ
た。反応パラメーター及び結゛果を第V1表に示す。
第■表の結果は、Ca1sicat E 230 TR
が細流床反応器に於けるHBPAのPACPへの転化に
適した触媒であることを示している。
実施例■ 実験室的細流床反応器に、181.0gのCa1sic
at E 2ろ5 TR触媒を仕込んだ。HBPAは、
シクロヘキシルアミン中の20重量%溶溶液上て供給し
た。上記の一般的方法を用い、数時間に亘る触媒成績を
調べたが、全試験を完了するのに数日かかった。触媒床
は、各日冷却する前゛に上記の一般的方法に従って、イ
ソブタノールでフラッシュした。反応器を次にイソブタ
ノール流下の温度に戻し、次に反応條件が確立されたら
、HBPA/NH3供給を開始した。反応パラメーター
及び結果を第■表に示す。
第■表に示した結果は、Ca1sicat E 2ろ5
 TRが細流床反応器に於けるHB’P’AのPACP
への転化に適した触媒であることを示している。
実施例■ 実;検室的細流床反応器に、185.2gのCa1si
cat E 2ろ7 T’R触媒を仕込んだ。HBPA
は、シクロヘキシルアミン中の20重量%溶液として供
給した。上記の一般的方法を用い、数時間に亘る触媒成
績を調べたが、全試験を完了す7−0)に数日かかった
。触媒床は、試験中停止及びbl」始用に実施例■に記
、+;v した如く処理した。反応パラメーター及び結
果を第■表に示す。
第■表 反応パラメーター 11     214    15402     3
     218    15303     5  
   214    14854     8    
 223    15105     10     
225    15256     12     2
19    15257     15     23
4    15108          17   
      2ろ9         15109  
   20     242    152010  
   21     245    148011  
   22     264    148512  
   23     260    144013  
   24     263    151514  
   25     265    14951so 
      100     100     97−
615Q       100     100   
  98.3150      1[)0      
99.8   100160、       64  
   100     98.2160       
52     100     9E18160   
    45     100    100205 
      100     100    1002
05      100     100     9
9.7214       100     100 
    98−7214      100     
100     89.7214      100 
    100     79−2214      
 64     100     79.4214  
     50     100     90.82
14       40     100     8
6.9第■表に示した結果は、Ca1sicat E2
37 TRが細流床反応器に於けるHBPA 17’l
 PACPへの転化ニ適した触媒であることを示してい
る。この触媒は、種々の反応條件下に活性であり、そし
てストリーム上少なくとも25時間テ亘って良好な活性
を示す。
実施例■1 実施例■に記載した寿命試験に用いたHarshawD
 −4812T /s’触媒(’339.1.9 )を
、実験室的上方向流反応器にいれ、そして上記の一般的
方法に従ってHBPA (シクロヘキシルアミン中の2
0重量%溶液)及びアンモニアで処理した。
反応パラメーター及び結果を第X表に示す。
第X表 反応パラメーター 1      1      242    1500
2      17     226    1500
3      49     219    1500
4      56     219    1500
5      77     227    1500
6     107     229    1500
7     131     234    1500
8     141     233    1500
9     150     233    1500
10     158     240    150
011     182     233    15
009ろ         75       100
         49.212675     10
0      70.4203      75   
  98.3     71.3190’      
75     99.9     85.2152  
    50     100      95.31
79      70     100      9
1.8184      60     99.1  
   96.2280      80     10
0      94.3342      90   
  100      93.2360      9
0     99.9.    92.0245   
   80     98.2    .912第X表
に示した結果は、Harshaw D −4812T1
/8“触媒を用い上方向流方式で操作される連続反応器
中で、HBPA ’& PACPに転化することができ
ることを示している。200時間反応を通じて優れた転
化率及び選択率で、触媒寿命は優れていることを示して
いる。
実施例■ パイロットプラント反応器に、86ポンドのHarsh
aw D −4812T 1/B 触媒を仕込んだ。
反応は、上記の一般的方法に従って225°C及び15
 D Opsigで行なった。HBPA (シクロヘキ
シルアミン中20重量%)供給速度は、8−9−5ガロ
ン/時間(WH3V O,65〜0.8 )の範囲とし
た。
20:1のアンモニア: HBPAモル比を反応?mじ
て保持した。これによって、約2000ボンドのHBP
Aが、約170時間合計反応時間で転化された。用いた
すべての條件下に、HBPAの完全な転化率が得られた
これらの実験の結果は、PACPを与えるためのHBP
Aのアミン化が、実験室的試験に用いたものに相当する
條件下に大規模に良好な結果で成功裡に行なうことがで
きることを示している。
本発明の範囲から離れることなく、通常の当業者に想起
される合理的な変更がなされてもよい。
代理人 浅 村   皓 手続補正書(自発) 昭和59年 1月 77日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和58 年特許願第225338  、。
3、補正をする者 事件との関係 特r「出願人 住  所 氏名  フィリップス d)ロリューム コンノぐニー
(名 杓0 4、代理人 5、補正命令の日イ] 昭和  年  月  1 6、補正により増加する発明の数 7、補正の対象  、オ 書

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式: %式% (ただし式中、Rは、水素又は01〜C4アルキル基で
    あり、そしてR′は、1〜約16炭素原子を有する直鎖
    、分枝鎖又は環状アルキル基又はRであり、そしてR′
    は同時にメチル又はエチル置換基を所望によって有する
    01〜C6アルキレン橋を表わす。) の一種又はそれ以上の溶媒の存在下に、一種又はそれ以
    上の環状アルコールをアミン化剤及び触媒と接触させる
    ことから成る環状アルコールを環状アミンに転化する方
    法。
  2. (2)環状アルコールが、一般式: %式% (ただし式中、Xは、水素、C1〜C6有機結合又は隣
    接環への直接結合であり、Yは脂環族基であり、そして
    nは1〜2である。) に従う、上記第1項に記載の方法。
  3. (3)触媒が少なくとも一種の■族金属を含有する、上
    記第1又は2項記載の方法。
  4. (4)触媒がニッケル及び/又はコバルトを含有する、
    上記第1又は2項記載の方法。
  5. (5)  アルコールが水素化ビスフェノールAであり
    セしてアミノ化剤がアンモニアである、上記各項のいず
    れか一つに記載の方法。
  6. (6)溶媒がシクロヘキシルアミン、オクチルアミン、
    ヘキシルアミン又はそれらの混合物である、上記各項の
    いずれか一つに記載の方法。
  7. (7)環状アルコール対アミン化剤のモル比が、約1:
    1〜1:10Qである、上記各項のいずれか一つに記載
    の方法。
  8. (8)環状アルコール対アミン化剤のモル比が、約1:
    1〜約1:100である、上記第6項記載の方法。
  9. (9)環状アルコールが、アミン溶媒中約20〜約65
    重量%の環状アルコールを含有する溶液中に存在する、
    上記各項のいずれか一つに記載の方法。
  10. (10)環状アルコールの約20重量%溶液を供給液と
    して用いる、上記第9項記載の方法。 aυ 細流法反応器(トリクルベッドリアクター)を用
    いる、上記各項のいずれか一つに記載の方法。 (1’2)  上方向流反応器を用いる上記第1〜10
    項のいずれか一つに記載の方法。 α3) 反応用に反応器を通る供給液流が、約0.1〜
    約4.0の重量時間当りの空間速度である、上記各項の
    いずれか一つに記載の方法。 (Ml  アミノ化剤が、反応器に重量時間当り空間速
    度的0.05〜約3.0で供給される、上記第16項記
    載の方法。
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