JP2002226440A - 第1級アミン混合物の製法 - Google Patents
第1級アミン混合物の製法Info
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Abstract
せて第1級アミンと第2級アミンとから成る混合物を製
造する方法を提供することである。 【解決手段】 式(III): X−CN (III) のニトリルと水素とを、50〜250℃、圧力5〜35
0barで、触媒の全量に対して支持体上にPdを0.
1〜10質量%含有するPd−含有触媒の存在下に反応
させて、式(I): X−CH2−NH2 (I) の第1級アミンと式(II): (X−CH2−)2NH (II) の第2級アミンとから成る混合物を製造する方法。
Description
でニトリルから第1級および第2級アミン混合物を製造
する方法に関する。
ミンを製造する方法は公知である。
メチルアミノ)プロピオニトリル(DMAPN)からの
アミンの製造が記載されている。形成される生成物は、
ビス(3−ジメチルアミノ)プロピル)アミン(ビス−
DMAPA)およびトリス(3−ジメチルアミノ)プロ
ピル)アミン(トリス−DMAPA)である。反応は、
酸化アルミニウム上のパラジウムを触媒として使用して
実施される。ビス−DMAPAの割合は32%を越えな
い。
第2級アミンとから第3級アミンを製造する方法に関す
る。ここでは、第2級アミンを、支持体である酸化ジル
コニウム上にPd0.9%およびPt0.1%を含有する
触媒上で、水素の存在下に反応させている。
級アミンとから第2級アミンを製造する方法に関する。
反応は、前記と同じ酸化ジルコニウム上にPd0.9%
およびPt0.1%を含有する触媒を用いて、水素の存
在下に実施される。
の存在下に、ニトリルと水素とを反応させて第1級アミ
ンと第2級アミンとから成る混合物を製造する方法を提
供することである。
ら成る混合物が製造される。
0barで、触媒の全量に対して支持体上にPdを0.
1〜10質量%含有するPd−含有触媒の存在下に反応
させて、式(I): X−CH2−NH2 (I) の第1級アミンと式(II): (X−CH2−)2NH (II) の第2級アミン [式中、Xは、非置換またはC1〜C20−アルキル、
C3〜C8−シクロアルキル、C 4〜C20−アルキル
シクロアルキル、C4〜C20−シクロアルキルアルキ
ル、C2〜C20−アルコキシアルキル、C6〜C14
−アリール、C7〜C20−アルキルアリール、C7〜
C20−アラルキル、C1〜20−アルコキシ、ヒドロ
キシ、C1〜20−ヒドロキシアルキル、アミノ、C1
〜C20−アルキルアミノ、C2〜C20−ジアルキル
アミノ、C2〜C12−アルケニルアミノ、C3〜C8
−シクロアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリール
アミノ、アリール−C1〜C8−アルキルアミノ、ハロ
ゲン、メルカプト、C2〜C20−アルケニルオキシ、
C3〜C8−シクロアルコキシ、アリールオキシおよび
/またはC2〜C8−アルコキシカルボニルで置換され
たC1〜C20−アルキル、C 2〜C20−アルケニル
またはC3〜C8−シクロアルキルである]とから成る
混合物を製造する方法により解決されることが見出され
た。
III族、セリウムおよびランタンから選択される少な
くとも1種の付加的な金属をさらに0.1〜10質量%
で含有する。
させて第1級および第2級アミン混合物を取得する際に
前記触媒を使用することにより、触媒の実用寿命または
長期安定性が向上する。
して、パラジウム0.1〜10質量%、有利に0.1〜5
質量%、特に有利には0.2〜1質量%を含有する。
素の周期表第IB族およびVIII族、セリウムおよび
ランタンから選択される少なくとも付加的な金属を0.
1〜10質量%、有利には0.1〜5質量%、特に有利
には0.2〜1質量%含有する。1種の別の金属または
複数の別の金属混合物を使用できる。有利には銅、白金
およびそれらの混合物、特に有利には白金を使用する。
特に有利に触媒は、触媒の総量に対して、パラジウム
0.2〜1質量%および白金0.2〜1質量%、特に、パ
ラジウム0.3〜0.5質量%および白金0.3〜0.5質
量%を含有する。
触媒の総量に対して、Pd約0.4質量%およびPt約
0.4質量%を含有する。
およびPtを含有する。触媒は特に支持体上にPdおよ
びPtを含有する。ここで、PdおよびPtは有利に、
ほぼ同量または正に同量の質量で含有される。
て使用できる。例えば、支持体は、活性炭、炭化ケイ素
および金属酸化物から選択される。有利な金属酸化物
は、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン、
二酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムまた
はその混合物であり、これらは場合により、アルカリ金
属酸化物および/またはアルカリ土類金属酸化物でドー
プ処理されていてよい。特に有利にはγ−酸化アルミニ
ウム、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウムまたは酸化チ
タンまたはその混合物であり、特に有利にはZrO2で
ある。使用される支持体は任意の形体であってよい;例
えば射出形、ペレットまたはタブレットとして使用でき
る。触媒は、使用される金属成分から成る溶液を用いた
支持体の含浸などの一般公知の方法により製造できる。
例えばPdCl2またはPd(NO 3)2溶液での支持
体の含浸により、パラジウムを施すことができる。
る。好適な金属前駆体は、金属塩、例えばニトレート、
ニトロシルニトレート、ハライド、カーボネート、カル
ボキシレート、アセチルアセテート、クロロ錯体、ニト
リト錯体およびアミン錯体である。有利には、ニトレー
ト、クロリド、クロロ錯体およびアミン錯体である。共
沈または共含浸(joint impregnation)により被覆する
のが有利である。金属前駆体は、同時にまたは連続して
施せる。活性成分を施す順序は、自由に選択できる。
別の方法は当業者に公知であり、蒸着、スパッタリング
および共沈が含まれる。
広い範囲で制限を受けない。
は90〜170℃、特に有利には120〜160℃で、
圧力5〜300bar、有利には50〜250bar、
特に有利には70〜210barで、オートクレーブ等
の圧力装置または有利には管状反応容器中でバッチワイ
ズまたは有利には連続的に実施される。圧力は有利に反
応容器中の水素による圧力である。管状反応装置を使用
する場合、使用する触媒は固定床触媒としても存在でき
る。
は下向きの流れで、特に有利には上向きの流れで実施で
きる。特に、有利には、アンモニアを使用せずに反応さ
せる。
は、有利に0.1〜2kg/(1・h)、特に約0.1k
g/(1・h)である。反応装置から流出する液体の一
部は反応へ再循環できる。反応は、有利には反応容器か
ら流出した1〜20kg/(1cat・h)、特に5〜
10kg/(1cat・h)の量の液体を再循環させて
実施できる。
メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、メチル
tert−ブチルエーテルまたはN−メチルピロリドン
等の溶剤中で実施できる。式(III)のニトリルは溶
剤に溶解できる。溶剤は、別個に、任意の時点で反応容
器中に供給してよい。有利には溶剤不含で反応を実施す
る。
(II)のアミンは、混合物から分離でき、例えば蒸留
等の自体公知の方法で精製できる。
気と第1級アミンを含有する蒸気とを精留により取得し
て、第1級アミンを含有する蒸気を合成に戻すことがで
きる。
および式(II)の第2級アミンは、有利に10:1〜
1:10、より有利には2〜4:5の割合で形成され
る。第3級アミンは、有利に少量だけ形成され、特に有
利には第3級アミンは形成されない。形成される第3級
アミンの量は、反応容器からの流出物(溶剤を除く)に
対して有利に15質量%を下回り、特に有利には10質
量%を下回る。
トリルを反応させる。
ルキル、C4〜C20−アルキルシクロアルキル、C4
〜C20−シクロアルキルアルキル、C2〜C 20−ア
ルコキシアルキル、C6〜C14−アリール、C7〜C
20−アルキルアリール、C7〜C20−アラルキル、
C1〜C20−アルコキシ、ヒドロキシ、C1〜C20
−ヒドロキシアルキル、アミノ、C1〜C20−アルキ
ルアミノ、C2〜C20−ジアルキルアミノ、C2〜C
12−アルケニルアミノ、C3〜C8−シクロアルキル
アミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、アリール
−C1〜C8−アルキルアミノ、ハロゲン、メルカプ
ト、C2〜C20−アルケニルオキシ、C3〜C8−シ
クロアルコキシ、アリールオキシおよび/またはC2〜
C8−アルコキシカルボニルで置換されていてよいC1
〜C20−アルキル、C2〜C20−アルケニルまたは
C3〜C8−シクロアルキルである。
C1〜C8−、非常に有利にC1〜C6、特にC1〜C
4−アルキルであり、これは分枝鎖または直鎖であって
よく、有利には直鎖である。例えば、構造単位として
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、1
2、13、14、15、16、17、18、19、20
のメチレン単位、C(C)−C−C、C−C(C)−
C、C−C−(C)2−Cを有する直鎖の基が挙げられ
る。有利な構造単位は、C、C−C、C−C−C、C−
C−C−C、C−C−C−C−C−C、C−C(C)−
C−C、C−C(C)−C−C、C−C−C(CN)−
C−C−C、特に有利にはC、C−C、C−C−C、C
−C−C−Cである。
い。置換される場合、置換基の数は、X中の置換可能な
水素原子の数までである。基の種類に応じて、1〜5
個、有利には1〜3個、特に有利には0、1または2個
の置換基が存在してよい。可能な置換基は: −C1〜C20−アルコキシ、有利にはC1〜C8−ア
ルコキシ、例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポキ
シ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、s
ec−ブトキシ、tert−ブトキシ、n−ペントキ
シ、イソペントキシ、sec−ペントキシ、ネオペント
キシ、1,2−ジメチルプロポキシ、n−ヘキソキシ、
イソヘキソキシ、sec−ヘキソキシ、n−ヘプトキ
シ、イソヘプトキシ、n−オクトキシ、イソオクトキ
シ、特に有利にはC1〜C4−アルコキシ、例えばメト
キシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n
−ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシおよびt
ert−ブトキシ、−ヒドロキシ、−C1〜C20−ヒ
ドロキシアルキル、有利にはC1〜C8−ヒドロキシア
ルキル、特に有利にはC1〜C4−ヒドロキシアルキ
ル、例えばヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル、
2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシ−2−プロピル
および3−ヒドロキシ−n−プロピル、−アミノ、−C
1〜C20−アルキルアミノ、有利にはC1〜C8−ア
ルキルアミノ、特に有利にはC1〜C4−アルキルアミ
ノ、例えばメチルアミノ、または相当のアミノアルキ
ル、1−アミノエチル、2−アミノエチル、2−アミノ
−n−プロピルおよび3−アミノ−n−プロピル、−C
2〜C20−ジアルキルアミノ、有利にはC2〜C12
−ジアルキルアミノ、特に有利にはC2〜C8−ジアル
キルアミノ、例えばN,N−ジメチルアミノ、N,N−ジ
エチルアミノ、N,N−ジプロピルアミノ、N,N−ジ−
(1−メチルエチル)アミノ、N,N−ジブチルアミ
ノ、N,N−ジ−(1−メチルプロピル)アミノ、N,N
−ジ−(2−メチルプロピル)アミノ、N,N−ジ−
(1,1−ジメチルエチル)アミノ、N−エチル−N−
メチルアミノ、N−メチル−N−プロピルアミノ、N−
メチル−N−(1−メチルエチル)アミノ、N−ブチル
−N−メチルアミノ、N−メチル−N−(1−メチルプ
ロピル)アミノ、N−メチル−N−(2−メチルプロピ
ル)アミノ、N−(1,1−ジメチルエチル)−N−メ
チルアミノ、N−エチル−N−プロピルアミノ、N−エ
チル−N−(1−メチルエチル)アミノ、N−ブチル−
N−エチルアミノ、N−エチル−N−(1−メチルプロ
ピル)アミノ、N−エチル−N−(2−メチルプロピ
ル)アミノ、N−エチル−N−(1,1−ジメチルエチ
ル)アミノ、N−(1−メチルエチル)−N−プロピル
アミノ、N−ブチル−N−プロピルアミノ、N−(1−
メチルプロピル)−N−プロピルアミノ、N−(1−メ
チルプロピル)−N−プロピルアミノ、N−(2−メチ
ルプロピル)−N−プロピルアミノ、N−(1,1−ジ
メチルエチル)−N−プロピルアミノ、N−ブチル−N
−(1−メチルエチル)アミノ、n−(1−メチルエチ
ル)−N−(1−メチルプロピル)アミノ、N−(1−
メチルエチル)−N−(1−メトプロピル)アミノ、N
−(1−メチルエチル)−N−(2−メチルプロピル)
アミノ、N−(1,1−ジメチルエチル)−N−(1−
メチルエチル)アミノ、N−ブチル−N−(1−メチル
プロピル)アミノ、N−ブチル−N−(2−メチルプロ
ピル)アミノ、N−ブチル−N−(1,1−ジメチルエ
チル)アミノ、N−(1−メチルプロピル)−N−(2
−メチルプロピル)アミノ、n−(1,1−ジメチルエ
チル)−N−(1−メチルプロピル)アミノおよびN−
(1,1−ジメチルエチル)−N−(2−メチルプロピ
ル)アミノ、−C3〜C12−アザシクロアルキル、有
利にはC3〜C8−アザシクロアルキルアミノ、特に有
利にはC5〜C8−アザシクロアルキル、例えばピロリ
ジン、ピペリジン、アゼパン、ピペラジン、N−アルキ
ルピペラジンおよびモルホリン、−C3〜C8−シクロ
アルキルアミノ、例えばシクロプロピルアミノ、シクロ
ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、シクロヘキシル
アミノ、シクロヘプチルアミノおよびシクロオクチルア
ミノ、有利にはシクロペンチルアミノ、シクロヘキシル
アミノおよびシクロオクチルアミノ、特に有利にはシク
ロペンチルアミノおよびシクロヘキシルアミノ、−C3
〜C8−ジシクロアルキルアミノ、−アリールアミノ、
例えばフェニルアミノ、1−ナフチルアミノおよび2−
ナフチルアミノ、有利にはフェニルアミノ、−アリール
−C1〜C8−アルキルアミノ、有利にはフェニル−C
1〜C8−アルキルアミノ、特に有利にはフェニル−C
1〜4−アルキルアミノ、例えばフェニルメチルアミノ
およびフェニルエチルアミノ、−ハロゲン、有利にはフ
ッ素、塩素および臭素、特に有利にはフッ素および塩
素、−メルカプト、−C2〜C20−オキサシクロアル
キル、有利にはC2〜C8−オキサシクロアルキル、特
に有利にはC2〜C8−オキサシクロアルキル、例えば
2−テトラヒドロフラニル、3−テトラヒドロフラニ
ル、2−フラニルおよび3−フラニル、−C3〜C8−
シクロアルコキシ、例えばシクロプロポキシ、シクロブ
トキシ、シクロペントキシ、シクロヘプトキシおよびシ
クロオクトキシ、有利にはシクロペントキシ、シクロヘ
キソキシ、特に有利にはシクロペントキシおよびシクロ
ヘキソキシ、−アリールオキシ、例えばフェノキシ、1
−ナフトキシおよび2−ナフトキシ、有利にはフェノキ
シである。
12−、有利にはC2〜C6−、特に有利にはC2〜C
4−ジアルキルアミノ置換基が存在する。特に、置換基
はジメチルアミノまたはOHである。
ニトリル、プロピオニトリル、イソプロピオニトリル、
ブチロニトリル、バレロニトリル、ペンテンニトリル、
レテンニトリル、3−ヒドロキシプロピオニトリル、3
−メトキシプロピオニトリル、3−エトキシプロピオニ
トリル、3−プロポキシプロピオニトリル、3−イソプ
ロポキシプロピオニトリル、3−シクロヘキソキシプロ
ピオニトリル、2−メチル−3−ヒドロキシプロピオニ
トリル、3−メトキシ−2−メチルプロピオニトリル、
3−エトキシ−2−メチルプロピオニトリル、2−メチ
ル−3−プロポキシプロピオニトリル、3−イソプロポ
キシ−2−メチル−プロピオニトリル、3−シクロヘキ
ソキシ−2−メチルプロピオニトリル、3−メチル−3
−ヒドロキシプロピオニトリル、3−メトキシ−3−メ
チルプロピオニトリル、3−エトキシ−3−メチルプロ
ピオニトリル、3−メチル−3−プロポキシプロピオニ
トリル、3−イソプロポキシ−3−メチルプロピオニト
リル、3−シクロヘキソキシ−3−メチルプロピオニト
リル、3−アミノプロピオニトリル、3−メチルアミノ
プロピオニトリル、3−ジメチルアミノプロピオニトリ
ル、3−エチルアミノプロピオニトリル、3−ジエチル
アミノプロピオニトリル、3−プロピルアミノプロピオ
ニトリル、3−ジプロピルアミノプロピオニトリル、3
−イソプロピルアミノプロピオニトリル、3−ジイソプ
ロピルアミノプロピオニトリル、3−シクロヘキシルア
ミノプロピオニトリル、3−ジシクロヘキシルアミノプ
ロピオニトリル、N−(シアノエチル)−N−メチルア
ニリンである。特に有利には3−ヒドロキシプロピオニ
トリル、3−メトキシプロピオニトリル、3−ジメチル
アミノプロピオニトリル、3−ジエチルアミノプロピオ
ニトリル、3−シクロヘキシルアミノプロピオニトリル
および3−メチルアミノプロピオニトリル、特にビスシ
アノエチルエーテル、ビスシアノエチルアミン、N−メ
チル−ビスシアノエチルアミン、N−エチルビスシアノ
エチルアミン、N−n−プロピルビスシアノエチルアミ
ン、ポリイソブチレンニトリル、N−ポリイソブチレン
アミノプロピオニトリル、トリシアノエチルアミン、5
−アミノバレロニトリル、5−メチルアミノバレロニト
リル、5−ジメチルアミノバレロニトリル、6−アミノ
カプロニトリル、6−メチルアミノカプロニトリル、6
−ジメチルアミノカプロニトリル、5−アミノ−4−メ
チルバレロニトリル、5−メチルアミノ−4−メチルバ
レロニトリル、5−ジエチルアミノ−4−メチルバレロ
ニトリル、5−エチルアミノ−4−メチルバレロニトリ
ル、5−ジエチルアミノ−4−メチルバレロニトリル、
5−アミノ−2−メチルバレロニトリル、5−メチルア
ミノ−2−メチルバレロニトリル、5−ジメチルアミノ
−2−バレロニトリル、5−エチルアミノ−2−メチル
バレロニトリル、5−ジエチルアミノ−2−メチルバレ
ロニトリル、4−シアノスベロニトリル、アクリロニト
リルである。
ルアミノプロピオニトリル(DMAPN)および3−ヒ
ドロキシプロピオニトリル、特にDMAPNである。
ビス−DMAPAが、エポキシ樹脂のための硬化剤、ポ
リウレタンのための触媒、第4級アンモニウム化合物製
造のための中間体、可塑化剤、腐蝕防止剤、繊維助剤、
染料および乳化剤である。多官能化された第3級アミン
も、合成樹脂、イオン交換体、医薬品、作物保護剤およ
び殺虫剤を製造するために使用される。
る。
り、直径が12mmの中央熱電対を装備した電気加熱管
反応装置に、触媒570g(=500ml)およびステ
ンレススチール充填成分450mlを装入する。触媒
は、支持体である二酸化ジルコニウム上にPt0.4質
量%およびPd0.4質量%を含有し、直径が7mm
で、厚さが3mmで、孔直径が3mmの環形を成してい
る。
間かけて、純粋な水素により触媒を還元する。
(DMAPN)500g/h、反応装置からの液体流出
物4.0kg/hおよび水素0.38標準m3/hを下方
向から並流で通過させる。出発物質を反応装置の上流で
140℃まで加熱する。反応装置を140℃、総圧80
barで維持する。
一部を反応装置の注入口へ再循環させ、残留物を周囲圧
力まで圧抜きする。ガスクロマトグラフィーによる分析
で、ビス(3−ジメチルアミノプロピル)アミン(ビス
−DMAPA)50質量%、3−ジメチルアミノプロピ
ルアミン(DMAPA)30質量%、DMAPN3.0
質量%および種々の副生成物17質量%が反応装置から
の流出物中に含まれることが見出された。DMAPNの
変換率は従って97%であった。
0gをランダム充填構造(20個の理論段)を有するカ
ラムを使用した実験室用蒸留装置中で、頭頂部の圧力が
30mbar(絶対圧力)および還流比が5:1となる
ようにしてバッチワイズで蒸留した。これにより、DM
APA90.0質量%、DMAPN5.5%および副生成
物4.5%を含有する730gの第一フラクション(4
5℃で)およびビス−DMAPA99.3質量%を含有
する960gの第二フラクション(125℃で)を得
た。
Claims (9)
- 【請求項1】 式(III): X−CN (III) のニトリルと水素とを、50〜250℃、圧力5〜35
0barで、触媒の全量に対して支持体上にPdを0.
1〜10質量%含有するPd−含有触媒の存在下に反応
させて、式(I): X−CH2−NH2 (I) の第1級アミンと式(II): (X−CH2−)2NH (II) の第2級アミン [式中、Xは、非置換またはC1〜C20−アルキル、
C3〜C8−シクロアルキル、C 4〜C20−アルキル
シクロアルキル、C4〜C20−シクロアルキルアルキ
ル、C2〜C20−アルコキシアルキル、C6〜C14
−アリール、C7〜C20−アルキルアリール、C7〜
C20−アラルキル、C1〜20−アルコキシ、ヒドロ
キシ、C1〜20−ヒドロキシアルキル、アミノ、C1
〜C20−アルキルアミノ、C2〜C20−ジアルキル
アミノ、C2〜C12−アルケニルアミノ、C3〜C8
−シクロアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリール
アミノ、アリール−C1〜C8−アルキルアミノ、ハロ
ゲン、メルカプト、C2〜C20−アルケニルオキシ、
C3〜C8−シクロアルコキシ、アリールオキシおよび
/またはC2〜C8−アルコキシカルボニルで置換され
たC1〜C20−アルキル、C 2〜C20−アルケニル
またはC3〜C8−シクロアルキルである]とから成る
混合物を製造する方法。 - 【請求項2】 触媒が、さらに、周期表のIB族および
VIII族、セリウムおよびランタンから選択される少
なくとも1種の付加的な金属を0.1〜10質量%含有
することを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 触媒が、Pd0.2〜1質量%およびP
t0.2〜1質量%を含有することを特徴とする、請求
項2に記載の方法。 - 【請求項4】 支持体を、活性炭、炭化ケイ素および金
属酸化物から選択することを特徴とする、請求項1から
3までのいずれか1項の方法。 - 【請求項5】 支持体がZrO2であることを特徴とす
る、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 Xが、2個までの置換基を有する直鎖C
1〜C6−アルキルであることを特徴とする、請求項1
から5までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 置換基がC2〜C12−ジアルキルアミ
ノまたはOHであることを特徴とする、請求項6に記載
の方法。 - 【請求項8】 式(III)のニトリルが、ビス(3−
(ジメチルアミノ)プロピル)アミン)と3−(ジメチ
ルアミノ)プロピルアミンとから成る混合物へ変換され
る、3−(ジメチルアミノ)プロピオニトリル(DMA
PN)であることを特徴とする、請求項7に記載の方
法。 - 【請求項9】 式(I)の第1級アミンと式(II)の
第2級アミンが、質量比10:1〜1:10で形成され
ることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1
項に記載の方法。
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