JPH09208532A - アミンの製法 - Google Patents
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Abstract
及び圧力100〜300バールで、不均一系触媒の存在
下に反応させることにより製造するために、六方晶ホー
ジャサイトを含有する不均一系触媒を使用するアミンの
製法。 【効果】 高収率のアミンの新規製法が得られた。
Description
イトの存在下に高温高圧でアンモニア又は第一級又は第
二級アミンとオレフィンとの反応によりアミンを製造す
るための方法に関する。
する概要は、文献中(“Functionalisation of Alkene
s:Catalytic Amination of Monoolefins”、J.J.Brunet
等著、J.Mol.Catal.、49(1989)、第235〜
259頁)に記載されている。
レフィンは金属錯体上に配位される。この活性化された
ものは、親核性アミンにより攻撃され、かつより高くア
ミノ化された生成物を形成する。このアミンは酸中心又
は金属中心(金属アミドを介して)に化学収着され、か
つ活性化されて、オレフィンと反応する。
トは大きな表面積と組合わさって、接触的活性中心の数
が多いことにより優れている。記載されているゼオライ
トは型において及び後処理において異なっている(例え
ば、熱処理、脱アルミニウム、酸処理、金属イオン交換
等)。この例はUS−A−4536602、EP−A−
101921又はDE−A−4206992号明細書中
に見出すことができる。
1451及びEP−A−132736号明細書からは、
オレフィンからのアミンの製造の際にホウ素−、ガリウ
ム−、アルミノ−及び鉄シリケートゼオライトを使用す
る方法及びこれらのゼオライトにアルカリ金属、アルカ
リ土類金属及び遷移金属を添加する可能性に関しても示
唆している。
オレフィンからのアミンの製法が公知であり、この方法
においては5Åより大きい孔径を有する、結晶アルミノ
シリケートとして一定の組成を有するBETA−ゼオラ
イトを使用する。有利には金属変性又はハロゲン変性β
−ゼオライトを使用する。
々異なるY−又はX−ゼオライト型のホージャサイト
で、オレフィンからアミンを製造する方法が公知であ
る。しかしながら、達せられた変換率は、例えばイソブ
テンからの場合最大6.5%であり、非常に低い。
も、一部脱アルミニウム型の、Y型のホージャサイトを
アミノ化反応のために使用している。ここでもイソブテ
ンで僅かに最大7.8%の変換率が達せられたに過ぎな
い。
は、確かに高い変換率が達せられる(最大17.1
%)、しかしながら使用した装荷量は低く、その空時収
率は工業的使用には低すぎる。
ての合成法は僅かなアミン収率又は僅かな空時収率によ
り特徴付けられるか又は触媒の迅速な脱活性化に導く。
はこれらの欠点を解消することであった。
ホージャサイト(FAU)の代わりに六方晶ホージャサ
イト(EMT)を使用する際に前記の欠点を解消するこ
とができることが、意外にも見出された。
水素、C1〜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−
アルキルアリール又はC7〜C20−アラルキル、R1及び
R2は 一緒になって飽和又は不飽和C3〜C9−アルキ
レンジ鎖及びR3又はR5は C21〜C200−アルキル、
C21〜C200−アルケニル又は一緒になってC2〜C12−
アルキレンジ鎖を表す]のアミンを、一般式II
のを表す]のオレフィンとアンモニア又は一般式III
の第一級又は第二級アミンとを、温度200〜350℃
及び圧力100〜300バールで、不均一系触媒の存在
下に反応させることにより製造するために、六方晶ホー
ジャサイトを含有する不均一系触媒を使用することを特
徴とするアミンの新規で、改良された製法が見出され
た。
とができる:オレフィンII及びアンモニア又は第一級
又は第二級アミンIIIを温度200〜350℃、有利
に220〜330℃、特に有利に230〜320℃で、
かつ圧力100〜300バール、有利に120〜300
バールで、特に有利に140〜290バールで、触媒と
して六方晶ホージャサイトの存在で、例えば圧力反応器
中で反応させ、かつ有利に得られたアミンを分離し、か
つ未反応装入物質を回収する。
率において優れている。これに加えて、触媒の脱活性が
抑制される。
−もしくはアミン−過剰で所望の反応生成物に関する高
い選択性が達せられ、かつ使用したオレフィンの二量体
化及び/又はオリゴマー化が回避される。
はアミンIIIをオレフィンIIと共に1:1〜1:5
のモル比で混合し、固定床反応器中に導入し、かつ圧力
100〜300バール、及び温度200〜350℃で、
ガス相で、又は過臨界状態で反応させる。
例えば蒸留又は抽出で得ることができ、かつ必要な場合
所望の純度まで更なる分離処置を行う。未反応の出発物
質を、一般に有利に反応器中に戻す。
I、特にC−原子数2〜10のものもしくはその混合物
及びポリオレフィンを出発物質として使用することがで
きる。あまりはっきりとしない重合化傾向により、モノ
オレフィンがジ−又はポリオレフィンより好適である
が、アンモニアもしくはアミンのより高い過剰によりこ
れも同様に選択的に反応させることができる。平衡の位
置及び従って所望のアミンへの変換は非常に強く選択し
た反応圧に依存する。高い圧力は付加生成物の形成に有
利であるが、一般に技術的及び経済的理由から圧力範囲
300バールまでが最適である。反応の選択性はアンモ
ニア−/アミン−過剰及び触媒に関する値の他に、著し
く温度に依存する。温度が上昇すると共に、付加反応の
反応速度は強く上昇するが、競合するオレフィンのクラ
ッキング及び再結合が同時に促進される。更に、温度上
昇は熱力学的観点から有利ではない。変換及び選択性に
関しての最適温度の位置はオレフィン、使用アミン及び
触媒の構成に依存し、多くの場合200〜350℃の範
囲である。
は六方晶ホージャサイト(EMT)又はそれと六面体ホ
ージャサイトとの混合結晶(EMT−FAU)が好適で
ある。この種の材料は例えばゼオライト11(199
1)第98頁から公知であり、かつEMC−2(EM
T)とも呼ばれる;他の呼称はブレック・ストラクチャ
ー・シックス(Breck Structure Six;BSS)であ
る。EMT−FAU−中間体はUS−A−430931
3からCSZ−1として、US−A−4333859か
らCSZ−3として、US−A−4714601からE
CR−4として、EP−A−259526からECR−
17として、EP−A−315461からECR−30
として、US−A−4503023からECR−32、
LZ−267として、US−A−3415736からZ
SM−3として又はUS−A−3972983からZS
M−20として公知である。
ものとして、又は98:2〜40:60重量%の比で結
合剤と共に、カセ又は錠剤に成形することができる。結
合剤としては種々の酸化アルミニウム、有利にベーマイ
ト、SiO2/Al2O3−比が25:75〜95:5の
無定形アルミノシリケート、二酸化ケイ素、有利に高分
散性SiO2、高分散性SiO2及び高分散性Al2O3か
らなる混合物、高分散性TiO2並びに粘土が好適であ
る。成形後、この押出成形体又は錠剤を有利に110℃
/16hで乾燥し、かつ200〜500℃/2〜16h
でか焼し、この際か焼をアミノ化反応器中で直接(その
場で)実施することができる。
上昇させるために、本発明による六方晶ホージャサイト
において種々の変性を実施することができる。
ージャサイトをアルカリ金属、例えばNa及びK、アル
カリ土類金属、例えばCa、Mg、土類金属、例えばT
l、遷移金属、例えばTi、Zr、Mn、Fe、Mo、
Cu、Zn、Cr、貴金属及び/又は希土類金属、例え
ばLa、Ce又はYでイオン交換するか、又は添加する
ことができる。
方晶ホージャサイトを貫流管中に装入し、かつ20〜1
00℃で、例えば前記金属のハロゲン化物、酢酸塩、シ
ュウ酸塩、クエン酸塩又は硝酸塩を溶かした形でその上
を通す。この種のイオン交換は例えば、本発明の六方晶
ホージャサイトの水素型、アンモニウム型及びアルカリ
型で実施することができる。
金属担持の更なる可能性は、材料を、例えば水性溶液中
の又はアルコール溶液中の前記金属のハロゲン化物、硝
酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩又は酸化物で含
浸することよりなる。
き続き乾燥、選択的に再度のか焼を行うことができる。
金属添加六方晶ホージャサイトは水素及び/又は水蒸気
での後処理を行うことが有利である。
成形したか、又は未成形の、六方晶ホージャサイトを
酸、例えば塩酸(HCl)、フッ化水素酸(HF)、硫
酸(H2SO4)、蓚酸(HO2C−CO2H)、リン酸
(H3PO4)又はこれらの混合物で処理することにあ
る。
ジャサイトを成形前に前記酸0.001N〜2N、有利
に0.05〜0.5Nで、1〜100時間還流下に処理す
ることである。濾別及び洗浄の後、通常100〜160
℃で乾燥し、かつ200〜600℃でか焼する。このほ
かの特別な実施形は本発明による六方晶ホージャサイト
を結合剤と共に成形した後に酸処理することである。こ
の際、本発明によるゼオライトを通常60〜80℃で1
〜3時間、3〜25重量%の、特に12〜20重量%の
酸で処理し、引き続き洗浄し、100〜160℃で乾燥
し、かつ200〜600℃でか焼する。ここでも、か焼
を、アミノ化反応器中で再び、直接実施することができ
る。
例えばNH4Clで、又はモノ−、ジ−又はポリアミン
との交換により与えられる。この際結合剤と共に成形し
たゼオライトを通常60〜80℃で10〜25重量%、
有利に20%のNH4Cl−溶液で、2h連続的に重量
において1:15のゼオライト/塩化アンモニウム−溶
液中で十分に交換し、かつその後100〜120℃で乾
燥する。
することのできる、更なる変性は脱アルミニウムであ
り、ここではアルミニウム原子の一部をケイ素により代
えるか、又はゼオライトを例えば熱水処理によりそのア
ルミニウム含量を低下させる。熱水処理による脱アルミ
ニウムに、引き続き有利に酸又は錯化剤での抽出を行
い、形成された非格子アルミニウムを除去する。アルミ
ニウムのケイ素での交換は例えば(NH4)2SiF6又
はSiCl4を用いて実施することができる。Y−ゼオ
ライトの脱アルミニウムに関する例は、文献中に記載さ
れている(Corma等著、Stud.Surf.Sci.Catal.、37
(1987)、第495〜503頁)。
るカセとして、又は直径3〜5mmの錠剤としてオレフ
ィンのアミノ化のために使用することができる。
及び過篩により、粒度0.1〜0.8mmの大きさの渦動
床材料が得られる。
1、R2、R3、R4、R5及びR6は次の意味を有する:R
1、R2、R3、R4、R5、R6は − 水素、 − C1〜C20−アルキル、有利にC1〜C12−アルキ
ル、特に有利にC1〜C8−アルキル、例えばメチル、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、t−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、及びイ
ソ−オクチル、 − C2〜C20−アルケニル、有利にC2〜C12−アルケ
ニル、特に有利にC2〜C8−アルケニル、例えばビニル
及びアリル、 − C2〜C20−アルキニル、有利にC2〜C8−アルキ
ニル、特にC2H及びプロパルギル、 − C3〜C20−シクロアルキル、有利にC3〜C12−シ
クロアルキル、特に有利にC5〜C8−シクロアルキル、
例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチ
ル及びシクロオクチル、 − C4〜C20−アルキル−シクロアルキル、有利にC4
〜C12−アルキル−シクロアルキル、特に有利に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、有利にC4
〜C12−シクロアルキル −アルキル、特に有利にC5〜C10−シクロアルキル−
アルキル、 − アリール、例えばフェニル、1−ナフチル及び2−
ナフチル、有利にフェニル、 − C7〜C20−アルキルアリール、有利にC7〜C16−
アルキルアリール、有利にC7〜C12−アルキルフェニ
ル、例えば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
フェニル及び4−エチルフェニル、 − C7〜C20−アラルキル、有利にC7〜C16−アラル
キル、有利にC7〜C12 −フェンアルキル、例えばフェニルメチル、1−フェニ
ルエチル、2−フェニルエチル、 R1及びR2は − 一緒になって飽和又は不飽和C3〜C9−アルキレン
ジ鎖、有利に−(CH2)4−、−(CH2)5−、−(C
H2)7−及び−CH=CH−CH=CH−、 R3又はR5は − C21〜C200−アルキル、有利にC40〜C200−アル
キル、例えばポリブチル、ポリイソブチル、ポリプロピ
ル、ポリイソプロピル及びポリエチル、特に有利にポリ
ブチル及びポリイソブチル、 − C21〜C200−アルケニル、有利にC40〜C200−ア
ルケニル、特に有利にC70〜C170−アルケニル、 R3及びR5は − 一緒になってC2〜C12−アルキレンジ鎖、有利に
C3〜C8−アルキレンジ鎖、特に有利に−(CH2)
3−、−(CH2)4−、−(CH2)6−及び−(CH2)
7−、特に−(CH2)3−及び−(CH2)4−を表す。
を20%NH4Cl−溶液1200gで80℃で交換
し、かつ引き続き水2 lで洗浄した。新たにNH4Cl
で交換し、かつ後洗浄した後、ゼオライトを2時間12
0℃で乾燥し、かつ500℃で5時間か焼した。全行程
を更にもう一度繰り返し、かつ最後のか焼の前のゼオラ
イトのNa−含量は0.03重量%と決定された。
ギ酸2.2gと共に、混練機中に装入し、かつ水の添加
(68ml)下に60分間、混練した。押出成形機中
で、90バールのプレス圧で2mmのカセを形成し、こ
れを120℃で4時間乾燥し、かつ500℃で16時間
か焼した。
施例) NaY2160gをベーマイト1440g及びギ酸72
gと混合し、混練機中で、水添加(1850ml)下に
60分間混練した。押出成形機中で、90バールのプレ
ス圧で2mmのカセを形成し、これを110℃で16時
間乾燥し、かつ500℃で16時間か焼した。完成した
カセを、触媒Aと同様に20%のNH4Cl−溶液で8
0℃で複数回イオン交換し、かつ引き続き500℃で5
時間か焼した。
施例) ユニオンカーバイド社(Firma Union Ca
rbide)の13X−カセを触媒Aと同様に20%の
NH4Cl−溶液で80℃で複数回イオン交換し、かつ
か焼した後、ナトリウム0.67%をなお含有した。
実施例) グレース社(Firma Grace)の脱アルミニウムY−ゼオ
ライト(USY)180gをベーマイト120g及びギ
酸6gと混合し、混練機中に挿入し、水の添加(210
ml)下に、45分間混練した。押出成形機中で、80
バールのプレス圧で2mmのカセを形成し、これを11
0℃で16時間乾燥し、かつ500℃で16時間か焼し
た。
実施例) 実施例BからのNa−YのカセをLa(NO3)3−水溶
液で2回交換した。分析により、この完成触媒はランタ
ン6.85重量%及びナトリウム1.5重量%を含有し
た。
トの製造 触媒A20gを回転管中に設け、かつ2時間80℃で窒
素(10 l・h− 1)で乾燥した。室温に冷却した後、
飽和SiCl4を介してN2−流を供給し、かつ温度を2
5分間かけて460℃に上昇させ、2時間保持しかつ次
いでSiCl4−供給を中止し、窒素下に室温に冷却し
た。この完成した触媒を次いで空気下に500℃で5時
間か焼した。アルミニウム含量は脱アルミニウムにより
22.3重量%(触媒A)から18.8重量%に低下し
た。
00℃での等温条件及び280バールの圧力下に、1:
1.5のモル比でイソブテン及びアンモニアからなる混
合物で実施した。反応生成物をガスクロマトグラフィー
で分析した。
よる触媒が従来公知のホージャサイト(H−X、H−
Y)を基礎とする触媒システムより高い収率を示し、か
つ更にこの収率はそれらの変性したホージャサイト(脱
アルミニウムY、La−交換Y)をも上回るということ
を示す。
=1.5)
Claims (11)
- 【請求項1】 一般式I 【化1】 [式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6は 水素、C1
〜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
ール又はC7〜C20−アラルキル、R1及びR2は 一緒
になって飽和又は不飽和C3〜C9−アルキレンジ鎖及び
R3又はR5は C21〜C200−アルキル、C21〜C200−
アルケニル又は一緒になってC2〜C12−アルキレンジ
鎖を表す]のアミンを、一般式II 【化2】 [式中、R3、R4、R5及びR6は前記のものを表す]の
オレフィンとアンモニア又は一般式III 【化3】 [式中、R1及びR2は前記のものを表す]の第一級又は
第二級アミンとを、温度200〜350℃及び圧力10
0〜300バールで、不均一系触媒の存在下に反応させ
ることにより製造するために、六方晶ホージャサイトを
含有する不均一系触媒を使用することを特徴とするアミ
ンの製法。 - 【請求項2】 形成されたアミンIを分離し、かつ反応
しなかった挿入物質II及びIIIを戻す請求項1記載
の製法。 - 【請求項3】 オレフィンIIとして、イソブテン、ジ
イソブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン又はポリ
イソブテンを使用する請求項1又は2記載の製法。 - 【請求項4】 脱アルミニウムした六方晶ホージャサイ
トを含有する不均一系触媒を使用する請求項1から3ま
でのいずれか1項記載の製法。 - 【請求項5】 六方晶ホージャサイトを含有する不均一
系触媒をH−型又はアンモニウム型で使用する請求項1
から4項までのいずれか1項記載の製法。 - 【請求項6】 酸で処理されている、六方晶ホージャサ
イトを含有する不均一系触媒を使用する請求項1から5
までのいずれか1項記載の製法。 - 【請求項7】 遷移金属1種又は複数種が添加されてい
る、六方晶ホージャサイトを含有する不均一系触媒を使
用する請求項1から6までのいずれか1項記載の製法。 - 【請求項8】 希土類の元素1種又は複数種が添加され
ている、六方晶ホージャサイトを含有する不均一系触媒
を使用する請求項1から7までのいずれか1項記載の製
法。 - 【請求項9】 反応器中でテンプラット含有型のか焼に
より製造される、六方晶ホージャサイトを含有する不均
一系触媒を使用する請求項1から8までのいずれか1項
記載の製法。 - 【請求項10】 アルカリ金属、アルカリ土類金属又は
土類金属の群からなる1種又は複数種の元素が添加され
ている、六方晶ホージャサイトを含有する不均一系触媒
を使用する請求項1から9までのいずれか1項記載の製
法。 - 【請求項11】 結合剤と共に成形され、かつ200〜
600℃の温度でか焼されている、六方晶ホージャサイ
トを含有する不均一系触媒を使用する請求項1から10
までのいずれか1項記載の製法。
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