JPS60163846A - エチレンジアミンとｎ‐アミノエチルピペラジンの同時製造方法 - Google Patents

エチレンジアミンとｎ‐アミノエチルピペラジンの同時製造方法

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JPS60163846A
JPS60163846A JP60002285A JP228585A JPS60163846A JP S60163846 A JPS60163846 A JP S60163846A JP 60002285 A JP60002285 A JP 60002285A JP 228585 A JP228585 A JP 228585A JP S60163846 A JPS60163846 A JP S60163846A
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JP
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piperazine
reductive amination
aminoethylpiperazine
catalyst
ethylenediamine
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JP60002285A
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マイケル・エドワード・ブレナン
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Texaco Development Corp
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D295/00—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D295/04—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms
    • C07D295/12—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly or doubly bound nitrogen atoms
    • C07D295/125—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly or doubly bound nitrogen atoms with the ring nitrogen atoms and the substituent nitrogen atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings
    • C07D295/13—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly or doubly bound nitrogen atoms with the ring nitrogen atoms and the substituent nitrogen atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings to an acyclic saturated chain

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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】 先乱立且皇次」 本発明は、ピペラジンからエチレンジアミンとＮ−アミ
ノエチルピペラジンを同時に製造する方法に関する。
さらに詳しくは、本発明は、水素及び還元アミン化触媒
の存在下で、要すれば水の存在下でビぺラジンをアンモ
ニアと反応せしめ、主としてエチレンジアミンとＮ−ア
ミノエチルピペラジンからなる反応生成物を得る方法に
関する。
九丘韮遺 例えばモス（Ｍｏｓｓ）等の米国特許第３，０３７，０
２３号に説明されているように、ピペラジンのような複
素環式化合物を水素、アンモニアおよび水並びに還元ア
ミン化触媒の存在下でモノエタノールアミンのような供
給原料の還元アミノ化により製造することが知られてい
る。
また、還元アミン化反応を用いて多くの化合物を製造す
ることも知られている。例えばモス等の米国特許第３，
１５１．．１１５号はピペラジンとＮ−アミノエチルピ
ペラジンの二段合成法に関し；ムールバウワ−（Ｍｕｈ
ｌｂａｕｅｒ）等の米国特許第３，２９７，７００号は
モノエタノールアミンからピペラジンとアミノエチルピ
ペラジンを製造する方法に関する。
クール（Ｃｏｕｒ）等の米国特許第３，３４１．Ｅ１０
０号はモノエタノールアミンからＮ−アミノエチルピペ
ラジン、Ｎ−ヒドロキシエチルピペラジン及びアミンエ
チルエタノールアミンを同時に製造する方法に関する。
完】Ｌの」［景 ピペラジンは医薬品や駆虫薬剤などの種々の製品の製造
に商業」−用いられる物質である。ピペラジンは、前述
の先行技術により説明されているとおり、モノエタノー
ルアミンの還元アミン化により製造することができる。
さらにピペラジンは二ｆｍ　化エチレンやモノエタノー
ルアミンなどの供給原料からエチレンジアミンを製造す
る過程で副産物として生成される。
還元的アミン化反応は、脂肪族若しくは複素環式アミン
類が供給原料として用いられる時は、種々の反応生成物
が潜在的に得られ得るか、あるいは、しばしば得られる
という点で、選択性がない。さらに、これらの生成物は
その沸点が狭い温度範囲内に入り易くそのため精製が困
難となる。
例えば、接触還元アミン化によるピペラジンの製造のた
めに供給原料としてモノエタノールアミンを用いる場合
には次の生成物が得られる。
第」−麦 反応生成物の構成要素 Ｎ−メチルエチレンジアミン　１１５ エチレンジアミン　１１７ Ｎ−エチルエチレンジアミン　１２８ １−メチルピペラジン　１３５ ピペラジン　１４５ １−エチルピペラジン　１５６ ジエチレントリアミン　２０７ Ｎ−アミノエチルピペラジン　２２１ Ｎ−ヒドロキシエチルピペラジン　２４２２−（２−７
ミノエチルアミン）−エタノール　２４２脂肪族アミン
の還元アミン化過程中でおこる複雑かつ数多くの反応及
び副反応を考慮すると、この方法は複素環式ジアミンの
一種であるピペラジンから脂肪族アミンの一種であるエ
チレンジアミンを製造する方法として採用し得るような
ものであるようには思われない。
エチレンジアミンは医薬品、キレート剤、潤滑油添加剤
、殺虫剤、農薬、腐食防止剤、エポキシ硬化剤、織物柔
軟化剤、製紙用薬剤、石油添加剤、鉱石浮遊薬剤、合成
蝋などの製造をはじめとする種々の目的に商業上広く用
いられている。エチレンジアミンの商業的需要はピペラ
ジンの需要よりも非常に多く、このためエチレンジアミ
ンを年間数百刃ポンド生産することができる製造設備が
建設されるようになっている。
エチレンジアミンの製造過程で生成される副産物の一つ
はピペラジンである。ピペラジンは副産物として存在す
るけれども、生産されるエチレンジアミンの総トン数は
、副産物として製造されるピペラジン量がピペラジンに
対する市場需要を時折上回るような量である。
商業的にかなり多量に用いられるピペラジンの誘導体は
Ｎ−アミノエチルピペラジンであり、これはポリウレタ
ンフォームの製造用触媒であるエポキシ硬化剤などとし
て用いられる。
現在までＮ−アミノエチルピペラジンは、前述の先行技
術により説明されているようにピペラジン製造の副生成
物としてのみ得られてきたか、あるいは、ピペラジンと
モノエタノールアミンとの直接的な合成によって製造さ
れてきた。
色艶豊１１ ピペラジンは、その開裂が非常に困難な環構造を有する
複素環式化合物として特徴づけられてきた。従って、例
えばモノエタノールアミンが水素化／脱水素化触媒（即
ち還元アミノ化触媒）上で還元アミン化される場合には
、その反応混合物は、還元的アミン化の反応条件が厳し
くなるにつれて次第により複雑なものとなり、かつ、反
応生成物の平均分子量は次第に増大し、“重合された゛
および／または゛縮合された”ピペラジノ基並びにエチ
レン性ピペラジノ基を含むタール状の残渣の形成が次第
に増えるのが特徴である。
本発明によると、驚くべきことに、制御された還元アミ
ン化条件下、わずかに過剰の水素、要すれば水の存在下
で、かつ還元アミン化触媒の存在下にピペラジンをアン
モニアと反応させると、極くわずかな副生成物と残渣を
伴っただけで、ピペラジンがほとんど選択的にエチレン
ジアミンとＮ−アミノエチルピペラジンに転化し得るこ
とが見出された。
本発明に従って使用される還元アミン化触媒はこの目的
で今まで提案されてきたｌもしくはそれ以」二の触媒で
あればいかなるものであってもよい。すなわち、銅、ニ
ッケル、コバルト、白金、パラジウム、ロジウムなどの
金属および／またはそれらの酸化物が用いられる。さら
に、必要ならば、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化マ
ンガン、酸化トリウムなどのような、通常還元されない
金属酸化物を、その反応を促進させ得る量（例えば、　
０．５から１０重量％）用いることもできる。
触媒は、例えば酸化ニッケルー酸化銅−酸化クロムなど
の酸化物の混合物として調製し、続いて銅とニッケルが
酸化クロムと共存する活性型のものに還元することがで
きる。
また、触媒は、必要ならばシリカやアルミナなどの不活
性な支持体に担持せしめることもできる。
適当な還元アミン化触媒は、例えば、モス（Ｍｏｓｓ）
の米国特許第３，１５２，９９８号に挙げられている。
アンモニアは共反応剤として用いられ、これは過剰に用
いることが好ましい。すなわち、新鮮なピペラジン供給
原料１モルに対して少なくとも１モル、さらに好ましく
は、約２〜１０モルのアンモニアが用いられる。
供給成分として水を用いることもでき、特にＮ−アミノ
エチルピペラジンの収率を高める必要があるときに用い
られる。通常、水は、反応器に供給される液状非水原料
の総量に対し約５から５５重量％を構成する。
本発明に従って用いられる温度は、約１５０℃から約２
５０°Ｃの範囲内が適当であり、約１８０　’Ｃ！から
約２３０℃の範囲内がさらに好ましい。
反応中に用いられる総圧力は、１０００から約５０００
ｐｓｉｇ（８８〜３４０気圧）の範囲内が適当であり、
約１０００から約３０００ｐｓｉｇ　（約８８〜２０４
気圧）の範囲内がより好ましい。
Ｎ−アミノエチルピペラジンとエチレンジアミンを得る
ためには、少なくとも少過剰の水素を用いることが重要
である。従って、例えば１００モル％を越える水素から
約３００モル％の水素（例えば、１２５から　２００モ
ル％）を用いると良い結果を得ることができる。追加量
の水素を用いることができるが、このような使用による
特別の利益はない。
本発明の方法によるピペラジンのエチレンジアミンとＮ
−７ミノエチルビベラジンへの転化は連続方式もしくは
バッチ（回分）方式により行なうことができる。反応が
バッチ方式でおこなわれる場合には、ピペラジンの総転
化率が約３０％を越えないように反応条件を選択する。
従って、バッチ方式によれば、上述のパラメーターを用
いると１反応時間を、約２時間から約６時間というよう
に、約１〜１０時間の範囲内とするのが適当であろう。
反応を連続方式で行う場合には、供給速度は、触媒１＋
ｅｆＬに対し、１時間あたり供給原料が約０．１ｇ〜１
０ｇの範囲とするのが適当であり、さらに好ましい供給
速度は、触媒１ｍＪ１に対し、１時間あたり供給原料が
約０．２５から約２ｇである。
本発明を、さらに以下の具体例により説明するがこの説
明は例示のために挙げられたものであって本発明の範囲
を限定するために挙げられたものではない。部について
記した個所で、これらの部は別の方法で特定していない
限り重置部である。
圧力が与えられている場合には、他に尺度が特定されて
いない限り、それらはゲージ圧で表わされた毎平方イン
チ（１ｐｓｉ　＝　０．０６８気圧）で表わされる。
尖４ｕ汁」 清浄で乾燥した容量１文のステンレススチールのオート
クレーブを攪拌しておき、これに、１７２．３ｇ（２，
０モル）の無水ピペラジンと２５．０ｇの粉末の（≧４
０メツシュ）所有のニッケルー銅−クロミア触媒又は所
有のコバルト−銅−クロミア触媒を満たした。
その全体を水素で十分に置換し、そして、さら１ に２０４．４ｇ（１２，０モル）の無水液体アンモニア
を加えた。その後オートクレーブを、水素を用いて２５
０ｐｓ　ｉｇ（１７気圧）にさらに加圧し、所望の温度
に加熱し、そして水素を用いて２５００ｐｓｉｇ（１７
０気圧）に再加圧して４．０時間保った。
必要に応じて、全体をその作業中、水素で２５００ｐｓ
ｉｇ（１７０気圧）に再加圧した。室温に冷却した後、
オートクレーブを排気し内容物を回収した。
液体を触媒から分離し気−液クロマトグラフイー（ＧＬ
Ｃ，面積％、低沸点物質及び水は除去した）で分析した
。
その結果を第２表に示す。
割幕涜」（水と溶媒） この方法は、１７２．３ｇの脱イオン水をさらにオート
クレーブに加えたことを除き実施例１と同じであった。
その実施結果を第３表に示す。
２ １に１」Ｃ水素のみ） 実験方法は２５８．４ｇ（３，０モル）のピペラジンを
用いたことを除き実施例１と同じであった。アンモニア
と溶媒は用いなかった。その結果を第４表に示す。
支亙碧」（水溶媒） ４００ｇの脱イオン水をさらに加えたことを除き実施例
３を繰り返した。その結果を第５表に示す。
上記の実施例から分かるように、ピペラジンは、還元ア
ミノ化方法が本発明に従って行なわれる場合には、十分
に選択的にエチレンジアミンとアミノエチルピペラジン
となる。
実施例２は、水が共反応体として用いられる場合には、
エチレンジアミンの収率は、アミノエチルピペラジンに
対して高くなり、かつピペラジンの総転換率が約３０％
を越える場合には収率にかなりの損失がある。
６ −’；’Ｑ９−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、過剰の水素と、１モルのピペラジンに対し約１モル
    〜約１２モルのアンモニアの存在下、約１５０°Ｃ〜約
    ２５０℃の範囲の温度、約１バール〜約３４６バール（
    約１気圧〜約３４１気圧）の圧力の還元アミノ化条件下
    で、ピペラジンを還元アミン化触媒と接触させ、そのと
    き、該還元アミノ化条件をピペラジンの転換率が約３０
    ％を越えないように調整し、それにより主としてエチレ
    ンジアミンとＮ−アミノエチルピペラジンからなる反応
    生成物を得ることを特徴とするエチレンジアミンとＮ−
    アミノピペラジンの同時製造方法。 ２、還元アミン化触媒としてニッケル若しくはコバルト
    を用いる特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３、　還元アミン化触媒としてＸｌ−Ｃｕ−Ｃｒ若しく
    はＧｏ−Ｃｕ−Ｃｒ触奴を用いる特許請求の範囲第２項
    記載の製造方法。 ４、約５から約５５重量％の水をさらに用いる特許請求
    の範囲第２項若しくは第３項記載の製造方法。 ５、過剰の水素と、ピペラジン１モルに対し約４モル〜
    約８モルのアンモニアの存在下、過剰の水素中、約１８
    ０°Ｃ〜約２３０　’Ｏの範囲の温度、約７０バール〜
    約２０８バール（約６９気圧〜約２０５気圧）の圧下の
    、還元アミノ化条件下で、ピペラジンを還元アミノ化触
    媒と接触させる工程からなる特許請求の範囲第１項〜第
    ４項のいずれかに記載の製造方法。
JP60002285A 1984-01-25 1985-01-11 エチレンジアミンとｎ‐アミノエチルピペラジンの同時製造方法 Pending JPS60163846A (ja)

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US573773 1984-01-25

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