JPS62149647A - Production of n-substituted amine - Google Patents

Production of n-substituted amine

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JPS62149647A
JPS62149647A JP60296111A JP29611185A JPS62149647A JP S62149647 A JPS62149647 A JP S62149647A JP 60296111 A JP60296111 A JP 60296111A JP 29611185 A JP29611185 A JP 29611185A JP S62149647 A JPS62149647 A JP S62149647A
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copper
amine
nickel
catalyst
reaction
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行永 横田
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泰幸 服部
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今中 健博
Yutaka Abe
裕 安倍
Naoko Hida
肥田 尚子
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To obtain the titled substance, by thermally reacting an alcohol or aldehyde with a specific liquid amine in the presence of a highly active and selective catalyst consisting of three metal components containing copper and Ni and further a small amount of a platinum group element of group VIII metal added thereto while adding the liquid amine and removing water formed as a by-product. CONSTITUTION:An alcohol or aldehyde is reacted with a liquid primary or secondary amine (except aliphatic amine) in the presence of a catalyst prepared by adding a platinum group element of group VIII, e.g. platinum, Pd, etc., to copper and nickel (preferably at 1:9-9:1 molar ratio) at about 0.001-0.1 molar ratio based on the total amount of the copper and Ni at 150-250 deg.C under atmospheric pressure - 5atm pressure (gauge pressure) while adding the liquid amine and removing water formed as a by-product by the reaction to afford the aimed N-substituted amine, e.g. laurylmorpholine, etc. USE:An intermediate for rust inhibitors, surfactants, germicides, textile dyeing assistants and flexible bases, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルコールまたは、アルデヒドと液状の第1
級アミンまたは第2級アミン(脂肪族アミンを除く)と
を反応させて対応するN−置換アミンを製造する方法に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to alcohol or aldehyde and a liquid first
The invention relates to a method for producing a corresponding N-substituted amine by reacting a primary amine or a secondary amine (excluding aliphatic amines).

本発明によって製造されるアミンは、防錆剤、界面活性
剤、殺菌剤、繊維の染色助剤、および柔軟基剤などの中
間体として、工業上重要な物質である。
The amine produced by the present invention is an industrially important substance as an intermediate for rust preventives, surfactants, bactericidal agents, fiber dyeing aids, and softening bases.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、アルコールまたはアルデヒドとアンモニアま
たは第1級アミンまたは、第2級アミンとを反応させて
対応するアミンを製造する方法はよく知られている。し
かしながら、アルコール等とアミン等とを反応させる、
これらの方法は、はとんどが、ガス状の脂肪族アミンを
用いる方法、または液状アミンをガス化させて用いる方
法である。
BACKGROUND ART Conventionally, methods for producing corresponding amines by reacting alcohols or aldehydes with ammonia or primary amines or secondary amines are well known. However, reacting alcohol etc. with amine etc.
These methods are mostly methods using gaseous aliphatic amines or methods using gasified liquid amines.

アルコールとガス状アミンとから、対応するアミンを製
造する方法に関しては、特開昭52−196404号(
銅クロマイト触媒、コバルト触媒)、特開昭53−59
602号(銅−モリブテン、銅−タングステン触媒)、
米国特許第3,223,734号(ラネーニッケル触媒
、銅クロマイト触媒)、ドイツ特許出願公開第1,49
3,781号(担体付ニッケル触媒、担体付コバルト触
媒)等の報告がある。しかしながら、これらの触媒は活
性、選択性共に充分でなく、触媒量が多いため目的とす
るアミンの収率も低い。また、液状のアミンとアルコー
ルの反応を常圧ないし、低圧下で行う例は極めて少ない
A method for producing a corresponding amine from an alcohol and a gaseous amine is described in JP-A-52-196404 (
copper chromite catalyst, cobalt catalyst), JP-A-53-59
No. 602 (copper-molybdenum, copper-tungsten catalyst),
U.S. Patent No. 3,223,734 (Raney nickel catalyst, copper chromite catalyst), German Patent Application No. 1,49
There are reports such as No. 3,781 (nickel catalyst with support, cobalt catalyst with support). However, these catalysts do not have sufficient activity or selectivity, and because the amount of catalyst is large, the yield of the target amine is also low. Furthermore, there are very few cases in which the reaction between a liquid amine and an alcohol is carried out under normal pressure or low pressure.

これらの問題を解決すべく開発された方法として、特公
昭57−55704号公報記載の方法がある。この方法
は銅−ニッケル2成分触媒を用い目的とするアミンを高
収率で得る方法である。
As a method developed to solve these problems, there is a method described in Japanese Patent Publication No. 57-55704. This method uses a copper-nickel binary catalyst to obtain the desired amine in high yield.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、この触媒を用いる反応も液状アミンを使用する
場合、極性の高いアミンが反応初期から液状で系内に存
在すると、還元触媒金属の溶出、シンタリング等が起こ
りやすい問題がある。従って、液状アミンとアルコール
、アルデヒドとの反応で、高収率で対応するアミンを製
造するにあたっては、触媒特性として金属の耐久性をあ
げ、かつ、反応活性をあげる必要がある。
However, when a liquid amine is used in the reaction using this catalyst, if the highly polar amine is present in the system in liquid form from the early stage of the reaction, there is a problem that elution of the reduced catalyst metal, sintering, etc. are likely to occur. Therefore, in order to produce a corresponding amine in high yield by reacting a liquid amine with an alcohol or aldehyde, it is necessary to improve the durability of the metal and the reaction activity as catalyst properties.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明者らは、銅−ニッケル触媒のもつこれら
の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、銅とニッケル
に少量の第8族白金族元素を添加した3成分金属からな
る新規な触媒を開発し、これらの問題を一挙に解決する
ことができた。すなわち、本発明者らは、アルコールま
たはアルデヒドと液状の第1級および第2級アミンの反
応によってN−置換アミンを製造するにあたって触媒に
要求される脱水素および水素化の機能を上げ、より高活
性、高選択性化をねらい、銅とニッケルと各種第3成分
金属種との金属間の複合化による新しい機能、特性の探
索を行った。
Therefore, the present inventors conducted intensive studies to solve these problems with copper-nickel catalysts, and as a result, developed a new catalyst consisting of a three-component metal consisting of copper and nickel with a small amount of Group 8 platinum group element added. was developed and was able to solve these problems all at once. That is, the present inventors have improved the dehydrogenation and hydrogenation functions required of the catalyst in producing N-substituted amines by reacting alcohols or aldehydes with liquid primary and secondary amines, and have achieved higher dehydrogenation and hydrogenation functions. Aiming to increase activity and selectivity, we searched for new functions and properties through intermetallic composites of copper, nickel, and various third component metal species.

その結果、本発明者らは、触媒金属組成として銅とニッ
ケルに第3成分金属として、第8族白金族元素を添加す
ることによって銅とニッケルと第8族白金族元素3成分
金属の複合効果により、銅−ニッケルの2成分系では得
られなかった反応初期から液状で存在する第1級および
第2級アミン中でも極めて安定で、少量で高活性高選択
性を示す新しい機能を見いだした。
As a result, the present inventors found that by adding a Group 8 platinum group element as a third component metal to copper and nickel as a catalyst metal composition, the combined effect of copper, nickel, and Group 8 platinum group element three component metals was achieved. As a result, we discovered a new function that is extremely stable even in primary and secondary amines that are present in liquid form from the early stage of the reaction, and exhibits high activity and high selectivity even in small amounts, which could not be obtained with the copper-nickel two-component system.

すなわち、銅とニッケルと第3成分金属間の複合化によ
る新しい機能の探索の結果、第3成分金属として、第8
族白金族元素のうち、特に白金、パラジウム、ルテニウ
ム、ロジウムが、本発明の反応に極めて存効な機能を発
現することを見い出した。特に第3成分金属として、こ
のような第8族白金族元素のみが銅とニッケルと複合化
され新しい機能を示し、その他の第3成分金属として、
例えばクロム、鉄、亜鉛、ジルコニウム、マンガン、コ
バルト等の添加では効果はまったく認められず、むしろ
、触媒機能を低下させる結果に終わった。銅とニッケル
および第8族白金族元素の第3成分金属間の相互作用に
よって、初めて他の金属組成では得られない新しい触媒
特性が発現することを見い出し本発明に到った。
In other words, as a result of searching for new functions by combining copper, nickel, and a third component metal, the eighth
It has been found that among the platinum group elements, platinum, palladium, ruthenium, and rhodium in particular exhibit extremely effective functions in the reaction of the present invention. In particular, as a third component metal, only such Group 8 platinum group elements exhibit new functions when combined with copper and nickel, and as other third component metals,
For example, the addition of chromium, iron, zinc, zirconium, manganese, cobalt, etc., had no effect at all, but rather resulted in a decrease in the catalytic function. The inventors have discovered that new catalytic properties that cannot be obtained with other metal compositions are developed for the first time through the interaction between copper, nickel, and the third component metals of group 8 platinum group elements, leading to the present invention.

すなわち、本発明は、アルコールまたはアルデヒドと液
状の第1級アミンまたは第2級アミン(脂肪族アミンを
除く)とを反応させて、N−置換アミンを製造するに際
し、銅−ニッケル−第8族白金族 存在下、液状アミンを添加しつつ反応により生成する水
を連続的にまたは断続的に反応系外に除去しながら、大
気圧または5気圧(ゲージ圧)以下で、150℃ないし
250℃の温度で反応させ、高収率でN−置換アミンを
製造することを特徴とする方法である。
That is, in the present invention, when an N-substituted amine is produced by reacting an alcohol or aldehyde with a liquid primary amine or secondary amine (excluding aliphatic amines), copper-nickel-Group 8 In the presence of a platinum group, water produced by the reaction is continuously or intermittently removed from the reaction system while adding a liquid amine, at atmospheric pressure or below 5 atm (gauge pressure), at 150 to 250 °C. This method is characterized by producing N-substituted amines in high yields by reacting at high temperatures.

本発明の方法では、触媒が高活性であるため反応条件が
温和となり、設備的にも軽装備で行うことが出来、また
、触媒の使用量が非常に少なくて短時間で、反応を完結
させることが出来る。また、先に提示された特公昭57
−55704号記載の銅−ニソケル触媒より、数倍高活
性を示し、目的とするN−置換アミンが高収率で得られ
る。また、銅−ニッケル−第8族白金族元素3成分の複
合化によって、従来の触媒より、触媒の耐久性が増大し
、数回ないし数十回の回収再使用でも、触媒の活性低下
は、はとんどない特徴を有している。
In the method of the present invention, the catalyst is highly active, so the reaction conditions are mild, and the process can be carried out with light equipment, and the amount of catalyst used is very small, so the reaction can be completed in a short time. I can do it. In addition, the previously presented special public
It exhibits several times higher activity than the copper-nisochel catalyst described in No. 55704, and the desired N-substituted amine can be obtained in high yield. In addition, the composite of copper-nickel-group 8 platinum group element increases the durability of the catalyst compared to conventional catalysts, and even if it is collected and reused several to dozens of times, the activity of the catalyst will not decrease. has unique characteristics.

本発明の触媒は従来の触媒に比べ極性アルコールおよび
極性アミン中で安定で極めて高い活性、選択性を示すた
め常圧での反応が可能であり、必要触媒量が低減でき、
反応選択性の向上されたことによって、従来の技術では
、高収率で対応するアミンを得ることができなかった分
岐鎖状の脂肪族アルコールまたはアルデヒドと、液状ア
ミンとから、高収率で、しかも高品質のN−置換アミン
の製造が可能となった。また、一般的に副反応が起こり
やすくアミン収率および品質上製造の難しい、多価アル
コールからも極めて高収率で、対応するN−置換アミン
が製造可能となった。
Compared to conventional catalysts, the catalyst of the present invention is stable in polar alcohols and polar amines, and exhibits extremely high activity and selectivity. Therefore, the reaction can be carried out at normal pressure, and the amount of catalyst required can be reduced.
Due to the improved reaction selectivity, the corresponding amine can be obtained in high yield from a branched aliphatic alcohol or aldehyde and a liquid amine, which could not be obtained in high yield using conventional techniques. Furthermore, it has become possible to produce high quality N-substituted amines. In addition, the corresponding N-substituted amines can be produced in extremely high yields even from polyhydric alcohols, which are generally difficult to produce in terms of amine yield and quality due to their tendency to cause side reactions.

本発明に使用する触媒は、銅とニッケルおよび第8族白
金族元素(以下、白金族元素と略称する。)が必須であ
り、使用する触媒金属組成において、銅とニッケルおよ
び白金族元素の割合は任意にとることができる。
The catalyst used in the present invention essentially contains copper, nickel, and Group 8 platinum group elements (hereinafter abbreviated as platinum group elements), and the proportions of copper, nickel, and platinum group elements in the catalyst metal composition used. can be taken arbitrarily.

すなわち銅とニッケルの金属原子のモル比は1:9ない
し9:1の範囲が好ましく白金族元素の銅とニッケル合
計量に対する添加量は0.001ないし0.1の範囲(
モル比)が好ましい。
That is, the molar ratio of the metal atoms of copper and nickel is preferably in the range of 1:9 to 9:1, and the amount of platinum group elements added to the total amount of copper and nickel is in the range of 0.001 to 0.1 (
molar ratio) is preferred.

本反応に特に適合する白金族元素は、白金、パラジウム
、ルテニウム、ロジウムである。
Platinum group elements particularly suitable for this reaction are platinum, palladium, ruthenium, and rhodium.

触媒金属組成として、銅とニッケルおよび白金族元素の
3成分が必須であるが、本発明に適合する触媒は種々の
形態を選択できる。
Although the three components of copper, nickel, and platinum group elements are essential as the catalyst metal composition, the catalyst suitable for the present invention can be selected from various forms.

すなわち、本発明は、銅、ニッケルおよび白金族元素の
3成分が触媒組成として、反応系内に存在する時、初め
て、この3成分間の相互作用による効果が発揮されるも
ので、この3成分組成が本質的な触媒機能を有し、アル
コールとアミンとを反応させるにあたっては、水素雰囲
気下での各金属成分の還元操作によって初めて触媒活性
が発現する。従って還元操作前の金属の形態および還元
操作後の系内の状態の相違は本発明において特に限定さ
れるものではなく、本発明に記載の方法で、水素雰囲気
下での還元操作によって銅とニッケルと白金族元素間の
相互作用が発揮される形態であれば良い。
That is, in the present invention, when the three components of copper, nickel, and platinum group elements are present in the reaction system as a catalyst composition, the effect due to the interaction between these three components is exhibited for the first time. The composition has an essential catalytic function, and when an alcohol and an amine are reacted, catalytic activity is first expressed by reducing each metal component in a hydrogen atmosphere. Therefore, the difference in the form of the metal before the reduction operation and the state in the system after the reduction operation is not particularly limited in the present invention, and in the method described in the present invention, copper and nickel are Any form is acceptable as long as the interaction between the metal and the platinum group element is exhibited.

従って、本発明の方法に適合する金属の形態としては、 1) これらの金属または、その酸化物あるいは水酸化
物等およびこれらの混合物等のように反応媒体中で分散
するような形態のもの、あるいは 2)適当な担体上に銅、ニッケル、白金族元素がそれぞ
れ支持されたものの混合物あるいは、銅、ニッケル、白
金族元素の3成分が同一の担体上に均一に支持されて、
反応媒体中で分散するような形態のもの 3) あるいは、これら金属の脂肪族カルボン酸塩また
は適当な配位子により安定化された錯体のように反応媒
体中で金属コロイド状となり、均−系となるような形態
のもの 4)1)〜2)のような反応媒体中で分散状となる形態
のものと、3)のような反応媒体中で均一となる上うな
形態のものとの混合物、あるいは、水素還元前は分散状
で水素還元後、均一な形態となるようなもの等いずれの
場合であっても良く、本発明の本質となる3成分金属が
水素雰囲気下での還元操作によって3成分間の相互作用
が発現されれば良い。
Therefore, the forms of metals that are compatible with the method of the present invention include: 1) Forms that can be dispersed in the reaction medium, such as these metals, their oxides or hydroxides, and mixtures thereof; or 2) a mixture of copper, nickel, and platinum group elements each supported on a suitable support, or a mixture of copper, nickel, and platinum group elements supported uniformly on the same support;
Those in a form that are dispersed in the reaction medium 3) Alternatively, they become metal colloids in the reaction medium, such as aliphatic carboxylates of these metals or complexes stabilized with appropriate ligands, and are homogeneously dispersed in the reaction medium. 4) A mixture of 1) to 2) which are dispersed in the reaction medium and 3) which are homogeneous in the reaction medium. Alternatively, it may be in a dispersed form before hydrogen reduction and become uniform after hydrogen reduction, and the three component metals that are the essence of the present invention can be reduced by a reduction operation in a hydrogen atmosphere. It is sufficient if the interaction between the three components is expressed.

本発明の方法として、より好ましい触媒の形態としては
、触媒金属の安定化すなわち、活性表面の固定化の面、
および、触媒被毒物質に対する耐久性の面から、適当な
担体上に、これら3成分金属を均一に支持させたものが
良い。
In the method of the present invention, more preferable forms of the catalyst include stabilization of the catalyst metal, that is, immobilization of the active surface;
In addition, from the viewpoint of durability against catalyst poisoning substances, it is preferable to have these three component metals uniformly supported on a suitable carrier.

本発明の銅、ニッケル、白金族元素の3成分金属を担体
に保持させる場合、適合する担体としては一般の触媒担
体として使用されているもの、例えば、アルミナ、シリ
カアルミナ、ケイソウ土、シリカ、活性炭、天然および
人工ゼオライト等を使用することが出来る。触媒金属の
支持体への担持量は任意に決めることが出来るが、通常
は5〜70%の範囲が良い。
When the three component metals of copper, nickel, and platinum group elements of the present invention are supported on a carrier, suitable carriers include those commonly used as catalyst carriers, such as alumina, silica alumina, diatomaceous earth, silica, and activated carbon. , natural and artificial zeolites, etc. can be used. Although the amount of catalyst metal supported on the support can be arbitrarily determined, it is usually in the range of 5 to 70%.

これら3成分金属を担体表面上に支持させる方法も、種
々選ぶことが出来る。この場合、触媒原料金属の形態と
しては、銅、ニッケルおよび白金族元素の酸化物、水酸
化物あるいはそれらの各種金属塩が使用出来る。例えば
銅、ニッケル、および白金族元素の塩化物、硫酸塩、硝
酸塩、酢酸塩、脂肪族カルボン酸塩あるいは、これら金
属の錯体、例えば銅、ニッケル、白金族元素のアセチル
アセトン錯体やジメチルグリオキシム錯体など、また、
更に、白金族元素に関してはカルボニル錯体、アミン錯
体、ホスフィン錯体等も使用できる。これら金属原料種
を用いて担体上に支持させる方法で触媒を製造する場合
には、例えば、銅、ニッケルおよび白金族元素の適当な
塩の溶液に担体を入れ充分に含浸させた後乾燥焼成させ
る方法(含浸法)や担体と、銅、ニッケルおよび白金族
元素の適当な塩の水溶液、例えば硝酸銅、硝酸二・ノケ
ル、と白金族元素塩化物の水溶液に担体を入れ充分混合
した後炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウムあるいはアン
モニア水等のアルカリ水溶液を加えて金属塩を担体上に
沈澱させる方法(共沈法)や、ゼオライト上でナトリウ
ムやカリウム等と銅、ニッケルおよび白金族元素をイオ
ン交換させる方法(イオン交換法)や、更には、銅、ニ
ッケルおよび白金族元素およびアルミニウム金属を加熱
溶融した後、冷却固化して合金とし、合金中のアルミニ
ウムを苛性ソーダで溶出させる方法(合金法)等従来公
知のいずれの方法でも良い。含浸法、共沈法の場合には
、金属の沈着後充分に水洗し、100℃近辺で乾燥後、
300℃〜700℃で焼成して触媒を得る。
Various methods can be selected for supporting these three component metals on the carrier surface. In this case, the catalyst raw metal may be oxides or hydroxides of copper, nickel, and platinum group elements, or various metal salts thereof. For example, chlorides, sulfates, nitrates, acetates, aliphatic carboxylates of copper, nickel, and platinum group elements, or complexes of these metals, such as acetylacetone complexes and dimethylglyoxime complexes of copper, nickel, and platinum group elements. ,Also,
Furthermore, regarding platinum group elements, carbonyl complexes, amine complexes, phosphine complexes, etc. can also be used. When producing a catalyst using these metal raw materials by supporting them on a carrier, for example, the carrier is thoroughly impregnated with a solution of appropriate salts of copper, nickel, and platinum group elements, and then dried and calcined. Method (impregnation method): Add the carrier to an aqueous solution of copper, nickel, and a suitable salt of a platinum group element, such as copper nitrate, di-nochel nitrate, and an aqueous solution of a platinum group element chloride, mix well, and then add sodium carbonate. A method in which metal salts are precipitated on a carrier by adding an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or aqueous ammonia (co-precipitation method), and a method in which copper, nickel, and platinum group elements are ion-exchanged with sodium, potassium, etc. on zeolite. (ion exchange method), and furthermore, a method in which copper, nickel, platinum group elements, and aluminum metal are heated and melted, cooled and solidified to form an alloy, and aluminum in the alloy is eluted with caustic soda (alloy method). Either method is fine. In the case of the impregnation method and coprecipitation method, after the metal is deposited, the metal is thoroughly washed with water, dried at around 100℃,
A catalyst is obtained by firing at 300°C to 700°C.

また、このような方法で銅のみ、あるいは、銅とニッケ
ルのみを担体上に支持させ、反応に供する前に、ニッケ
ルあるいは白金族元素の担持物、または、脂肪族カルボ
ン酸塩や、錯体を添加し反応媒体中、水素雰囲気下で、
銅とニッケルおよび白金族元素との複合化を図る方法も
有効である。
In addition, by such a method, only copper or only copper and nickel are supported on a carrier, and before the reaction, nickel or platinum group element supports, aliphatic carboxylates, or complexes are added. In the reaction medium under hydrogen atmosphere,
A method of combining copper with nickel and platinum group elements is also effective.

より好ましくは、同−担体上に均一に3成分が支持され
るような触媒形態が良い。
More preferably, the catalyst form is such that the three components are uniformly supported on the same carrier.

本発明には、この銅、ニッケルおよび白金族元素の3成
分が本質的に不可欠であり、この3成分以外の金属の添
加については、少量ではこの3成分金属の特性変化に効
果をあげることはなく、多量の添加については、この3
成分金属の相互作用に悪影響を及ぼすため好ましくない
These three components, copper, nickel, and platinum group elements, are essentially essential to the present invention, and the addition of metals other than these three components in small amounts will not have any effect on changing the properties of these three component metals. For addition of large amounts, please refer to these 3.
This is not preferable because it adversely affects the interaction of component metals.

また、本発明の触媒組成3成分のうちいずれを欠いても
、本発明の反応には悪影響を及ぼすことが判明している
Furthermore, it has been found that the absence of any of the three components of the catalyst composition of the present invention has an adverse effect on the reaction of the present invention.

本発明に使用される原料物質であるアルコールまたはア
ルデヒドは直鎖状または分岐鎖状の炭素数8ないし36
の飽和または不飽和の脂肪族アルコールまたはアルデヒ
ドで、例えばオクチルアルコール、ラウリルアルコール
、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘ
ニルアルコール、オレイルアルコール等ならびにそれら
の混合アルコールなど、また、チーグラー法によって得
られるチーグラーアルコールや、オキソ合成によって得
られるオキソアルコールおよびゲルベアルコール等の分
岐鎖を有するアルコール類で、アルデヒドとしては、ラ
ウリルアルデヒド、オキソアルデヒド、その他前記アル
コールに対応するアルデヒド等があげられる。
The alcohol or aldehyde that is the raw material used in the present invention is linear or branched and has 8 to 36 carbon atoms.
saturated or unsaturated aliphatic alcohols or aldehydes, such as octyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, stearyl alcohol, behenyl alcohol, oleyl alcohol, etc., and mixed alcohols thereof, as well as Ziegler alcohol obtained by the Ziegler process, oxo Alcohols having a branched chain such as oxo alcohol and Guerbet alcohol obtained by synthesis, and examples of the aldehyde include lauryl aldehyde, oxo aldehyde, and other aldehydes corresponding to the above-mentioned alcohols.

また、種々の多価アルコールも使用することが出来る。Various polyhydric alcohols can also be used.

例えば、1,3ブタンジオール、1.4ブタンジオール
、1,5−ベンタンジオール、1゜6ヘキサンジオール
などや、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、プロピレングリコール等の多価アルコールがあげら
れる。その他のアルコールとしては、芳香族アルコール
としてベンジルアルコールなど、ポリオキシエーテルア
ルコールとして、脂肪族アルコールのエチレンオキシド
またはプロピレンオキシド付加物など、アミノアルコー
ルとしてエタノールアミン、ジェタノールアミン等もあ
げられる。
Examples include 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-bentanediol, 1.6-hexanediol, and polyhydric alcohols such as diethylene glycol, triethylene glycol, and propylene glycol. Other alcohols include aromatic alcohols such as benzyl alcohol, polyoxyether alcohols such as ethylene oxide or propylene oxide adducts of aliphatic alcohols, and amino alcohols such as ethanolamine and jetanolamine.

アルコールまたはアルデヒドとしては特に炭素数8ない
し、36の飽和または不飽和の直鎖状または分岐鎖状の
脂肪族アルコールまたはアルデヒド、および炭素数2な
いし12の脂肪族グリコールから選ばれる脂肪族アルコ
ールまたはアルデヒドが好ましい。これらのアルコール
またはアルデヒドと反応させる液状アミンとしては(脂
肪族アミンを除くアミンとして)常温で液状のアミン、
あるいは加熱により液状となるアミン類あるいは適当な
不活性溶媒に溶解させたアミン類などで、シクロヘキシ
ルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、
キシリレンジアミン等の脂環式あるいは芳香族系の、第
1級または第2級アミン類、また、モルホリン、ピペリ
ジン、ピペラジン等の複素環式アミン類、また、モノエ
タノールアミン、あるいはジェタノールアミン等のアミ
ノアルコール類、また、エチレンジアミン、ジエチレン
トリアミン、ジメチルアミノプロピルアミン等の第1級
あるいは第2級アミノ基を有するポリアミン類があげら
れる。
The alcohol or aldehyde is particularly an aliphatic alcohol or aldehyde selected from saturated or unsaturated linear or branched aliphatic alcohols or aldehydes having 8 to 36 carbon atoms, and aliphatic glycols having 2 to 12 carbon atoms. is preferred. The liquid amines to be reacted with these alcohols or aldehydes include amines that are liquid at room temperature (excluding aliphatic amines);
Alternatively, amines that become liquid when heated or amines dissolved in a suitable inert solvent, such as cyclohexylamine, dicyclohexylamine, benzylamine,
Alicyclic or aromatic primary or secondary amines such as xylylene diamine, heterocyclic amines such as morpholine, piperidine, piperazine, monoethanolamine, jetanolamine, etc. and polyamines having a primary or secondary amino group such as ethylenediamine, diethylenetriamine, and dimethylaminopropylamine.

本発明においては、アルコールまたはアルデヒドとの反
応において、液状アミン類を、反応系内に添加しながら
反応で生成する水を反応系外に取り出すことが必須の条
件である。
In the present invention, in the reaction with an alcohol or an aldehyde, it is an essential condition that water produced in the reaction be taken out of the reaction system while adding liquid amines into the reaction system.

水の除去は反応中断続的に行っても、連続的に行っても
よく、生成した水が長時間反応系中に存在せず適宜除去
されればよいが、生成水をその都度連続的に除去するこ
とが望ましい。具体的には反応中に適当量の水素ガスを
反応系に導入し、この生成水と過剰のアミンを水素ガス
と共に留出させる方法が一般的であり、凝縮器で生成水
を凝縮分離することで水素ガスを循環使用することもで
きる。また反応系中に適当な溶媒を加えておき、生成水
をこの溶媒との共沸により留出除去することもできる。
Removal of water may be carried out intermittently or continuously during the reaction, as long as the produced water does not exist in the reaction system for a long time and is removed appropriately. It is desirable to remove it. Specifically, a common method is to introduce an appropriate amount of hydrogen gas into the reaction system during the reaction, and distill out the produced water and excess amine together with the hydrogen gas, and then condense and separate the produced water in a condenser. It is also possible to recycle hydrogen gas. It is also possible to add a suitable solvent to the reaction system and remove the produced water by azeotropic distillation with this solvent.

本発明の方法においては、別途水素ガスにより予め還元
した触媒を用いてもよいが、反応原料であるアルコール
またはアルデヒドと一緒に還元前の触媒を反応器に入れ
、水素ガスを導入しながら反応温度まで昇温することに
よって還元する。即ち、本発明の銅−ニッケル−第8族
白金族元素触媒は還元温度が低く反応温度までの昇温の
過程で還元できる点にも著しい特徴を有する。
In the method of the present invention, a catalyst that has been reduced in advance with hydrogen gas may be used, but the unreduced catalyst is placed in a reactor together with the reaction raw material alcohol or aldehyde, and while hydrogen gas is introduced, the reaction temperature is increased. It is reduced by raising the temperature to . That is, the copper-nickel-group 8 platinum group element catalyst of the present invention has a remarkable feature in that it has a low reduction temperature and can be reduced during the process of heating up to the reaction temperature.

本発明方法の実施態様を簡単に説明する。Embodiments of the method of the present invention will be briefly described.

水素およびアミンを導入する管と、反応で生成した水と
過剰のアミンおよび留出してくる油状物を凝結、分離す
るための凝縮器および分離器を備えた反応容器に原料と
なるアルコールまたはアルデヒドと触媒を仕込む。触媒
は任意の量を仕込むことができるが本発明触媒は活性が
高いため通常は仕込アルコールまたはアルデヒドに対し
て重量で0.1%ないし2%の範囲である。系内を窒素
ガスで置換したのち水素を導入しなから昇温を開始する
。反応温度は通常180〜230℃位で行うが反応の種
類によってこの範囲以外の温度をとることが出来る。触
媒はこの昇温中に還元され活性状態の触媒となる。所定
温度に到達後アミンを導入し反応を開始する。
The raw alcohol or aldehyde and the raw material alcohol or aldehyde are placed in a reaction vessel equipped with a tube for introducing hydrogen and amine, and a condenser and separator for condensing and separating the water produced in the reaction, excess amine, and distilled oil. Prepare the catalyst. Although any amount of catalyst can be charged, since the catalyst of the present invention has high activity, the amount is usually in the range of 0.1% to 2% by weight based on the charged alcohol or aldehyde. After replacing the inside of the system with nitrogen gas, hydrogen is introduced before heating is started. The reaction temperature is usually about 180 to 230°C, but temperatures outside this range can be used depending on the type of reaction. During this temperature rise, the catalyst is reduced and becomes an active catalyst. After reaching a predetermined temperature, amine is introduced to start the reaction.

反応中、生成してくる水はガス状物質(水素および過剰
のアミン)および少量の油状物と一緒に反応系外へ排出
され、凝縮器および分離器を経て油状物と分離される。
During the reaction, the water produced is discharged from the reaction system together with gaseous substances (hydrogen and excess amine) and a small amount of oil, and is separated from the oil through a condenser and a separator.

分離された油状物は反応器へもどされる。循環機を使用
することによりこれらガス状物質および過剰アミンを特
別な精製工程なしに再使用出来ることがわかった。
The separated oil is returned to the reactor. It has been found that by using a circulator these gaseous substances and excess amine can be reused without special purification steps.

反応が完了した後反応物をそのまま蒸留するか・あるい
は濾過することにより、極めて純粋な形で得ることが出
来る。
After the reaction is complete, the reactant can be directly distilled or filtered to obtain an extremely pure form.

〔実施例〕〔Example〕

本発明について、以下の実施例および比較例をもって更
に詳細に説明する。
The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples and comparative examples.

実施例−1および比較例−1,2 合成ゼオライトに担持させた銅−ニッケル−白金族元素
の3元触媒を共沈法により調製した。
Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 A three-way catalyst of copper-nickel-platinum group element supported on synthetic zeolite was prepared by a coprecipitation method.

沈澱物を濾過・水洗後乾燥し、600℃で焼成した。得
られた金属酸化物の担体に対する担持量は50%である
The precipitate was filtered, washed with water, dried, and calcined at 600°C. The amount of the obtained metal oxide supported on the support was 50%.

次にこの触媒を用いアルコールと液状の複素環式アミン
として、モルホリンとの反応を行った。
Next, using this catalyst, alcohol was reacted with morpholine as a liquid heterocyclic amine.

反応生成水を分離するための凝縮器および分離器を付け
たlβのフラスコにラウリルアルコール300 gと上
記触媒を1.5 g (対アルコール0.5%)仕込み
攪拌しながら、系内を窒素で置換し、昇温を開始した。
300 g of lauryl alcohol and 1.5 g of the above catalyst (based on alcohol: 0.5%) were charged into a 1β flask equipped with a condenser and separator to separate water produced by the reaction, and while stirring, the system was flushed with nitrogen. The air was replaced and the temperature started to increase.

100℃に達したら水素ガスを流量計を用い101/h
の流速で系内に吹き込み200℃まで昇温した。この温
度で、モルホリンを液状で導入管より、対アルコール1
5 mole%/Hrの速度で反応系に導入し、反応物
をアミン価およびガスクロマトグラフィーを用いて、追
跡した。
When the temperature reaches 100℃, use a flow meter to supply hydrogen gas at 101/h.
The mixture was blown into the system at a flow rate of 200°C and the temperature was raised to 200°C. At this temperature, morpholine was added in liquid form through the inlet tube, with a ratio of 1% to alcohol.
It was introduced into the reaction system at a rate of 5 mole%/Hr, and the reactant was tracked using the amine value and gas chromatography.

また、比較例−1,2として、触媒として、銅/ニッケ
ル2成分のものおよび銅/ルテニウム2成分からなるも
のを用い同様の反応を行った。なお、反応は、大気圧下
で行った。
Further, as Comparative Examples 1 and 2, similar reactions were carried out using catalysts consisting of two components of copper/nickel and those consisting of two components of copper/ruthenium. Note that the reaction was performed under atmospheric pressure.

結果を表−1に示す。The results are shown in Table-1.

表         1 触媒量:対アルコール1.0 wt% 反応反応時間待8 時間結果、Cu/Ni2成分触媒系(比較例−1)に比
べ、本発明の触媒系(実施例−1)は、極めて高活性・
高選択性をもって、対応するアミンを製造可能であるこ
とが判明した。
Table 1 Catalyst amount: 1.0 wt% based on alcohol Reaction time: 8 hours Results show that the catalyst system of the present invention (Example-1) has extremely high Active/
It has been found that the corresponding amines can be prepared with high selectivity.

また、比較例−2のように、Cu/Ru2成分では、本
反応には活性・選択性兵事充分でCu/Ni/白金族元
素の3成分とすることにより効果が発現することが判明
した。
In addition, as in Comparative Example 2, it was found that the two components of Cu/Ru were sufficient for this reaction in terms of activity and selectivity, and that the effect was expressed by using the three components of Cu/Ni/platinum group elements. .

実施例−2〜4.比較例3〜7 次に、銅とニッケルおよび第3成分金属からなる触媒に
ついて、実施例−1と同様の反応で、触媒中の第3成分
金属種を種々かえてその効果を調べた。3成分触媒は実
施例−1と同様の方法で製造した。
Examples-2 to 4. Comparative Examples 3 to 7 Next, the effects of catalysts made of copper, nickel, and a third component metal were investigated in the same reaction as in Example-1, with various kinds of third component metals in the catalyst. A three-component catalyst was produced in the same manner as in Example-1.

結果を表−2に示す。The results are shown in Table-2.

表   −2 反応温度: 200℃ モルホリン添加時間−8時間 モルホリン添加量(対アルコールモル比):1.2触媒
添加量二対アルコール1.Owt%t%組成比: Cu
/Ni/第3成分= 8 / 210.08(モル比) この結果、ラウリルアルコールとモルホリンとの反応で
、N−ラウリルモルホリンを製造する場合、使用する触
媒の第3成分として、Fe。
Table 2 Reaction temperature: 200°C Morpholine addition time: 8 hours Morpholine addition amount (molar ratio to alcohol): 1.2 Catalyst addition amount: 2: alcohol: 1. Owt%t% composition ratio: Cu
/Ni/third component = 8/210.08 (molar ratio) As a result, when N-laurylmorpholine is produced by the reaction of lauryl alcohol and morpholine, Fe is used as the third component of the catalyst used.

Zn、Zr、Cr、Co等を添加した触媒系では、反応
活性が劣った。これに対し、本発明の第3成分として、
白金族元素(Pt、 Pd、 Rh、 Ru)をCu/
Ni と複合化させた触媒系では、極めて高活性、高選
択性を示すことが判明した。
Catalyst systems to which Zn, Zr, Cr, Co, etc. were added had poor reaction activity. On the other hand, as the third component of the present invention,
Platinum group elements (Pt, Pd, Rh, Ru) with Cu/
It has been found that the catalyst system composited with Ni exhibits extremely high activity and selectivity.

実施例5〜11 次いで、本発明触媒を用い、各種のアルコールと、各種
の液状アミンとの反応を実施例−1と同様の方法で行っ
た。結果を表−3に示す。
Examples 5 to 11 Next, using the catalyst of the present invention, various alcohols and various liquid amines were reacted in the same manner as in Example-1. The results are shown in Table-3.

表   −3 宰1)、−2)   2級アミン% 触媒: Cu/Ni/Ru= 4 / 110.04 
(モル比)1讐tχ対アルコール アミン添加速度:5〜15 moleχ/h・対アルコ
ールl  mole 反応時間:10時間 以上の結果から、本発明触媒を用い、各種アルコール(
直鎖、分岐鎖、芳香族)および、多価アルコールまたは
アルデヒド類と、各種の液状アミンとの反応で、高活性
、高選択性をもって対応するN−置換アミンを製造でき
ることが判明した。
Table-3 1), -2) Secondary amine% Catalyst: Cu/Ni/Ru=4/110.04
(Mole ratio) 1 mol χ to alcohol Amine addition rate: 5 to 15 mole
It has been found that the corresponding N-substituted amines can be produced with high activity and selectivity by reacting polyhydric alcohols (linear, branched, aromatic), polyhydric alcohols, or aldehydes with various liquid amines.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、アルコールまたはアルデヒドと液状の第1級アミン
もしくは第2級アミン(脂肪族アミンを除く)とを、銅
−ニッケル−第8族白金族元素触媒の存在下に、アミン
を添加しつつ反応で生成した水を除去しつつ、大気圧ま
たは5気圧(ゲージ圧)以下の加圧下、150℃ないし
250℃の温度で反応させることを特徴とするN−置換
アミンの製造方法。 2、第8族白金族元素が白金、パラジウム、ルテニウム
およびロジウムから選ばれる1種以上である特許請求の
範囲第1項記載のN−置換アミンの製造方法。 3、銅−ニッケル−第8族白金族元素触媒の銅とニッケ
ルの金属原子のモル比が銅:ニッケルは1:9ないし9
:1であり、且つ第8族白金族元素は銅とニッケルの合
計に対しモル比で0.001ないし0.1である特許請
求の範囲第1項または第2項記載のN−置換アミンの製
造方法。
[Claims] 1. An alcohol or an aldehyde and a liquid primary amine or secondary amine (excluding aliphatic amines) are mixed into an amine in the presence of a copper-nickel-group VIII platinum group element catalyst. A method for producing an N-substituted amine, which is characterized in that the reaction is carried out at a temperature of 150°C to 250°C under atmospheric pressure or under pressure of 5 atm (gauge pressure) or less while adding and removing water produced by the reaction. . 2. The method for producing an N-substituted amine according to claim 1, wherein the Group 8 platinum group element is one or more selected from platinum, palladium, ruthenium, and rhodium. 3. The molar ratio of copper and nickel metal atoms in the copper-nickel-group 8 platinum group element catalyst is 1:9 to 9 for copper:nickel.
:1, and the mole ratio of the Group 8 platinum group element to the sum of copper and nickel is 0.001 to 0.1. Production method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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