JPH09104659A - アミンの製法 - Google Patents
アミンの製法Info
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- JPH09104659A JPH09104659A JP8173996A JP17399696A JPH09104659A JP H09104659 A JPH09104659 A JP H09104659A JP 8173996 A JP8173996 A JP 8173996A JP 17399696 A JP17399696 A JP 17399696A JP H09104659 A JPH09104659 A JP H09104659A
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
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-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
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- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
物で使用する先行技術による方法の欠点を避けて、鉱油
留分のクラッキングにおいて得られる混合物をアンモニ
アまたは一般式I 【化1】 の第一級アミンまたは第二級アミンと、不均一触媒の存
在で200〜350℃および100〜300barで反
応させることによりアミンを製造する。 【解決手段】 不均一触媒として次の部類の1種または
数種の物質を使用する: a)ゼオライト b)アルミノ珪酸塩 c)水熱処理により製造されたリン酸塩 d)大きい表面積を有する中間細孔性酸化物 e)中間層ピラード粘土 f)ゾル−ゲル法により製造された無定形酸化物 g)酸処理した板状珪酸塩
Description
キングにおいて得られる混合物を、アンモニアまたは第
一級アミンまたは第二級アミンと、ゼオライト、アルミ
ノ珪酸塩、水熱処理で製造されたリン酸塩、大きい表面
積を有する酸化物、ピラード粘土ないしはピラー挿入粘
土(pillared clay)または酸処理した板
状珪酸塩の存在で、高めた温度および圧力で反応させる
ことによりアミンを製造する方法に関する。
アルケンの官能化:モノオレフィンの接触的アミノ化
(J.J.Brunet等、“J.Mol.Cata
l”.,49(1989),235〜259)に記載さ
れている。
る。オレフィンは金属錯体を介して配位される。この活
性化されたものは、求核性アミンにより攻撃され、より
高度にアミノ化された生成物を形成することができる。
このアミンは、酸中心または金属中心(金属アミドを介
して)に化学吸着することができ、この活性化された形
でオレフィンと反応することができる。
大きい表面積と結合して多数の触媒活性中心を有する。
記載されたゼオライトは、型および後処理(たとえば熱
処理、脱アルミニウム、酸処理、金属イオン交換等)が
異なる。この例は、米国特許(US−A)437500
2号、米国特許(US−A)4536602号、ヨーロ
ッパ特許(EP−A)305564号、ヨーロッパ特許
(EP−A)101921号およびドイツ国特許(DE
−A)4206992号に見える。
号、ヨーロッパ特許(EP−A)431451号および
ヨーロッパ特許(EP−A)132736号は、オレフ
ィンからアミンを製造するためにホウ珪酸塩、ガロ珪酸
塩、アルミノ珪酸塩およびフェロ珪酸塩を使用し、これ
らのゼオライトをアルカリ金属、アルカリ土類金属およ
び遷移金属でドーピングする可能性を指示する方法を記
載する。
号は、5Åより大きい孔径を有する、特定組成の結晶性
アルミノ珪酸塩と定義されるBETAゼオライトを使用
する、オレフィンからのアミンの製造方法を記載する。
金属変性またはハロゲン変性β−ゼオライトが有利に使
用される。
でまたは予備精製したかまたは簡単な混合物で使用する
ことである。
は、これらの欠点を除去することである。
クラッキングにおいて得られる混合物を、アンモニアま
たは一般式
〜C20アルキル、C2〜C20アルケニル、C2〜C20アル
キニル、C3〜C20シクロアルキル、C4〜C20アルキル
シクロアルキル、C4〜C20シクロアルキルアルキル、
アリール、C7〜C20アルキルアリールまたはC7〜C20
アラルキルであるか、または一緒になって飽和または不
飽和のC2〜C12アルキレン鎖である]の第一級アミン
または第二級アミンと、不均一触媒の存在で200〜3
50℃および100〜300barで反応させることに
よりアミンを製造するため、不均一触媒として下記部
類: a)ゼオライト b)アルミノ珪酸塩 c)水熱処理により製造されたリン酸塩 d)大きい表面積を有する中間細孔性酸化物 e)中間層ピラード粘土(PILCs) f)ゾル−ゲル法により製造された無定形酸化物 g)酸処理した板状珪酸塩 の1種または数種の物質を使用する、新規で改善された
方法によって達成されることが判明した。。
とができる:鉱油留分のクラッキングにおいて得られる
混合物、たとえば大工業的規模で、たとえばナフサおよ
びの熱または触媒によるクラッキングにおいて得られる
C4留分およびアンモニアまたは第一級アミンまたは第
二級アミンIを、たとえば耐圧性反応器中で、不均一触
媒としてゼオライト、アルミノ珪酸塩、水熱処理により
製造されたリン酸塩、大きい表面積を有する酸化物、ピ
ラード粘土または酸処理した板状珪酸塩の存在で、20
0〜350℃、好ましくは220〜330℃、とくに好
ましくは230〜320℃および100〜300ba
r、好ましくは120から300bar,とくに好まし
くは140〜290barで反応させることができ、得
られたアミンは単離し、未変換の出発原料は再循環させ
ることができる。
り除去したC4炭化水素混合物の使用も、とくに重要で
ある。かかる混合物は、たとえば精製した生成物Iとし
て大量に利用できる。精製された生成物Iに含まれてい
るイソブテンを、適当な条件下でアンモニアまたはアミ
ンと選択的に反応させて、tert−ブチルアミンまた
は他のアミンを得ることができ、その際精製された生成
物Iに含まれている他の炭化水素が顕著な変換を示すこ
ともない。こうして、精製された生成物Iからのイソブ
テンの費用のかかる除去(この除去はTBAの製造のた
めに必要であった)を省略することができ、かなりの経
済的利点が存在する。
好な収率および高い空時収量を有する。さらに、触媒の
失活は観察されなかった。
アミンでさえ所望の反応生成物に関し高い選択率が達成
されかつ使用したオレフィンの二量体化および/または
オリゴマー化は避けられるという事実により識別され
る。
ニアおよび/またはアミンIを、1:1〜5:1のモル
比で炭化水素混合物と一緒に混合して、固定層反応器に
供給し、ガス相または超臨界状態で、100〜300b
arおよび200〜350℃で反応させる。
法、たとえば蒸留または抽出により得、必要な場合には
さらに分離作業により所望純度にもたらすことができ
る。未変換出発原料は、一般に、好ましくは反応器に再
循環させ、未反応の飽和炭化水素はこの点で容易に除去
することができる。
は、選択した反応圧力に大きく依存する。高い圧力は付
加反応に有利であるが、300barまでの圧力が一般
に工業的および経済的理由で最適である。反応の選択率
は、アンモニア/アミン過剰量および触媒のようなパラ
メーターに加え、温度により高度に影響される。付加反
応の速度は、温度の増加につれて急激に増加するが、そ
れと同時に使用した混合物に含まれているオレフィンの
競争クラッキングおよび再結合反応が促進される。さら
に熱力学的理由で、温度の増加は有利でない。変換およ
び選択率に関する最適温度は、オレフィン、使用したア
ミンIおよび触媒の構造に依存し、一般に200〜35
0℃である。
ト、たとえばペンタシル、ホージャサイト、ZSM−1
2、EMT、SSZ−37、CIT−1、SSZ−3
3、SSZ−26、キノプリロライト(chinopl
ilolite)、オフレタイト(offretit
e)、MCM−22、psh−3型またはBETA型の
アルミニウム、ホウ素、ガリウムまたはチタンゼオライ
ト、好ましくはH−ZSM−5、H−ZSM−11、H
−Y、H−アルミニウム−β、H−ホウ素−ZSM−1
1、H−ホウ素−β、H−MCM−22、H−PSH−
3およびUSYまたはアルミノ珪酸塩またはゼオライト
構造を有する水熱反応で製造されたリン酸塩、たとえば
SAPOsまたはAlPOs、好ましくはSAPO−
5、AlPO−5またはSAPO−37である。大きい
表面積を有する中間細孔性酸化物、とくに500m2g
-1より大きいBET表面積を有するもの、(中間層)ピ
ラード粘土(PILCs)、ゾル−ゲル法により製造さ
れた無定形酸化物または漂白土のような酸処理した板状
珪酸塩も適当である。
H形で使用され、結合剤を98:2〜40:60の重量
比で用いて押出物またはペレットに成形される。適当な
結合剤は、種々のアルミナ、好ましくはベーマイト、S
iO2/Al2O3の比25:75〜95:5を有する無
定形アルミノ珪酸塩、シリカ、好ましくは微細なSiO
2、微細なSiO2と微細なAl2O3、微細なTiO2お
よび粘土の混合物である。成形作業後、押出物またはペ
レットは有利に110℃で16時間乾燥し、300〜5
00℃で2〜16時間か焼され、か焼は直接アミノ反応
器中で行うことも可能である。
するために、本発明による触媒に種々の変性を実施する
ことができる。
媒または本発明による触媒に、NaおよびKのようなア
ルカリ金属、CaまたはMgのようなアルカリ土類金
属、Tlのような土類金属、遷移金属、たとえばMn、
Fe、Mo、Cu、ZnおよびCr、貴金属および/ま
たは希土類金属、たとえばLa、CeまたはYtとのイ
オン交換またはドーピングを行うことができる。
成形触媒を、最初に流管に入れ、たとえば上記金属のハ
ロゲン化物、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩または硝
酸塩を溶解した形で20〜100℃で通過させる。この
型のイオン交換は、たとえば本発明による水素、アンモ
ニウムおよびアルカリ金属形の触媒に対し実施すること
ができる。
つの可能な方法においては、ゼオライト材料を、たとえ
ば上記金属のハロゲン化物、酢酸塩、シュウ酸塩、クエ
ン酸塩、硝酸塩または酸化物の水溶液またはアルコール
溶液で含浸する。
および所望の場合には、反復か焼を行うことができる。
金属ドーピングした触媒の場合には、水素および/また
は水蒸気での後処理が有利である。
媒の材料を成形または未成形の形で、酸、たとえば塩酸
(HCl)、フッ化水素酸(HF)、リン酸(H3P
O4)、硫酸(H2SO4)、シュウ酸(HO2C−CO2
H)またはその混合物で処理する。
成形する前に、0.001〜2N、好ましくは0.05
〜0.5Nのフッ化水素酸と共に1〜3時間還流させ
る。生成物を濾過し、十分に洗浄した後、通例100〜
160℃で乾燥し、400〜550℃でか焼する。他の
特別な実施態様は、、結合剤を用いて成形した後の不均
一触媒のHCl処理を包含する。この場合には、不均一
触媒を、通例60〜80℃で1〜3時間、濃度3〜25
%、とくに12〜20%の塩酸で処理し、次いで十分に
洗浄し、100〜160℃で乾燥し、400〜550℃
でか焼する。
ム塩、たとえばNH4Cl、またはモノアミン、ジアミ
ンまたはポリアミンとの交換である。この場合には、結
合剤を用いて成形した不均一触媒を、通例60〜80℃
で連続的に2時間、濃度10〜25%、好ましくは20
%のNH4Cl溶液と、不均一触媒および塩化アンモニ
ウムの重量比1:15の溶液で交換させ、次いで生成物
を100〜120℃で乾燥する。
方法は、アルミニウム原子の幾つかをケイ素によって置
換するか、触媒のアルミニウム含量を、たとえば水熱処
理により減少する脱アルミニウムである。有利に、水熱
脱アルミニウムに引き続き、生成した非格子アルミニウ
ムを除去するために、酸または錯生成剤での抽出を行
う。ケイ素によるアルミニウムの置換は、たとえば(N
H4)2SiF6またはSiCl4を用いて行うことができ
る。Y−ゼオライトの脱アルミニウムの例は、Corm
a等のStud.Surf.Sci.Catal.37
(1987),495〜503に記載されている。
媒をたとえば1〜4mmの直径を有する押出物の形また
はたとえば3〜5mmの直径を有するペレットの形で使
用することができる。
よびふるい分けによって、0.1〜0.8mmの大きさ
を有する流動化可能材料を得ることができる。
とくに好ましくはC1〜C8アルキル、たとえばメチル、
エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イ
ソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペ
ンチル、イソペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、
n−ヘプチル、イソヘプチル、n−オクチルまたはイソ
オクチル、 −C2〜C20アルケニル、好ましくはC2〜C12アルケニ
ル、とくに好ましくはC2〜C8アルケニル、たとえばビ
ニルまたはアリル、 −C2〜C20アルキニル、とくにC2Hまたはプロパルギ
ル、 −C3〜C20シクロアルキル、好ましくはC3〜C12シク
ロアルキル、とくに好ましくはC5〜C8シクロアルキ
ル、たとえばシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロ
ヘプチルまたはシクロオクチル、 −C4〜C20アルキルシクロアルキル、好ましくはC4〜
C12アルキルシクロアルキル、とくに好ましくはC5〜
C10アルキルシクロアルキル、 −C4〜C20シクロアルキルアルキル、好ましくはC4〜
C12シクロアルキルアルキル、とくに好ましくはC5〜
C10シクロアルキルアルキル、 −フェニル、1−ナフチルまたは2−ナフチルのような
アリール、好ましくはフェニル、 −C7〜C20アルキルアリール、好ましくはC7〜C16ア
ルキルアリール、好ましくはC7〜C12アルキルフェニ
ル、たとえば2−メチルフェニル、3−メチルフェニ
ル、4−メチルフェニル、2−エチルフェニル、3−エ
チルフェニルまたは4−エチルフェニル、 −C7〜C20アラルキル、好ましくはC7〜C16アラルキ
ル、好ましくはC7〜C 12フェニルアルキル、たとえば
フェニルメチル、1−フェニルエチルまたは2−フェニ
ルエチルであるか、 −または一緒になって、飽和C2〜C12アルキレン鎖、
好ましくはC3〜C8アルキレン鎖、とくに好ましくは−
(CH2)3−、−(CH2)4−、−(CH2)5−、−
(CH2)6−または−(CH2)7−、とくに−(C
H2)3−または−(CH2)4−であるか、 −または一緒になって、不飽和C2〜C20アルキレン
鎖、とくに好ましくは不飽和C3〜C8アルキレン鎖、と
くに好ましくは−CH=CH−CH=CH−である。
etikonから)60gに加えた。混合物を混練機中
で圧密し、水(65mlより多くない)を慎重に添加し
て混練した。混練時間は60分であった。押出機中、8
0barの圧力で押出物2mmを製造し、120℃で1
6時間乾燥し、500℃で16時間か焼した。
ト(Uetikonから、PZ−2/60)2gに加え
た。混合物を混練機中で圧密し、水(64ml)を慎重
に添加して混練した。混練時間派40分であった。押出
機中、55barの圧力で押出物2mmを製造し、12
0℃で16時間乾燥し、450℃で16時間か焼した。
して連続的製造を実施し、該反応器をアルミニウムブロ
ックにより加熱した。反応器は三重の内温測定装置およ
び圧力安全手段を備えていた。それぞれの場合に、触媒
60mlを装入し、反応管の上部に磁製リングを充填し
た。C4留分およびアンモニアからなるオレフィン含有
混合物を上方から供給した。
ラフィーにより、必要な場合には、付加的に蒸留により
実施した。
アおよび精製した生成物I[モル%組成:ブタン12
%、イソブタン4.4%、イソブテン43.6%、1−
ブテン26%、トランス−2−ブテン8.1%およびシ
ス−2−ブテン5.9%]の、NH3対精製した生成物
Iのモル比0.7:1〜1.3:1の混合物を、等温条
件下270〜300℃および280barで反応させ
た。反応生成物をガスクロマトグラフィーで分析した。
に要約されている。結果は、C4炭化水素中のイソブテ
ンをアンモニアで選択的にtert−ブチルアミンに変
換する殊が可能であることを示す。選択された条件下で
は、他のアミンは非常に僅かな程度にsec−ブチルア
ミン(2−アミノブタン)に変換されるにすぎない。し
かし、圧力および温度を変えることにより、この反応も
生起する条件を見出すことは可能である。
Claims (10)
- 【請求項1】 鉱油留分のクラッキングにおいて得られ
る混合物を、アンモニアまたは式I 【化1】 [式中R1およびR2は、それぞれ水素、C1〜C20アル
キル、C2〜C20アルケニル、C2〜C20アルキニル、C
3〜C20シクロアルキル、C4〜C20アルキルシクロアル
キル、C4〜C20シクロアルキルアルキル、アリール、
C7〜C20アルキルアリールまたはC7〜C20アラルキ
ル、または一緒になって飽和または不飽和のC2〜C12
アルキレン鎖である]の第一アミンまたは第二アミン
と、不均一触媒の存在で200〜350℃および100
〜300barで反応させることによるアミンの製造方
法において、不均一触媒として下記部類: a)ゼオライト b)アルミノ珪酸塩 c)水熱処理により製造されたリン酸塩 d)大きい表面積を有する中間細孔性酸化物 e)中間層ピラード粘度(PILCs) f)ゾル−ゲル法により製造された無定形酸化物 g)酸処理した板状珪酸塩 の1種または数種を使用する、アミンの製造方法。 - 【請求項2】 不均一触媒として、ペンタシル、ホージ
ャサイト、EMTまたはBETA型のアルミニウム、ホ
ウ素、ガリウムまたはチタンのゼオライトを使用する、
請求項1記載のアミンIの製造方法。 - 【請求項3】 鉱油留分のクラッキングにおいて得られ
る混合物が、イソブテン、シス−2−ブテン、1−ブテ
ン、イソブタンおよびn−ブタンを含有する、請求項1
または2記載のアミンIの製造方法。 - 【請求項4】 ゼオライトをH形で使用する、請求項1
から3までのいずれか1項記載のアミンIの製造方法。 - 【請求項5】 塩酸、フッ化水素酸、リン酸、硫酸、シ
ュウ酸からなる群から選択された酸ないしはその混合物
で処理した不均一触媒を使用する、請求項1から4まで
のいずれか1項記載のアミンIの製造方法。 - 【請求項6】 1種または数種の遷移金属でドーピング
した不均一触媒を使用する、請求項1から5までのいず
れか1項記載のアミンIの製造方法。 - 【請求項7】 1種または数種の希土類元素または1種
または数種の遷移金属でドーピングした不均一触媒を使
用する、請求項1から6までのいずれか1項記載のアミ
ンIの製造方法。 - 【請求項8】 アルカリ金属、アルカリ土類金属または
土類金属からなる群から選択された1種または数種の元
素でドーピングした不均一触媒を使用する、請求項1か
ら7までのいずれか1項記載のアミンIの製造方法。 - 【請求項9】 不均一触媒をアンモニウム形で使用す
る、請求項1から8までのいずれか1項記載のアミンI
の製造方法。 - 【請求項10】 結合剤を用いて成形し、300〜60
0℃でか焼した不均一触媒を使用する、請求項1から9
までのいずれか1項記載のアミンIの製造方法。
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