JPS62149646A - Production of n-substituted amine - Google Patents

Production of n-substituted amine

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JPS62149646A
JPS62149646A JP60296110A JP29611085A JPS62149646A JP S62149646 A JPS62149646 A JP S62149646A JP 60296110 A JP60296110 A JP 60296110A JP 29611085 A JP29611085 A JP 29611085A JP S62149646 A JPS62149646 A JP S62149646A
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nickel
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platinum group
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羽柴 域三
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高弘 川上
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Abstract

PURPOSE:To obtain the titled compound in high yield, by heating an alcohol or aldehyde and ammonia in the presence of a catalyst, consisting of three metal components containing copper, Ni and a small amount of a platinum group element of group VIII metal added thereto and capable of exhibiting high activity and selectivity while removing water formed as a by-product. CONSTITUTION:An alcohol or aldehyde and ammonia are reacted in the presence of a catalyst prepared by adding a platinum group element of group VIII metal, e.g. Pt, Ni, etc., to copper and nickel (preferably at 1:9-9:1 molar ratio), preferably at about 0.001-0.1 molar ratio based on the total amount of the copper and nickel at 150-250 deg.C under atmospheric pressure - 5atm pressure (gauge pressure) while removing water formed by the reaction to give the aimed N- substituted amine, e.g. trilaurylamine, etc. EFFECT:The durability of the catalyst is increased to permit recovery and reuse thereof several times - tens of times. USE:An intermediate for rust inhibitors, surfactants, germicides, textile dyeing assistants and flexible bases, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルコールまたは、アルデヒドとアンモニア
とを反応させて対応するN−置換アミン類を製造する方
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing corresponding N-substituted amines by reacting alcohols or aldehydes with ammonia.

本発明によって製造されるN−置換アミン類は、防錆剤
、界面活性剤、殺菌剤、繊維の染色助剤、および柔軟基
剤などの中間体として、工業上重要な物質である。
The N-substituted amines produced according to the present invention are industrially important substances as intermediates for rust preventives, surfactants, fungicides, textile dyeing aids, and softening bases.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、アルコールまたはアルデヒドとアンモニアま
たは第1級アミンまたは、第2級アミンとを反応させて
対応するアミンを製造する方法はよく知られている。
BACKGROUND ART Conventionally, methods for producing corresponding amines by reacting alcohols or aldehydes with ammonia or primary amines or secondary amines are well known.

アルコールとアミンとから、対応するアミンを製造する
方法に関しては、特開昭52−196404号(銅クロ
マイト触媒、コバルト触媒)、特開昭53−59602
号(ε同一モリフ゛テン、↑同一タングステン触媒)、
米国特許第3.223,734号(ラネーニッケル触媒
、銅クロマイト触媒)、ドイツ特許出願公開第L493
,781号(担体付ニッケル触媒、担体付コバルト触媒
)等の報告がある。
Regarding the method of producing the corresponding amine from alcohol and amine, see JP-A-52-196404 (copper chromite catalyst, cobalt catalyst) and JP-A-53-59602.
No. (ε same morphine, ↑ same tungsten catalyst),
U.S. Patent No. 3,223,734 (Raney nickel catalyst, copper chromite catalyst), German Patent Application No. L493
, No. 781 (supported nickel catalyst, supported cobalt catalyst), etc.

しかしながら、これらの触媒は活性、選択性共に充分で
なく、触媒量が多いため目的とするアミンの収率も低い
However, these catalysts do not have sufficient activity or selectivity, and because the amount of catalyst is large, the yield of the target amine is also low.

これらの問題を解決すべく開発された方法として、特公
昭57−55704号公報記載の方法がある。この方法
は銅−ニッケル2成分触媒を用いる方法である。
As a method developed to solve these problems, there is a method described in Japanese Patent Publication No. 57-55704. This method uses a copper-nickel binary catalyst.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、この触媒を用いる反応も、必ずしも満足できる
方法ではない。すなわち、他の一般的な方法に比べ触媒
活性は良好であるが、反応温度依存性が高く、反応温度
の低下と共に活性が著しく低下する場合がある。対象と
するアルコールの種類によっては反応温度を上げたり、
触媒添加量を増加させる操作が必要である。この様な操
作を行った場合、アミンの品質上好ましくない副反応物
が生成しやすく、目的とするアミンの収率が低くなる欠
点を有している。高収率でアミンを製造するにあたって
は、触媒特性として、より低温で反応が可能で、かつ少
量の触媒量で高活性を示し、さらに高選択性を示す特性
が要求される。
However, reactions using this catalyst are also not always satisfactory. That is, although the catalytic activity is better than other general methods, it is highly dependent on the reaction temperature, and the activity may decrease significantly as the reaction temperature decreases. Depending on the type of alcohol targeted, the reaction temperature may be increased,
It is necessary to increase the amount of catalyst added. When such an operation is performed, side reactions which are undesirable in terms of amine quality are likely to be produced, and the yield of the desired amine is low. In order to produce amines in high yields, catalyst properties are required that enable reaction at lower temperatures, exhibit high activity with a small amount of catalyst, and exhibit high selectivity.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明者らは、銅−ニッケル触媒のもつこれら
の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、銅とニッケル
に少量の第8族白金族元素を添加した3成分金属からな
る新規な触媒を開発し、これらの問題を一挙に解決する
ことができた。すなわち、本発明者らは、アルコールま
たはアルデヒドとアンモニアの反応によってアミンを製
造するにあたって、触媒に要求される脱水素および水素
化の機能を上げ、より高活性、高選択性化をねらい、銅
とニッケルと各種第3成分金属種との金属間の複合化に
よる新しい機能、特性の探索を行った。
Therefore, the present inventors conducted intensive studies to solve these problems with copper-nickel catalysts, and as a result, developed a new catalyst consisting of a three-component metal consisting of copper and nickel with a small amount of Group 8 platinum group element added. was developed and was able to solve these problems all at once. That is, the present inventors aimed to improve the dehydrogenation and hydrogenation functions required of the catalyst and to achieve higher activity and selectivity when producing amines by reacting alcohols or aldehydes with ammonia. We searched for new functions and properties through metal-to-metal composites of nickel and various third component metals.

その結果、本発明者らは、触媒金属組成として銅とニッ
ケルに第3成分金属として、第8族白金族元素を添加す
ることによって銅とニッケルと第8族白金族元素3成分
金属の複合効果により、銅−ニッケルの2成分系では得
られなかった少量で高活性高選択性を示す新しい機能を
見いだした。
As a result, the present inventors found that by adding a Group 8 platinum group element as a third component metal to copper and nickel as a catalyst metal composition, the combined effect of copper, nickel, and Group 8 platinum group element three component metals was achieved. As a result, we discovered a new function that shows high activity and high selectivity in small amounts, which was not possible with the copper-nickel two-component system.

すなわち、銅とニッケルと第3成分金属間の複合化によ
る新しい機能の探索の結果、第3成分金属として、第8
族白金族元素のうち、特に白金、パラジウム、ルテニウ
ム、ロジウムが、本発明の反応に極めて有効な機能を発
現することを見い出した。特に第3成分金属として、こ
のような第8族白金族元素のみが銅とニッケルと複合化
され新しい機能を示し、その他の第3成分金属として、
例えばクロム、鉄、亜鉛、ジルコニウム、マンガン、コ
バルト等の添加では効果はまったく認められず、むしろ
、触媒機能を低下させる結果に終わった。銅とニッケル
および第8族白金族元素の3成分金属間の相互作用によ
って、初めて他の金属組成では得られない新しい触媒特
性が発現することを見い出し本発明に到った。
In other words, as a result of searching for new functions by combining copper, nickel, and a third component metal, the eighth
It has been found that among the platinum group elements, platinum, palladium, ruthenium, and rhodium in particular exhibit extremely effective functions in the reaction of the present invention. In particular, as a third component metal, only such Group 8 platinum group elements exhibit new functions when combined with copper and nickel, and as other third component metals,
For example, the addition of chromium, iron, zinc, zirconium, manganese, cobalt, etc., had no effect at all, but rather resulted in a decrease in the catalytic function. It was discovered that new catalytic properties that cannot be obtained with other metal compositions are developed for the first time through the interaction between the three component metals of copper, nickel, and Group 8 platinum group elements, leading to the present invention.

すなわち、本発明は、アルコールまたはアルデヒドとア
ンモニアを反応させて、N−置換アミン類を製造するに
際し、洞−ニソケルー第8族白金族元素触媒を使用し、
この触媒の存在下、反応により生成する水を連続的にま
たは断続的に反応系外に除去しながら、大気圧または5
気圧(ゲージ圧)以下で、150℃ないし250 ’C
の温度で反応させ、高収率でN−置換アミン類を製造す
ることを特徴とする方法である。
That is, the present invention uses a catalyst of a group 8 platinum group element when producing N-substituted amines by reacting alcohol or aldehyde with ammonia,
In the presence of this catalyst, water produced by the reaction is continuously or intermittently removed from the reaction system while
Below atmospheric pressure (gauge pressure), 150°C to 250'C
This method is characterized by producing N-substituted amines in high yield by reacting at a temperature of .

本発明の方法では、触媒が高活性であるため反応条件が
温和となり、設備的にも軽装備で行うことが出来、また
、触媒の使用量が非常に少なくて短時間で、反応を完結
させることが出来る。また、先に提示された特公昭57
−55704号記載の銅−ニッケル触媒より、数倍高活
性を示し、反応選択性も極めて優れている。洞−二。
In the method of the present invention, the catalyst is highly active, so the reaction conditions are mild, and the process can be carried out with light equipment, and the amount of catalyst used is very small, so the reaction can be completed in a short time. I can do it. In addition, the previously presented special public
It exhibits several times higher activity than the copper-nickel catalyst described in No. 55704, and has extremely excellent reaction selectivity. Cave-2.

ケル−第8族白金族元素3成分の複合化によって、従来
の触媒より、触媒の耐久性が増大し、数回ないし数十回
の回収再使用でも、触媒の活性低下は、はとんどない特
徴を有している。
By combining the three components of KEL - Group 8 platinum group elements, the durability of the catalyst is increased compared to conventional catalysts, and even if the catalyst is collected and reused several to dozens of times, the activity of the catalyst will hardly decrease. It has the characteristics that it does not have.

本発明の触媒は従来の触媒に比べ極めて高い活性、選択
性を示すため低温での反応、かつ、常圧での反応が可能
であり、必要触媒量が低減でき、反応選択性の向上され
たことによって、従来の技術では、高収率で対応するア
ミンを得ることができなかった分岐鎖状の脂肪族アルコ
ールまたはアルデヒドからも、高収率で、しかも高品質
のN−置換アミンの製造が可能となった。また、一般的
に副反応が起こりやす(アミン収率および品質上製造の
難しい、多価アルコールからも極めて高収率で、N−置
換アミンを製造することが可能となった。
The catalyst of the present invention exhibits extremely high activity and selectivity compared to conventional catalysts, so it is possible to react at low temperatures and at normal pressure, reducing the amount of catalyst required and improving reaction selectivity. This makes it possible to produce high-yield, high-quality N-substituted amines from branched aliphatic alcohols or aldehydes, from which conventional techniques have not been able to produce the corresponding amines in high yields. It has become possible. In addition, it has become possible to produce N-substituted amines in extremely high yields even from polyhydric alcohols, which are generally prone to side reactions (difficult to produce in terms of amine yield and quality).

また、本発明触媒によれば、導入するアンモニアガスの
流速をコントロールすることにより、選択的に第1級、
第2級および第3級アミンを製造することが可能である
Furthermore, according to the catalyst of the present invention, by controlling the flow rate of the introduced ammonia gas, primary,
It is possible to produce secondary and tertiary amines.

本発明に使用する触媒は、銅とニッケルおよび第8族白
金族元素(以下、白金族元素と略称する。)が必須であ
り、使用する触媒金属組成において、銅とニッケルおよ
び白金族元素の割合は任意にとることができる。
The catalyst used in the present invention essentially contains copper, nickel, and Group 8 platinum group elements (hereinafter abbreviated as platinum group elements), and the proportions of copper, nickel, and platinum group elements in the catalyst metal composition used. can be taken arbitrarily.

すなわち銅とニッケルの金属原子のモル比はl:9ない
し9:1の範囲が好ましく、白金族元素の銅とニッケル
合計量に対する添加量は0.001ないし0.1の範囲
くモル比)が好ましい。
That is, the molar ratio of metal atoms of copper and nickel is preferably in the range of 1:9 to 9:1, and the amount of platinum group elements added to the total amount of copper and nickel is in the range of 0.001 to 0.1 (molar ratio). preferable.

本反応に特に適合する白金族元素は、白金、パラジウム
、ルテニウム、ロジウムである。
Platinum group elements particularly suitable for this reaction are platinum, palladium, ruthenium, and rhodium.

触媒金属組成として、銅とニッケルおよび白金族元素の
3成分が必須であるが、本発明に適合する触媒は種々の
形態を選択できる。
Although the three components of copper, nickel, and platinum group elements are essential as the catalyst metal composition, the catalyst suitable for the present invention can be selected from various forms.

すなわち、本発明は、銅、ニッケルおよび白金族元素の
3成分が触媒組成として、反応系内に存在する時、初め
て、この3成分間の相互作用による効果が発揮されるも
ので、この3成分組成が本質的な触媒機能を有し、アル
コールとアンモニアとを反応させるにあたっては、水素
雰囲気下での各金属成分の還元操作によって初めて触媒
活性が発現する。従って還元操作部の金属の形態および
還元操作後の系内の状態の相違は本発明において特に限
定されるものではなく、本発明に記載の方法で、水素雰
囲気下での還元操作によって銅とニッケルと白金族元素
間の相互作用が発揮される形態であれば良い。
That is, in the present invention, when the three components of copper, nickel, and platinum group elements are present in the reaction system as a catalyst composition, the effect due to the interaction between these three components is exhibited for the first time. The composition has an essential catalytic function, and when reacting alcohol and ammonia, catalytic activity is first expressed by the reduction operation of each metal component in a hydrogen atmosphere. Therefore, differences in the form of the metal in the reduction operation section and the state in the system after the reduction operation are not particularly limited in the present invention, and in the method described in the present invention, copper and nickel are Any form is acceptable as long as the interaction between the metal and the platinum group element is exhibited.

従って、本発明の方法に適合する金属の形態としては、 1) これらの金属または、その酸化物あるいは水酸化
物等およびこれらの混合物等のように反応媒体中で分散
するような形態のもの、あるいは 2)適当な担体上に銅、ニッケル、白金族元素がそれぞ
れ支持されたものの混合物あるいは、銅、ニッケル、白
金族元素の3成分が同一の担体上に均一に支持されて、
反応媒体中で分散するような形態のもの 3) あるいは、これら金属の脂肪族カルボン酸塩また
は適当な配位子により安定化された錯体のように反応媒
体中で金属コロイド状となり、均一系となるような形態
のもの 4)1)〜2)のような反応媒体中で分散状となる形態
のものと、3)のような反応媒体中で均一となるような
形態のものとの混合物、あるいは、水素還元前は分散状
で水素還元後、均一な形態となるようなもの等いずれの
場合であっても良く、本発明の本質となる3成分金属が
水素雰囲気下での還元操作によって3成分間の相互作用
が発現されれば良い。
Therefore, the forms of metals that are compatible with the method of the present invention include: 1) Forms that can be dispersed in the reaction medium, such as these metals, their oxides or hydroxides, and mixtures thereof; or 2) a mixture of copper, nickel, and platinum group elements each supported on a suitable support, or a mixture of copper, nickel, and platinum group elements supported uniformly on the same support;
3) Alternatively, aliphatic carboxylates of these metals or complexes stabilized with appropriate ligands may form metal colloids in the reaction medium and form a homogeneous system. 4) A mixture of a form that is dispersed in the reaction medium as in 1) to 2) and a form that is homogeneous in the reaction medium as in 3), Alternatively, it may be in a dispersed form before hydrogen reduction and become uniform after hydrogen reduction, and the three component metals that are the essence of the present invention can be It is sufficient if the interaction between the components is expressed.

本発明の方法として、より好ましい触媒の形態としては
、触媒金属の安定化すなわち、活性表面の固定化の面、
および触媒被毒物質に対する耐久性の面から、適当な担
体上にこれら3成分金属を均一に支持させたものが良い
In the method of the present invention, more preferable forms of the catalyst include stabilization of the catalyst metal, that is, immobilization of the active surface;
In addition, from the viewpoint of durability against catalyst poisoning substances, it is preferable to have these three component metals uniformly supported on a suitable carrier.

本発明の銅、ニッケル、白金族元素の3成分金属を担体
に保持させる場合、適合する担体としては一般の触媒担
体として使用されているもの、例えば、アルミナ、シリ
カアルミナ、ケイソウ土、シリカ、活性炭、天然および
人工ゼオライト等を使用することが出来る。触媒金属の
支持体への担持量は任意に決めることが出来るが、通常
は5〜70%の範囲が良い。
When the three component metals of copper, nickel, and platinum group elements of the present invention are supported on a carrier, suitable carriers include those commonly used as catalyst carriers, such as alumina, silica alumina, diatomaceous earth, silica, and activated carbon. , natural and artificial zeolites, etc. can be used. Although the amount of catalyst metal supported on the support can be arbitrarily determined, it is usually in the range of 5 to 70%.

これら3成分金属を担体表面上に支持させる方法も、種
々選ぶことが出来る。この場合、触媒原料金属の形態と
しては、銅、ニッケルおよび白金族元素の酸化物、水酸
化物あるいはそれらの各種金属塩が使用出来る。例えば
銅、ニッケル、および白金族元素の塩化物、硫酸塩、硝
酸塩、酢酸塩、脂肪族カルボン酸塩あるいは、これら金
属の錯体、例えば銅、ニッケル、白金族元素のアセチル
アセトン錯体やジメチルグリオキシム錯体など、また、
更に、白金族元素に関し7てはカルボニル錯体、アミン
錯体、ホスフ、イン錯体等も使用できる。これら金属原
料種を用いて担体上に支持させる方法で触媒を製造する
場合には、例えば、銅、ニッケルおよび白金族元素の適
当な塩の溶液に担体を入れ充分に含浸させた後乾燥焼成
させる方法(含浸法)や担体と、銅、ニッケルおよび白
金族元素の適当な塩の水溶液、例えば硝酸銅、硝酸ニッ
ケル、と白金族元素塩化物の水溶液に担体を入れ充分混
合した後炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウムあるいはア
ンモニア水等のアルカリ水溶液を加えて金属塩を担体上
に沈澱させる方法(共沈法)や、ゼオライト上でナトリ
ウムやカリウム等と銅、二・7ケルおよび白金族元素を
イオン交換させる方法(イオン交換法)や、更には、銅
、ニッケルおよび白金族元素およびアルミニウム金属を
加熱溶融した後、冷却固化して合金とし、合金中のアル
ミニウムを苛性ソーダで溶出させる方法(合金法)等従
来公知のいずれの方法でも良い。含浸法、共沈法の場合
には、金属の決着後充分に水洗し、100℃近辺で乾燥
後、300℃〜700℃で焼成して触媒を得る。
Various methods can be selected for supporting these three component metals on the carrier surface. In this case, the catalyst raw metal may be oxides or hydroxides of copper, nickel, and platinum group elements, or various metal salts thereof. For example, chlorides, sulfates, nitrates, acetates, aliphatic carboxylates of copper, nickel, and platinum group elements, or complexes of these metals, such as acetylacetone complexes and dimethylglyoxime complexes of copper, nickel, and platinum group elements. ,Also,
Furthermore, with respect to platinum group elements, carbonyl complexes, amine complexes, phosphates, yne complexes, etc. can also be used. When producing a catalyst using these metal raw materials by supporting them on a carrier, for example, the carrier is thoroughly impregnated with a solution of appropriate salts of copper, nickel, and platinum group elements, and then dried and calcined. Method (impregnation method): The carrier is mixed thoroughly with an aqueous solution of copper, nickel, and a suitable salt of a platinum group element, such as copper nitrate, nickel nitrate, and platinum group element chloride, and then sodium carbonate or water is added. A method in which metal salts are precipitated on a carrier by adding an alkaline aqueous solution such as sodium oxide or aqueous ammonia (coprecipitation method), or ion exchange of copper, 2.7 Kel, and platinum group elements with sodium, potassium, etc. on zeolite. There are conventional methods such as the ion exchange method, and the method of heating and melting copper, nickel, platinum group elements, and aluminum metal, cooling and solidifying it to form an alloy, and eluting the aluminum in the alloy with caustic soda (alloy method). Any known method may be used. In the case of an impregnation method or a coprecipitation method, after the metal has settled, the catalyst is thoroughly washed with water, dried at around 100°C, and then calcined at 300°C to 700°C to obtain a catalyst.

また、このような方法で銅のみ、あるいは、銅とニッケ
ルのみを担体上に支持させ、反応に供する前に、ニッケ
ルあるいは白金族元素の担持物、または、脂肪族カルボ
ン酸塩や、錯体を添加し反応媒体中、水素雰囲気下で、
銅とニッケルおよび白金族元素との複合化を図る方法も
有効である。
In addition, by such a method, only copper or only copper and nickel are supported on a carrier, and before the reaction, nickel or platinum group element supports, aliphatic carboxylates, or complexes are added. In the reaction medium under hydrogen atmosphere,
A method of combining copper with nickel and platinum group elements is also effective.

より好ましくは、同一担体上に均一に3成分が支持され
るような触媒形態が良い。
More preferably, the catalyst form is such that the three components are uniformly supported on the same carrier.

本発明には、この銅、ニッケルおよび白金族元素の3成
分が本質的に不可欠であり、この3成分以外の金属の添
加については、少量ではこの3成分金属の特性変化に効
果をあげることはなく、多量の添加については、この3
成分金属の相互作用に悪影響を及ぼすため好ましくない
These three components, copper, nickel, and platinum group elements, are essentially essential to the present invention, and the addition of metals other than these three components in small amounts will not have any effect on changing the properties of these three component metals. For addition of large amounts, please refer to these 3.
This is not preferable because it adversely affects the interaction of component metals.

また、本発明の触媒組成3成分のうちいずれを欠いても
、本発明の反応には悪影響を及ぼすことが判明している
Furthermore, it has been found that the absence of any of the three components of the catalyst composition of the present invention has an adverse effect on the reaction of the present invention.

本発明に使用される原料物質であるアルコールまたはア
ルデヒドは直鎖状または分岐鎖状の炭素数8ないし36
の飽和または不飽和の脂肪族アルコールまたはアルデヒ
ドで、例えばオクチルアルコール、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、へヘ
ニルアルコール、オレイルアルコール等ならびにζそれ
らの混合アルコールなど、また、チーグラー法によって
得られるチーグラーアルコールや、オキソ合成によって
得られるオキソアルコールおよびゲルベアルコール等の
分岐鎖を有するアルコール類で、アルデヒドとしては、
ラウリルアルデヒド、オキソアルデヒド、その他前記ア
ルコールに対応するアルデヒド等があげられる。
The alcohol or aldehyde that is the raw material used in the present invention is linear or branched and has 8 to 36 carbon atoms.
saturated or unsaturated aliphatic alcohols or aldehydes, such as octyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, stearyl alcohol, hehenyl alcohol, oleyl alcohol, etc. and their mixed alcohols, as well as Ziegler alcohol obtained by the Ziegler process. Alcohols with branched chains such as oxo alcohols and Guerbet alcohols obtained by oxo synthesis, and as aldehydes,
Examples include lauryl aldehyde, oxo aldehyde, and other aldehydes corresponding to the above-mentioned alcohols.

また、種々の多価アルコールも使用することが出来る。Various polyhydric alcohols can also be used.

例えば、1.3ブタンジオール、1.4ブタンジオール
、1.5−ベンタンジオール、116ヘキサンジオール
などや、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、プロピレングリコール等の多価アルコールがあげら
れる。その他のアルコールとしては、芳香族アルコール
としてベンジルアルコールなど、ポリオキシエーテルア
ルコールとして、脂肪族アルコールのエチレンオキシド
またはプロピレンオキシド付加物など、アミノアルコー
ルとしてエタノールアミン、ジェタノールアミン等もあ
げられる。
Examples include 1.3-butanediol, 1.4-butanediol, 1.5-bentanediol, 116-hexanediol, and polyhydric alcohols such as diethylene glycol, triethylene glycol, and propylene glycol. Other alcohols include aromatic alcohols such as benzyl alcohol, polyoxyether alcohols such as ethylene oxide or propylene oxide adducts of aliphatic alcohols, and amino alcohols such as ethanolamine and jetanolamine.

アルコールまたはアルデヒドとしては特に炭素数8ない
し、36の飽和または不飽和の直鎖状または分岐鎖状の
脂肪族アルコールまたはアルデヒド、および炭素数2な
いし12の脂肪族グリコールから選ばれる脂肪族アルコ
ールまたはアルデヒドが好ましい。
The alcohol or aldehyde is particularly an aliphatic alcohol or aldehyde selected from saturated or unsaturated linear or branched aliphatic alcohols or aldehydes having 8 to 36 carbon atoms, and aliphatic glycols having 2 to 12 carbon atoms. is preferred.

本発明においては、これらのアルコールまたはアルデヒ
ドとアンモニアとの反応で生成する水を反応系外へ取り
出すことが必須の要件であり、生成水を系外に取り出さ
ない場合には本発明の触媒性能が十分に発揮できない。
In the present invention, it is essential to take out the water produced by the reaction of these alcohols or aldehydes with ammonia out of the reaction system, and if the produced water is not taken out of the system, the catalyst performance of the present invention will deteriorate. I can't perform to my full potential.

即ち、触媒活性および選択性が低下し、アミン収率が劣
る。
That is, the catalyst activity and selectivity are reduced, and the amine yield is poor.

水の除去は反応中断続的に行っても、連続的に行っても
よく、生成した水が長時間反応系中に存在せず適宜除去
されればよいが、生成水をその都度連続的に除去するこ
とが望ましい。具体的には反応中に適当量の水素ガスを
反応系に導入し、この生成水と過剰のアンモニアを水素
ガスと共に留出させる方法が一般的であり、凝縮器で生
成水を凝縮分離することで水素ガスを循環使用すること
もできる。また反応系中に適当な溶媒を加えておき、生
成水をこの溶媒との共沸により留出除去することもでき
る。
Removal of water may be carried out intermittently or continuously during the reaction, as long as the produced water does not exist in the reaction system for a long time and is removed appropriately. It is desirable to remove it. Specifically, a common method is to introduce an appropriate amount of hydrogen gas into the reaction system during the reaction, and distill out the produced water and excess ammonia together with the hydrogen gas, and then condense and separate the produced water in a condenser. It is also possible to recycle hydrogen gas. It is also possible to add a suitable solvent to the reaction system and remove the produced water by azeotropic distillation with this solvent.

本発明の方法においては、別途水素ガスにより予め還元
した触媒を用いてもよいが、反応原料であるアルコール
またはアルデヒドと一緒に還元前の触媒を反応器に入れ
、水素ガスまたは水素ガスと少量のアンモニアとの混合
ガスを導入しながら反応温度まで昇温することによって
還元する。即ち、本発明の銅−ニソケルー第8族白金族
元素触媒は還元温度が低く反応温度までの昇温の過程で
還元できる点にも著しい特徴を有する。
In the method of the present invention, a catalyst previously reduced with hydrogen gas may be used, but the unreduced catalyst is placed in a reactor together with the reaction raw material alcohol or aldehyde, and hydrogen gas or a small amount of hydrogen gas is added. Reduction is carried out by raising the temperature to the reaction temperature while introducing a gas mixture with ammonia. That is, the copper-Nisochelium-8th group platinum group element catalyst of the present invention has a remarkable feature in that it has a low reduction temperature and can be reduced during the process of heating up to the reaction temperature.

本発明方法の実施態様を簡単に説明する。Embodiments of the method of the present invention will be briefly described.

水素およびアンモニアを導入する管と、反応で生成した
水と過剰のアンモニアおよび留出してくる油状物を凝縮
、分離するための凝縮器および分離器を備えた反応容器
に原料となるアルコールまたはアルデヒドと触媒を仕込
む。触媒は任意の量を仕込むことが出来るが本発明触媒
は活性が高いため通常は仕込アルコールまたはアルデヒ
ドに対して重量で0.1%ないし2%の範囲である。系
内を窒素ガスで置換したのち水素単独または水素と少量
のガス状のアンモニアの混合ガスを導入しなから昇温を
開始する。反応温度は通常180〜230℃位で行うが
反応の種類によってこの範囲以外の温度をとることが出
来る。触媒はこの昇温中に還元され活性状態の触媒とな
る。所定温度に到達後アンモニアを導入し反応を開始す
る。反応中、生成してくる水はガス1欠物質(水素およ
び過剰のアンモニア)および少量の油状物と一緒に反応
系外へ排出され、濃縮器および分離器を経て油状物と分
離される。分離された油状物は反応器へもどされる。
Alcohol or aldehyde as a raw material is placed in a reaction vessel equipped with a pipe for introducing hydrogen and ammonia, and a condenser and separator for condensing and separating the water produced in the reaction, excess ammonia, and distilled oil. Prepare the catalyst. Any amount of catalyst can be charged, but since the catalyst of the present invention has high activity, the amount is usually in the range of 0.1% to 2% by weight based on the charged alcohol or aldehyde. After replacing the inside of the system with nitrogen gas, temperature rise is started without introducing hydrogen alone or a mixed gas of hydrogen and a small amount of gaseous ammonia. The reaction temperature is usually about 180 to 230°C, but temperatures outside this range can be used depending on the type of reaction. During this temperature rise, the catalyst is reduced and becomes an active catalyst. After reaching a predetermined temperature, ammonia is introduced to start the reaction. During the reaction, the water produced is discharged from the reaction system together with gas-deficient substances (hydrogen and excess ammonia) and a small amount of oil, and is separated from the oil through a concentrator and a separator. The separated oil is returned to the reactor.

また、ガス状物質(過剰の水素およびアンモニア)を分
析した結果、これらガス状物質中には殆ど副生成物が含
まれておらず、本発明の触媒の選択性の高いことが証明
され、循環機を使用することによりこれらガス状物質を
特別な精製工程なしに再使用出来ることがわかった。反
応が完了した後反応物をそのまま蒸留するかあるいは濾
過することにより、極めて純粋な形で得ることが出来る
Furthermore, as a result of analyzing gaseous substances (excess hydrogen and ammonia), these gaseous substances contained almost no by-products, proving that the catalyst of the present invention has high selectivity. It was found that these gaseous substances could be reused without any special purification process by using the machine. After the reaction is complete, the reactant can be directly distilled or filtered to obtain it in extremely pure form.

〔実施例〕〔Example〕

本発明について、以下の実施例および比較例をもって更
に詳細に説明する。
The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples and comparative examples.

実施例−1および比較例−1,2 合成ゼオライトを担体とし、銅−ニソケルー白金族元素
の3元触媒を共沈法により調製した。
Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 Using synthetic zeolite as a carrier, a three-way catalyst of copper-nisochelium-platinum group element was prepared by a coprecipitation method.

沈澱物を濾過・水洗後80℃10時間乾燥し、600℃
で焼成した。得られた金属酸化物の担体に対する担持量
は50%である。
The precipitate was filtered, washed with water, dried at 80°C for 10 hours, and heated at 600°C.
It was fired in The amount of the obtained metal oxide supported on the support was 50%.

次にこの触媒を用いアルコールとアンモニアとの反応を
行った。また比較として、同様の方法で銅−エソケル2
成分、および銅−白金族元素の2成分からなる触媒を用
い同様の反応を行った。
Next, using this catalyst, alcohol and ammonia were reacted. For comparison, copper-Esokel 2 was also obtained using the same method.
A similar reaction was carried out using a catalyst consisting of two components: copper and platinum group elements.

反応生成水を分離するための凝縮器および分離器を付け
た11のフラスコにラウリルアルコール300gと上記
触媒を1.5 g (対アルコール0.5%)仕込み、
攪拌しながら系内を窒素で置換し、昇温を開始した。
300 g of lauryl alcohol and 1.5 g of the above catalyst (0.5% based on alcohol) were charged into 11 flasks equipped with a condenser and a separator for separating reaction product water.
While stirring, the inside of the system was replaced with nitrogen, and the temperature was started to increase.

100”Cに達したら水素ガスを流量計を用い10e/
hの流速で系内に吹き込み190°Cまで昇温した。こ
の温度で、アンモニアガスを51!/hの流速で反応系
内に吹き込み、反応をアミン価およびガスクロマトグラ
フィーを用いて、追跡した。なお、反応は、大気圧下で
行った。
When the temperature reaches 100"C, add hydrogen gas to 10e/10cm using a flow meter.
The mixture was blown into the system at a flow rate of 100 h and the temperature was raised to 190°C. At this temperature, ammonia gas is 51! The reaction system was blown into the reaction system at a flow rate of /h, and the reaction was monitored using the amine value and gas chromatography. Note that the reaction was performed under atmospheric pressure.

結果を表−1に示す。The results are shown in Table-1.

表   −1 この結果、アルコールとアンモニアとの反応から、本発
明触媒により、高収率で、第3級のトリアルキルアミン
が得られることが判明した。
Table 1 As a result, it was found that tertiary trialkylamine can be obtained in high yield by the catalyst of the present invention from the reaction between alcohol and ammonia.

実施例−2,比較例3 実施例−1と同様の反応を行うにあたって、アンモニア
の導入流速を3072/hで反応系内に吹き込み、反応
をアミン価、ガスクロマトグラフィーを用いて、追跡し
た。比較例として、Cu/Ni2成分触媒系で同様の反
応を行った。結果を表−2に示す。
Example 2, Comparative Example 3 In carrying out the same reaction as in Example 1, ammonia was introduced into the reaction system at a flow rate of 3072/h, and the reaction was monitored using the amine value and gas chromatography. As a comparative example, a similar reaction was conducted using a Cu/Ni two-component catalyst system. The results are shown in Table-2.

表   −2 触  媒: 1.Owt%対アルコール反応温度:20
0℃ Cu/Ni/第3成 4 / 110.04 (モル比
)この結果、本発明触媒系では、導入するアンモニアの
流速を変えることにより、Cu/Ni2成分触媒に比べ
、高選択性をもって、第2級アミンを製造できることが
判明した。
Table-2 Catalyst: 1. Owt% vs. alcohol reaction temperature: 20
0°C Cu/Ni/tertiary component 4/110.04 (mole ratio) As a result, the catalyst system of the present invention has higher selectivity than the Cu/Ni two-component catalyst by changing the flow rate of ammonia introduced. It has been found that secondary amines can be produced.

実施例3〜6.比較例4〜9 次いで、CuとNiおよび第3成分金属からなる触媒に
ついて、実施例−■と同様の方法でオクチルアルコフル
とアンモニアとの反応系で、触媒中の第3成分金属種を
かえて、その効果を調べた。第3成分含有触媒は、実施
例−1と同様の方法で製造した。
Examples 3-6. Comparative Examples 4 to 9 Next, using a catalyst consisting of Cu, Ni, and a third component metal, the type of the third component metal in the catalyst was changed in a reaction system of octylalcofur and ammonia in the same manner as in Example-■. We investigated its effect. The third component-containing catalyst was produced in the same manner as in Example-1.

結果を表−3に示す。The results are shown in Table-3.

表   −3 Cu/Ni/第3成分−8/ 210.08(金属モル
比150%担持) 反応温度=190°に の結果、オクチルアルコールとアンモニアとの反応を行
うにあたって使用する触媒の第3成分としてFe、 Z
n+ Zr、 Cr、 Co等を添加した系、または第
3成分無添加の触媒では、活性、選択性兵事充分で、対
応する第3級アミンの収率が劣った。
Table-3 Cu/Ni/Third component-8/210.08 (metal molar ratio 150% supported) As a result of reaction temperature = 190°, the third component of the catalyst used in the reaction between octyl alcohol and ammonia. as Fe, Z
In the system to which n+ Zr, Cr, Co, etc. were added, or the catalyst without the addition of a third component, the activity and selectivity were sufficient, but the yield of the corresponding tertiary amine was poor.

これに対し、本発明触媒の第3成分金属として、白金族
元素(Pd、Pt、Ru、Rh )を添加した系では、
CuとNiと第3成分間の相互作用により、極めて、高
活性、高選択性を示すことが判明した。
On the other hand, in a system in which a platinum group element (Pd, Pt, Ru, Rh) is added as the third component metal of the catalyst of the present invention,
It was found that extremely high activity and high selectivity were exhibited due to the interaction between Cu, Ni, and the third component.

実施例7〜10および比較例−10 次いで、高活性を示す本発明触媒の銅/ニッケル/白金
族元素3成分触媒を用い、アルコールとして、分岐鎖を
有するオキソアルコールと、アンモニアとの反応を実施
例−1と同様の操作で行った。
Examples 7 to 10 and Comparative Example-10 Next, using a copper/nickel/platinum group element three-component catalyst of the present invention that exhibits high activity, a reaction between a branched oxo alcohol and ammonia was carried out as an alcohol. The same procedure as in Example-1 was performed.

アルコールは、炭素数9 (分岐鎖率90%以上)のオ
キソアルコールを使用した。触媒は、実施例−1と同様
の方法で製造した。
As the alcohol, an oxo alcohol having 9 carbon atoms (branching rate of 90% or more) was used. The catalyst was produced in the same manner as in Example-1.

結果を表−4に示す。The results are shown in Table 4.

表   −4 反応温度:180〜200℃ アンモニア流速=5β/h対アルコール300g触媒量
:1wむ%対アルコール Cu/Ni/第3成分=4/110.04(モル比)実
施例−11〜12 次いで、本発明触媒を用い、実施例−2と同様の方法で
アンモニアの流速をコントロールする方法で、オキソア
ルコール(炭素数12〜13゜分岐率94%)、および
炭素数20からなるゲルヘアルコール(分岐率100%
)の分岐鎖アルコールとアンモニアの反応を行った。
Table-4 Reaction temperature: 180-200°C Ammonia flow rate = 5β/h vs. alcohol 300g Catalyst amount: 1w% vs. alcohol Cu/Ni/third component = 4/110.04 (molar ratio) Examples-11-12 Next, using the catalyst of the present invention and controlling the flow rate of ammonia in the same manner as in Example 2, oxo alcohol (carbon number 12-13°, branching rate 94%) and gel alcohol consisting of carbon number 20 were prepared. (branching rate 100%
) was reacted with ammonia.

結果を表−5に示す。The results are shown in Table-5.

表   −5 触媒=1.0讐t%対アルコール 反応温度:220°C アンモニア流速:31/h対アルコール300 gCu
/Ni/Cu/Ni/第3成0.04(モル比)以上、
実施例−7〜12の結果より、本発明触媒によれば、高
分岐鎖を有するアルコールとアンモニアとの反応により
、アンモニアの流速をコントロールすることにより、対
応する第2級および第3級アミンを選択的に高収率で製
造することができることが判明した。
Table-5 Catalyst = 1.0 t% vs. alcohol reaction temperature: 220°C Ammonia flow rate: 31/h vs. alcohol 300 gCu
/Ni/Cu/Ni/tertiary composition 0.04 (molar ratio) or more,
From the results of Examples 7 to 12, the catalyst of the present invention can react with a highly branched alcohol and ammonia to convert the corresponding secondary and tertiary amines by controlling the flow rate of ammonia. It has been found that it can be produced selectively with high yields.

実施例−13〜19 次いで、本発明触媒を用い、各種アルコールまたはアル
デヒドと、アンモニアとの反応によるアミン合成を行っ
た。
Examples 13 to 19 Next, amines were synthesized by reacting various alcohols or aldehydes with ammonia using the catalyst of the present invention.

尚、触媒として白金族元素成分について、パラジウムは
活性炭に5%支持させたもの、ルテニウムは、錯体とし
て、ドデカカルボニルトリルテニウムを使用し、担体に
支持された洞、ニッケルと、反応媒体中、水素雰囲気下
で複合させた。結果を表−6に示す。
Regarding the platinum group element components used as catalysts, palladium was supported at 5% on activated carbon, and ruthenium was prepared using dodecacarbonyl triruthenium as a complex. Compounded under atmosphere. The results are shown in Table-6.

以上の結果から第3成分金属として白金族元素(Pd、
Pt、Ru、Rh )のいずれかを銅、ニッケル2成分
に複合化された本発明触媒により、分岐鎖を有するアル
コール類または、多価アルコール、ポリオキシアルキレ
ン鎖ををするアルコール類、芳香族アルコール類、また
はアルデヒドを出発原料として、アンモニアとの反応に
より、高収率で対応するN−置換アミン類の製造が可能
であることが判明した。
From the above results, platinum group elements (Pd,
By using the catalyst of the present invention in which one of Pt, Ru, Rh) is combined with two components of copper and nickel, alcohols having branched chains, polyhydric alcohols, alcohols having polyoxyalkylene chains, and aromatic alcohols can be produced. It has been found that the corresponding N-substituted amines can be produced in high yields by reaction with ammonia using N-substituted amines or aldehydes as starting materials.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、アルコールまたはアルデヒドとアンモニアとを、銅
−ニッケル−第8族白金族元素触媒の存在下に、反応で
生成した水を除去しつつ、大気圧または5気圧(ゲージ
圧)以下の加圧下、150℃ないし250℃の温度で反
応させることを特徴とするN−置換アミン類の製造方法
。 2、第8族白金族元素が白金、パラジウム、ルテニウム
およびロジウムから選ばれる1種以上である特許請求の
範囲第1項記載のN−置換アミン類の製造方法。 3、銅−ニッケル−第8族白金族元素触媒の銅とニッケ
ルの金属原子のモル比が銅:ニッケルは1:9ないし9
:1であり、且つ第8族白金族元素は銅とニッケルの合
計に対しモル比で0.001ないし0.1である特許請
求の範囲第1項または第2項記載のN−置換アミン類の
製造方法。
[Claims] 1. Alcohol or aldehyde and ammonia are reacted in the presence of a copper-nickel-group 8 platinum group element catalyst at atmospheric pressure or 5 atm (gauge pressure) while removing water produced by the reaction. ) A method for producing N-substituted amines, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of 150°C to 250°C under the following pressure. 2. The method for producing N-substituted amines according to claim 1, wherein the Group 8 platinum group element is one or more selected from platinum, palladium, ruthenium, and rhodium. 3. The molar ratio of copper and nickel metal atoms in the copper-nickel-group 8 platinum group element catalyst is 1:9 to 9 for copper:nickel.
:1, and the Group 8 platinum group element has a molar ratio of 0.001 to 0.1 with respect to the total of copper and nickel. manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5696294A (en) * 1995-09-22 1997-12-09 Kao Corporation Process for producing N,N-dimethyl-N-alkylamine or N,N-dimethyl-N-alkenylamine
JP2012036135A (en) * 2010-08-09 2012-02-23 Kuraray Co Ltd Method for producing tertiary amine

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