DE102005045136A1 - Verfahren zur Herstellung von N-Benzylalkylaminen - Google Patents
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Verfahren zur lösungsmittelfreien Herstellung von N-Benzylalkylaminen aus Benzaldehyd und N-Alkylaminen, insbesondere zur Herstellung von N-Benzyl-N-tert.-butylamin.
Description
- Verschiedene Verfahren zur Herstellung von N-Benzylalkylaminen sind bekannt: In J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 4320-4323 wird ein Verfahren beschrieben, nach welchem ausgehend von Benzaldehyd und Alkylaminen N-Benzylalkylamine erhalten werden. In diesem Verfahren erfolgt in der ersten Stufe die Herstellung von N-Benzyliden-alkylamin aus äquimolaren Mengen an Benzaldehyd und Alkylamin in einer Lösung von Benzol und Toluol. Anschließend werden das Lösungsmittel und das bei der Reaktion entstehende Wasser abdestilliert. Das so erhaltene N-Benzyliden-alkylamin wird anschließend an Raney-Nickel in Ethanollösung hydriert. Das Lösungsmittel wird aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert und das Zielprodukt N-Benzyl-alkylamin im Vakuum destilliert. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens ist der relativ hohe Energiebedarf bei der destillativen Abtrennung und Regenerierung der beiden Lösungsmittel.
- Auch aus der DE-A 10 116 816 (Veröffentlichungsdatum: 17. Oktober 2002) ist ein Verfahren zur Herstellung von N-Benzyliden-alkylaminen bekannt, wobei die Herstellung von N-Benzyliden-alkylaminen in einer Lösung von niederen Alkoholen (C1-C4) durchgeführt wird. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird ohne Vorreinigung in Gegenwart eines Metalle der Gruppen VIII-IX enthaltenden Katalysators hydriert.
- Die Verwendung desselben Lösungsmittels in beiden Stufen der Herstellung von N-Benzyl-alkylaminen würde den Energieverbrauch verringern und das gesamte Verfahren im Vergleich zum oben beschriebenen Stand der Technik deutlich vereinfachen, das Problem jedoch nicht vollständig lösen. Insbesondere wird zur Entfernung des niederen aliphatischen Alkohols aus dem Reaktionsgemisch und zur Abtrennung von Wasser und niedrigsiedenden Mischungen eine Stufe mit hohem Energiebedarf benötigt, in der das Lösungsmittel destillativ entfernt wird. Es wird sogar Methanol eingesetzt, das mit Wasser kein azeotropisches Gemisch bildet.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, ein wirtschaftlicheres Verfahren zur Herstellung von N-Benzol-alkylaminen aus Benzaldehyd und Alkylaminen zu entwickeln, das die mit der Verwendung von Lösungsmitteln assoziierten Nachteile nicht aufweist und in dem die Abtrennung zumindest des Hauptanteils des durch die Umsetzung entstehenden Wassers ohne die mit hohen Energiekosten verbundene Rektifizierungsstufe durchgeführt wird.
- Bevorzugt herzustellendes N-Benzyl-alkylamin ist N-Benzyl-tert.-butylamin aus Benzaldehyd und tert.-Butylamin.
- Die oben genannte Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst, das ohne Lösungsmittel zur Herstellung von N-Benzyl-alkylaminen aus Benzaldehyd und Alkylaminen durchgeführt wird. Bevorzugt erfindungsgemäß hergestelltes Alkylamin ist N-Benzyliden-tert.-butylamin aus Benzaldehyd und tert.-Butylamin. Das Alkylamin wird hierbei vorzugsweise in leichtem Überschuss eingesetzt, besonders bevorzugt im Fall von tert.-Butylamin im Molverhältnis von 1,05 – 1,15, vorzugsweise 1,1 zu einem Mol Benzaldehyd. Im Verlauf der Reaktion zwischen Benzaldehyd und dem Alkylamin wird Wasser als untere Schicht bei der Synthese des Zielproduktes abgeschieden.
- Die organische Schicht, die in der Regel nicht mehr als 1,0 Gew.-% Wasser enthält, wird ohne Zugabe eines Lösungsmittels in einer kontinuierlichen Durchflusseinheit in einem Reaktor mit einer stationären Katalysatorschicht hydriert.
- Erfahrungsgemäß können als Katalysatoren Zusammensetzungen eingesetzt werden, die ein oder mehrere Metalle der Gruppen VIII-IX auf grobporigen Trägern enthalten und eine gesamte spezifische Oberfläche von nicht mehr als 700 m2·g–1 aufweisen. Als Träger wird vorzugsweise ein synthetisches Kohlenstoffmaterial eingesetzt, das als „Sibunit" bekannt ist und eine spezifische Oberfläche von 500-600 m2·g–1 aufweist. Bei Verwendung von feinporigen Trägern mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 700 m2·g–1 treten insbesondere im Verlauf der Hydrierung von N-Benzyliden-tert.-butylamin in einer kontinuierlichen Durchflusseinheit Diffusionsprobleme auf, die in Anwesenheit eines Lösungsmittels nicht vorkommen. Diese Probleme verhindern die Gewinnung des Zielprodukts in hohen Ausbeuten. Um diese Probleme zu überwinden, werden beispielsweise im Fall von tert.-Butylamin das überschüssige Amin und das Restwasser nach der Hydrierung aus dem Reaktionsgemisch destillativ entfernt. Das Produkt, in diesem Fall N-Benzyl-tert.-butylamin, wird dann mit einem Gehalt an Zielprodukt von mindestens 98 Gew.-% erhalten.
- Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele veranschaulicht, die jedoch keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung vermitteln sollen.
- Beispiel 1
- 1060 g (10 Mol) Benzaldehyd und 803 g (11 Mol) tert.-Butylamin wurden 1 Stunde bei 25-30°C gerührt und anschließend 15 Stunden bei 20°C gehalten. Die Wasserschicht wurde abgetrennt und die organische Schicht (1683 g) der Hydrierung zugeführt.
- In den Hydrierreaktor wurden 200 cm3 des granulierten Katalysators (2% Pd „Sibunit" mit einer gesamten spezifischen Oberfläche von 550 m2·g–1) eingetragen. Anschließend wurden 50 l·h–1 Wasserstoff und 10 ml·h–1 N-Benzyliden-tert.-butylamin (die obere, organische Schicht aus der vorhergehenden Stufe) bei einem Druck von 30 bar und einer Reaktortemperatur von 40°C kontinuierlich eingetragen. Das den Reaktor verlassende Reaktionsgemisch wurde abgekühlt und der zurückzuführende Wasserstoff abgetrennt. Aus den flüssigen Produkten wurde überschüssiges tert.-Butylamin und das Restwasser destillativ entfernt und als Produkt 1605 g N-Benzyl-tert.-butylamin mit einem Anteil an Zielprodukt von 98,1 Gew.-% erhalten. In der Hydrierstufe betrug der Umsatz an N-Benzyliden-tert.-butylamin 99,8% und die Selektivität für die Bildung von N-Benzyl-tert.-butylamin 96,8 Mol.-%.
- Beispiel 2 (Vergleich)
- Die Herstellung von N-Benzyliden-tert.-butylamin wurde analog Beispiel 1 durchgeführt.
- In den Hydrierreaktor wurden 200 cm3 des granulierten Katalysators eingetragen, der nach dem in DE-A 10 116 816 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde und die gleiche Zusammensetzung (5 Gew.-% Pd an Kohlenstoff mit einer gesamten spezifischen Oberfläche von 1200 m2·g–1) besaß. Anschließend wurde Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit von 50 l·h–1 und N-Benzyliden-tert.-butylamin mit einer Geschwindigkeit von 10 l·h–1 bei einem Druck von 30 bar und einer Reaktortemperatur von 70°C eingetragen. Das den Reaktor verlassende Reaktionsgemisch wurde abgekühlt und der zurückzuführende Wasserstoff abgetrennt. Aus den flüssigen Produkten wurden überschüssiges tert.-Butylamin und das Restwasser destillativ entfernt und als Produkt 1331 g N-Benzyl-tert.-butylamin mit einem Gewichtsanteil des Zielproduktes von 88,5 Gew.-% erhalten. In der Hydrierstufe betrug der Umsatz an N-Benzyliden-tert.-butylamin 85,1 % und die Selektivität für die Bildung von N-Benzyl-tert.-butylamin 86,2%.
Claims (3)
- Verfahren zur Herstellung von N-Benzylalkylaminen, in welchem in einer ersten Stufe ohne Verwendung eines Lösungsmittels ein Alkylamin mit Benzaldehyd umgesetzt wird und in einer zweiten Stufe das erhaltene N-Benzyliden-amin in Gegenwart von Metalle der Gruppen VIII-IX enthaltenden Katalysatoren hydriert wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Alkylamin um tert.-Butylamin und bei dem erhaltenen Endprodukt um N-Benzyl-N-tert.-butylamin handelt.
- Verfahren gemäß Anspruch 1 zur lösungsmittelfreien Herstellung von N-Benzyl-N-tert.-butylamin, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe, der Aminierungsstufe, N-Benzyliden-N-tert.-butylamin durch lösungsmittelfreie Umsetzung von Benzaldehyd mit tert.-Butylamin erhalten wird und in der zweiten Stufe, der Hydrierungsstufe, das N-Benzyliden-N-tert.-butylamin in Gegenwart von Metalle der Gruppen VIII-IX enthaltenden Katalysatoren hydriert wird und in der Aminierungsstufe ≥ 90% des entstandenen Wassers durch Trennung in Schichten entfernt und die Hydrierung in Gegenwart von Katalysatoren auf Trägern mit einer gesamten spezifischen Oberfläche von nicht höher als 700 m2·g–1 durchgeführt wird.
Priority Applications (1)
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| DE200510045136 Withdrawn DE102005045136A1 (de) | 2005-09-22 | 2005-09-22 | Verfahren zur Herstellung von N-Benzylalkylaminen |
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2005
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