JPS62273938A - 4−アミノメチル−1,8−ジアミノオクタンの製造法 - Google Patents

4−アミノメチル−1,8−ジアミノオクタンの製造法

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JPS62273938A
JPS62273938A JP61114824A JP11482486A JPS62273938A JP S62273938 A JPS62273938 A JP S62273938A JP 61114824 A JP61114824 A JP 61114824A JP 11482486 A JP11482486 A JP 11482486A JP S62273938 A JPS62273938 A JP S62273938A
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catalyst
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山高 一則
Shozo Oshima
大島 昭三
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    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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】 5 発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、アクリロニトリルt′屯解還元またはアマル
ガム還元等の方法によってSaイヒして得るか、ま友は
アジポニトリルのシアンエチル化により得られる1、3
.6〜トリシアノヘキサン(以下。
T、C,Hoと略す)を接触水添して、4−アミノメチ
ル1,8−ジアミノオクタン(以下、 A、D、0.ト
略す)を製造する方法に関するものである。
A、D、0.は−分子中に3棟類の一級アミンを有する
特殊な化合物であり、エポキシ硬化剤、防錆剤。
農薬、ウレタン、高分子凝集剤等広範囲の分野に利用で
きるものである。
((IE米の技術〕 従来から提案されている方法としては、@1に米国時f
f第3246000号明細書中およびジャーナル・オブ
・オーガニック・ケミストリー(J、Org。
Chem、)、30  (5)、1351(1965)
に記載されている。すなわち、水素添加用金属触媒1例
えば、ラネー盤触媒、担持ニッケル触媒、白金触媒。
パラジウム・カーボン触媒等やLiAIE4の如き還元
試薬を用いて水素添加することKよってA、D、0.に
転化し得るが、いずれも液体アンモニアを溶媒として数
10気圧ないし数100気圧と云う高い反応圧力1−要
しながら、そのA、D、O,への収率は、@して低く6
0ts程度である。
特に、ジャーナル・オプ・オーガニック・ケミストリー
(J、Org、Chem、  ) 、 S O(5) 
、  1351(1965)においては、ラネーニッケ
ルを触媒とした場合には、 A、D、0.が得られない
ことも記されている。1−%開昭48−66087号公
報では、ニトリル化合物の対応するアミンへの水素比に
ラネーニッケルを使用し次場合、全ての試薬(すなわち
、7fL料のニトリル化合物、溶媒、展開され次ラネー
ニッケル、助触媒としての水酸化ナトリウムなど)を反
応器に仕込んでから反応を開始させると、水素化の速度
が次第に低下し1反るが完結することなく水素比が途中
で止まってしまう場合がしばしばあることt指摘してい
る。
さらに1本発明者らは、特公昭57−55705号公報
でラネーコバルト触媒を用いてかなシ効率良(A、D、
O,’に得之ことを報告しているが、その場合も収率的
には70s@度であり、十分なものではない。その比較
例中でラネーニッケルを触媒として用い次場合について
記載し、全ての試薬(すなわち、T、C,Hl、+8媒
、触媒等)を反応器に仕込んでから反応を行なうと1反
応が完結しないが。
全ての試薬を反応開始前に仕込んでしまうのではなしに
1反応条件下に保持され之ラネーニッケルスラリーの入
つ友反発器の中へ、原料のニトリル化合物を逐次添加し
てゆくと云う方法を採ることKよって1反応を完結させ
ることができるようKなることを示しているが、収率的
にこの場合も70%程度であり十分でない。
(発明が解決しようとする問題点) 前記のように、従来の方法においては、高い反応圧力を
要しなからA、D、O,への収率が概して低いことから
、比較的温和な反応条件下で、かつ。
収藁良(A、D、O0全得る方法の出現が望まれていた
(問題点kPs決するための手段および作用)本発明者
らは、比較的温和な反応条件下で、かつ収率良(A、D
、0. i得ることを目的に鋭意研究を重ね次結果、触
媒とT、C,H,との量およびT、C,H。
の水添速度が反応に大きく影響することを見出した。す
なわち、特定の反応条件下で単位触媒当)。
単位時間当9のT、C,H,の反応it一定量以下に設
定し1反応系内に未反応ニトリル基、特に側鎖ニトリル
基が蓄積しないようにすることrCより、触媒の劣化を
防止することが可能になシ、その結果。
反応数本および単位触媒当シに生成可能なA、D、O。
の量の大幅な向上t−司能にできることを見出し友。
本発明は1以上の知見に基づくものであシ、1゜3.6
−トリシアノヘキサンを、ラネーニッケル触媒を用いて
液相水添し、4−7ミノメチルー1.8−ジアミノオク
タンt−製造するに際し1反応器中にラネーニッケル触
媒、アルコール醇媒、水酸化アルカリを入れ、触媒温度
1〜50重斂優、水素圧5〜50 atm、内液温50
〜120Cで、1゜3.6−トリシアノヘキサンを0.
005〜0.045y/=−y−ラネーニッケル触媒の
平均速度で反応器中に逐次的に添加しながら反応を行な
うことを特徴とするものである。
本発明で用いられるT、C,H,は、アクリロニトリル
を電Pf42ft比する際に無視し難い量の副生物とし
て得ることができる他、ナトリウムアマルガムを用いて
還元2i化する際にも得ることができる。
さらには、アジポニトリルをアルカリの存在下でシアノ
エチル化することKよっても得ることができる。
本発明で用いられるラネーニッケル触媒は特に限定され
ない。通常市販されているものであればよい。一般的に
は、ラネーニッケル触媒はアルミニウム合金として市販
されてシシ、アルカリを用いてアルミニウム金溶かし出
す、いわゆる展開操作によシ、水象反応触媒として用い
られる展開ラネーニッケルとすることができる。この展
開操作にも槙々の方法があり、一般的には、W−1〜W
−8の代表的な方法があるが、これらのいずれの方法を
用いて得次ラネーニッケル触媒を便用してもかまわない
。触媒濃度も%に限定されないが。
反応器中に仕込んだ溶媒、助触媒に対して1〜50重量
%が好ましい。1重量%よシ少ないと1反応効率が悪く
、50重量%よシ多いと1反応成金体の攪拌混合の点で
問題が出てくる。
本発明で用いられるアルコール溶媒は、メタノール、エ
タノール、プロパツール等の一般的なアルコールでよい
が、触媒活性の維持、生成物シよび原料の溶解性という
観点からはエタノールが好ましく、特には1〜20重量
%の水を含有した含水エタノールが好ましい。エタノー
ル中の水濃度が20重量SS超越るようになると1反り
収率の低下が起ってくる。また、1重量%よシ少ない量
の水濃度にすることは1反応器体の水バランスを考える
と′14/j[的に離しい。
本発明で用いられる水酸化アルカリは、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等であ9.10〜50重量%の水溶
液として反応器に仕込まれ、副生物生成を防止する助触
媒として作用する。添加量は、100%水酸化アルカリ
として、溶媒に対して0.1〜1.0重量%である。量
がタガすぎると。
助触媒としての効果が少なすぎ、多すぎると、ニトリル
の加水分解等が起ってくるため好ましくない。
次に1反応源度シよび水素圧力であるが、それぞれ50
〜120Cおよび3〜100 atmで反応を行なうこ
とが好ましい。一般的には1反応源度。
圧力が高いほど反応速度は速くなるが、高いほど有利と
いうわけではない。反応@度が120Cを越えるように
なると、圧力も高まってくるだけでなく、副反応生成物
であるN−アルキル化物の生成も増大してくる。50C
より低い温度では1反I6速度がかな9低くなる。よシ
好ましい温度は70〜100Cの範囲である。水素圧力
はプロセスの経済性に4える#qIが大きいはかシでな
く。
反GC+によっては、水素圧力の増大は反応の選択性を
低下させることがあると言われており(アール・エル・
オーガスチン、ファインケミカルにおける水素化反応1
974年刊2日刊工業耕聞社、P−48)、−jた。あ
まシ低いと実質的に反応が進行しなくなる。よシ好まし
い水素圧力は5〜50atmである。
次に、 T、C,)(、の反応器への添加についてであ
るが、これはT、C,Hoの水添反応に大きく影響する
ことは前述のとおりである。反応系内のT、C,Hl(
ill1度が増加してくると、触媒活性が急速に低下す
る現象が起ってくる。その結果、水添反応速度が低下し
、づらに、それKよって、筐すます触媒活性が低下する
という悪循環に陥り、ついには反応が停止してしまう。
その結果1反応収率も低くなる。
このような現象が起こる理由は、 T、C,H0O3a
t類のニトリル基のうち、側鎖ニトリル基が最も水添さ
れに〈<、この側鎖ニトリル基の反応系中での6度が増
加してくると、触媒表面上に付着し触媒活性を低下させ
る原因になっているのではないかと推定している。例え
は、比較例゛に示したようK。
アジポニトリルの場合は1反応器中に原料を一括して仕
込んで反応させ友場合でも1反応は進行するが、 T、
C,H,の場合は、途中で反応が停止する。
すなわち、特定の反応条件で、 T、C,)(、、符に
は側鎖ニトリル基の反応系内での#就ヲ一定濃度以下に
し1反応系内に未反応分の蓄積が起こらないようにする
ことが、触媒の劣化防止と、その結果としての反応収率
の向上には必須要件である。
この要件を達底する定めには、 T、C,Hoの水添速
度を十分考慮しながら反応系内にT、C,H,を添加し
ていくことが必要である。T、C,H,水添の反応速度
には1反応器度、水素圧力、触媒濃度等が密接に関係す
るが、最も大きく影響する因子は触媒濃度である。すな
わち、単位触媒当り、単位時間当り。
T、C,H,の負荷をどの程度にするかが最大のポイン
トである。
反応器中に添加するT、C,H,の添加速度は、平均で
0.f、+ 05〜0.045 f/ll1m1− t
−ラネーニアケル触媒である。より好ましくは0.00
8〜0.04 ?/rrrix −(/−ラネーニッケ
ルである。T、C,I(、の添加速度は、あくまでも平
均速度であり、連続的に添加してもよく、また1間歇的
に添加してもよいが。
連続的に近い条件下で〆≦加する刀が好ましい。
T、C0H,の反応器内への添加速度は、もちろん反応
温度、水素圧力に関係してくる。反t6温度か高く。
かつ、水素圧力も高ければ相対的にT、C,Hoの添加
速度を速くすることが可能にな91両因子が低ければ相
対的に添加速度を低くする必要がある。いずれにしても
、単位触媒当シ、単位時間当りのT、C1H6の添加速
度が遅ければ遅いほど、触媒劣化の防止の点からは好ま
しく1反応収率も同上するが、生産効率という点から下
限が設定される。
さらに1反応系内での未反応ニトリル基の蓄積および触
媒活性との関連という観点からは、 T、C,H。
の反応器への添加終了後に、水素吸収が実質的になくな
るまでどの程度反Zt−維持するかという。
いわゆる後反応時間が重要なファクターである。
水素吸収が実質的になくなるという意味は、実施例にも
示したとシリ、圧力ゲージ変化が毎分0.1′Kg/7
以下の水素吸収速度になつ九時点七百い。
いわゆる完全になくなった時点ではない。後反応時間が
あまシに長いということは1反応系内へのT、C,Hl
の添加速度が速すぎる友め1反15系内に未反応ニトリ
ル基が蓄積していること全意味しており、結果として、
触媒にダメージを与えることにな9Sかつ、収率も悪く
なる。T、C,H,の反応速度に応じて(すなわち、触
媒活性1反応器度、水素圧力) 、 T、C,H,の添
加速度を決めることが必要であシ、後反応時間はそれを
決定する基準となる。
すなわち、後反応時間が1時間未満になるように。
T、C1H,の添加速度を設定することが好ましい。
次に、 T、C,H,の反応器への添加の終了をどう判
断するかであるが1反応系内のA、D、O,6度があま
りに譲くなると反6に患影響が出てくるため1反応系内
のA、D、014度という観点からは1反応液中のA、
D、0.一度を80重jiチ以下に抑えることが好まし
い。
(発明の効果) 以上のような工夫をすることKより、触媒の劣化の防止
が可能になり、収率の大幅な向上を可能にし丸だけでな
く、単位触媒当りのA、D、0.の生産量の大幅な向上
、いわゆる触媒原単位の大幅な低減を可能にし次ことは
、工業的に大きな意義を有するものである。
(実施例) 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 内容積4.0tの誘導攪拌機および加熱冷却用ジャケッ
ト付ステンレス製オートクレーブ(以下。
単にオートクレーブと略す)t−用い友。ラネーニッケ
ルは、市販のラネーニッケル合金(用研ファインケミカ
ル製、 At: Ni重量比=50:50)3oor6
25SNaOH水溶液1500f中へ。
55Cで1時間にわ几って攪拌下に投入して展開し友後
、熟成、水洗して得九。このようにして得友う不−ニッ
ケルの水スラリーf95 % (v/v)含水エタノー
ルで置換し、エタノールスラリーとしてオートクレーブ
に入れ(展開う洋−ニッケル150 ?、エタノール分
200?)、さらに。
95チ(v/v)含水エタノール1050fおよび30
重量係水酸化カリウム水溶液18fをオートクレーブに
入れ友。次に、オートクレーブを水素置換し友後、水素
で加圧し、系を90C,30に9/c!ItGに設定し
友。この反応系は1反応終了時まで維持し几。
次に、T、C,Hlをaf/mの速度で、加圧ポンプを
用いてオートクレーブ中に3,25時間にわたシ逐次添
加し1合計で12601添加した(0.027P/a・
?−Niに$l轟)。添加終了後、後反応を10分間行
なつ次。反応終了後、冷却、N、置換し、静置して触媒
全沈降ざぜ几後に反応液を仮き出し友。
七の後、さらに95 % (y/v )含水エタノール
で触媒を洗浄して、触媒に付着し次反応液を抜き出し友
。反16液および洗浄液を合わせてGC分析して、A、
D、O,の生成収率を求め友ところ、92チの収ぶてあ
った。
実施例2〜6 実施例1と全く同様に反応を行ない1反応終了後、触媒
を沈降させて反応液を抜き出し1次いで。
触媒を洗浄して洗浄液を抜き出し友。次に1反応t−1
回行なった触媒の存在しているオートクレーブ中に、実
施例1と全く同様にして含水エタノール1050tおよ
び水酸化カリウム水溶液18f金入れ1次いで、系をq
 OC、s o kglcdlGに設定し友。次に、実
施例1と同様にしてT、C,Hoをオートクレーブ中に
逐次添加し、 T、C,H,t−12609添加し比。
T、C,H,の添加終了後、後反応を行ない。
反応終了後、実施例1と同様にして反応液、洗浄液を抜
き出し友。以上の反応操作を5回行なった。
結果は以下のとおシである。
2    15分    90チ 3    20分   89% 4    30分   85チ 5    50分   80% 6    70分   72% 実施例1〜6までの反応は、同−触媒を用いて行なって
お、!11. A、D、O,単位重量当シに必要な触媒
量は21.13 f−ラネーニッケル/ゆ−A、D、0
.である。
実施例7 T、C,H6のオートクレーブ中への添加速度を0.0
15 t 71m−f−Ni Kiえた以外は、笑m例
6と全く同様にして反Ck行なう几。結果は、後反応時
間が45分であ夛、 A、D、0.収率が79−であつ
九。
実施例8 実施例1のなかで、展開ラネーニッケル1502金50
y′に変え1反応系を80 C,50kglodに変え
る以外は、実施例1と同様にしてオートクレーブに仕込
み1反16準1#!It−L九。次に、 T、C,H。
′に2,2 f /rmの速度で、5時間にわたって逐
次的にオートクレーブ中に添加し1次いで、 T、C0
H,の添加を停止し15分間加熱攪拌し1次いで、 T
、C1H1を同速度で3時間再添加し0合計で1056
f添加し友(添加終了までの平均速度は0.0427r
/M−r−NiK相当)。添加終了後、後反応i25分
行なつ友。反6液の処理は、実施例1と同様に行ない、
A、D、O,を分析すると、A、D、O,の生成収率は
85%であつ几。
実施例9 実施例1のなかで、オートクレーブへの3ON量チKO
H水溶液の添加量18tを50重量優NaOH水溶液S
at添加することに変え1反応系の設定を90C,30
ゆ/mGから90C19ゆ/1−dGK変える以外は、
実施例1と同様にして反応準備を行なつ几。次いで、 
T、C,Hoをt、59/Mの速度で12時間オートク
レーブ中に逐次添加し1合計で1080p添加した( 
o、o 1f/眉・t−Niの速度に相当)。反応終了
後、後反応時間t−50分行なつ之。反応液の処理は、
実施例1と同様に行ない、A、D、O,i9析すると、
A、D、O,の生成収率は86%であつ之。
比較例1 実施例1と同じ反応装置を用いて、市販のラネーニッケ
ル合金(用研ファインケミカルa、ht:Ni重量比=
50:50)SOPを、実施例1と同じ条件下で展開し
て得られ九ラネーニッケルの水スラリーの水分ヶ、95
%(V/V)エタノールで置換してエタノールスラリー
としてオートクレーブに入れ(展開ラネーニッケル分2
51.エタノール分30 r )、さらに95%(v/
v )エタノールs o o r、および水酸化カリウ
ムの30%(w/w )水溶液5m、最後にT、C,H
0?5002を加えた後、実施例1と同様に水庭を行な
つ之。
反C温e90C,反応圧力501Kg/dG(7)条f
’F下で水素吸収全追跡し友が1反応開始後180分で
理論吸収量の60%まで水素を吸収して反15はほとん
ど止まってしまい1反応は完結しなかつ次。
生成’m’を分析し九ところ、 A、D、O,はほとん
ど生成していなかつ之。
比較例2 比較例1に2いて、 T、C0H,の添加をアジポニト
リルに変える以外は、比較例1と全く同様にして反応を
行なつ九。反る開始後20分で、理論吸収量に相当分の
水素を吸収しfc、生成物を分析し友ところ、ヘキサメ
チレンジアミンの生成収率は98チであつ之。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1,3,6−トリシアノヘキサンを、ラネーニッ
    ケル触媒を用いて液相水添し、4−アミノメチル−1,
    8−ジアミノオクタンを製造するに際し、反応器中にラ
    ネーニッケル触媒、アルコール溶媒、水酸化アルカリ、
    水素を入れ、触媒濃度1〜50重量%で、1,3,6−
    トリシアノヘキサンを0.005〜0.045g/mi
    n・g−ラネーニッケル触媒の平均速度で反応器中に逐
    次的に添加しながら反応を行なうことを特徴とする4−
    アミノメチル−1,8−ジアミノオクタンの製造方法。
  2. (2)ラネーニッケル触媒がアルコール溶媒量に対し2
    〜15重量%である特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)アルコール溶媒が80〜99%の含水エタノール
    である特許請求の範囲第1項記載の方法。
  4. (4)水酸化アルカリが水酸化ナトリウムまたは水酸化
    カリウムであり、添加量がアルコール溶媒量に対して0
    .1〜1.0重量%である特許請求の範囲第1項記載の
    方法。
  5. (5)1,3,6−トリシアノヘキサンの添加速度が0
    .008〜0.04g/min・g−ラネーニッケル触
    媒である特許請求の範囲第1項記載の方法。
  6. (6)水添反応が50〜120℃の温度、かつ3〜10
    0atmの水素圧力のもとで行なわれる特許請求の範囲
    第1項記載の方法。
  7. (7)1,3,6−トリシアノヘキサンの反応器への添
    加終了後、水素の吸収が実質的になくなるまでの時間、
    すなわち、後反応時間が1時間未満である特許請求の範
    囲第1項記載の方法。
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