JPH04264056A - N−メチルアルキルアミンの製造方法 - Google Patents

N−メチルアルキルアミンの製造方法

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JPH04264056A
JPH04264056A JP3288131A JP28813191A JPH04264056A JP H04264056 A JPH04264056 A JP H04264056A JP 3288131 A JP3288131 A JP 3288131A JP 28813191 A JP28813191 A JP 28813191A JP H04264056 A JPH04264056 A JP H04264056A
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ユルゲン・ウエーベル
Detlef Kampmann
デトレーフ・カムプマン
Detlef Deymann
デトレーフ・ダイマン
Claus Kniep
クラウス・クニープ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般式CH3−NH− 
CH2−RにおいてRが脂肪族基であるN−メチルアル
キルアミン化合物の製造方法に関する。この種のアミン
化合物はその性質に基づいて一連の利用分野において重
要である。それらは、植物保護剤、種々の薬剤、添加剤
、酸化防止剤及び腐食防止剤を製造するための重要な中
間化合物として、そして例えばエポキシド樹脂やポリウ
レタン樹脂のような種々の合成樹脂を製造するための触
媒として用いられる。
【0002】
【従来の技術】メチルアミンと式RCHOのアルデヒド
とから、又は式R−CH2−NH2 のアミンとホルム
アルデヒドとから出発し、次いでそれにより生じた反応
生成物を水素化することによってN−メチルアルキルア
ミン化合物を製造することは所望の成果をあげない。両
方の製造方法においてはともにその水素化段階でアルキ
ル交換により多数の副生物が生ずる。
【0003】すなわち、 Arthur C. Cop
e 、Norman A. Le Bel  等によっ
て雑誌 ”J. Am.Chem. Soc.”,  
79,  4720 − 4729 (1957) に
報告された白金触媒を用いるN−メチル−n−プロピル
アミンの製造方法はアルデヒドと第1級アミンとから得
られた反応生成物の水素化に際して僅かに25 %の目
的生成物収率しか与えない(その第 4727 頁、表
 IV の1行目参照)。
【0004】Henry R. Henze  及び 
David D. Humphreys が ”J. 
Am. Chem. Soc.”, 64, 2878
 − 2880 (1942)  に報告している、メ
チルアミンをn−ブタナールと反応させ、それにより得
られたアゾメチン(シッフ塩基)を次に触媒としてラネ
ーニッレルを用いて水素化することにより行われたN−
メチル−n−ブチルアミンの製造はかなりの量のN−メ
チル−ジ−n−ブチルアミンの他に、僅かに 26 %
のN−メチル−n−ブチルアミンしかもたらさない(そ
の第 2879 頁の表1の1行目参照)。
【0005】N−メチル−n−ブチルアミンの製造を、
 Armiger H. Sommers 及び Sh
aron E. Aaland が雑誌 ”J. Or
g. Chem.”, 21,  484 − 485
 (1956)   に報告しているように、メチルア
ミンとn−ブタナールとの反応生成物の水素化を Li
AlH4 を用いて行うように変えた場合に、55%の
収率が得られる(その第 484  頁右欄の表1の1
行目参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、一方において
容易に入手できる出発物質を用い、そしてもう一方にお
いて通常的な労作とともに実用的態様でに実施すること
のできる方法が求められている。更に、この方法は望ま
しくない副生物を減少させ、そして同時に価値のある生
成物の収率を高めるものでなければならない。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題は、CH3−N
H− CH2−R(但しRは1ないし3個の炭素原子を
有する脂肪族基である)の式においてRが1ないし3個
の炭素原子を有する脂肪族基であるアミン化合物を製造
する方法によって解決される。これはR−CHOの式(
但しRは1ないし3個の炭素原子を有する脂肪族基であ
る)で表わされるアルデヒドとR’−NH2 の式(但
しR’ は6ないし 12 個の炭素原子を有する直鎖
状又は分岐鎖状の脂肪族基である)で表わされるアミン
とを反応させてシッフ塩基を作り、反応水を分離し、そ
してこのシッフ塩基を水素化触媒の存在のもとにメチル
アミン及び水素と反応させることを特徴とする。
【0008】式R−CHOのアルデヒドと式R’−NH
2 のアミンとの反応は、反応水の生成のもとに対応す
るシッフ塩基(アゾメチン)を生ずる。反応は比較的低
い温度において既に進行するけれども、反応時間を限定
するために通常は 20 ないし 80 ℃、なかでも
 30 ないし 70 ℃、好ましくは 40 ないし
 60 ℃の温度が用いられる。追加的な溶剤を使用す
ることはこのアゾメチンの製造に際しては省略すること
ができる。このアルデヒドとアミンとの反応に基づいて
生じた反応混合物は不均一混合物である。上方の有機相
はシッフ塩基を含んでおり、一方下相の中に反応水がほ
ぼ定量的に分離される。
【0009】限られた量の溶剤の添加は反応水の分離が
所望の範囲で生じない場合にのみ推奨される。適当な溶
剤は、例えばトルオール、キシロール及びシクロヘキサ
ン等である。
【0010】アルデヒドとしては、アセトアルデヒド、
プロピオンアルデヒド、イソブチルアルデヒド及びn−
ブチルアルデヒド、なかでもアセトアルデヒド、プロピ
オンアルデヒド及びブチルアルデヒド、好ましくはプロ
ピオンアルデヒドが用いられる。
【0011】式R’−NH2 のアミンとしてはR’ 
が6ないし 12 個、なかでも7ないし 12 個、
好ましくは8ないし10 個の炭素原子を有する基であ
る直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族アミンが適している。適
当なアミンは、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミ
ン、n−オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、
n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ウンデシル
アミン及びn−ドデシルアミン、並びにi−ヘキシルア
ミン、i−ヘプチルアミン、i−オクチルアミン、i−
ノニルアミン、i−デシルアミン、i−ウンデシルアミ
ン及びi−ドデシルアミン、及び以上にあげたアミン類
の混合物である。これらのアミンは工業的には、対応す
るオレフィンのヒドロホルミル化、及びその生じたアル
デヒドの引き続くアンモニア及び水素との反応によって
製造することができる。
【0012】シッフ塩基の生成はその反応の化学量論に
従って1モルのアルデヒド当たり1モルのアミンを必要
とする。しかしながらアミンをアルデヒドに対して過剰
に用いるのが有利である。R−CHOの式のアルデヒド
1モル当たり 1.02 ないし2.0 モル、なかで
も 1.05 ないし 1.8  モル、好ましくは 
1.1  ないし 1.5  モルの、式R’−NH2
 のアミンを加える。
【0013】このアルデヒドとアミンとの反応は連続的
にも、又は不連続的にも実施することができる。反応水
の分離はその反応の間に、又はそのアゾメチンの生成の
終了の後で、 10 ないし 80 ℃、なかでも 1
5 ないし 50 ℃、好ましくは 20 ないし35
℃の温度において行なうことができる。
【0014】式R−CHOのアルデヒドと式R’−NH
2 のアミンとから形成されたアゾメチンは次にメチル
アミン及び水素と水素化触媒の存在のもとに反応させる
。反応はシッフ塩基に対して化学量論的に充分に過剰な
量で使用した場合には特に良好に進行する。1モルのシ
ッフ塩基当たり4ないし 40 モル、なかでも5ない
し 30 モル、好ましくは 10 ないし 20 モ
ルのメチルアミンを使用することが推奨される。
【0015】シッフ塩基から対応するN−メチルアルキ
ルアミンを製造するためにはその反応の化学量論に相当
して1モルのアゾメチン当たり1モルの水素を必要とす
る。しかしながら通常は水素を充分な過剰量で使用する
。反応に必要な高い圧力は水素の供給によって調節され
るので、そのようにして充分な量の水素が反応するに至
る。
【0016】シッフ塩基と、メチルアミンと、水素とを
 80 ないし 200℃、なかでも 90 ないし 
180℃、好ましくは 100  ないし 160℃の
温度及び5ないし 25 MPa 、なかでも8ないし
 20 MPa 、好ましくは 10 ないし 15 
MPa の圧力において反応させる。
【0017】本発明に従う方法のもう一つの利点は、特
別な触媒の使用だけに限定されることなく通常の多くの
水素化触媒を使用することができるという点である。触
媒はブロックの形で、又は懸濁物として使用することが
できる。
【0018】それらの触媒は担体に載せられていてもよ
いけれども、担体を用いなくてもよい。それらは Ni
 、Co、Cu、Mn、Fe、Rh、Pt  及び/又
は Pd 、なかでも Ni 、Co、Cu  及び/
又は Pd 、好ましくは Ni 、Co  及び/又
は Pd を含み、そしてそれらに加えて場合により例
えばアルカリ土類金属酸化物、SiO2、Al2O3 
、MnO2及び/又は Cr2O3  のような添加物
質及び/又は助触媒を含む。
【0019】担体触媒を用いるのが有利である。担体と
しては Al2O3、SiO2、シリカゲル、珪土、活
性炭及び/又は軽石、なかでも SiO2 、シリカゲ
ル、珪土及び/又は活性炭が好ましい。
【0020】担体触媒は通常その触媒の全量に対して 
10 ないし 75 重量%、なかでも 20 ないし
 70 重量%、好ましくは 40 ないし 65 重
量%の Ni 、Co、Cu、Mn  及び/又は F
e を含む。特に触媒全量について 20 ないし 7
0 重量%、なかでも 40 ないし 65 重量%の
Ni 及び/又は Co を含む触媒が実証されている
【0021】反応に適した貴金属触媒は通常、担体の上
に載せられてその触媒の全量の 0.1ないし 20 
重量%、なかでも 0.2  ないし 15 重量%、
好ましくは 0.5  ないし10  重量%の金属含
有量を有する。適当な貴金属は Rh 、Pt  及び
/又は Pd 、なかでも Pt 及び/又は Pd 
、好ましくは Pdである。担体としては Al2O3
、SiO2、活性炭、シリカゲル、珪藻土及び/又は軽
石、なかでも Al2O3、SiO2、シリカゲル、珪
藻土及び/又は活性炭、好ましくはシリカゲル、珪藻土
及び/又は活性炭に基づく成形物が推奨される。
【0022】シッフ塩基、メチルアミン及び水素は上記
水素化触媒の存在のもとに緊密に混合して反応させる。 反応は不連続的にも又は連続的にも行なうことができる
【0023】特に簡単には、懸濁させた水素化触媒を用
いて反応を不連続的に実施するように構成する。耐圧容
器の中にシッフ塩基、メチルアミン及び触媒を装入し、
これに水素ガスを圧入し、そして撹拌のもとに加温する
。水素の吸収が終了したならば直ちに反応を終了させる
。次に触媒を濾過又は遠心分離によって分離する。残り
の反応混合物を次に蒸留によって後処理することができ
る。
【0024】特に簡単にはそのシッフ塩基とメチルアミ
ン及び水素との連続的反応を、水素化触媒がブロックの
形で固定床として配置されて含まれている耐圧管状反応
器を用いて行なわせるうように構成する。使用する各物
質はその反応器の頂部又は底部から供給される。供給の
形態に従って流下式又は滞留式と呼ばれる。流下式を用
いる場合には反応生成物は反応器の底から排出され、そ
して滞留式で行なうときは反応混合物は反応器の頂部か
ら排出される。所望の場合には反応混合物の一部を反応
器中に再び戻してもよい。
【0025】この方法はメチル−n−プロピルアミンの
製造に特に適している。特に適当なアミンは2−エチル
ヘキシルアミンである。
【0026】
【実施例】以下、本発明をいくつかの実施例により説明
するがこれらは本発明になんらの限定を加えるものでは
ない。
【0027】実験部 例  1  N−メチル−n−プロピルアミンの製造撹
拌機、温度計、滴下ろうと及び還流冷却器の設けられた
3口フラスコ(容量4l)の中に 1350 g (1
0.5  モル)の2−エチルヘキシルアミンを入れる
。温度が 45 ないし 50 ℃に保たれるような速
度で 551g(9.5 モル)のプロパナールを2時
間の間に撹拌しながら滴加する。プロパナールの添加が
終了した後で更に2時間撹拌し、その際温度はゆっくり
と室温まで低下する。撹拌を終了する。2相が形成され
、その分離は問題なく行うことができる。下側の含水相
は 157 g(理論量の92 %)の反応水を含む。 上側の有機相はプロパナールと2−エチルヘキシルアミ
ンとから形成されたアゾメチン(シッフ塩基)を含んで
いるが、これをオートクレーブ中に移し、そして 50
 ないし 53 重量%の Ni と担体として約 2
5 ないし 30 重量%の珪藻土とを含んでいる5重
量%のニッケル触媒の存在のもとにメチルアミンと反応
させる。1モルのアゾメチン当たり 10 モルのメチ
ルアミンを使用する。
【0028】反応は 140℃、10 MPa  にお
いて3時間にわたり行われる。生じた反応混合物のガス
クロマトグラフィー分析によれば、過剰に用いたメチル
アミンと遊離された2−エチルヘキシルアミンとを除外
して下記の組成を有する:                          
       表  1              
反応混合物の組成(ガスクロマトグラフィー分析、  
            CH3 NH2   及び 
2− エチルヘキシルアミンを含まず)       
   初留分                   
                     5.4 
重量%          N−メチル−n−プロピル
アミン               73.6 重量
%          中間留分          
                         
   8.7 重量%          N−プロピ
ル−2−エチルヘキシルアミン       12.3
 重量%
【0029】蒸留(常圧、理論段数 24 の
蒸留塔)によつて 99 %よりも高い純度のN−メチ
ル−n−プロピルアミンを得ることができる。回収され
た2−エチルヘキシルアミンは合成(アゾメチン形成)
に戻すことができる。
【0030】比較実験  1  N−メチル−n−プロ
ピルアミンの製造 撹拌機、温度計、滴下ろうと及び還流冷却器の設けられ
た3口フラスコ(容量4l)の中に 40 %濃度のメ
チルアミン水溶液 815 g(10.5  モルのメ
チルアミンに相当)を入れる。例1におけると同様に、
2時間の間に 551g(9.5 モル)のプロパナー
ルを撹拌しながら滴加する。プロパナールの添加が終了
した後で更に2時間撹拌し、水性相を有機相と分離し、
プロパナールとメチルアミンとから形成されたアゾメチ
ン(シッフ塩基)の含まれた上側相をオートクレーブ中
に移す。反応を例1において用いた触媒の5重量%の存
在のもとに 140℃、 10 MPa において3時
間行わせる。生じた反応混合物のガスクロマトグラフィ
ー分析は、メチルアミンを除外して下記の組成を示す:                          
       表  2              
反応混合物の組成(ガスクロマトグラフィー分析、  
            CH3 NH2   を含ま
ず)                       
             初留分         
                         
      0.2 重量%          n−
プロピルアミン                  
          1.1 重量%        
  N−メチル−n−ブチルアミン         
        11.2 重量%         
 N,N−ジメチル−n−プロピルアミン      
    1.8 重量%          ジ−n−
プロピルアミン                  
      0.6 重量%          N−
メチル−ジ−n−プロピルアミン          
  5.1 重量%          高沸点留分 
                         
         80.0 重量%
【0031】蒸留
(常圧、理論段数 24 の蒸留塔)によつて純度が 
84 %のN−メチル−n−プロピルアミンしか得るこ
とができず、と言うのはアルキル交換によって得られた
そのN,N−ジメチル−n−プロピルアミンの分離がこ
のもののほぼ等しい沸点のために不可能だからである。
【0032】例  2  N−メチル−エチルアミンの
製造1356 g(10.5  モル)の2−エチルヘ
キシルアミンと 418 g(9.5 モル)のアセト
アルデヒドとから出発して例1に記載したと全く同様に
行う。生じた反応混合物のガスクロマトグラフィー分析
は、過剰に用いられたメチルアミンと遊離された2−エ
チルヘキシルアミンとを無視して下記の組成を有する:                          
       表  3              
反応混合物の組成(ガスクロマトグラフィー分析、  
            CH3 NH2   及び2
−エチルヘキシルアミンを含まず)         
 初留分                     
                   1.5 重量
%          N−メチル−エチルアミン  
                   80.8 重
量%          N−メチル−n−ブチルアミ
ン                  0.8 重量
%          2,4,6−トリメチル−1,
3,5− トリオキサン          4.6 
重量%          N−2−エチルヘキシル−
エチルアミン         12.3 重量%
【0
033】比較実験  2  N−メチル−エチルアミン
の製造 比較実験1に記載したと同様に行うが、但しプロパナー
ルの代わりに 418g(9.5 モル)のアセトアル
デヒドを用いる。生じた反応混合物のガスクロマトグラ
フィー分析は、メチルアミンを除外して下記の組成を示
す:                       
         表  4            
  反応混合物の組成(ガスクロマトグラフィー分析、
              CH3 NH2   を
含まず)                     
               初留分       
                         
        1.5 重量%          
N−メチル−エチルアミン             
        34.5 重量%         
 N,N−ジエチル−メチルアミン         
       0.9 重量%          N
−メチル−n−ブチルアミン            
     13.8 重量%          2,
4,6−トリメチル−1,3,5− トリオキサン  
        4.3 重量%          
N−エチル−N−メチル−n−ブチルアミン     
 7.2 重量%          高沸点留分  
                         
        37.8 重量%
【0034】例  
3  N−メチル−n−ブチルアミンの製造 1356 g(10.5  モル)の2−エチルヘキシ
ルアミンと 685 g(9.5 モル)のn−ブタナ
ールとから出発して例1に記載したと全く同様に行う。 生じた反応混合物のガスクロマトグラフィー分析は、過
剰に用いられたメチルアミンと遊離された2−エチルヘ
キシルアミンとを無視して下記の組成を有する:                          
       表  5              
反応混合物の組成(ガスクロマトグラフィー分析、  
            CH3 NH2   及び2
−エチルヘキシルアミンを含まず)         
 初留分                     
                   0.6 重量
%          各種成分          
                         
   7.3 重量%          中間留分 
                         
            0.3 重量%      
    N−メチル−n−ブチルアミン       
          82.3 重量%       
   高沸点留分                 
                   9.5 重量
【0035】比較実験  3  N−メチル−n−ブ
チルアミンの製造

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  CH3−NH− CH2−Rの式にお
    いてRが1ないし3個の炭素原子を有する脂肪族基であ
    るアミン化合物を製造するに当たり、R−CHOの式(
    但しRは1ないし3個の炭素原子を有する脂肪族基であ
    る)で表わされるアルデヒドとR’−NH2 の式(但
    しR’は6ないし 12 個の炭素原子を有する直鎖状
    又は分岐鎖状の脂肪族基である)で表わされるアミンと
    を反応させてシッフ塩基を作り、反応水を分離し、そし
    てこのシッフ塩基を水素化触媒の存在のもとにメチルア
    ミン及び水素と反応させることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】  上記アルデヒドを 20 ないし 8
    0 ℃、中でも30 ないし 70 ℃、好ましくは 
    40 ないし 60 ℃の温度において式R’−NH2
     のアミンと反応させる、請求項1の方法。
  3. 【請求項3】  1モルのアルデヒドについて 1.0
    2 ないし 2.0  モル、中でも 1.05 ない
    し 1.8  モル、好ましくは 1.1  ないし 
    1.5  モルのアミンを反応させる、請求項1ないし
    2のうちの1つ以上の方法。
  4. 【請求項4】  1モルのシッフ塩基について4ないし
     40 モル、中でも5ないし 30 モル、好ましく
    は 10 ないし 20 モルのメチルアミンを反応さ
    せる、請求項1ないし3のうちの1つ以上の方法。
  5. 【請求項5】  シッフ塩基をメチルアミン及び水素と
     80 ないし 200℃、中でも 90 ないし 1
    80℃、好ましくは 100ないし 160℃で、5な
    いし25 MPa、中でも8ないし 20 MPa 、
    好ましくは 10 ないし 15 MPa において反
    応させる、請求項1ないし4のうちの1つ以上の方法。
  6. 【請求項6】  シッフ塩基をメチルアミン及び水素と
    反応させる、請求項1ないし5のうちの1つ以上の方法
  7. 【請求項7】  水素化触媒がこの触媒の重量について
     20 ないし 70 %、中でも 40 ないし 6
    5 %のニッケルを含んでいる、請求項1ないし6のう
    ちの1つ以上の方法。
  8. 【請求項8】  アルデヒドとしてプロピオンアルデヒ
    ドを用いる、請求項1ないし7のうちの1つ以上の方法
  9. 【請求項9】  アミンとして、n−ヘキシルアミン、
    n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、2−エチル
    ヘキシルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン
    、n−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、i−ヘ
    キシルアミン、i−ヘプチルアミン、i−オクチルアミ
    ン、i−ノニルアミン、i−デシルアミン、i−ウンデ
    シルアミン及びi−ドデシルアミン並びにそれらの混合
    物、中でも2−エチルヘキシルアミンを用いる、請求項
    1ないし8のうちの1つ以上の方法。
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