KR970011789B1 - 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음
Description
본 발명은 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민의 개선된 제조방법에 관한 것이다.
비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민은 많은 광안정화제를 제조하기 위한 중간체이다. 합성 중합체가 태양광 또는 다른 자외선원의 작용을 받게 될 때 화학적 및 물리적 변화를 다소 심하게 일으킨다는 것은 공지되어 있다. 합성 중합체에 대한 자외선의 유해 효과를 방지하기 위해서 일반적으로 적합한 광안정화체, 이를 테면 EP-A22,079, EP-A-155,909, EP-A-209,126, EP-A-209,127, US-A-3,684,765, US-A-3,904,581, US-A-4,369,321 및 US-A-4,533,688에 기재되어 있는 광안정화제를 중합체에 첨가한다.
비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민의 몇 가지 제조방법이 제시되어 있다. 예를 들어 US-A-4,533,688에는 산화백금의 존재 하에서, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈과 염화 암모늄의 화합물을 수소화시켜 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민을 제조하는 방법이 기재되어 있다. US-A-3,684,765에는 암모니아로 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈을 환원성 아민화시켜 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민의 제조하는 방법이 기재되어 있으나, 반응 조건과 얻어진 결과에 대해서는 아무런 언급이 없다.
본 발명은 귀금속수소화 반응 촉매의 존재 하에서 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 또는, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈×H2O와 암모니아 및 수소를 반응시킴에 있어 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 대 암모니아의 몰비가 1 : 0.4 내지 1 : 0.8, 바람직하게는 1 : 048 내지 1 : 0.8인 것을 특징으로 하는 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민의 개선된 1단계 제조방법에 관한 것이다.
보통의 온도와 압력 하에서 반응을 수행할 수 있고, 생성물을 높은 수율로 수득하며, 적은 비용으로 출발 물질을 마련할 수 있다는 점에서 본 발명은 공업적인 용도에 유리하며 적합하다.
2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 대 암모니아의 몰비는 바람직하게는 1 : 0.5 내지 1 : 0.7, 특히 바람직하게는 1 : 0.52 내지 1 : 0.7, 이를테면 1 : 0.54 내지 1 : 0.6이다.
적합한 불활성 물질로 임의적으로 담지될 수 있는 귀금속 수소화 반응 촉매의 예로는 백금 또는 필라듐, 또는 백금과 팔라듐의 혼합물, 또는 백금과 로듐의 혼합물이 있다. 백금이 바람직하다.
본 발명에 따른 환원성 아민화 반응은 유기 또는 무기산의 존재 또는 비존재 하에서 행해질 수 있다. 반응이 공촉매(co-catalyst)(pKa값 : 1-5.5, 바람직하게는 4-5)로서의 유기 또는 무기산 존재 하에서 진행 될 경우, 적합한 산의 예로는 아세트산, 프로피온산, p-톨루엔술폰산, 벤조산, 2-클로로벤조산, 2-페닐벤조산, 톨루산, 헥사히드로벤조산, 황산 및 인산이 있다. 벤조산, 톨루산, 헥사히드로벤조산 및 황산이 바람직하다. 상기의 산은 암모늄염의 형태로 사용될 수도 있다. 유기 또는 무기산은 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 몰당 0.001 내지 0.1몰, 바람직하게는 0.001 내지 0.05몰, 특히 바람직하게는 0.002 내지 0.01몰의 양만큼 사용하는 것이 편리하다.
유기 또는 무기산이 공촉매로 사용되는 경우, 반응이 끝난 후 반응 혼합물을 중화시키는 것이 편리하다. 바람직한 염기는 무기염기, 특히 나트륨 또는 칼륨의 수산화물 또는 탄산염이며, 바람직하게는 최소한 산과 동량으로 사용된다.
본 발명에 따르는 환원성 아민과 반응은 용매 없이 또는 불활성 용매, 즉 물, 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올과 같은 저급 알코올, 물과 저급 알코올의 혼합물, 톨루엔, 크실렌 또는 시클로헥산과 같은 탄화수소의 존재 하에서 수행될 수 있다. 바람직한 용매로는 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올이 있으며, 특히 메탄올이 바람직하다.
본 방법은 20°내지 120℃, 특히 30°내지 100℃에서 바람직하게 행해진다.
수소압력은 예컨대 1 내지 100바아(bar), 특히 5 내지 80바이다.
본 방법은 출발물질, 촉매 및 임의적으로 용매를 넣은 고압솥 내에서 편리하게 수행된다. 반응 혼합물은 수소 흡수가 완료될 때까지 일정한 수소 압력 하에서 가열 및 교반된다. 반면, 본 발명의 변형으로 출발물질 중 하나를 연속적으로 반응 혼합물에 첨가할 수도 있다.
요구되는 암모니아는 수용액 또는 알코올 용액의 형태 뿐만 아니라 기체의 형태로도 사용된다.
반응시간은 온도, 압력, 교반속도, 수소화 반응 촉매의 양 등 상이한 요인에 따라 달라진다; 예를 들어, 공촉매로서 산이 존재하는 경우 반응은 더 빨리 진행된다.
반응도중에 형성되는 부생물의 종류와 양은 출발물질인 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈과 암모니아의 몰비 및 특히 공촉매로 사용되는 산의 존재여부와 종류에 따라 달라진다. 생성될 수 있는 부생물의 예로는 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 4-히도록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 및 4-이소프로필아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘이 있다. 산이 존재한느 경우 더 적은 양의 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘이 생성되는 반면, 산이 존재하지 않는 경우 더 적은 양의 4-이소프로필아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 및 상이한 미확인 생성물이 생긴다.
2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 대 암모니아의 몰비가 1 : 0.48 내지 1 : 0.6일 경우 반응은 공촉매의 존재 하에서 바람직하게 행해진다.
반응의 주요 부생물인 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘은 필요한 경우 재순환될 수 있는데, 이것은 얻어진 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 새로운 반응 혼합물에 첨가할 수 있다는 의미이다. 재순환후, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민의 수율은 통상 이론치의 90%를 초과한다.
따라서, 앞의 반응 도중에 수득된 부생물 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 새로운 반응 혼합물에 첨가하는 방법이 바람직하다.
비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민은 공지 방법, 예컨대 휘발성 생성물의 분별 증류 또는 증류 및 그 후 잔류물의 재결정에 의해 반응 혼합물로부터 단리될 수 있다. 휘발성 생성물을 증류한 직후 잔류물을 생성할 수도 있다.
출발물질은 모두 공지된 것이거나 상품화되어 있다; 필요한 경우, 공지 방법과 유사한 방법으로 제조될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 설명해 준다.
[실시예 1]
고압솥(1리터 들이)에 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 388.1g(2.5몰), 메타놀 100ml, 벤조산 2.5g(0.02몰), 기체상 암모니아 23.33g(1.37몰) 및 5% Pt/C 4.5g을 넣는다. 50바이스 수소 압력 하에 60℃의 온도에서 흡수가 종료될 때까지(약 8시간)반응을 행한다. 이어, 촉매를 여과하여 제거하고 용매를 증류하여 증발시킨다. 수산화나트륨 1g 존재 하에서 잔류물을 분별증류에 의해 분리하여, 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 79%를 함유하는 증류액(비점 : ~80℃/2.7mbar) 63.2g과 잔류물(비점 : ~120℃/0.5mbar ; 수율 : 81.6%)로서의 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민 301.4g을 수득한다.
[실시예 2]
실시예 1에서 설명한 일반적인 방법을 반복하는데, 실시예 1에서 수득한 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 함유하는 증류액 63.2g을 반응 혼합물에 추가로 첨가한다.
이어, 같은 방법을 3회 반복한다. 매회, 앞의 반응에서 수득한 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 함유하는 증류액을 새로운 반응 혼합물에 첨가한다.
비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민의 수율 :
계산치 : 1477.5g
실측치 : 1396.8g(= 이론치의 94.5%)
[실시예 3 내지 9]
2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈(TAA) 2.5몰과 표1에 나타낸 시약 및 용액을 사용하여 실시예 1에 설명한 일반적인 방법으로 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민을 제조한다.
1) 기체액체 크로마토그래피법(GLC)에 의해 결정함
Claims (16)
- 귀금속수소화반응 촉매의 존재 하에서 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 또는, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈×H2O와 암모니아 및 수소를 반응시킴에 있어 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 대 암모니아의 몰비가 1 : 0.4 내지 1 : 0.8인 것을 특징으로 하는 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)아민의 1단계 제조방법.
- 제1항에 있어서, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 대 암모니아의 몰비가 1 : 0.48 내지 1 : 0.6인 경우 공촉매의 존재하에서 반응이 진행되는 방법
- 제1항에 있어서, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 대 암모니아의 몰비가 1 : 0.5 내지 1 : 0.7인 방법.
- 제1항에 있어서, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 대 암모니아의 몰비가 1 : 0.52 내지 1 : 0.7인 방법.
- 제1항에 있어서, 귀금속수소화 반응 촉매가 백금 또는 필라듐인 방법.
- 제1항에 있어서, 공촉매로서의 유기 또는 무기산의 존재 하에서 행해지는 방법.
- 제6항에 있어서, 공촉매가 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 몰당 0.001 내지 0.1몰의 양만큼 존재하는 방법.
- 제6항에 있어서, 공촉매가 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 몰당 0.001 내지 0.05몰의 양만큼 존재하는 방법.
- 제6항에 있어서, 공촉매가 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리돈 몰당 0.002 내지 0.01몰의 양만큼 존재하는 방법.
- 제6항에 있어서, 공촉매가 벤조산, 톨루산, 헥사히드벤조산 또는 황산인 방법.
- 제1항에 있어서, 용매없이 행해지는 방법.
- 제1항에 있어서, 불활성 용매 내에서 행해지는 방법.
- 제12항에 있어서, 용매가 매탄올, 에탄올 또는 이소프로판올인 방법.
- 제1항에 있어서, 20℃ 내지 120℃의 온도에서 행해지는 방법.
- 제1항에 있어서, 1 내지 100바아의 수소압력하에서 행해지는 방법.
- 제1항에 있어서, 반응 동안에 수특된 부생물 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 출발물질로서 새로운 반응공정에 재순환시키는 방법.
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