JPH08143520A - アルコールをアミノ化する方法 - Google Patents

アルコールをアミノ化する方法

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JPH08143520A
JPH08143520A JP6286224A JP28622494A JPH08143520A JP H08143520 A JPH08143520 A JP H08143520A JP 6286224 A JP6286224 A JP 6286224A JP 28622494 A JP28622494 A JP 28622494A JP H08143520 A JPH08143520 A JP H08143520A
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alcohol
catalyst
reaction
amination
amine
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Yasushi Hara
靖 原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 不均化反応を抑制する条件下においても十分
な活性を有する、白金族元素を添加する必要のない触媒
を使用したアルコールのアミノ化方法を提供する。 【構成】 銅と希土類元素を含む触媒及び水素の存在
下、アルコールとアンモニア及び/又はアミンを反応さ
せるアルコールのアミノ化方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルコールをアミノ化
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、アミンは、ハロゲンのアミノ化、
ニトリルの還元、カルボニル、アルコールのアミノ化等
種々の方法で製造されている。ハロゲンのアミノ化は無
触媒で進行するが、副生成物のハロゲン塩の処理に問題
がある。ニトリルの還元、カルボニル、アルコールのア
ミノ化は副生成物の問題は少ないが、触媒が必要であ
る。これらの中で、一般にアルコールは、ニトリル、カ
ルボニルより安価であり、アミンの原料として適してい
る。
【0003】従来、アルコールのアミノ化用触媒とし
て、多くの金属、金属酸化物が提案されている。例示す
ると、ラネーNi(特開昭47−31902号公報)、
Ni−Cu(特開昭48−85511号公報)、Ni−
Cu−Cr(特開昭50−30804号公報)、Cu−
Cr(特開昭52−19604号公報)、Cu−Mo
(特開昭53−59602号公報)、Cu−Zn−Cr
(特開昭53−59603号公報)、Cu−Sn(特開
昭54−63001号公報)、Cu−Ni(特開昭55
−111446号公報)等があげられる。
【0004】アルコールのアミノ化において問題となる
のは、アミンが不均化を起こし、望ましくない副生成物
を与える点にある。
【0005】不均化とは、以下の式で表されるような、
アルキル基の移動反応のことである。
【0006】2RRNH → RRRN + RNH2 この不均化反応を抑制するために、特開昭56−152
441号公報には、Cu−Ni触媒を使用し、常圧で生
成水を除去しながら反応する方法が開示されている。し
かし、この方法で使用されている触媒は活性が十分でな
いため、第8族白金族元素を添加する等の改良が必要と
なっている(特開昭62−149648号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来使用されているア
ルコールのアミノ化触媒は、活性が不十分である。特
に、不均化反応を抑制するために水を除去しながら反応
させる方法においては、触媒の活性が不十分であり、活
性を高めるため、非常に高価な第8族白金族元素を添加
する必要があり、工業的に満足できるものではない。
【0008】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、不均化反応を抑制する条件下にお
いても十分な活性を有し、白金族元素を添加する必要の
ない触媒を使用したアルコールのアミノ化方法を提供す
ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、アルコール
のアミノ化触媒について鋭意検討した結果、銅に希土類
元素を添加することによって、アミノ化活性が大幅に向
上するという新規な事実を見いだし、本発明を完成させ
るに至った。
【0010】すなわち本発明は、銅と希土類元素を含む
触媒及び水素の存在下、アルコールとアンモニア及び/
又はアミンを反応させることを特徴とするアルコールの
アミノ化方法である。
【0011】本発明を更に詳細に説明する。
【0012】本発明の方法で使用される触媒は、銅及び
希土類元素を含む。銅及び希土類元素は金属状でも良い
し、酸化物、塩、錯体のいずれの状態であっても良い。
【0013】本発明の方法において、希土類元素は周期
律表IIIa族元素を言う。その中でも取扱いの容易さ
からスカンジウム、イットリウム、ランタノイド元素が
好ましい。
【0014】銅に添加する希土類元素の量には、特に限
定するものではないが、あえて例示すると、Cuに対し
て、0.01mol%以上、100mol%以下が触媒
活性の向上のため好ましく、0.1mol%以上、50
mol%以下がさらに好ましい。
【0015】本発明の方法においては、Cu−希土類元
素に対して、他の元素を添加することもできる。具体的
には、例えば、Li、Na、K、Cs等のアルカリ金属
類、Mg、Ca、Ba等のアルカリ土類金属類、Ti、
Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、
Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、C
u、Ag、Au、Zn、B、Al、In、Si、Ge、
Sn、P、S、Se、Te等が添加できる。
【0016】銅及び希土類元素は担体に担持して使用す
ることができる。担体に特に制限はなく、シリカ、アル
ミナ、チタニア、ジルコニア、カルシア、マグネシア等
の酸化物、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア、シリ
カ−カルシア、シリカ−マグネシア等の複合酸化物、ゼ
オライト、粘土、多孔質ガラス、軽石、セラミックス等
が使用できる。
【0017】担持方法も特に制限はなく、含浸法、沈着
法、共沈法、混練法、イオン交換法等、どの方法を用い
ても一向に差支えない。
【0018】触媒の形状にも特に制限はなく、反応方法
によって自由に選択できる。一般に懸濁床の場合は、粉
末状、あるいは顆粒状で使用されるし、固定床の場合
は、球状、柱状等の成型体で使用される。
【0019】本発明の方法において使用されるアルコー
ルは、アミノ化速度の点から一級又は二級アルコールが
好ましい。例えば、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプ
タノール、オクタノール、ラウリルアルコール、ミリス
チルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアル
コール等の一価アルコール類、シクロヘキサノール等の
環状アルコール類、エチレングリコール、プロパンジオ
ール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジ
オール、ヘプタンジオール、オクタンジオール等の多価
アルコール類、モノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、アミノエチルエタノール
アミン等のアミノアルコール類、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等のエーテルアルコール
類、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール等の芳
香環を有するアルコール類等が挙げられるが、これ以外
のアルコールを使用しても一向に差支えない。
【0020】なお、本発明の方法では、アルコールは脱
水素してアルデヒド又はケトンとなった後、アンモニア
及び/又はアミンと反応するため、アルコールに対応す
るアルデヒド、ケトンをアルコールの代わりに使用して
も一向に差支えない。
【0021】本発明の方法においては、アミノ化剤とし
て、アンモニア及び/又はアミンが使用できる。アミン
は、一級アミン、二級アミン、三級アミンのいずれもが
使用可能であるが、反応速度の点から、一級アミン又は
二級アミンの使用が好ましい。例えば、メチルアミン、
ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロ
ピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチ
ルアミン、ドデシルアミン、ジドデシルアミン、ステア
リルアミン、ジステアリルアミン等が挙げられる。
【0022】本発明の方法においては、反応は水素存在
下で行われる。水素の量は反応温度、原料の種類、圧力
によって大きく変動するため規定することは困難であ
り、通常使用される範囲で充分である。水素の量が極端
に少ない場合、選択率が低下するとともに製品の品質が
悪化し、極端に多い場合、コスト上で不利となる。
【0023】本発明の方法においては、反応中に水が生
成するが、アミンの不均化を抑制し、触媒の活性の向上
のため、この生成水を除去する事が好ましい。生成水の
除去方法としては、反応圧力下、水の沸点以上の温度で
反応させ、水を留出させる方法、水素、アンモニア、ア
ミンを反応系に導入し、このガスと共に水を留去させる
方法等があるが、どの方法を用いても一向に差支えな
い。
【0024】本発明の方法において、反応温度は、原料
の種類、圧力によって変動するため限定することは困難
であるが、あえて例示すると、生成物の品質の向上のた
め、150℃以上250℃以下が好ましい。
【0025】本発明の方法において反応圧力は、副反応
を抑制し、製品の品質を向上させるため、原料のアルコ
ールを液相に維持できる圧力以上とすることが好まし
い。
【0026】本発明の方法においては、溶媒を使用する
こともできる。溶媒は無極性溶媒でも良いし、極性溶媒
でも良い。
【0027】本発明の方法は、連続反応でも回分反応で
も実施できる。過剰の水素、アンモニア、アミン、未反
応のアルコールは反応系中にリサイクルして再使用でき
る。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0029】なお表現を簡潔にするため、下記の略記号
を使用する。
【0030】DEG:ジエチレングリコール DMAEE:ジメチルアミノエトキシエタノール BDMAEE:ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル 実施例1 Cuを20重量%、Yを2重量%担持した触媒を下記の
方法で調製した。
【0031】硝酸銅3水和物7.6g、硝酸イットリウ
ム6水和物0.86g及び硝酸アルミニウム9水和物
3.68gを5gの水に溶解し、これにシリカ担体[富
士シリシア化学(株)製]7.3gを一晩浸漬した。蒸
発乾固した後、120℃で一晩乾燥した。乾燥空気流通
下、400℃で2時間焼成した後、50%水素/窒素流
通下、400℃で2時間還元した。この触媒を触媒Aと
する。
【0032】パイレックス製反応器に、30gのDEG
及び粉末にした1gの触媒Aを入れ、100ml/mi
nの水素及び150ml/minのジメチルアミン流通
下、190℃で6時間反応した。
【0033】反応液をガスクロマトグラフィーで分析し
た結果、DEG転化率は41.6%であり、DMAEE
の選択率は92.6%、BDMAEEの選択率は6.4
%であった。
【0034】比較例1 Cuを20重量%担持した比較触媒を下記の方法で調製
した。
【0035】硝酸銅3水和物7.6g及び硝酸アルミニ
ウム9水和物3.68gを5gの水に溶解し、これにシ
リカ担体[富士シリシア化学(株)製]7.5gを一晩
浸漬した。蒸発乾固した後、120℃で一晩乾燥した。
乾燥空気流通下、400℃で2時間焼成した後、50%
水素/窒素流通下、400℃で2時間還元した。この触
媒を比較触媒Aとする。
【0036】触媒として比較触媒Aを使用した以外は実
施例1と同じ方法で反応を行った。その結果、DEG転
化率は38.3%であり、DMAEEの選択率は92.
3%、BDMAEEの選択率は5.8%であった。
【0037】比較例2 Cuを20重量%、Niを2重量%担持した比較触媒を
下記の方法で調製した。
【0038】硝酸銅3水和物7.6g、硝酸ニッケル6
水和物0.99g及び硝酸アルミニウム9水和物3.6
8gを5gの水に溶解し、これにシリカ担体[富士シリ
シア化学(株)製]7.5gを一晩浸漬した。蒸発乾固
した後、120℃で一晩乾燥した。乾燥空気流通下、4
00℃で2時間焼成した後、50%水素/窒素流通下、
400℃で2時間還元した。この触媒を比較触媒Bとす
る。
【0039】触媒として比較触媒Bを使用した以外は実
施例1と同じ方法で反応を行った。その結果、DEG転
化率は30.2%であり、DMAEEの選択率は91.
2%、BDMAEEの選択率は7.6%であった。
【0040】実施例2〜3 Cuを20重量%、Yを0.1重量%又は1重量%担持
した触媒を下記の方法で調製した。
【0041】硝酸銅3水和物7.6g、硝酸イットリウ
ム6水和物及び硝酸アルミニウム9水和物3.68gを
5gの水に溶解し、これにシリカ担体[富士シリシア化
学(株)製]を一晩浸漬した。蒸発乾固した後、120
℃で一晩乾燥した。乾燥空気流通下、400℃で2時間
焼成した後、50%水素/窒素流通下、400℃で2時
間還元した。Yを0.1重量%担持した触媒(触媒Bと
する)の場合、硝酸イットリウム6水和物0.04g、
担体を7.5g使用し、Yを1重量%担持した触媒(触
媒Cとする)の場合、硝酸イットリウム6水和物0.4
3g、担体を7.4g使用した。
【0042】触媒B、Cを使用した以外は実施例1と同
じ方法で反応を行った。結果を表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】実施例4、実施例5 Yの代わりに、他の希土類元素を1重量%添加した触媒
の調製を以下に記す。硝酸銅3水和物7.6g、表2に
記載の希土類元素の塩及び硝酸アルミニウム9水和物
3.68gを5gの水に溶解し、これにシリカ担体[富
士シリシア化学(株)製]7.4gを一晩浸漬した。蒸
発乾固した後、120℃で一晩乾燥した。乾燥空気流通
下、400℃で2時間焼成した後、50%水素/窒素流
通下、400℃で2時間還元した。
【0045】これらの触媒を使用して、実施例1と同じ
方法で反応した結果を表2に示す。
【0046】
【表2】
【0047】実施例6 反応温度を180℃とした以外は実施例3と同じ方法で
反応を行った。結果を表3に示す。
【0048】
【表3】
【0049】実施例7 水素流量を50mlとした以外は実施例3と同じ方法で
反応を行った。結果を表3に合わせて示す。
【0050】実施例8 ジメチルアミン流量を75mlとした以外は実施例3と
同じ方法で反応を行った。結果を表3に合わせて示す。
【0051】実施例9 DEGを20g、溶媒としてトリエチレングリコールジ
メチルエーテルを10g使用した以外は実施例3と同じ
方法で反応を行った。結果を表3に合わせて示す。
【0052】実施例10 DEGを20g、溶媒としてトリブチルアミンを10g
使用した以外は実施例3と同じ方法で反応を行った。結
果を表3に合わせて示す。
【0053】実施例11 パイレックス製管状反応器に、球状の触媒Bを5ml充
填した。水素流通下、これを電気炉で加熱し、190℃
にした。反応器上部から、DEGとジメチルアミンの混
合液をポンプで供給した。この時のジメチルアミン/D
EGのモル比は12とし、ガス空間速度は3400/h
とした。
【0054】その結果、DEG転化率は50.4%であ
り、DMAEE選択率は71.4%、BDMAEE選択
率は17.4%であった。
【0055】実施例12 パイレックス製反応器に、30gの1,4−ブタンジオ
ール及び粉末にした1gの触媒Aを入れ、100ml/
minの水素及び150ml/minのジメチルアミン
流通下、180℃で6時間反応した。
【0056】反応液をガスクロマトグラフィーで分析し
た結果、1,4−ブタンジオール転化率は55.6%で
あり、ジメチルアミノブタノール選択率は42.4%、
テトラメチルブタンジアミンの選択率は6.4%であっ
た。
【0057】実施例13 パイレックス製反応器に、30gの1,6−ヘキサンジ
オール及び粉末にした1gの触媒Aを入れ、100ml
/minの水素及び150ml/minのジメチルアミ
ン流通下、190℃で、生成水を除去しながら6時間反
応した。
【0058】反応液をガスクロマトグラフィーで分析し
た結果、1,6−ヘキサンジオール転化率は80.0%
であり、ジメチルアミノヘキサノール選択率は69.8
%、テトラメチルヘキサンジアミンの選択率は30.2
%であった。
【0059】実施例14 パイレックス製反応器に、30gのポリプロピレングリ
コール(平均分子量425)及び粉末にした1gの触媒
Aを入れ、100ml/minの水素及び150ml/
minのアンモニア流通下、190℃で、生成水を除去
しながら5時間反応した。
【0060】その結果、ポリプロピレングリコール転化
率は18.4%であった。
【0061】
【発明の効果】本発明は、活性の高いアミノ化触媒を使
用したアルコールのアミノ化方法を提供するものであ
り、工業的にも極めて有意義なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅と希土類元素を含む触媒及び水素の存
    在下、アルコールとアンモニア及び/又はアミンを反応
    させることを特徴とするアルコールのアミノ化方法。
  2. 【請求項2】 希土類元素がスカンジウム、イットリウ
    ム、ランタノイド元素であることを特徴とする請求項1
    に記載の方法。
  3. 【請求項3】 アルコールが一級アルコール又は二級ア
    ルコールであることを特徴とする請求項1又は請求項2
    に記載の方法。
  4. 【請求項4】 アミンが一級アミン又は二級アミンであ
    ることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに
    記載の方法。
  5. 【請求項5】 アルコールのアミノ化の際に、生成する
    水を除去しながら反応させることを特徴とする請求項1
    乃至請求項4のいずれかに記載の方法。
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