JPH0345068B2 - - Google Patents
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- JPH0345068B2 JPH0345068B2 JP57112572A JP11257282A JPH0345068B2 JP H0345068 B2 JPH0345068 B2 JP H0345068B2 JP 57112572 A JP57112572 A JP 57112572A JP 11257282 A JP11257282 A JP 11257282A JP H0345068 B2 JPH0345068 B2 JP H0345068B2
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- oxide
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- alkylmorpholine
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Description
本発明は、N−アルキルジエタノールアミンか
ら、N−アルキルモルホリンを製造する方法に関
する。さらに詳しくは、N−アルキルジエタノー
ルアミンを、アルミナを主成分とする触媒と気相
で接触させて反応させ、高収率でN−アルキルモ
ルホリンを製造するための触媒および反応方法の
改良に関する。
N−アルキルモルホリンは、溶剤、殺菌剤、繊
維の仕上剤の原料として、またポリウレタンフオ
ーム発泡用触媒等に広く用いられており、工業的
に極めて有用な物質である。
従来、N−アルキルジエタノールアミンからN
−アルキルモルホリンを製造する方法としては、
いくつかの方法が提案されている。例えば、N−
アルキルジエタノールアミン原料に塩酸を付加
し、塩酸酸性下で液相にて脱水環化反応を行いN
−アルキルモルホリンを製造する方法(米国特許
3654271)がある。この液相法による方法は、N
−アルキルモルホリンを高収率で得ることができ
る点では有利であるが、多量の塩酸や硫酸等を用
いて強い酸性下で反応を行い、反応後に該アミン
の塩酸塩や硫酸塩をアルカリで中和処理してN−
アルキルモルホリンを回収するため、次の様な欠
点をかかえている。
即ち、反応が完結するまでに長時間を必要と
し、多量の酸やアルカリを原料として消費し、そ
の結果生じる副生塩を煩雑な操作で分離しなけれ
ばならず、分離した副生塩が有機物を含有するた
め廃棄に伴う公害問題が生じ、さらに強酸を反応
で使用するために装置の腐食がおこるなどの問題
がある。
これらの液相法のかかえる問題点を解決するた
めに、近年、副生塩がなくN−アルキルモルホリ
ンの分離回収が本来容易な気相法が指向されてい
る。例えば、石黒らによる方法(薬学雑誌1952,
74 P1162〜1165)では、シリカ含有率75〜86重
量%のシリカ−アルミナを触媒として用い、原料
のN−エチルジエタノールアミンを希釈せずに濃
度100%で、反応温度400℃で反応させてN−エチ
ルモルホリンを収率40.5%で得ている。また、例
えば米国特許2597260によれば、アルミナを触媒
として用い、原料のN−エチルジエタノールアミ
ンを希釈せずに濃度100%で反応温度340℃で反応
させて、N−エチルモルホリンを収率59.8%で得
ている。
しかしながら、これらの気相法は、本来、反応
および分離の操作面で極めて有利なプロセスであ
るといえるが、収率が低いという問題点から工業
的には不利な方法であつた。
本発明者らは、従来技術における欠点を改良す
べく鋭意検討した結果、気相法でN−アルキルジ
エタノールアミンからN−アルキルモルホリンの
製造において、触媒および反応に関して新規な知
見を見い出し、高収率の得られる、工業的にも極
めて有利な方法を確立し、本発明を完成するに到
つた。
即ち、金属酸化物を含有したアルミナを触媒と
して用い、原料のN−アルキルジエタノールアミ
ンを気相で反応させたところ、選択率の向上、特
に原料濃度を低くすることにより選択率の大巾な
増大が見られるという予期せぬ知見が得られた。
この新規な知見の根拠となるところの理由は明確
でないが、シリカ・アルミナ,ゼオライト,シリ
カなどの通常の固体酸触媒では、原料の濃度によ
らず選択率が低いのに対し、金属酸化物を含有し
たアルミナでは、原料濃度を限定した範囲にする
とN−アルキルモルホリンの生成に都合のよい中
間体が形成され、選択率が大巾に向上したものと
推測される。従つて、本発明の目的はこれらの新
規な知見に基づいてN−アルキルジエタノールア
ミンを原料として高収率の得られる工業的に優れ
たN−アルキルモルホリンの製造方法を提供する
ところにある。
即ち、本発明の要旨とするところは、
一般式
(式〔〕中、RはC1〜C20のアルキル基または
C3〜C8のシクロアルキル基である)で表わされ
るN−アルキルジエタノールアミンから、
一般式
(式〔〕中、Rは式〔〕中におけると同義で
ある)で表わされるN−アルキルモルホリンを製
造する際に、チタニア,ジルコニア、五酸化リ
ン、酸化イオウ、酸化タングステン、クロミア、
酸化亜鉛、酸化マンガンおよび酸化アンチモンか
らなる群から選ばれた1種または2種以上の金属
酸化物の含有量が全触媒の重量に基づいて0.1〜
10%であるアルミナを触媒として用い、気相で反
応させることを特徴とするN−アルキルモルホリ
ンの製造方法である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される原料は、式〔〕で示され
たN−アルキルジエタノールアミンであり、Rは
C1〜C20のアルキル基またはC3〜C8のシクロアル
キル基であり、具体的には、N−メチルジエタノ
ールアミン,N−エチルジエタノールアミン,N
−プロピルジエタノールアミン、N−ブチルジエ
タノールアミン、N−ヘキシルジエタノールアミ
ン、N−オクチルジエタノールアミン,N−デシ
ルジエタノールアミン、N−ドデシルジエタノー
ルアミン,N−シクロペンチルジエタノールアミ
ン,N−シクロヘキシルジエタノールアミン,N
−シクロヘプチルジエタノールアミン、N−シク
ロオクチルジエタノールアミンなどをあげること
ができる。
好ましくは、C1〜8のアルキル基で、例えば、メ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基、ヘキシル基、ヘプチル基またはオクチル
基を有するものである。好ましいものの一例とし
ては、N−メチルジエタノールアミン、N−エチ
ルジエタノールアミン,N−プロピルジエタノー
ルアミンまたはN−ブチルジエタノールアミン等
である。これらのN−アルキルジエタノールアミ
ンは、1モルのアルキルアミンまたはシクロアル
キルアミンに2モルのエチレンオキサイドを付加
させることにより容易に得られる。
(Rはアルキル基またはシクロアルキル基)
本発明で使用される触媒は、金属酸化物を含有
するアルミナであり、該金属酸化物は具体的に
は、チタニア、ジルコニア、五酸化リン、酸化イ
オウ、酸化タングステン、クロミア、酸化亜鉛、
酸化マンガンまたは酸化アンチモンから選ばれた
1種または2種以上である。
金属酸化物の含有量は、全触媒の重量に基づい
て0.1〜10%であり、好ましくは0.1〜10%であ
る。金属酸化物の含有量が0.1%未満では、少な
すぎて添加効果はあらわれず、選択率の増大はみ
られない。一方、金属酸化物の含有量が10%を越
えると添加した金属酸化物の性質が強くあらわ
れ、分解による副生物が増大し、選択率が低下す
るため工業的に好ましくない。
この触媒は、アルミニウム化合物とチタン、ジ
ルコニウム、リン、イオウ、タングステン、モリ
ブデン、クロム、亜鉛、マンガンまたはアンチモ
ンの化合物から選ばれた1種または2種以上とか
ら調製される。
アルミニウム化合物としては、水酸化物、ハロ
ゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、酸化物および有機錯
塩などがあげられ、具体的には、水酸化アルミニ
ウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫
酸アルミニウム、アルミン酸ソーダ、アルミナ、
コロイダルアルミナおよびアルミニウム、イソプ
ロポキシドなどがあげられる。
チタン、ジルコニウム、リン、イオウ、タング
ステン、モリブデン、クロム、亜鉛、マンガンま
たはアンチモンの化合物としては、水酸化物、ハ
ロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、酸化物または有機
カルボン酸塩などがあげられ、具体的には、四塩
化チタン、チタニア、硫酸チタン、水酸化ジルコ
ニウム、オキシ塩化ジルコニウム、ジルコニア、
硝酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、オルトリ
ン酸、ピロリン酸、三塩化リン、硫酸、、タング
ステン酸、酸化タングステン、塩化タングステ
ン、モリブデン酸アンモニウム、酸化モリブデ
ン、硫酸クロム、塩化クロム、水酸化クロム、硝
酸クロム、クロミア、酢酸亜鉛、酸化亜鉛、塩化
亜鉛、水酸化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸マ
ンガン、塩化マンガン、水酸化マンガン、酸化マ
ンガン、硝酸マンガン、硫酸マンガン、アンチモ
ン酸、酸化アンチモン、塩化アンチモンおよび硝
酸アンチモンなどがあげられる。これらの化合物
のうち2種以上の混合物を使用することもでき
る。
本発明における触媒の調製の方法としては、触
媒を構成するアルミナと金属酸化物が相互に充分
に緊密に混和されるような方法でありさえすれば
よく、種々の方法が採用できる。
例えば、アルミニウムと金属の水溶性塩(例え
ば、ハロゲン化物、硝酸塩または硫酸塩など)を
水に溶解させ、十分に撹拌して均一に混合した後
アルカリとして、例えばアンモニア水または苛性
などを添加してアルミニウムと金属を水に不溶性
の化合物として沈殿させ、別、水洗、乾燥後、
焼成する方法、アルミニウムと金属の不溶性塩
(例えば、水酸化物または酸化物など)を微粉末、
ゲルまたはゾルなどの状態で湿式または乾式で相
互に混合し、乾燥後、焼成する方法、アルミニウ
ムの不溶性塩(例えば、水酸化物または酸化物)
に金属の可溶性塩などの溶液を添加し含浸させ、
乾燥後、焼成する方法等により調製すればよい。
焼成は反応温度以上で行い、焼成温度は400〜
700℃、好ましくは450℃〜650℃である。
この様にして調製された触媒は、粉末状、粒
状、円柱状、球状あるいは錠剤状などの形態で使
用できる。成形して使用する場合には、前述の加
熱、焼成前に成形する方法、あるいは加熱、焼成
後、成形する方法などの通常使用される種々の方
法が採用できる。
焼成して得られた触媒中のアルミナの形態は、
θ,κ,δ,η,γ,χおよびβ−アルミナのい
ずれの形でもよいが、好ましくはγ−アルミナ、
あるいはη−アルミナまたはγ−アルミナとη−
アルミナの混合物である。触媒の比表面積として
は、50m2/g以上であり、好ましくは100〜500
m2/gである。
式〔〕で示される原料を反応温度に加熱して
触媒と接触させる方法において、原料混合ガス中
のN−アルキルジエタノールアミンの濃度の範囲
は1〜50モル%であり、好ましくは1〜30モル%
である。濃度が1モル%未満では、収率は高くな
るが、希釈剤を多量に使用するため、触媒単位体
積あたりに得られる生成物の量が少なくなり経済
性がおちる。一方、濃度が50モル%を越えると重
合物などの副生物が増大し、収率の急激な低下が
おこるため工業的に好ましくない。
N−アルキルジエタノールアミンの濃度を調節
するための希釈剤としては、原料および生成物に
対して不活性で、反応条件下でガス状であればよ
く、例えば、不活性ガス類、窒素、水素、水蒸気
またはアンモニアなどであり、好ましくは、窒
素、水蒸気またはアンモニアである。
これらの希釈剤は、気化したN−アルキルジエ
タノールアミンのガスと混合して反応器に供給す
る。その際にこれらの希釈剤を同時に2種以上を
混合して使用してもさしつかえない。また、水蒸
気を用いるときは、N−アルキルジエタノールア
ミンと水を混合した水溶液を蒸発器で気化して反
応器に供給してもよい。
原料供給速度は、広い範囲で変えることができ
るが、通常、原料ガスの触媒充填体積に基づく接
触時間は0.01〜50秒でよく、好ましくは0.5〜10
秒である。
反応温度は低くすぎると転化率が著しく低く、
高すぎると分解物が増えるため200〜400℃であ
り、好ましくは250〜300℃である。
本発明の方法は、通常の固定床で良いが、流動
床で実施することもできる。
反応は、通常、常圧下で行なうが、減圧下また
は加圧下で行つてもよい。反応器から出たガス
は、一般にN−アルキルモルホリン、未反応のN
−アルキルジエタノールアミンおよび使用された
不活性ガスからなつている。副生物として主に
N,N′−ジアルキルピペラジンおよびN−アル
キルエタノールアミンが生成するが、これらは少
量であり、かつ、N−アルキルモルホリンと容易
に分離できる。反応混合物からのN−アルキルモ
ルホリンの単離は、公知の蒸留、抽出などの精製
法により効率よく分離でき、高純度のN−アルキ
ルモルホリンを得ることができる。
本発明の方法によれば、N−アルキルモルホリ
ンの収率を飛躍的に向上でき、副生物も大巾に減
少し、分離精製が容易になつただけでなく、従来
法に比べ低い温度で高収率が得られ、ユーテイリ
テイーをも低減することが可能となつた。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、これら実施例のみに限定されるものではな
い。実施例における転化率および選択率の定義は
次の通りである。
転化率=反応したN−アルキルジエタノー
ルアミンのモル数/供給したN−アルキルジエタノール
アミンのモル数×100(%)
選択率=生成したN−アルキルモルホリン
のモル数/反応したN−アルキルジエタノールアミンの
モル数×100(%)
収率=生成したN−アルキルモルホリンの
モル数/供給したN−アルキルジエタノールアミンのモ
ル数×100(%)
比較例 1〜3
石英製の内径26mm、長さ600mmの反応管に触媒を
20ml充填し、反応管を電気炉に装着し、窒素気流
中で温度280℃に加熱した後、窒素をとめ1時間
当たり5.95gのN−エチルジエタノールアミンと
1時間当たり15.3gの水をそれぞれ定量ポンプで
反応管へ供給した。これはN−エチルジエタノー
ルアミン5.0容量%および水95.0容量%の組成に
相当する。
シリカ・アルミナ触媒は、シリカ含有率72重量
%のもの(触媒化成(株)製、商品名、IS−28)であ
り、比表面積は349m2/gである。また、アルミ
ナ触媒はγ−アルミナ100wt%のもの(水沢化学
(株)製、商品名、ネオビートC)であり、比表面積
は210m2/gである。それらの結果を表1に示す。
The present invention relates to a method for producing N-alkylmorpholine from N-alkyldiethanolamine. More specifically, the present invention relates to improvements in catalysts and reaction methods for producing N-alkylmorpholine in high yield by bringing N-alkyldiethanolamine into contact with a catalyst containing alumina as a main component in the gas phase to react. N-alkylmorpholine is widely used as a raw material for solvents, disinfectants, fiber finishing agents, and as catalysts for polyurethane foam foaming, and is an extremely useful substance industrially. Conventionally, N-alkyldiethanolamine to N
-The method for producing alkylmorpholine is as follows:
Several methods have been proposed. For example, N-
Hydrochloric acid is added to the alkyldiethanolamine raw material, and a dehydration cycloreaction reaction is carried out in the liquid phase under the acidity of hydrochloric acid.
- Process for producing alkylmorpholines (U.S. patent
3654271). This liquid phase method is based on N
- Although it is advantageous in that alkylmorpholine can be obtained in high yield, the reaction is carried out under strong acidity using a large amount of hydrochloric acid or sulfuric acid, and after the reaction, the hydrochloride or sulfate of the amine is neutralized with an alkali. Sum processing and N-
Since the alkylmorpholine is recovered, it has the following disadvantages. In other words, the reaction takes a long time to complete, a large amount of acid or alkali is consumed as a raw material, and the resulting by-product salts must be separated through complicated operations, and the separated by-product salts are organic substances. Since it contains , it causes pollution problems when it is disposed of, and furthermore, there are problems such as corrosion of equipment due to the use of strong acids in the reaction. In order to solve these problems of the liquid phase method, in recent years, a gas phase method has been trending, which does not involve by-product salts and allows easy separation and recovery of N-alkylmorpholine. For example, the method by Ishiguro et al. (Pharmacy Journal 1952,
74 P1162-1165), using silica-alumina with a silica content of 75-86% by weight as a catalyst, the raw material N-ethyldiethanolamine was reacted without dilution at a concentration of 100% at a reaction temperature of 400°C to form N- Ethylmorpholine was obtained with a yield of 40.5%. For example, according to US Pat. No. 2,597,260, N-ethyldiethanolamine was reacted without dilution at a concentration of 100% using alumina as a catalyst at a reaction temperature of 340°C to produce N-ethylmorpholine in a yield of 59.8%. It has gained. However, although these gas phase methods are inherently extremely advantageous in terms of reaction and separation operations, they are industrially disadvantageous due to the problem of low yields. As a result of intensive studies aimed at improving the shortcomings of the prior art, the present inventors discovered new knowledge regarding catalysts and reactions in the production of N-alkylmorpholines from N-alkyldiethanolamines using a gas phase method, and achieved high yields. The present invention has been completed by establishing an industrially extremely advantageous method for obtaining the same. That is, when alumina containing metal oxides was used as a catalyst to react N-alkyldiethanolamine as a raw material in the gas phase, the selectivity was improved, especially by lowering the raw material concentration. An unexpected finding was obtained:
The reason behind this new finding is not clear, but ordinary solid acid catalysts such as silica/alumina, zeolite, and silica have low selectivity regardless of the raw material concentration, whereas metal oxides have low selectivity regardless of the raw material concentration. It is presumed that when the raw material concentration of the alumina contained was within a limited range, an intermediate suitable for the production of N-alkylmorpholine was formed, and the selectivity was greatly improved. Therefore, an object of the present invention is to provide an industrially excellent method for producing N-alkylmorpholine in high yield using N-alkyldiethanolamine as a raw material based on these new findings. That is, the gist of the present invention is that the general formula (In formula [], R is a C 1 to C 20 alkyl group or
C3 - C8 cycloalkyl group) from N-alkyldiethanolamine represented by the general formula (In formula [], R has the same meaning as in formula []) When producing N-alkylmorpholine, titania, zirconia, phosphorus pentoxide, sulfur oxide, tungsten oxide, chromia,
The content of one or more metal oxides selected from the group consisting of zinc oxide, manganese oxide, and antimony oxide is 0.1 to 0.1 based on the weight of the total catalyst.
This is a method for producing N-alkylmorpholine, which is characterized by using 10% alumina as a catalyst and carrying out the reaction in the gas phase. The present invention will be explained in detail below. The raw material used in the present invention is N-alkyldiethanolamine represented by the formula [], where R is
A C1 - C20 alkyl group or a C3 - C8 cycloalkyl group, specifically N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine,
-Propyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, N-hexyldiethanolamine, N-octyldiethanolamine, N-decyldiethanolamine, N-dodecyldiethanolamine, N-cyclopentyldiethanolamine, N-cyclohexyldiethanolamine, N
-cycloheptyldiethanolamine, N-cyclooctyldiethanolamine, and the like. Preferably, it is a C1-8 alkyl group, such as a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, or octyl group. Preferred examples include N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-propyldiethanolamine, and N-butyldiethanolamine. These N-alkyl diethanolamines are easily obtained by adding 2 moles of ethylene oxide to 1 mole of alkylamine or cycloalkylamine. (R is an alkyl group or a cycloalkyl group) The catalyst used in the present invention is alumina containing a metal oxide, and the metal oxide specifically includes titania, zirconia, phosphorus pentoxide, sulfur oxide, Tungsten oxide, chromia, zinc oxide,
One or more types selected from manganese oxide and antimony oxide. The content of metal oxides is between 0.1 and 10%, preferably between 0.1 and 10%, based on the weight of the total catalyst. When the metal oxide content is less than 0.1%, it is too small to have any effect of addition, and no increase in selectivity is observed. On the other hand, if the metal oxide content exceeds 10%, the properties of the added metal oxide will be strongly manifested, the amount of by-products due to decomposition will increase, and the selectivity will decrease, which is industrially undesirable. This catalyst is prepared from an aluminum compound and one or more compounds selected from titanium, zirconium, phosphorus, sulfur, tungsten, molybdenum, chromium, zinc, manganese, or antimony compounds. Examples of aluminum compounds include hydroxides, halides, nitrates, sulfates, oxides, and organic complex salts.Specifically, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, sodium aluminate, and alumina. ,
Examples include colloidal alumina, aluminum, and isopropoxide. Compounds of titanium, zirconium, phosphorus, sulfur, tungsten, molybdenum, chromium, zinc, manganese or antimony include hydroxides, halides, nitrates, sulfates, oxides or organic carboxylates, etc. Includes titanium tetrachloride, titania, titanium sulfate, zirconium hydroxide, zirconium oxychloride, zirconia,
Zirconium nitrate, zirconium sulfate, orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, phosphorus trichloride, sulfuric acid, tungstic acid, tungsten oxide, tungsten chloride, ammonium molybdate, molybdenum oxide, chromium sulfate, chromium chloride, chromium hydroxide, chromium nitrate, chromia, Zinc acetate, zinc oxide, zinc chloride, zinc hydroxide, zinc nitrate, zinc sulfate, manganese acetate, manganese chloride, manganese hydroxide, manganese oxide, manganese nitrate, manganese sulfate, antimonic acid, antimony oxide, antimony chloride, antimony nitrate, etc. can be given. A mixture of two or more of these compounds can also be used. Various methods can be used to prepare the catalyst in the present invention as long as the alumina and metal oxide constituting the catalyst are thoroughly and intimately mixed with each other. For example, water-soluble salts of aluminum and metals (such as halides, nitrates, or sulfates) are dissolved in water, stirred thoroughly to mix uniformly, and then an alkali, such as aqueous ammonia or caustic, is added. Aluminum and metals are precipitated as water-insoluble compounds, separated, washed with water, and after drying,
A method of firing, finely powdering aluminum and insoluble salts of metals (such as hydroxides or oxides),
Insoluble salts of aluminum (e.g. hydroxides or oxides), which are mixed with each other wet or dry in a gel or sol state, dried and then fired.
Add a solution such as a soluble salt of a metal to impregnate it,
It may be prepared by a method of drying and then firing. Firing is performed above the reaction temperature, and the firing temperature is 400 ~
The temperature is 700°C, preferably 450°C to 650°C. The catalyst thus prepared can be used in the form of powder, granules, cylinders, spheres or tablets. When used after molding, various commonly used methods can be employed, such as the method of molding before heating and firing as described above, or the method of molding after heating and firing. The form of alumina in the catalyst obtained by calcination is
Any form of θ, κ, δ, η, γ, χ and β-alumina may be used, but preferably γ-alumina,
Or η-alumina or γ-alumina and η-
It is a mixture of alumina. The specific surface area of the catalyst is 50 m 2 /g or more, preferably 100 to 500 m 2 /g.
m 2 /g. In the method of heating the raw material represented by the formula [] to the reaction temperature and contacting it with the catalyst, the concentration range of N-alkyldiethanolamine in the raw material mixed gas is 1 to 50 mol%, preferably 1 to 30 mol%.
It is. If the concentration is less than 1 mol %, the yield will be high, but since a large amount of diluent is used, the amount of product obtained per unit volume of catalyst will be small, resulting in poor economic efficiency. On the other hand, if the concentration exceeds 50 mol%, by-products such as polymers will increase and the yield will drop sharply, which is industrially undesirable. The diluent for adjusting the concentration of N-alkyldiethanolamine may be any diluent that is inert to the raw materials and products and gaseous under the reaction conditions, such as inert gases, nitrogen, hydrogen, water vapor, etc. or ammonia, preferably nitrogen, water vapor or ammonia. These diluents are mixed with vaporized N-alkyldiethanolamine gas and fed to the reactor. At that time, two or more of these diluents may be used in combination at the same time. Furthermore, when using steam, an aqueous solution of N-alkyldiethanolamine and water may be vaporized in an evaporator and then supplied to the reactor. The feed rate can be varied within a wide range, but typically the contact time based on the catalyst filling volume of the feed gas may be between 0.01 and 50 seconds, preferably between 0.5 and 10 seconds.
Seconds. If the reaction temperature is too low, the conversion rate will be extremely low.
If the temperature is too high, decomposed products will increase, so the temperature is 200 to 400°C, preferably 250 to 300°C. The method of the present invention may be carried out in a conventional fixed bed, but it can also be carried out in a fluidized bed. The reaction is usually carried out under normal pressure, but may also be carried out under reduced pressure or increased pressure. The gas exiting the reactor is generally N-alkylmorpholine, unreacted N
-alkyldiethanolamine and the inert gas used. N,N'-dialkylpiperazine and N-alkylethanolamine are mainly produced as by-products, but these are in small amounts and can be easily separated from N-alkylmorpholine. N-alkylmorpholine can be efficiently isolated from the reaction mixture by known purification methods such as distillation and extraction, and highly pure N-alkylmorpholine can be obtained. According to the method of the present invention, the yield of N-alkylmorpholine can be dramatically improved, the number of by-products has been greatly reduced, and separation and purification has become easier. It has become possible to obtain good yield and reduce utility. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but it is not limited to these Examples. The definitions of conversion rate and selectivity in Examples are as follows. Conversion rate = Number of moles of N-alkyldiethanolamine reacted/Number of moles of N-alkyldiethanolamine supplied x 100 (%) Selectivity = Number of moles of N-alkylmorpholine produced/Number of moles of N-alkyldiethanolamine reacted x 100 (%) Yield = Number of moles of N-alkylmorpholine produced/Number of moles of N-alkyldiethanolamine supplied x 100 (%) Comparative Examples 1 to 3 A catalyst was placed in a quartz reaction tube with an inner diameter of 26 mm and a length of 600 mm. of
After filling the reaction tube with 20 ml and heating it in an electric furnace to 280°C in a nitrogen stream, the nitrogen was turned off and 5.95 g of N-ethyldiethanolamine per hour and 15.3 g of water per hour were added using metering pumps. was supplied to the reaction tube. This corresponds to a composition of 5.0% by volume of N-ethyldiethanolamine and 95.0% by volume of water. The silica-alumina catalyst has a silica content of 72% by weight (manufactured by Catalysts & Chemicals Co., Ltd., trade name: IS-28), and has a specific surface area of 349 m 2 /g. In addition, the alumina catalyst is 100wt% γ-alumina (Mizusawa Chemical Co., Ltd.)
Co., Ltd., trade name: Neobeat C), and the specific surface area is 210 m 2 /g. The results are shown in Table 1.
【表】
実施例 1
硫酸アルミニウム・13水塩250gを5の水に
溶解させ、撹拌しながら20%アンモニア水溶液を
滴下し、PHを6にした。得られた沈殿を過、水
洗し、120℃で乾燥後、12メツシユ以下に粉砕し、
径5mm、高さ5mmのタブレツトに成形した後、
450℃で3時間焼成した。得られた触媒中の硫酸
の割合は全触媒の重量に基づいて4.6%で、比表
面積は330m2/gであつた。
石英製の内径26mm、長さ600mmの反応管に触媒
を20ml充填し、反応管を電気炉に装着し、窒素気
流中で温度280℃に加熱した後、窒素をとめ1時
間当たり5.95gのN−エチルジエタノールアミン
と1時間当たり15.3gの水をそれぞれ定量ポンプ
で反応管へ供給した。これはN−エチルジエタノ
ールアミン5.0容量%および水95.0容量%の組成
に相当する。結果は以下に示すとおりで、N−エ
チルモルホリンの収率は88.0%であつた。
N−エチルジエタノールアミン転化率 99.4%
N−エチルモルホリン選択率 88.5%
実施例 2
塩化アルミニウム・6水塩241gと85%リン酸
2.9gを5の水に溶解させ、その溶液を撹拌しな
がら20%アンモニア水溶液を滴下し、PHを6にし
た。得られた沈殿を過、水洗し、120℃で乾燥
後、12メツシユ以下に粉砕し、径5mm、高さ5mm
のタブレツトに成形した後、空気中で600℃で3
時間焼成した。得られた触媒中の五酸化リンの割
合は、全触媒の重量に基づいて3.4%で、比表面
積は330m2/gであつた。
この触媒を用いて実施例1と同様の方法を用い
て反応を行つたところ、次の結果が得られ、N−
エチルモルホリンの収率は87.5%であつた。
N−エチルジエタノールアミン転化率 99.3%
N−エチルモルホリン選択率 88.1%
実施例 3〜7
アルミナ含有率10wt%のコロイダルアルミナ
(日産化学(株)製、商品名、アルミナゾル200)に、
各金属の水溶性塩の水溶液を撹拌しながら滴下
し、滴下終了後、撹拌ながら水浴上で蒸発乾固し
た。120℃で乾燥させた後、12メツシユ以下に粉
砕して径5mm、高さ5mmのタブレツトに成形した
後、空気中で450℃で3時間焼成した。得られた
各触媒を用いて、実施例1と同様の方法で反応さ
せた。結果を表2に示す。[Table] Example 1 250 g of aluminum sulfate/13 hydrate was dissolved in 5 water, and a 20% ammonia aqueous solution was added dropwise to the solution while stirring to adjust the pH to 6. The obtained precipitate was filtered, washed with water, dried at 120℃, and ground to 12 mesh or less.
After forming into a tablet with a diameter of 5 mm and a height of 5 mm,
It was baked at 450°C for 3 hours. The proportion of sulfuric acid in the catalyst obtained was 4.6% based on the weight of the total catalyst, and the specific surface area was 330 m 2 /g. A quartz reaction tube with an inner diameter of 26 mm and a length of 600 mm was filled with 20 ml of catalyst, and the reaction tube was placed in an electric furnace and heated to a temperature of 280°C in a nitrogen stream, then the nitrogen was stopped and 5.95 g of N was added per hour. -Ethyldiethanolamine and 15.3 g of water per hour were each supplied to the reaction tube using metering pumps. This corresponds to a composition of 5.0% by volume of N-ethyldiethanolamine and 95.0% by volume of water. The results are shown below, and the yield of N-ethylmorpholine was 88.0%. N-ethyldiethanolamine conversion rate 99.4% N-ethylmorpholine selectivity 88.5% Example 2 241g of aluminum chloride hexahydrate and 85% phosphoric acid
2.9g was dissolved in 5 water, and while stirring the solution, 20% ammonia aqueous solution was added dropwise to adjust the pH to 6. The obtained precipitate was filtered, washed with water, dried at 120℃, and ground into 12 meshes or less, 5 mm in diameter and 5 mm in height.
After molding into a tablet, it is heated at 600℃ in air for 3 hours.
Baked for an hour. The proportion of phosphorus pentoxide in the catalyst obtained was 3.4%, based on the weight of the total catalyst, and the specific surface area was 330 m 2 /g. When a reaction was carried out using this catalyst in the same manner as in Example 1, the following results were obtained.
The yield of ethylmorpholine was 87.5%. N-ethyldiethanolamine conversion rate 99.3% N-ethylmorpholine selectivity 88.1% Examples 3 to 7 Colloidal alumina (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., trade name, Alumina Sol 200) with an alumina content of 10 wt%,
An aqueous solution of a water-soluble salt of each metal was added dropwise while stirring, and after the addition was completed, it was evaporated to dryness on a water bath while stirring. After drying at 120°C, the tablets were crushed into 12 meshes or less, formed into tablets with a diameter of 5 mm and a height of 5 mm, and then baked in air at 450°C for 3 hours. A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using each of the obtained catalysts. The results are shown in Table 2.
Claims (1)
C3〜C8のシクロアルキル基である)で表される
N−アルキルジエタノールアミンから 一般式 (式[]中、Rは式[]におけると同義であ
る)で表されるN−アルキルモルホリンを製造す
る際に、チタニア、ジルコニア、五酸化リン、酸
化イオウ、酸化タングステン、クロミア、酸化亜
鉛、酸化マンガンおよび酸化アンチモンからなる
群から選ばれた1種または2種以上の金属酸化物
の含有量が、全触媒の重量に基づいて0.1〜10%
であるアルミナを触媒として用い気相で反応させ
ることを特徴とするN−アルキルモルホリンの製
造方法。 2 該N−アルキルジエタノールアミンの濃度が
1〜50モル%である特許請求の範囲第1項に記載
による方法。[Claims] 1. General formula (In the formula [], R is a C 1 to C 20 alkyl group or
C3 - C8 cycloalkyl group) from N-alkyldiethanolamine represented by the general formula (In formula [], R has the same meaning as in formula []) When producing N-alkylmorpholine, titania, zirconia, phosphorus pentoxide, sulfur oxide, tungsten oxide, chromia, zinc oxide, The content of one or more metal oxides selected from the group consisting of manganese oxide and antimony oxide is 0.1 to 10% based on the weight of the total catalyst.
A method for producing N-alkylmorpholine, which comprises reacting in a gas phase using alumina as a catalyst. 2. The method according to claim 1, wherein the concentration of the N-alkyldiethanolamine is 1 to 50 mol%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112572A JPS595174A (en) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | Preparation of n-alkylmorpholine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112572A JPS595174A (en) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | Preparation of n-alkylmorpholine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595174A JPS595174A (en) | 1984-01-12 |
| JPH0345068B2 true JPH0345068B2 (en) | 1991-07-09 |
Family
ID=14590064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57112572A Granted JPS595174A (en) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | Preparation of n-alkylmorpholine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595174A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01288615A (en) * | 1988-05-14 | 1989-11-20 | Matsushita Electric Works Ltd | Static pressure bearing device |
| JPH02140025U (en) * | 1989-04-27 | 1990-11-22 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4854085A (en) * | 1971-11-16 | 1973-07-30 | ||
| JPS50140466A (en) * | 1974-05-02 | 1975-11-11 |
-
1982
- 1982-07-01 JP JP57112572A patent/JPS595174A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS595174A (en) | 1984-01-12 |
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