BRPI0708668A2 - método para produção de composto contendo nitrogênio - Google Patents
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Abstract
MéTODO PARA PRODUçãO DE COMPOSTO CONTENDO NITROGêNIO. A presente invenção refere-se a um processo para produção de aminas terciárias alifáticas de alta pureza contendo uma quantidade menor de subprodutos, submetendo-se amidas de ácido alifáticas à redução por hidrogenação em condições moderadas, bem como um processo para produção de derivados de amina a partir de aminas terciárias alifáticas, com boa produtividade, de maneira economicamente vantajosa. A presente invenção refere-se a um processo para produção de uma amina terciária alifática submetendo-se uma amida alifática específica à redução por hidrogenação na presença de um catalisador contendo cobre e pelo menos um elemento selecionado no grupo que consiste em elementos pertencentes aos grupos 2, 3 e 7 da Tabela Perlódica; o catalisador; e um processo para produção de óxido de amina por reação da amida terciária obtida pelo processo de produção acima com peróxido de hidrogênio.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOPARA PRODUÇÃO DE COMPOSTO CONTENDO NITROGÊNIO".
Campo Técnico
A presente invenção refere-se a um processo para produção decompostos contendo nitrogênio, e mais particularmente a processos paraprodução de aminas terciárias alifáticas e derivados de amina.
Antecedentes da técnica
Aminas terciárias alifáticas são produtos intermediários impor-tantes nos campos de aplicação doméstica e industrial, e tem sido usadasem amplas aplicações como por exemplo amaciantes de tecido, agentesantiestática, aditivos para gasolina, xampus, soluções de enxágüe (rinses),bactericidas e detergentes.
Como método para produção de aminas terciárias alifáticas, éconhecido um método de redução de amida em que uma amida obtida deácidos graxos regenerativos baratos é usada como matéria-prima. Comoprocesso de redução de amida, há vários métodos convencionais conheci-dos que usam um catalisador baseado em cobalto, catalisador baseado emmetal nobre, etc. Entretanto, quaisquer destes métodos convencionais exi-gem o uso de um solvente, resultando em problemas como produtividade deficiente.
O Documento de patente 1 descreve o método que usa um cata-lisador cobre / cromo. No Documento de patente 2 houve uma tentativa demelhorar a eficiência de desidratação e melhorar a reatividade adicionandofisicamente zeólita ao catalisador cobre / cromo. O Documento de patente 3descreve o método de aumentar a durabilidade de um catalisador baseadoem cobre / cromo por adição de manganês ao mesmo. O documento de Pa-tente 4 descreve um catalisador baseado em cobre sem cromo, como umcatalisador cobre / zinco, um catalisador cobre / zinco/ rutênio e um catalisa-dor cobre / níquel / rutênio.
Documento de Patente 1 : DE 1493839A
Documento de Patente 2 : USP 4448998
Documento de Patente 3 : USP 5075505Documento de Patente 4 : JP 2001-302596A
Descrição da Invenção
Problema A Ser Resolvido Pela Invenção
Entretanto, os métodos descritos nos respectivos Documentosde patente acima tendem a sofrer de vários problemas, incluindo alta pres-são de reação, grande carga de insumos de utilidades, pouca seletividadede reação, etc. A presente invenção provê um processo para produção deaminas terciárias alifáticas de alta pureza contendo uma quantidade menorde subprodutos, submetendo-se amidas de ácido alifáticas à redução porhidrogenação em condições moderadas e um processo para produção dederivados de amina, como oxido de amina de aminas terciárias alifáticas,com uma boa produtividade, de maneira economicamente vantajosa, bemcomo catalisadores usados para produção das aminas terciárias.
Meios para Resolver o Problema
em que R1 é um grupo hidrocarboneto alifático saturado ou insaturado, linearou ramificado, tendo de 1 a 23 átomos de carbono; e R2 e R3 são, cada um,independentemente um grupo alquila linear ou ramificado tendo 1 a 6 áto-mos de carbono, o referido processo incluindo a etapa de submeter uma a-mida representada pela seguinte fórmula geral (1):
<formula>formula see original document page 3</formula>em que R1, R2 e R3 possuem a mesma definição acima,à redução por hidrogenação na presença de um catalisador contendo cobree pelo menos um elemento selecionado no grupo que consiste em elemen-tos pertencentes aos Grupos 2, 3 e 7 da Tabela Periódica (forma longa daTabela Periódica);
(2) o catalisador definido no aspecto (1) acima, que é usado noprocesso definido no aspecto (1) acima; e
(3) um processo para produção de um óxido de amina, incluindoa etapa de reagir a amina terciária obtida pelo processo definido no aspecto(1) acima com peróxido de hidrogênio.
Efeito da Invenção
De acordo com a presente invenção, uma amina terciária alifáti-ca de alta pureza contendo uma quantidade menor de subprodutos pode serproduzida, submetendo-se uma amida de ácido alifática à redução por hi-drogenação em condições moderadas; e derivados de amina, como óxido deamina, que possuem uma estabilidade em estocagem excelente, podem serproduzidos a partir da amina terciária alifática, com boa produtividade, demaneira economicamente vantajosa.
Melhor Modo de Realização da Invenção
Os presentes inventores verificaram que os procedimentos téc-nicos acima podem ser realizados usando um catalisador contendo cobre epelo menos um elemento selecionado no grupo que consiste em elementospertencentes aos Grupos 2, 3 e 7 da Tabela Periódica.
No processo de produção de uma amina terciária de acordo coma presente invenção, a amina terciária representada pela seguinte fórmulageral (2):
<formula>formula see original document page 4</formula>
é produzida submetendo-se uma amida representada pela seguinte fórmulageral (1)<formula>formula see original document page 5</formula>
à redução por hidrogenação na presença do catalisador
Em cada uma das fórmulas gerais (1) e (2), R1 representa umgrupo hidrocarbônico alifático saturado ou insaturado, linear ou ramificadotendo 1 a 23 átomos de carbono. Enquanto isso, o grupo hidrocarbônico ali-fático ramificado também inclui um grupo alicíclico. R1 é preferivelmente umgrupo alquila ou alquenila linear ou ramificado tendo 7 a 23 átomos de car-bono do ponto de vista da utilidade da amina terciária resultante. Exemplosdo grupo alquila ou alquenila como R1 incluem vários grupos heptila, váriosgrupos octila, vários grupos nonila, vários grupos decila, vários grupos unde-cila, vários grupos dodecila, vários grupos tridecila, vários grupos tetradecila,vários grupos pentadecila, vários grupos hexadecila, vários grupos heptade-cila, vários grupos octadecila, vários grupos nonadecila, vários grupos eico-sanila, vários grupos heneicosanila, vários grupos tricosanila, vários gruposheptenila, vários grupos octenila, vários grupos nonenila, vários grupos de-cenila, vários grupos undecenila, vários grupos dodecenila, vários grupostridecenila, vários grupos tetradecenila, vários grupos pentadecenila, váriosgrupos hexadecenila, vários grupos heptadecenila, vários grupos octadece-nila, vários grupos nonadecenila, vários grupos icosenila, vários grupos he-neicosenila e vários grupos beenila. Entre estes grupos são preferidos váriosgrupos heptila, vários grupos nonila, vários grupos undecila, vários grupostridecila, vários grupos pentadecila, vários grupos heptadecila, vários gruposnonadecila, vários grupos heneicosanila, vários grupos heptenila, vários gru-pos nonenila, vários grupos undecenila, vários grupos tridecenila, vários gru-pos pentadecenila, vários grupos heptadecenila, vários grupos nonadecenilae vários grupos heneicosenila. O termo "vários" usado aqui significa todosestes grupos tendo uma cadeia linear ou uma cadeia ramificada.
Em cada uma das fórmulas gerais acima (1) e (2), R2 e R3 são,cada um, independentemente, um grupo alquila linear ou ramificado tendo 1a 6 átomos de carbono. Enquanto isso, o "grupo alquila ramificado" tambéminclui um grupo cicloalquila. Exemplos de R2 e R3, respectivamente incluemmetila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, isobutila, s-butila, t-butila, váriosgrupos pentila, vários grupos hexila, ciclopentila e cicloexila. Entre estesgrupos alquila, são preferidos metila, etila e propila do ponto de vista de utili-dade da amina terciária resultante. R2 e R3 podem ser iguais ou diferentes.
Exemplos da amida representada pela fórmula geral acima (1)incluem amidas de ácido Ν,Ν-dimetil alifático como Ν,Ν-dimetil caprilamida,N,N-dimetil-2-etilexano amida, Ν,Ν-dimetil caprinamida, Ν,Ν-dimetil Iauroilamida, Ν,Ν-dimetil miristoil amida, Ν,Ν-dimetil palmitoil amida, Ν,Ν-dimetilesteraoil amida, Ν,Ν-dimetil isosteraoil amida, Ν,Ν-dimetil oleil amida e Ν,Ν-dimetil beenil amida; e compostos obtidos por substituição do grupo Ν,Ν-dimetil destas amida de ácido alifáticas por N,N-dietila, Ν,Ν-dipropila, N-etil-N-metila, N-metil-N-propila ou N-etil-N-propila.
Por outro lado, exemplos da amina terciária representada pelafórmula geral acima (2) incluem compostos de amina correspondentes aoscompostos de amida exemplificados acima da fórmula geral (1). Exemplosespecíficos da amina terciária incluem aminas Ν,Ν-dimetil alifáticas comoΝ,Ν-dimetil octil amina, N,N-dimetil-2-etilexil amina, Ν,Ν-dimetil decil amina,Ν,Ν-dimetil Iauril amina, Ν,Ν-dimetil miristil amina, Ν,Ν-dimetil hexadecil a-mina, Ν,Ν-dimetil estearil amina, Ν,Ν-dimetil isostearil amina, Ν,Ν-dimetiloleil amina e Ν,Ν-dimetil beenil amina; e compostos obtidos por substituiçãodo grupo Ν,Ν-dimetil destas aminas alifáticas por N,N-dietila, Ν,Ν-dipropila,N-metil-N-propila, N-etil-N-metila, N-metil-N-propila ou N-etil-N-propila.
O catalisador usado na presente invenção contém (a) cobre e (b)pelo menos um elemento selecionado no grupo que consiste em elementospertencentes aos Grupos 2, 3 e 7 da Tabela Periódica (forma longa da Tabe-la Periódica), e preferivelmente contém , além dos componentes (a) e (b), (c)pelo menos um elemento selecionado no grupo que consiste em elementospertencentes aos grupos 8 a 10 da Tabela Periódica.
O pelo menos um elemento selecionado no grupo que consisteem elementos pertencentes aos Grupos 2, 3 e 7 da Tabela Periódica comocomponente (b) é preferivelmente pelo menos um elemento selecionado nogrupo que consiste em cálcio, bário, manganês e lantânio dos pontos de vis-ta de boa atividade e seletividade do catalisador resultante. Além disso, opelo menos um elemento selecionado no grupo que consiste em elementospertencentes aos grupos 8 a 10 da Tabela Periódica como componente (c)5 que pode ser usado no catalisador preferido é, preferivelmente, pelo menosum elemento selecionado no grupo que consiste em elementos do grupo daplatina, mais especificamente, rutênio, ródio, paládio, ósmio, irídio e platina.Entre estes elementos do grupo da platina é mais preferido pelo menos umelemento selecionado no grupo que consiste em rutênio, ródio e paládio.
Exemplos de configurações preferidas do catalisador incluemcatalisadores baseados em Cu/Ca, catalisadores baseados em Cu/Ba, cata-lisadores baseados em Cu/Mn, catalisadores baseados em Cu/Mn/Ru, cata-lisadores baseados em Cu/La/Ru e catalisadores baseados em Cu/La/Pd.
No catalisador usado na presente invenção, a razão mássica docomponente (b) para o componente (a) [(b)/(a)] é preferivelmente de 0,05 a10 e mais preferivelmente de 0,05 a 5 do ponto de vista de boa atividade docatalisador resultante. Além disso, a razão mássica do componente (c) parao componente (a) [(c)/(a)] é preferivelmente de 0,0001 a 0,1 e mais preferi-velmente de 0,0005 a 0,05 do ponto de vista de boa atividade do catalisadorresultante.
Na presente invenção, com o uso desse catalisador compósitobaseado em metal, pode ser obtido um desempenho catalítico altamenteeconômico, nunca esperado de catalisadores feitos de uma única substância metálica.
O conteúdo dos respectivos elementos metálicos, exceto para oselementos do grupo da platina, pode ser quantitativamente determinado u-sando um analisador de fluorescência de raios χ por dispersão de compri-mento de onda. Mais especificamente, 5 g de tetraborato de lítio e um agen-te de coleta (LiCO3: LiBr: LiNO3 = 5 : 1 : 5) são adicionados a 0,1 g de umaamostra contendo os respectivos elementos metálicos, e a mistura resultanteé fundida com um álcali a 1050°C para preparar pérolas de vidro . As pérolasde vidro assim preparadas são avaliadas usando um analisador de flúores-cência de raios χ por dispersão de comprimento de onda "ZSX100e" dispo-nível da Rigaku Corporation. Os valores de intensidade de raios χ assim me-didos, dos respectivos elementos metálicos da amostra são comparadoscom os de uma curva de calibração preparada com a mistura de amostrasde alta pureza dos respectivos elementos metálicos em concentrações obje-tivadas, determinando assim o conteúdo do respectivo elemento metálico naamostra.
Por outro lado, o conteúdo dos elementos do grupo da platina nocatalisador é determinado como a seguir: 0,5 g de uma amostra são carre-gados junto com hidrogenossulfato de amônio em uma quantidade de algu-mas dezenas de vezes a quantidade da amostra, em um tubo de teste feitode vidro duro e decompostos com aquecimento. O produto decomposto re-sultante é, então, dissolvido em água com aquecimento, e a solução obtida ésubmetida à espectrometria de emissão com plasma acoplado indutivamente(ICP) para medir o conteúdo dos elementos do grupo da platina na solução.
No catalisador usado na presente invenção, os metais compósi-tos podem, ser suportados em um veículo. Exemplos do veículo incíuem síli-ca, alumina, sílica-alumina, zircônia, carvão ativado, zeólita e terra diatomá-cea, embora não limitados a esses. Estes veículos podem ser usados sozi-nhos ou em combinação de quaisquer dois ou mais dos mesmos. O métodode suporte do catalisador no veículo não é particularmente limitado e podeser apropriadamente selecionado entre métodos convencionalmente conhe-cidos como método de impregnação, método de precipitação e método detroca iônica, dependendo do tipo do veículo usado. A quantidade de catali-sador suportado no veículo é, preferivelmente de 5 a 70 % em massa e maispreferivelmente de 10 a 60 % em massa, em termos de óxido metálico combase no veículo.
O catalisador usado na presente invenção pode ser produzido,por exemplo, pelo seguinte método:
Uma solução aquosa contendo nitratos, sulfatos e cloretos, etc.,dos elementos metálicos respectivos é misturada com um agente alcalinocomo hidróxido de sódio e carbonato de sódio e adicionalmente, como umaopção, com um veículo, para preparar um precipitado, e o precipitado assimpreparado é submetido à separação sólido-líquido por um método adequado,como filtração e separação por centrifugação. Em seguida, o sólido obtido élavado com água de troca iônica, seco e, então, calcinado, preferivelmenteem uma temperatura de cerca de 300 a cerca de 1000°C, produzindo assim,o catalisador desejado na forma de um oxido metálico.
No processo para produção da amina terciária de acordo com apresente invenção, a amida representada pela fórmula geral (1) acima ésubmetida à redução por hidrogenação, na presença do catalisador assimproduzido.
A redução por hidrogenação pode ser realizada em uma atmos-fera de hidrogênio em pressão normal ou com uma pressão aplicada de hi-drogênio, ou em um fluxo de hidrogênio em pressões normais ou sob pres-são aplicada. A reação pode ser realizada por um método contínuo ou ummétodo em batelada. No método em batelada, a quantidade de catalisadoradicionado é usualmente de cerca de 0,05 a cerca de 20 % em massa e pre-ferivelmente de 0,1 a 10 % em massa, com base na amida bruta, dos pontosde vista de boa reatividade, supressão da produção de subprodutos e baixoscustos de produção. A temperatura de reação é usualmente de cerca de 140a cerca de 300°C e preferivelmente de 160 a 270°C dos pontos de vista demelhoria da velocidade de reação e supressão da produção de subprodutos.
A pressão de reação é usualmente de pressões normais a cerca de 25 MPa,preferivelmente de 0,1 a 5,0 MPa e mais preferivelmente de 0,1 a 3,0 MPa,dos pontos de vista de melhoria da velocidade de reação e supressão doaumento de carga de insumos de utilidades.
Assim, quando se submete a amida representada pela fórmulageral (1) à redução por hidrogenação em condições moderadas, a aminaterciária representada pela fórmula geral (2) que contém uma quantidademenor de subprodutos e possui uma alta pureza pode ser produzida comboa produtividade de maneira economicamente vantajosa.
A presente invenção também provê um catalisador para produ-ção de aminas terciárias que pode ser usado no processo acima para produ-ção da amina terciária de acordo com a presente invenção. Os detalhes docatalisador são os mesmos descritos previamente.
Na presente invenção, é também fornecido um processo paraprodução de derivados de amina pelo uso da amina terciária produzida deacordo com o processo de produção acima, em particular um processo paraprodução de oxido de amina.
No processo para produção de oxido de amina, a amina terciáriaobtida pelo processo de produção acima é usada como matéria-prima e rea-gida com peróxido de hidrogênio.
Na presente invenção, como peróxido de hidrogênio a ser reagi-do com a amina terciária, podem ser usadas soluções aquosas industrial-mente disponíveis contendo peróxido de hidrogênio em uma quantidade de20 a 90 % em massa. Embora quaisquer das soluções aquosas contendoperóxido de hidrogênio dentro da faixa de concentrações acima especificadapossam ser usadas na presente invenção, a concentração de peróxido dehidrogênio nas soluções aquosas é preferivelmente de 35% em massa, doponto de vista de boa segurança e boa disponibilidade. A quantidade de pe-róxido de hidrogênio usada é preferivelmente de 0,9 a 1,2 mol, mais preferi-velmente de 0,95 a 1,1 mol e ainda mais preferivelmente de 1,0 a 1,05 molpor 1 mol de amina terciária do ponto de vista de supressão de amina nãoreagida residual.
A temperatura usada na reação entre a amina terciária e peróxi-do de hidrogênio é preferivelmente de 20 a 100°C, mais preferivelmente de30 a 95°C e ainda mais preferivelmente de 40 a 90°C do ponto de vista dasupressão de decomposição de peróxido de hidrogênio. A reação entre aamina terciária e o peróxido de hidrogênio pode ser realizada na presençade um catalisador conhecido para promover a reação. Exemplos do catalisa-dor usado na reação acima incluem dióxido de carbono, uma mistura de bi-carbonato de sódio com pirofosfato de sódio, ácido cítrico, ácido tartárico esais dos mesmos, e ácido fosfotúngstico e sais do mesmo.
Além disso, a reação entre a amina terciária e o peróxido de hi-drogênio pode ser realizada em um solvente. Água pode ser usualmenteutilizada como o solvente. Entretanto, para controlar bem a viscosidade dasolução aquosa de oxido de amina, água pode também ser usada em com-binação com um solvente solúvel em água como metanol, etanol e isopropanol.
No processo para produção de amina terciária de acordo comapresente invenção, é possível produzir a amina terciária com alta reativida-de. Além disso, com o uso da amina terciária assim produzida como matéria-prima, é possível produzir óxido de amina da mesma com baixos custos deprodução. Assim, a amina terciária produzida pelo processo da presente in-venção é adequadamente utilizada para produção de derivados de aminacomo óxido de amina. O óxido de amina tem sido usado como um ativadorauxiliar para vários detergentes, por exemplo, adequadamente utilizado emamplas aplicações como agentes de limpeza para louça, xampus e deter-gentes para roupas.
Exemplos dos derivados de amina diferentes de óxido de aminaque são produzidos a partir da amina terciária obtida de acordo com a pre-sente invenção incluem cloreto de benzalcônio, sais alquil trimetil amônio esais alquil dimetil amônio de ácido acético. Estes compostos podem ser pro-duzidos por quaisquer métodos adequados conhecidos.
Exemplos
A presente invenção é descrita em maiores detalhes por refe-rência aos seguintes exemplos. No entanto, deve ser notado que estes e-xemplos, são somente ilustrativos e não pretendem limitar a invenção aosmesmos.
Exemplo de Produção 1
Um frasco separável foi carregado com 100 g de nitrato de cobretriidratado e 39 g de nitrato de cálcio tetraidratado. O conteúdo do frasco foidissolvido em 2000 ml de água, e então aquecido com agitação. O frasco foicarregado ainda com 31 g de zeólita sintetizada ("ZEOLUM F-9 disponívelna Tosoh Corporation) a 50°C, sendo, então gotejados 584 g de uma solu-ção aquosa a 10 % em massa de solução aquosa de Na2CO3 (teor deNa2CO3: quantidade equimolar com base nos sais de metais) foi adicionadagota a gota na solução obtida acima, a 90°C, durante 1 hora. A solução mis-turada resultante foi agitada por mais 1 hora. Depois disso, o precipitado re-sultante foi submetido à filtração e lavagem com água, e seco a 1100C du-rante um dia inteiro e uma noite. O produto seco obtido foi calcinado a 600°Cem ar por 1 hora, sendo obtido assim um catalisador baseado em cobre. Emresultado disso, foi confirmado que a razão em massa de cobre para cálcio(Cu : Ca) nos óxidos metálicos contidos no catalisador de base cobre assimobtido era de 4 : 1, e a quantidade de catalisador suportado no veículo (pro-porção de óxido de cobre para a soma de oxido de cobre com veículo) erade 50 % em massa.
Exemplos de produção 2 e 3
O mesmo procedimento do Exemplo de produção 1 foi repetidoexceto pelo fato da utilização de nitrato de bário ou nitrato de manganês nolugar de nitrato de cálcio, obtendo-se assim, respectivamente um catalisadorde base cobre tendo a razão em massa entre os elementos metálicos mos-trada na Tabela 1.
Exemplos de produção 4 e 5
O mesmo procedimento do Exemplo de produção 2 foi repetidoexceto pelo fato da utilização de alumina ("MGA" disponível na MizusawaIndustrial Chemicals , Ltd.) ou um pó de zircônia ("RC-100" disponível naDaiichi Kigenso Kagaku Kogyo Co., Ltd.) no lugar da zeólita sintetizada, ob-tendo-se assim, respectivamente um catalisador de base cobre tendo a ra-zão em massa entre os elementos metálicos mostrada na Tabela 1.
Exemplo de produção 6
Um frasco separável foi carregado com 100 g de nitrato de cobretriidratado, 34 g de nitrato de manganês hexaidratado e 0,54 g de cloreto derutênio. O conteúdo do frasco foi dissolvido em 2000 ml de água, e entãoaquecido com agitação. O frasco foi carregado ainda com 31 g de zeólitasintetizada ("ZEOLUM" F-9 disponível na Tosoh Corporation) a 50°C, sendo,então gotejados 549 g de uma solução aquosa a 10 % em massa deNa2CO3 (teor de Na2CO3 : quantidade equimolar com base nos sais metáli-cos) na solução obtida acima, a 90°C, durante 1 hora. A solução misturadaresultante foi agitada por mais 1 hora. Depois disso, o precipitado resultantefoi submetido à filtração e lavagem com água, e seco a 110°C durante umdia inteiro e uma noite. O produto seco obtido foi calcinado a 500°C em arpor 1 hora, sendo obtido assim um catalisador baseado em cobre. Em resul-tado disso, foi confirmado que a razão em massa entre cobre, manganês erutênio (Cu : Mn : Ru) nos óxidos metálicos contidos no catalisador de basecobre assim obtido era de 4 : 1 : 0,01, e a quantidade de catalisador supor-tado no veículo (proporção de óxído de cobre para a soma de oxido de cobrecom veículo) era de 50 % em massa.
Exemplos de produção 7 e 8
O mesmo procedimento do Exemplo de produção 6 foi repetidoexceto pelo fato da utilização de 20 g de nitrato de lantânio hexaidratado nolugar de 34 g de nitrato de manganês hexaidratado no Exemplo de produção7, e a mudança da quantidade de nitrato de manganês hexaidratado de 34 gpara 17 g e utilização de 0,44 g de cloreto de paládio no lugar de 0,54 g decloreto de rutênio no Exemplo de produção 8, obtendo-se assim, respecti-vamente, um catalisador de base cobre tendo a razão em massa entre oselementos metálicos mostrada na Tabela 1.
Exemplo de produção comparativo 1
O mesmo procedimento do Exemplo de produção 1 foi repetidoexceto pelo fato da utilização de 100 g de nitrato de cobre triidratado e 30 gde nitrato de zinco no lugar de 100 g de nitrato de cobre triidratado e 39 g denitrato de cálcio tetraidratado, obtendo-se assim, um catalisador Cu/Zn tendoa razão em massa entre os elementos metálicos mostrada na Tabela 1.
Exemplo de produção comparativo 2
O mesmo procedimento do Exemplo de produção 6 foi repetidoexceto pelo fato da utilização de 34 g de nitrato de níquel no lugar de 34 g denitrato de manganês hexaidratado, obtendo-se assim, um catalisadorCu/Ni/Ru tendo a razão em massa entre os elementos metálicos mostradana Tabelai.Tabela 1
<table>table see original document page 14</column></row><table>
Exemplo 1
Uma autoclave rotativa foi carregada com 300 g de N,N-dimetillauroil amida e 5 % em massa do catalisador produzido no Exemplo de Pro-dução 1 (com base na amida bruta). O interior da autoclave foi purgado comnitrogênio e então hidrogênio foi introduzido na mesma até que a pressãointerna da autoclave fosse aumentada para 0,5 MPa. Depois disso, enquantose mantinha a pressão interna da autoclave em 0,5 MPa, hidrogênio foi in-troduzido no sistema de reação a uma faixa de 40 l/h (1,35 mol/h por 1 molde amida bruta). Em seguida, o sistema de reação foi aquecido a 250°Csendo reagidos nesta temperatura os respectivos componentes, uns com osoutros, e o produto de reação amostrado quando a quantidade de amida bru-ta foi reduzida a 1 %. O produto de reação assim amostrado foi submetido àfiltração para remover o catalisador do mesmo, e então a composição dasolução de reação assim separada foi analisada por cromatografia gasosa. Acomposição do produto final de reação é mostrada na Tabela 2.Exemplos 2 a 8 e exemplos comparativos 1 e 2
O mesmo procedimento do Exemplo 1 foi repetido exceto pelofato da utilização de 5 % em massa (com base na amida bruta) dos respecti-vos catalisadores, mostrados na Tabela 2, em lugar de 5 % em massa (combase na amida bruta) do catalisador obtido no Exemplo de Produção 1 narealização da reação. As composições dos respectivos produtos finais dereação são mostradas na Tabela 2.
Tabela 2
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Exemplo 9
Uma autoclave rotativa foi carregada com 300 g de N,N-dimetilIauroil amida e 5 % em massa do catalisador produzido no Exemplo de Pro-dução 1 (com base na amida bruta). Enquanto se mantinha a pressão dereação em 5 MPa1 hidrogênio foi introduzido no sistema de reação a umafaixa de 40 l/h (1,35 mol/h por 1 mol de amida bruta). Em seguida, os res-pectivos componentes foram reagidos uns com os outros a uma temperaturamostrada na Tabela 3, e o produto de reação foi amostrado quando a quan-tidade de amida bruta foi reduzida a 1 %. O produto de reação assim amos-trado foi submetido à filtração para remover o catalisador do mesmo, e entãoa composição da solução de reação assim separada foi analisada por cro-matografia gasosa. A composição do produto final de reação é mostrada na
Tabela 3.
Exemplos 10 a 12 e exemplo comparativo 3
O mesmo procedimento do Exemplo 9 foi repetido exceto pelofato da utilização de 5 % em massa (com base na amida bruta) dos respecti-vos catalisadores, mostrados na Tabela 3, em lugar de 5 % em massa (combase na amida bruta) do catalisador obtido no Exemplo de Produção 1 narealização da reação. As composições dos respectivos produtos finais dereação são mostradas na Tabela 3.
Tabela 3
<table>table see original document page 16</column></row><table>
Nota *1: DMLA = Dimetil lauril amina; *2: DLMA = Dilauril monometil amina;*3 : LA = álcool laurílico.
Exemplo 13Uma autoclave rotativa foi carregada com 300 g de Ν,Ν-dimetilIauroil amida e 5 % em massa do catalisador produzido no Exemplo de Pro-dução 2 (com base na amida bruta). Enquanto se mantinha as respectivaspressões de reação como mostrado na Tabela 4, hidrogênio foi introduzidono sistema de reação a uma faixa de 40 l/h (1,35 mol/h por 1 mol de amidabruta). Em seguida, os respectivos componentes foram reagidos uns com osoutros a 250°C, e o produto de reação foi amostrado quando a quantidadede amida bruta foi reduzida a 1 %. O produto de reação assim amostrado foisubmetido à filtração para remover o catalisador do mesmo, e então a com-posição da solução de reação assim separada foi analisada por cromatogra-fia gasosa. A composição do produto final de reação é mostrada na Tabela 4.
Exemplo Comparativo 4
O mesmo procedimento do Exemplo 13 foi repetido exceto pelofato do uso de 5 % em massa (com base na amida bruta) do catalisador ob-tido no Exemplo de Produção Comparativo 1 no lugar de 5 % em massa(com base na amida bruta) do catalisador obtido no Exemplo de produção 2na realização da reação. A composição do produto final de reação é mostra-da na Tabela 4.
Tabela 4
<table>table see original document page 17</column></row><table>
Nota 1: DMLA = Dimetil Iauril amina; *2: DLMA = Dilauril monometil amina;*3 : LA = álcool laurílico.
Exemplo 14
Uma autoclave rotativa foi carregada com 300 g de N,N-dimetilestearil amida e 5 % em massa do catalisador produzido no Exemplo deProdução 1 (com base na amida bruta). O interior da autoclave foi purgadocom nitrogênio e então hidrogênio foi introduzido na mesma até que a pres-são interna da autoclave fosse aumentada para 1,5 MPa. Depois disso, en-quanto se mantinha a pressão interna da autoclave em 1,5 MPa, hidrogêniofoi introduzido no sistema de reação a uma faixa de 40 l/h (1,35 mol/h por 1mol de amida bruta). Em seguida, o sistema de reação foi aquecido a 250°Csendo reagidos nesta temperatura os respectivos componentes, uns com osoutros, e o produto de reação amostrado quando a quantidade de amida bru-ta foi reduzida a 1 %. O produto de reação assim amostrado foi submetido àfiltração para remover o catalisador do mesmo, e então a composição dasolução de reação assim separada foi analisada por cromatografia gasosa.Em resultado disso, foi confirmado que o produto final de reação era com-posto de 70,0 % em massa de Ν,Ν-dimetil estearil amina, 7,0 % em massade Ν,Ν-diestearil metil amina e 5,6 % em massa de álcool estearílico.
Exemplo 15
O produto de reação obtido no Exemplo 1 foi submetido a pro-cedimento de purificação e fracionamento por destilação, obtendo-se assimlauril dimetil amina (pureza medida por cromatografia gasosa ; 99,9 %). Umfrasco de quatro bocas de 1 litro equipado com um termômetro, um agitador,um tubo de resfriamento e um funil de adição foi carregado com 258,8 g dalauril dimetil amina assim obtida (peso molecular médio peso : 215,7) e439,8 g de água de troca iônica, sendo o conteúdo do frasco aquecido a90°C. Depois disso, 91,9 g de uma solução aquosa de peróxido de hidrogê-nio a 45 % foi gotejada no frasco durante 1 hora. O conteúdo do frasco foi,então agitado a 90°C por 8 horas, obtendo-se assim um produto de reaçãocontendo cerca de 35 % de oxido de Iauril dimetil amina. A cor e odor doproduto assim obtido foram avaliados imediatamente após produção domesmo e após conservação do produto a 60°C. Os resultados são mostra-dos na Tabela 5.Exemplos 16 e 17
O mesmo procedimento do Exemplo 15 foi repetido exceto pelofato da utilização dos produtos de reação respectivamente obtidos nos E-xemplos 4 e 8 no lugar do produto de reação obtido no Exemplo 1, obtendo-se, assim, respectivamente produtos de reação contendo óxido de lãuril di-metil amina. A cor e odor dos produtos assim obtidos foram avaliados imedi-atamente após produção dos mesmos e após conservação do produto a60°C. Os resultados são mostrados na Tabela 5.
Exemplo Comparativo 5
O mesmo procedimento do Exemplo 15 foi repetido exceto pelofato da utilização do produto de reação obtido no Exemplo Comparativo 1 nolugar do produto de reação obtido no Exemplo 1, obtendo-se, assim, umproduto de reação contendo óxido de Iauril dimetil amina como desejado. Acor e odor do produto assim obtido foram avaliados imediatamente apósprodução do mesmo e após conservação do produto a 60°C. Os resultadossão mostrados na Tabela 5.
A cor e odor dos respectivos produtos de reação foram avaliadospelos seguintes métodos.
(Avaliação de Cor)
A amostra foi posta em um recipiente de vidro de medição, paramedir a cor da mesma usando um tintômetro "Lovibond Tintometer PFX995".(Avaliação de Odor)
A amostra foi submetida a um teste sensorial por avaliadoresespecialistas para avaliar o odor da mesma de acordo com as seguintes no-tas Θ, O, Δ, X.Critérios de avaliação
© : Excelente
O : Bom
Δ : ligeiramente deficiente
X : deficienteTabela 5
<table>table see original document page 20</column></row><table>
Nota *1: IA = imediatamente após produção
Aplicabilidade Industrial
No processo para produção de amina terciária de acordo com apresente invenção, a amina terciária alifática de alta pureza contendo umaquantidade menor de subprodutos pode ser produzida. A amina terciária ali-fática produzida de acordo com o processo da presente invenção é um pro-duto intermediário importante nos campos de aplicação doméstico e indus-trial, e pode ser usado em amplas aplicações como, por exemplo, amacian-tes de tecido para produtos de fibra, agentes antiestática, aditivos para gaso-lina, xampus, soluções de lavagem, bactericidas e detergentes.
Claims (8)
1. Processo para produção de uma amina terciária representadapela seguinte fórmula geral (2):<formula>formula see original document page 21</formula>em que R1 é um grupo hidrocarboneto alifático saturado ou insaturado, linearou ramificado, tendo de 1 a 23 átomos de carbono; e R2 e R3 são, cada um,independentemente um grupo alquila linear ou ramificado tendo 1 a 6 áto-mos de carbono, o referido processo incluindo a etapa de submeter uma a-mida representada pela seguinte fórmula geral (1):<formula>formula see original document page 21</formula>em que R1, R2 e R3 possuem a mesma definição acima,à redução por hidrogenação na presença de um catalisador contendo cobree pelo menos um elemento selecionado no grupo que consiste em elemen-tos pertencentes aos Grupos 2, 3 e 7 da Tabela Periódica (forma longa daTabela Periódica).
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que pelo me-nos um elemento selecionado no grupo que consiste em elementos perten-centes aos Grupos 2, 3 e 7 da Tabela Periódica é pelo menos um elementoselecionado no grupo que consiste em cálcio, bário, manganês e lantânio.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o ca-talisador contém adicionalmente pelo menos um elemento selecionado nogrupo que consiste em elementos pertencentes aos Grupos 8 a 10 da Tabe-la Periódica.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, em que pelo me-nos um elemento selecionado no grupo que consiste em elementos perten-centes aos Grupos 8 a 10 da Tabela Periódica é pelo menos um elementoselecionado no grupo que consiste em elementos do grupo da platina.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que a razão em massa do pelo menos um elemento selecionado nogrupo que consiste em elementos pertencentes aos Grupos 2, 3 e 7 da Ta-bela Periódica para o cobre (pelo menos um elemento selecionado no grupoque consiste em elementos pertencentes aos Grupos 2, 3 e 7 da Tabela Pe-riódica / cobre) no catalisador é de 0,05 a 10.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que o catalisador é usado em uma quantidade de 0,05 a 20 % emmassa com base na amida representada pela fórmula geral (1).
7. Uso do catalisador como definido em qualquer uma das rei-vindicações 1 a 6 no processo para produção de amina terciária como defi-nido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
8. Processo para produção de um óxido de amina incluindo aetapa de reagir a amina terciária obtida pelo processo de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1 a 6 com peróxido de hidrogênio.
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