KR101175924B1 - 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 금속 산화물 촉매 - Google Patents

장쇄 2급 디알킬아민 제조용 금속 산화물 촉매 Download PDF

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Abstract

본 발명은 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜에 암모니아를 반응시키는 1단계 반응으로 장쇄 2급 디알킬 아민을 제조하는 방법에 관한 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매를 제공한다.
화학식 1
NiO(a)·MgO(b)·M(c)·Al2O3(d)
상기 화학식 1에서, a, b, c 및 d는 촉매 총 중량에 대한 함량을 의미하며, a는 40 내지 80중량%이고, b는 1 내지 15중량%이고, c는 0.5 내지 10중량%이고, d는 10 내지 40중량%이고, M은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 및 주석(Sn) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 금속 원소의 산화물을 나타낸다.

Description

장쇄 2급 디알킬아민 제조용 금속 산화물 촉매{Metal Oxide Catalyst for Preparing Longer Chain Secondary Dialkylamines}
본 발명은 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 금속 산화물 촉매에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응 수율이 높고, 공정이 단순하며, 순도 및 품질이 우수한 최종 생성물을 얻을 수 있는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매에 관한 것이다.
8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 2급 디알킬아민은 엔진오일과 그리스 첨가제로 사용되는 몰리브덴계 윤활유 첨가제의 원료로서, 기존의 엔진오일 및 그리스 첨가제에 비해 내마모성이 매우 뛰어나 자동차 연비개선과 엔진 수명개선에 탁월한 고성능 첨가제이다. 그러나, 장쇄 2급 디알킬아민의 제조기술은 미국, 일본, 독일 등 선진국에서 독점하고 있기 때문에 고급 윤활유 첨가제를 전량 수입에 의존하고 있는 상태이다.
아민 화합물은 의약중간체, 농약중간체, 염료중간체, 고무약품, 계면활성제, 수처리제, 우레탄원료, 에폭시 경화제, 유화제 및 용매 등으로 사용되는 유용한 화합물이다. 그 중에서 2급 아민유도체 화합물, 특히 탄소사슬 길이가 8 내지 13의 장쇄 2급 아민 화합물의 상업적 적용범위는 일반적인 1급과 3급 알킬아민 유도체 화합물의 부식방지제, 유화제, 우레탄 원료, 농약과 염료 중간체와는 구별되는 독특한 영역에 속한다. 8 내지 13의 탄소사슬을 가지는 2급 디알킬 아민의 주된 용도로는 몰리브덴계 엔진오일과 그리스 첨가제로서 항산화제, 내마모제, 극압첨가제, 마찰조절제의 역할을 하는 화합물로 기존의 1급 알킬아민을 사용하는 몰리브덴계에 비해 소량의 첨가제의 사용으로 우수한 성능을 나타내는 것으로 알려져 있다. 특히, 장쇄 2급 아민을 원료로 하여 합성된 몰리브덴계 엔진오일 첨가제는 국제 유가 급등과 함께 지구 온난화 가스의 주원인으로 주목되는 CO2 저감을 위한 자동차의 연비개선을 위한 방법으로 금속과 금속의 접촉에서 발생하는 마모를 감소하여 기계 효율을 향상시키고 연료 소비를 절감시킴으로써 에너지를 줄일 수 있는 우수한 효과를 가진다고 알려져 전 세계적으로 수요가 급증하고 있는 추세이다.
장쇄 2급 아민을 제조하는 방법으로는 지방산으로부터 지방니트릴을 합성하고, 지방니트릴을 수소화 반응시켜 1급 지방아민을 제조한 후 다시 알콜과 반응시켜 2급 디알킬 아민을 3단계로 제조하는 3단계 제조방법, 장쇄 알콜을 암모니아로 아민화 반응시켜 1단계로 1급 아민을 제조하고, 다시 알콜과 반응시켜 2급 알킬알콜을 제조하는 2단계 제조방법, 및 장쇄 알콜을 암모니아로 아민화 반응시켜 2급 알킬알콜을 제조하는 1단계 제조방법이 있다. 이중에서 기존의 공정들은 대부분 지방산으로부터 2 내지 3단계의 복잡한 공정을 거쳐 2급 알킬아민을 제조하고 있으나, 최근에는 아민화기술의 발달로 1단계 장쇄 알콜 아민화 촉매와 상기 촉매를 이용한 2급 알킬아민의 제조공정이 활발히 연구 개발되고 있다.
최근 개발된 촉매를 이용한 알킬아민 제조 공정에 따르면, 미국 특허 제5,530,127호에서 독일의 BASF사는 관형반응기에서 NiO-CuO-CoO-ZrO2계 촉매를 이용하여 180℃ 30기압에서 탄소수 4인 부틸알콜을 암모니아와 반응시켜 1급 아민 수율 51%, 2급 아민 수율 43%의 결과를 얻었다. 또한, 탄소수 13인 트리데카알콜을 NiO-CuO-MoO3-ZrO3 촉매를 사용하여 200℃, 200 기압 조건에서 암모니아와 반응시켰을 때 1급 아민 수율 74%, 2급 아민 수율 25%이었다. 또한, 미국 특허 제4,415,755호에서 미국의 Texaco사는 옥틸알콜을 암모니아와 반응시 관형반응기에서 CuO-CrO 촉매를 사용하여 282℃, 상압의 조건에서 1급 아민 수율 80%, 2급 아민 수율 15% 이었고, 275℃, 5 기압의 조건에서 반응시 1급 아민 수율 58%, 2급 아민 수율 33% 이었음을 개시하고 있다.
그러나, 상기 BASF 사와 Texaco사의 제조에서는 관형반응기에서 아민화 반응을 진행할 경우, 고압의 가혹한 반응 조건에서 반응을 시켜야 하고, 2급 아민 수율이 50% 이하인 문제점이 있었다.
또한, 미국특허 제5,266,730호, 제4,792,622 호, 일본특허 제1990-202854호 및 제1989-102045호에서 일본의 Kao 사는 라우릴알콜을 Cu-Zn-Pd/Zeolite와 Cu-Co-Pd/Zeolite 촉매를 사용하여 회분식 반응기에서 180℃, 촉매 0.25중량%, 반응시간 5시간, 암모니아 유속 30L/hr의 반응조건에서 반응시킨 결과 2급 아민 수율 94%를 얻었다. 또한, 1급 아민인 라우릴아민을 Cu-Pd/Zeolite와 Cu-Ni-Ru/Zeolite 촉매하에서 스테아릴 알콜과 180℃, 촉매 1%, 반응시간 5시간, 1급 아민 유속 25L/hr의 반응조건에서 반응하여 2급 아민을 수율 97%로 얻었다.
그러나, 상기 결과는 고가의 귀금속촉매를 사용하는 것과 1급 아민과 다양한 알콜을 반응시키므로 보다 높은 수율로 다양한 2급 아민을 합성할 수 있으나, 2단계 반응으로 인하여 공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자들은 상기 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 다양한 니켈계 금속산화물 촉매를 합성하고 반응시킨 결과, 반응수율이 높고, 공정이 단순하며, 순도 및 품질이 우수한 장쇄 2급아민을 얻을 수 있는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매를 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 반응수율이 높은 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공정이 단순한 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 순도 및 품질이 우수한 최종 생성물을 얻을 수 있는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매는 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜에 암모니아를 반응시키는 1단계 반응으로 장쇄 2급 디알킬 아민의 제조를 위해 사용되고, 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
화학식 1
NiO(a)·MgO(b)·M(c)·Al2O3(d)
상기 화학식 1에서, a, b, c 및 d는 촉매 총 중량에 대한 함량을 의미하며, a는 40 내지 80중량%이고, b는 1 내지 15중량%이고, c는 0.5 내지 10중량%이고, d는 10 내지 40중량%이고, M은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 및 안티몬(Sn) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 금속 원소의 산화물이다.
상기 화학식 1에서 a는 50 내지 75중량%이고, b는 5 내지 15중량%이고, c는 1 내지 7중량%이고, d는 15 내지 35중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 화학식 1의 M이 몰리브덴(Mo) 산화물인 것을 특징으로 한다.
상기 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜이 2-에틸헥사놀(2-Ethylhexanol), 노말옥타놀(n-Octanol), 또는 이소트리데카놀(Isotridecanol)인 것을 특징으로 한다.
상기 4성분계 금속산화물 촉매를 이용한 장쇄 2급 디알킬아민 합성조건으로 촉매의 사용량은 반응물인 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜 중량 대비 1 내지 20중량%, 반응온도는 110 내지 210℃, 반응압력은 0.2 내지 4기압에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 반응수율이 높고, 공정이 단순하며, 순도 및 품질이 우수한 최종 생성물을 얻을 수 있는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매를 제공하는 발명의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 촉매를 XRD로 분석한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜에 암모니아를 반응시켜 1단계로 장쇄 2급 디알킬 아민을 제조하는 방법에 관한 것이다.
하나의 구체적 예로서, 본 발명의 상기 장쇄 알콜에 해당하는 탄소수 13의 이소트리데카놀에 대한 반응식 1은 다음과 같다.
반응식 1
Figure 112010033933950-pat00001
상기 반응식 1에 따라 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜을 출발 물질로 반응기에 투입한 후, 상기 반응기에 본 발명에 따른 촉매를 투입한다. 본 발명에 따른 촉매의 화학식은 다음과 같다.
화학식 1
NiO(a)·MgO(b)·M(c)·Al2O3(d)
상기 화학식 1에서, a, b, c 및 d는 촉매 총 중량에 대한 함량을 의미하며, a는 40 내지 80중량%이고, b는 1 내지 15중량%이고, c는 0.5 내지 10중량%이고, d는 10 내지 40중량%이고, M은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 및 주석(Sn) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 금속 원소의 산화물이다.
상기 4성분계 금속산화물 촉매의 활성 성분으로서 니켈산화물(NiO)은 40 내지 80중량%이며, 마그네슘산화물(MgO)은 1 내지 15중량%이며, M산화물은 0.5내지 10중량%이며, 알루미늄산화물(Al2O3)은 10내지 40중량%가 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 니켈산화물은 50 내지 75중량%이고, 마그네슘산화물은 3 내지 12중량%이고, M산화물은 1 내지 7중량%이고, 알루미늄산화물은 15 내지 35중량%이다. 니켈산화물의 함량이 80중량% 초과인 경우 니켈결정의 크기가 증가하여 반응활성이 오히려 감소하고, 40중량% 미만인 경우에는 니켈결정의 크기는 작으나 아민화 활성이 낮아서 전환율이 감소한다. 마그네슘산화물의 함량이 1중량% 미만이거나 알루미늄산화물의 함량이 10중량% 미만이면 산화니켈(NiO) 결정의 고분산과 균일성이 감소되어 수소화반응 활성이 낮아서 전환율이 낮아지게 된다. 마그네슘산화물의 함량이 15중량% 초과이거나 알루미늄산화물의 함량이 40중량% 초과이면 촉매의 산성과 염기성이 크게 증가하게 되어 알돌축합과 과아민화 부반응이 증가하게 되어 2급아민의 선택성이 크게 감소하고, 3급아민 부산물이 증가하게 된다. M산화물의 함량이 0.5 중량% 미만이면 아민화 반응활성을 증가시키거나 산화니켈(NiO) 결정의 소결을 억제하는 안정화에 의한 촉매반복사용에 의한 수명 증가효과가 없고, 10중량% 초과이면 오히려 산화니켈(NiO) 결정의 생성을 방해하여 촉매활성이 감소되고 전환율이 낮아진다.
상기 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜은 2-에틸헥사놀(2-Ethylhexanol), 노말옥타놀(n-Octanol), 또는 이소트리데카놀(Isotridecanol)이다.
상기 4성분계 금속산화물 촉매를 이용한 장쇄 2급 디알킬아민 합성조건으로 촉매의 사용량은 반응물인 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜 중량 대비 1 내지 20중량%, 바람직하게는 3 내지 15중량%, 반응온도는 110 내지 210℃, 바람직하게는 120 내지 190℃, 반응압력은 0.2 내지 4기압, 바람직하게는 0.3 내지 3기압에서 수행한다. 촉매량이 20중량% 초과이거나, 반응온도가 210℃ 초과, 반응압력이 0.2기압 미만이면 촉매의 활성이 과도하게 증가하고, 아민화반응이 추가로 진행되어 2급아민이 3급아민으로 전환되므로 2급아민의 수율이 감소한다. 그리고 촉매량이 1중량% 미만이거나, 반응온도가 110℃ 미만, 반응압력이 4기압 초과이면, 전환율이 낮아져서 반응시간이 크게 증가하며, 다른 반응조건을 가혹하게 높여야 하므로 공정운전비용이 증가하고, 2급아민의 수율도 감소한다.
이하 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다. 본 발명은 하기 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이고, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1:
(1-1) 아민화 촉매 NiO(63)·MgO(7)MoO 3 (5)·Al 2 O 3 (25)제조
질산니켈[Ni(NO3)2·6H2O] 2,094g, 질산마그네슘[Mg(NO3)2·6H2O] 385g 및 질산알루미늄[Al(NO3)3·9H2O] 1,576g을 탈이온수에 녹여 7L 용액을 제조하였다(A 용액). 수산화나트륨[NaOH] 1,120g을 탈이온수에 녹여 7L 용액을 제조하였다(B 용액). 탄산나트륨[Na2CO3] 212g을 탈이온수에 녹여 2L용액을 제조하였다(C 용액). pH 전극을 장착한 30L 반응기에 C 용액을 넣고 교반하였다. C 용액의 pH 9에서 A 용액과 B 용액을 같은 유속으로 5시간 동안 첨가하며, 분산물의 최종 pH가 pH 9가 되도록 B 용액으로 조정하였다. C 용액 슬러리에 Na2MoO4·2H2O 73g을 가하여 1시간 동안 교반하였다. 그 후 80℃에서 12시간 교반하고 여과하였다. 다음으로 15L 탈이온수를 가하여 분산 교반하고 여과하는 것을 3회 반복하였다. 그 여과된 수산화물을 100℃에서 10시간 동안 건조하였다. 건조된 수산화물을 분쇄기에서 10 내지 60마이크로미터의 크기로 분쇄하고, 600℃에서 6시간 동안 공기 중에 소성하였다. 소성한 산화물 분말을 환원 소성로에서 500℃에서 5시간 동안 수소 흐름 하에서 환원하였다. 공기 중에서 소성된 촉매를 XRD로 분석한 결과, 산화니켈의 결정이 확인되었고, 산화마그네슘, 산화몰리브덴 및 산화알루미늄은 미세한 무정형이었다(도 1). 환원된 촉매 분말은 30℃에서 6시간 동안 이산화탄소가 5% 함유된 질소가스를 흘러 보내어 안정화시키고 촉매로 사용하였다.
(1-2) 수소화 반응
200L 스테인레스 반응기에 이소트리데카놀 70㎏을 투입하고, NiO(63)·MgO(7)·MoO3(5)·Al2O3(25)촉매 6㎏을 투입하였다. 그 후 질소 가스를 반응기에 주입하고, 탈압을 반복하여 반응기를 질소 치환하였다. 상기 질소 치환 후, 90℃까지 승온하면서 암모니아 가스(NH3)를 1.0기압으로 충진한 다음, 160℃까지 승온하여 10시간 동안 아민화 반응을 수행하였다. 반응 후, 60℃로 냉각한 후 탈압하고, 질소 치환한 후, 정치시켜 촉매층을 침전시켰고, 상층에 해당하는 아민층을 증류 단계로 보내어 증류하여 순도 96%의 장쇄 2급아민을 얻었다. 촉매를 분리한 후의 2급 아민과 증류 후의 아민시료는 GC(가스 크로마토그래피)로 분석하였다. 반응결과는 하기 표 1과 같다.
실시예 2 내지 3:
NiO(a)·MgO(b)·WO3(c)·Al2O3(d) 촉매의 조성에서 a는 40 내지 80중량%, b는 1 내지 15중량%, c는 0.5 내지 10중량%, d는 10 내지 40중량%의 범위 내에서 표 1에서와 같이 변화시킨 것 외에는 상기 실시예 (1-1)과 동일하게 촉매를 합성하였고, 반응은 상기 실시예 (1-2)와 같았다. 반응결과는 표 1과 같다.
비교 실시예 1 내지 4:
NiO(a)·MgO(b)·WO3(c)·Al2O3(d) 촉매의 조성에서 a는 40 내지 80중량%, b는 1 내지 15중량%, c는 0.5 내지 10중량%, d는 10 내지 40중량%의 범위 밖에서 표 1에서와 같이 변화시킨 것 외에는 상기 실시예 (1-1)과 동일하게 촉매를 합성하였고, 반응은 상기 실시예 (1-2)와 같았다. 또한 W.R. Grace사의 Raney 2800(니켈) 촉매를 상기 실시예 (1-2)와 같이 반응시켰다. 반응결과는 표 1과 같다.
실시예 4:
NiO(63)·MgO(9)·WO3(3)·Al2O3(25) 촉매를 상기 실시예 (1-1)과 동일하게 합성하되 Na2MoO4 2H2O 대신에 Na2WoO4 2H2O를 사용하였고, 반응은 상기 실시예 (1-2)와 같았다. 반응결과는 표 1과 같다.
실시예 5:
NiO(63)·MgO(9)·MnO(3)·Al2O3(25) 촉매를 상기 실시예 (1-1)과 동일하게 합성하되 Na2MoO4 2H2O 대신에 질산망간[Mn(NO3)2·6H2O]를 사용하였고, 반응은 상기 실시예 (1-2)와 같았다. 반응결과는 표 1과 같다.
실시예 6:
NiO(63)·MgO(9)·SnO2(3)·Al2O3(25) 촉매를 상기 실시예 (1-1)과 동일하게 합성하되 Na2MoO4 2H2O 대신에 염화주석[Sn(Cl)4·5H2O]를 사용하였고, 반응은 상기 실시예 (1-2)와 같았다. 반응결과는 표 1과 같다.
실시예 촉매 조성(wt%) 알콜 전환율(%) 1급아민
수율(%)		 2급아민 수율(%) 3급아민 수율(%)
실시예 1 NiO(63)·MgO(7)·MoO3(5)·Al2O3(25) 93 8 83 3
실시예 2 NiO(73)·MgO(5)·MoO3(2)·Al2O3(20) 96 6 85 5
실시예 3 NiO(53)·MgO(10)·MoO3(5)·Al2O3(32) 91 9 80 2
비교 실시예 1 NiO(60)·MgO(7)·MoO3(11)·Al2O3(22) 98 5 55 38
비교 실시예 2 NiO(38)·MgO(7)·MoO3(5)·Al2O3(50) 54 19 33 2
비교 실시예 3 NiO(63)·MgO(1)·MoO3(0.4)·Al2O3(35.6) 65 27 37 1
비교 실시예 4 Raney Ni(Ni 89%), W.R. Grace.#2800 88 28 53 7
실시예 4 NiO(63)·MgO(9)·WO3(3)·Al2O3(25) 94 9 80 5
실시예 5 NiO(63)·MgO(9)·MnO(3)·Al2O3(25) 92 10 80 2
실시예 6 NiO(63)·MgO(9)·SnO2(3)·Al2O3(25) 92 6 81 5
상기 실시예 1 내지 3에서와 같이 NiO(a)·MgO(b)·WO3(c)·Al2O3(d) 촉매의 조성에서 a는 40 내지 80중량%, b는 1 내지 15중량%, c는 0.5 내지 10중량%, d는 10 내지 40중량%의 범위 내에서 전환율이 91% 이상, 1급아민의 수율이 9% 이하, 2급 장쇄아민의 수율이 80% 이상의 우수한 결과를 나타내었고, 증류시 순도 96% 이상의 고품질의 장쇄 2급아민을 었었다. 그러나, 비교실시예 1 내지 4에서와 같이 촉매조성에서 a는 40 내지 80중량%, b는 1 내지 15중량%, c는 0.5 내지 10중량%, d는 10 내지 40중량%의 범위 밖의 촉매는 2급아민의 수율이 30%이거나, 3급 아민의 수율이 30% 이상으로 생산수율이 매우 낮았다. 또한 몰리브덴 이외에도 텅스텐, 망간 및 주석 산화물의 첨가에도 2급아민의 수율이 80% 이상으로 고수율의 우수한 촉매였다.
실시예 7 내지 11:
실시예 1-1의 NiO(63)·MgO(7)·MoO3(5)·Al2O3(25) 촉매를 사용하되, 하기 표 2에서와 같이 반응조건을 변화시키고 상기 실시예 (1-2)와 같이 반응을 시켰다. 반응결과는 표 2와 같다.
실시예 촉매량
(중량%)		 반응온도 (℃) 반응압력 (기압) 반응시간 (시간) 알콜 전환율(%) 1급아민
선택도(%)		 2급아민 선택도(%) 3급아민 선택도(%)
실시예 7 12 160 0.7 8 95 6 81 8
실시예 8 8 150 0.8 15 93 9 81 3
실시예 9 8 160 2.0 12 98 25 70 3
실시예 10 8 180 0.8 8 98 4 83 11
실시예 11 5 160 1.0 10 93 7 82 4

실시예 7 내지 11에서와 같이 반응조건으로 촉매의 사용량이 반응물인 이소트리데카놀 중량 대비 1 내지 20중량%, 반응온도는 110 내지 210℃, 반응압력은 0.2 내지 4기압에서 수행한 결과, 2급 장쇄아민의 수율이 81% 이상으로 고수율로 합성할 수 있었다.
실시예 12 내지 13:
상기 실시예 (1-1)의 NiO(63)·MgO(7)·MoO3(5)·Al2O3(25) 촉매를 사용하되, 하기 표 3에서와 같이 반응물을 이소트리데카놀에서 노말옥타놀과 2-에틸헥사놀로 바꾸어 상기 실시예 (1-2)와 같이 반응하였다. 반응결과는 표 3과 같다.
실시예 반응 알콜 알콜 전환율
(%)		 1급아민수율
(%)		 2급아민 수율
(%)		 3급아민 수율
(%)
실시예 12 노말옥타놀 98 7 86 5
실시예 13 2-에틸헥사놀 94 10 78 6

실시예 12 내지 13에서와 같이 탄소수가 8인 노말옥타놀과 2-에틸헥사놀을 사용하여 아민화 반응을 수행한 결과, 2급 장쇄아민의 수율이 80% 이상으로 고수율로 합성할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 촉매를 이용하여 장쇄 알콜로부터 2급 디알킬아민을 제조하는 경우 공정이 단순하고, 반응수율, 순도 및 품질이 우수한 제품을 생산할 수 있으므로 우수한 품질을 가지는 엔진오일 첨가제와 그리스 첨가제로 사용될 수 있다는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜에 암모니아를 반응시키는 1단계 반응으로 장쇄 2급 디알킬 아민을 제조하는 데 사용되고, 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매:
    화학식 1
    NiO(a)·MgO(b)·M(c)·Al2O3(d)
    상기 화학식 1에서, a, b, c 및 d는 촉매 총 중량에 대한 함량을 의미하며, a는 40 내지 80중량%이고, b는 1 내지 15중량%이고, c는 0.5 내지 10중량%이고, d는 10 내지 40중량%이고, M은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 및 주석(Sn) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 금속 원소의 산화물임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1에서 a는 50 내지 75중량%이고, b는 3 내지 12중량%이고, c는 1 내지 7중량%이고, d는 15 내지 35중량%인 것을 특징으로 하는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 M이 몰리브덴(Mo) 산화물인 것을 특징으로 하는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매.
  4. 제1항에 있어서, 상기 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜이 2-에틸헥사놀(2-Ethylhexanol), 노말옥타놀(n-Octanol), 또는 이소트리데카놀(Isotridecanol)인 것을 특징으로 하는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매.
  5. 제1항에 있어서, 장쇄 2급 디알킬아민 합성조건으로 촉매의 사용량은 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜 중량 대비 1 내지 20중량%, 반응온도는 110 내지 210℃, 반응압력은 0.2 내지 4기압인 것을 특징으로 하는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매.
  6. 제1항에 있어서, 장쇄 2급 디알킬아민 합성조건으로 촉매의 사용량은 8 내지 13의 탄소수를 가지는 장쇄 알콜 중량 대비 3 내지 15중량%, 반응온도는 120 내지 190℃, 반응압력은 0.3 내지 3기압인 것을 특징으로 하는 장쇄 2급 디알킬아민 제조용 4성분계 금속 산화물 촉매.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5916838A (en) 1996-10-31 1999-06-29 Basf Aktiengesellschaft Catalysts for the amination of alkylene oxides, alcohols, aldehydes and ketones
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