JP2965727B2 - 3‐アミノメチル‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキシルアミンの製法 - Google Patents
3‐アミノメチル‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキシルアミンの製法Info
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Description
5‐トリメチル‐シクロヘキサノンからの3‐アミノメ
チル‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキシルアミン
の新規製法に関する。
書の記載から、第一モノアミン及びジアミンを、場合に
よっては還元能を有する別の基を有していてもよいオキ
ソ化合物からアンモニア及び水素を用いて公知の水素化
触媒の存在下で製造する方法は、公知であり、この方法
では、水素化触媒の存在下でのアンモニア及び水素との
反応前に、オキソ化合物は温度10〜200℃及び圧力
1〜300バールでイミン形成触媒としての無機及び有
機のイオン交換体の存在下でアンモニウムの形でアンモ
ニアと前反応する。この方法の後に3‐シアノ‐3,
5,5‐トリメチル‐シクロヘキサノン(イソホロンニ
トリル)はイオン交換体での反応及び常用のコバルト触
媒での通常の水素化によって95%までの収率で3‐ア
ミノメチル‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキシル
アミン(イソホロンジアミン)に変換される。
にイミノ化工程の際にイオン交換体が必要とされるとい
う欠点を有する。この場合に短い滞留時間達成のために
異性化工程の際に必要なイオン交換体(有機イオン交換
体又は無機イオン交換体、例えばゼオライト)は、高い
費用の他に不十分な機械的安定性ないしは熱安定性の欠
点を有する。
は、上記欠点を除去する、3‐アミノメチル‐3,5,
5‐トリメチル‐シクロヘキシルアミンを3‐シアノ‐
3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキサノンから製造す
る方法を見出すことであった。
的に相互に分離された2室の反応室中で、 a) 3‐シアノ‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘ
キサノンを第1の反応室中で過剰量のアンモニアと、酸
化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン、二酸化ジ
ルコニウムで温度20〜150℃及び圧力15〜500
バールで反応させ、かつ b) 生じた反応生成物を第2の反応室中で水素を用い
て過剰量のアンモニアの存在下で、コバルト含有触媒、
ニッケル含有触媒、ルテニウム含有触媒及び/又は別の
貴金属含有触媒で温度60〜150℃及び圧力50〜3
00バールで水素化することを特徴とする、3‐アミノ
メチル‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキシルアミ
ンを3‐シアノ‐3,5,5‐トリ‐メチル‐シクロヘ
キサノンから製造するための改善された新規方法が見出
された。
に分離された2室の反応室中で実施することができる:
a) 第1の処理工程の際に3‐シアノ‐3,5,5‐
トリメチル‐シクロヘキサノンは過剰量のアンモニア
と、温度20〜150℃、特に30〜130℃、殊に5
0〜100℃及び圧力15〜500バール、特に100
〜350バールで反応し、3‐シアノ‐3,5,5‐ト
リメチル‐シクロヘキシルイミンに変換される。
ニウム、二酸化珪素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウ
ムが適当である。有利に酸化アルミニウム、二酸化チタ
ン、二酸化ジルコニウム、殊に酸化アルミニウム及び二
酸化チタンが使用される。触媒の酸性度は、場合によっ
てはハロゲン化物の添加によって高めることができる。
このようにして例えば、酸化アルミニウムに塩素原子又
は二酸化チタンに塩素原子というようにハロゲン添加さ
れた触媒も使用される。
り3‐シアノ‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキサ
ノン0.01〜10kg、特に0.05〜7kg、殊に
0.1〜5kgの触媒負荷が厳守される。3‐シアノ‐
3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキサノン1モル当
り、イミノ化の際に有利に、しかし強制的ではなくNH
35〜500モル、特に10〜400モル、殊に20〜
300モルが使用される。3‐シアノ‐3,5,5‐ト
リメチル‐シクロヘキサノンのイミノ化は、溶剤、例え
ばアルカノール又はテトラヒドロフランの存在下で実施
することもできる。
器又は圧力容器カスケード中で実施される。特に有利な
実施態様により3‐シアノ‐3,5,5‐トリメチル‐
シクロヘキサノン及びNH3は、イミノ化触媒が固定床
の形で配置されている管状反応器に導通される。
びアンモニアの使用量から判明する。全滞留時間は有利
には0.5〜120分、特に1〜40分、殊に1.5〜2
0分の範囲内にある。
2の処理工程の際に水素3〜10000モル当量、特に
4.5〜30モル当量と一緒に、場合によっては別のア
ンモニアの供給後に接触水素化に供給される。
0℃、特に70〜140℃、殊に80〜130℃及び圧
力50〜500バール、特に100〜350バール、殊
に150〜300バールが厳守される。
g/時間の範囲内にあり、特に0.02〜2.5kg/k
g/時間、殊に0.05〜2kg/kg/時間にある。
れる。3‐シアノ‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘ
キシルイミン1モル当り、NH35〜500モル、特に
10〜400モル、殊に20〜300モルが使用され
る。有利には前記の、相応する3‐シアノ‐3,5,5
‐トリメチル‐シクロヘキサノンからの3‐シアノ‐
3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキシルイミンの製造
の際に調整されたNH3供給量が選択される。しかしな
がらNH3含量は、水素化前でも付加的なNH3の添加に
よって所望の値に高めることができる。
クロヘキシルイミンのアミノ化水素化は有利に連続的
に、例えば耐圧性撹拌容器又は撹拌容器カスケード中で
実施される。特に有利な実施態様の場合には、3‐シア
ノ‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキサノンのイミ
ノ化からの生成物混合物がプール方法もしくは細流方法
(Sumph‐ oder Rieselfahrweise)で固定配置された触媒
床上に導入される管状反応器が使用される。
触媒及び水素化触媒が、分離された2層中に配置されて
いる1つの反応器中で実施することができる。この場合
にはイミノ化は有利に水素の存在下で実施される。
合には、全滞留時間は触媒負荷及びアンモニアの使用量
から判明する。全滞留時間は0.5〜120分、特に1
〜40分、殊に1.5〜20分の範囲内にある。
っては加圧下で分離される。このようにして得られた3
‐アミノメチル‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキ
シルアミンは、分留によって単離することができる。
族のニッケル、コバルト、鉄、銅、ルテニウム又は別の
貴金属を包含する全ての常用の水素化触媒を使用するこ
とができる。有利にはルテニウム‐、コバルト‐もしく
はニッケル触媒が使用される。ルテニウム触媒及びコバ
ルト触媒が特に有利である。触媒活性金属は、完全接触
体として使用することもできるし、担体上で使用するこ
ともできる。このような担体として、例えば酸化アルミ
ニウム、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化亜鉛
又は酸化マグネシウム/酸化アルミニウムは重要であ
り、塩基性成分、例えばアルカリ金属及びアルカリ土類
金属の酸化物及び水酸化物を含有する水素化触媒は有利
とされる。従って塩基性担体、例えばβ‐酸化アルミニ
ウム又は酸化マグネシウム/酸化アルミニウムは特に有
利である。酸化マグネシウムを5〜40%含有する酸化
マグネシウム/酸化アルミニウムは特に有利である。こ
の場合に酸化マグネシウム及び酸化アルミニウムを含有
する担体はアモルフであってもよいし、スピネルとして
存在していてもよい。
の間でも、例えば水中のアルカリ金属酸化物もしくはア
ルカリ土類金属酸化物の溶液として供給することができ
る。
含有するコバルト又はルテニウムが使用される。上記触
媒は、自体公知の方法により工業的に得られる。このよ
うにして、例えば塩基性担体上のルテニウムは、ルテニ
ウム塩水溶液、例えば塩化ルテニウム及び硝酸ルテニウ
ムを相応する担体上に塗布することにより獲得される。
担体上のルテニウム濃度は0.1〜10%、特に0.5〜
5%、殊に1〜4%である。乾燥後及び場合によっては
温度120〜500℃、特に200〜400℃でのか焼
後に、ルテニウム触媒の活性化は水素流中で温度180
〜250℃、特に190〜230℃及び圧力1〜500
バール、特に20〜300バールで1〜20時間、特に
2〜10時間で行われる。
別の金属、例えばパラジウム又は鉄を含有していてもよ
い。この場合に通常、鉄含量は0.5〜5%の範囲内に
あり、パラジウム含量は0.1〜5%の範囲内にある。
用いて特に高い触媒負荷を実現することができ、ひいて
は特に高い空時収量を達成することができることを示
す。
基性成分、例えばLi2O、Na2O、K2O、MgO、
CaO、SrO又はBaOを含有する。この他に有利に
この触媒は鉄、ニッケル、マンガン、クロム、モリブデ
ン、タングステン又は燐のうち少なくとも1元素を含有
する。コバルト及び塩基性成分の他に鉄、ニッケル又は
マンガンのうち少なくとも1元素を含有する接触体は特
に重要である。この場合、金属を金属の形で使用するこ
ともできるし、その酸化物の形で使用することもでき
る。燐は実際には燐酸の形で存在する。
ル‐シクロヘキシルアミン(イソホロンジアミン)は、
ジイソシアネート及びポリアミドのための重要な中間生
成物である。
m、油加熱式二重ジャケット)を1.2mmのストラン
ドの形のβ‐酸化アルミニウム上の、ルテニウム3%を
含有する触媒90.1g(87ml)で充填した(硝酸
ルテニウム水溶液を用いたβ‐酸化アルミニウムの細孔
の含浸及び120℃での乾燥によって触媒を得た)。触
媒を還元するために、100バールで同時の水素150
Nl/時間の導通下で温度を段階的に100℃から22
0℃に7時間で上昇させ、さらに220℃で9時間維持
した。
mのストランドの形の二酸化チタン(アナターゼ)6
3.5g(100ml)で充填されている管状反応器
(直径:16mm、充填高さ:50cm、油加熱式二重
ジャケット)の中を通して圧力250バール及び温度8
0℃で1時間毎にテトラヒドロフラン中のイソホロンニ
トリルの50%溶液(IPNの純度99.0%)80.4
g及び液体アンモニア303.0gを下から上へポンプ
輸送した。引き続き、1時間毎に水素(2.7モル)6
0Nl/時間を添加して通し、かつ前に接続されたイミ
ノ化反応器からの混合物を圧力250バール及び温度1
20℃で下から上へ水素化反応器中に通した。常圧に減
圧した後にアンモニアを留去した。水素化混合物はGC
によれば、ジアミン収率96.2%に相応するイソホロ
ンジアミン95.2%を1,3,3‐トリメチル‐6‐
アザビシクロ[3.2.1]オクタン0.8%とともに含
有していた。
m、油加熱式二重ジャケット)を1〜1.5mmのグリ
ットの形のコバルト完全接触体(Mn2O35%及びP2
O53%を含有するCoO)183.1g(100ml)
で充填した。触媒を還元するために、100バールで同
時の水素150Nl/時間の導通下で温度を段階的に1
00℃から330℃に23時間で上昇させ、さらに33
0℃で30時間維持した。
mのストランドの形のγ‐酸化アルミニウム70.0g
(100ml)で充填されている管状反応器(直径:1
6mm、充填高さ:50cm、油加熱式二重ジャケッ
ト)の中を通して圧力250バール及び温度80℃で1
時間毎にテトラヒドロフラン中のイソホロンニトリルの
50%溶液(IPNの純度99.0%)25.4g及び液
体アンモニア303.0gを下から上へポンプ輸送し
た。引き続き、1時間毎に水素(2.7モル)60Nl
/時間を通し、かつ前に接続されたイミノ化反応器から
の混合物を圧力250バール及び温度130℃で下から
上へ水素化反応器中に通した。常圧に減圧した後にアン
モニアを留去した。水素化混合物はTHFとともにガス
クロマトグラフィーによる分析によれば、ジアミン収率
96.2%に相応するイソホロンジアミン94.1%及び
1,3,3‐トリメチル‐6‐アザビシクロ[3.2.
1]オクタン1.4%を含有していた。
m、油加熱式二重ジャケット)を1〜1.5mmのグリ
ットの形の塩基性コバルト完全接触体(Mn2O35%及
びNa2O1.4%を含有するCoO)176.7g(1
00ml)で充填した。触媒を還元するために、100
バールで同時の水素150Nl/時間の導通下で温度を
段階的に100℃から330℃に23時間で上昇させ、
さらに330℃で30時間維持した。
mのストランドの形のγ‐酸化アルミニウム70.0g
(100ml)で充填されている管状反応器(直径:1
6mm、充填高さ:50cm、油加熱式二重ジャケッ
ト)の中を通して圧力250バール及び温度80℃で1
時間毎にテトラヒドロフラン中のイソホロンニトリルの
50%溶液(IPNの純度99.0%)40.4g及び液
体アンモニア303.0gを下から上へポンプ輸送し
た。引き続き、1時間毎に水素(2.7モル)60Nl
/時間を通し、かつ前に接続されたイミノ化反応器から
の混合物を圧力250バール及び温度130℃で下から
上へ水素化反応器中に通した。常圧に減圧した後にアン
モニアを留去した。水素化混合物はTHFとともに、ガ
スクロマトグラフィーによる分析によればイソホロンジ
アミン96.0%及び1,3,3‐トリメチル‐6‐ア
ザビシクロ[3.2.1]オクタン0.6%を含有してい
た。121時間の混合物を捕集し、かつ分留によって分
離した:収率95.1%に相応するイソホロンジアミン
2371gが得られた。
m、油加熱式二重ジャケット)を1〜1.5mmのグリ
ットの形の塩基性コバルト完全接触体(Mn2O35%及
びNa2O1.4%を含有するCoO)176.7g(1
00ml)で充填した。触媒を還元するために、100
バールで同時の水素150Nl/時間の導通下で温度を
段階的に100℃から330℃に23時間で上昇させ、
さらに330℃で30時間維持した。
mのストランドの形のγ‐酸化アルミニウム70.0g
(100ml)で充填されている管状反応器(直径:1
6mm、充填高さ:50cm、油加熱式二重ジャケッ
ト)の中を通して圧力250バール及び温度80℃で1
時間毎に溶融イソホロンニトリル(純度99.0%)1
3.8g及び液体アンモニア303.0gを下から上へポ
ンプ輸送した。引き続き、1時間毎に水素(2.7モ
ル)60Nl/時間を通し、かつ前に接続されたイミノ
化反応器からの混合物を圧力250バール及び温度13
0℃で下から上へ水素化反応器中に通した。常圧に減圧
した後にアンモニアを留去した。水素化混合物はガスク
ロマトグラフィーによる分析によれば、ジアミン収率9
8.7%に相応するイソホロンジアミン97.7%及び
1,3,3‐トリメチル‐6‐アザビシクロ[3.2.
1]オクタン0.3%を含有していた。
m、油加熱式二重ジャケット)を1〜1.5mmのグリ
ットの形の塩基性コバルト完全接触体(Mn2O35%及
びNa2O1.4%を含有するCoO)354g(200
ml)で充填した。触媒を還元するために、100バー
ルで同時の水素150Nl/時間の導通下で温度を段階
的に100℃から330℃に23時間で上昇させ、さら
に330℃で30時間維持した。
mのストランドの形のTiO2(アナターゼ)25.4g
(40ml)で充填されている管状反応器(直径:16
mm、充填高さ:20cm、油加熱式二重ジャケット)
の中を通して圧力250バール及び温度80℃で1時間
毎に溶融イソホロンニトリル(純度99.0%)40.0
g及び液体アンモニア102gを下から上へポンプ輸送
した。引き続き、1時間毎に水素100Nl/時間を通
し、かつ前に接続されたイミノ化反応器からの混合物を
圧力250バール及び温度110℃で下から上へ水素化
反応器中に通した。常圧に減圧した後にアンモニアを留
去した。水素化混合物は、ガスクロマトグラフィーによ
る分析によればイソホロンジアミン97.5%を含有し
ていた。73時間の混合物を集め、かつ充填蒸留塔(ガ
ラスリング3mm)30cmによる分留によって分離し
た。理論値の96.2%の収率に相応するイソホロンジ
アミン2864gが得られた。
Claims (1)
- 【請求項1】 3‐アミノメチル‐3,5,5‐トリメ
チル‐シクロヘキシルアミンを3‐シアノ‐3,5,5
‐トリメチル‐シクロヘキサノンから製造する方法にお
いて、空間的に相互に分離された2室の反応室中で、 a) 3‐シアノ‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘ
キサノンを第1の反応室中で過剰量のアンモニアと、酸
化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン、二酸化ジ
ルコニウムから選択される1種以上の触媒の存在下で温
度20〜150℃及び圧力15〜500バールで反応さ
せ、かつ b) 生じた反応生成物を第2の反応室中で水素を用い
て過剰量のアンモニアの存在下で、コバルト含有触媒、
ニッケル含有触媒、ルテニウム含有触媒及び/又は別の
貴金属含有触媒で温度60〜150℃及び圧力50〜3
00バールで水素化することを特徴とする3‐アミノメ
チル‐3,5,5‐トリメチル‐シクロヘキシルアミン
の製法。
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