[发明专利]氢化腈类的方法

说明书

本申请将2011年3月22日提交的美国临时申请61/466018作为参考引入。

本发明涉及借助氢气在以小成型体形式使用的催化剂存在下氢化腈类的方法。

本发明进一步涉及一种由根据本发明制备的胺类制备异佛尔酮二胺(IPDA)或N,N-二甲氨基丙胺(DMAPA)的下游产物的方法。

在腈类氢化形成相应胺中，通常必须实现所用腈类的高转化率，因为未反应的或仅部分反应的腈难以分离，可能发生次级反应并且可能在随后的应用中导致不希望的性能如臭味和变色。此外，通常希望在由伯腈形成伯胺方面实现高选择性并避免形成仲胺和叔胺。

腈类的氢化通常通过在贵金属如Pt、Pd或铑或Co和Ni催化剂上催化氢化而进行(例如参见“Amines，Aliphatic”，Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry，2000年6月15日在线公布，DOI：10.1002/14356007.a02_001)。

该方法通常以悬浮模式或在固定床反应器中进行。

在悬浮模式中，所用催化剂必须与反应混合物分离，以使经济方法成为可能。该分离伴有工艺工程成本。

当使用基于Co、Ni或Cu的催化剂时，在固定床中的氢化中通常需要非常高的温度和压力，以降低仲胺和叔胺的形成，这二者可能通过伯胺与部分氢化的腈(=亚胺中间体)反应而形成。

例如，EP-449089公开了在250巴下将异佛尔酮腈氢化成异佛尔酮二胺，而WO2007/128803描述了在180巴下将N,N-二甲氨基丙腈(DMAPN)氢化成N,N-二甲氨基丙胺(DMAPA)。

这些剧烈的反应条件可能增加其他不希望的副产物形成且要求高的材料成本和确保安全成本。

本发明的目的是要提供一种氢化有机腈化合物的固定床方法，该方法使得可以在较温和的反应条件下，即尤其在较低的压力和/或温度下使用氢化催化剂，尤其是包含Cu、Co和Ni的催化剂。本发明的另一目的是要提供一种固定床方法，其中可以在腈的氢化中实现高产率和高选择性并且此外实施起来是经济的。

具体而言，应降低例如可能通过未反应的胺与部分氢化的腈(=亚胺中间体)根据方案1反应而形成的仲胺和叔胺的形成。

方案1：

根据本发明，该目的通过一种借助氢气在催化剂存在下在其中该催化剂成型体以固定床设置的反应器中氢化有机腈类的方法实现，其中呈球或棒形的成型体在每种情况下具有3mm或更小的直径，呈片形状的成型体具有4mm或更小的高度且在所有其他几何结构的情况下在每种情况下具有0.70mm或更小的当量直径L=1/a'，其中a'为每单位体积的外表面积(mm_s²/mm_p³)，其中：

a′=ApVp,]]>

其中为A_p为催化剂颗粒的外表面积(mm_s²)且V_p为催化剂颗粒的体积(mm_p³)。

在本发明方法中氢化腈类。

优选在本发明方法中使用具有1-30个，尤其是2-18个或2-8个碳原子的脂族单腈、二腈和/或三腈(线性或支化的)或具有6-20个，尤其是6-12个碳原子的脂环族单腈和二腈或具有1-30个，尤其是2-8个碳原子的α-、β-或ω-氨基腈或烷氧基腈。

还优选使用具有6-18个碳原子的芳族腈。上述单腈、二腈或三腈可以是单取代或多取代的。

特别优选的单腈是用于制备乙胺的乙腈，用于制备丙胺的丙腈，用于制备丁胺的丁腈，用于制备月桂胺的月桂腈，用于制备硬脂胺的硬脂腈，用于制备N,N-二甲氨基丙胺(DMAPA)的N,N-二甲氨基丙腈(DMAPN)以及用于制备苄胺的苄腈。

特别优选的二腈是用于制备六亚甲基二胺(HMD)和/或6-氨基己腈(ACN)的己二腈(ADN)，用于制备2-甲基戊二胺的2-甲基戊二腈，用于制备1,4-丁二胺的丁二腈以及用于制备八亚甲基二胺的辛二腈。