[发明专利]用于制备3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的用于制备3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺（下面称为异佛尔酮二胺或缩写为IPDA）的方法，其借助于3-氰基-3,5,5-三甲基环己酮（下面称为异佛尔酮腈或缩写为IPN）的催化氢化和/或催化还原胺化（也称胺化氢化）。

背景技术

通过IPN的胺化氢化得到IPDA是已知的，并已经多次被描述。

在最简单的情况下（US3352913），IPN在水和过量氨的存在下在钴催化剂上反应。首先由IPN和氨通过脱水生成异佛尔酮腈亚胺，IPNI，然后氢化成IPDA。

在该类反应进程中，IPDA的产率决定性取决于过量的氨。实现的IPDA最大产率大约为80%。主要副产物是所谓的氨基醇，IPAA，其由IPN的直接氢化生成。

当通过使用适合的亚胺化催化剂使得IPNI的形成加快时，可以显著提高IPDA的产率。例如酸性离子交换剂树脂(EP042119)适合作为亚胺化催化剂。此外，酸性金属氧化物(EP449089)，含磺酸基团的有机聚硅氧烷(EP816323)，杂多酸(EP4426472)和活性炭(EP061137)也可以作为亚胺化催化剂。除了减少不期望的氨基醇，还能明显抑制另外的副产物，例如二环化合物和一些由脱去HCN产生的副产物。

在文献（US3352913）

中特别表明了从γ-酮腈（如IPN）脱去HCN的难题。一方面观察到，通过脱去HCN，IPDA的产率降低（EP042119,DE4426472）。

另一方面表明，HCN起催化剂毒物的作用，并且导致氢化催化剂的失活(EP394967A1,第2页34行起，第3页44行起)。因此推荐，亚胺化步骤这样进行：使得尽可能不解离出HCN。优选的该工艺这样进行：每mol使用的腈中解离出少于0.001molHCN（EP394967第5页49行起）。基于IPN胺化氢化作用，其为163ppmw（0.0163重量百分比）

除了降低氰化物浓度，还记载了其它的方法，以在IPN胺化氢化为IPDA时提高IPDA的产率。

如上述提到的，过量的氨或者将氨作为溶剂对产率有正面的作用（例如EP449089,EP659734,DE1229078）。

通过用碱金属氢氧化物改性（EP729937）导致提高IPDA的产率。通过添加碱金属氢氧化物，尤其是氢氧化锂，在腈氢化时可以提高伯胺的产率，这在多个出版物中已知（US4375003,EP913388）。催化剂可以在反应之前用碱金属氢氧化物处理，或者在反应期间将碱金属氢氧化物加入到反应混合物。只要不大量使用溶剂，如氨，THF或甲醇，LiOH改性的催化剂长时间稳定性较好。然而在申请人的尝试中我们必须确认，在使用上述溶剂时LiOH连续地从催化剂中向下洗出，并且仲胺的份额再次提高。在连续的方法进程中，其中溶剂通过蒸馏从混合物中分离，并且返回到方法中，此外导致碱金属氢氧化物在蒸馏塔中沉积。蒸馏塔必须定期关闭并进行清洗，使得碱金属改性间接导致生产停止运转。

根据EP913387，为了提高选择率，可以在生产IPDA时还使用季铵碱。在使用溶剂时，相应改性的催化剂与碱金属改性的催化剂相比，尤其具有明显更高的使用寿命。

发明内容

本发明的任务是，找到一种用于由IPN催化氢化和/或催化还原胺化至IPDA选择性提高的方法，其消除了上述方法所提到的缺点。

令人吃惊地发现，通过提高反应混合物中氰根离子浓度，例如通过由从IPN有针对性解离HCN引起，该任务可以被解决。这之所以很令人吃惊，是因为氰根离子被记载为催化剂毒物，并根据现有技术为了产率优化和选择性优化，力争达到尽可能小的氰根离子浓度。

在IPNI氢化至IPDA时，在保持不变的转化率条件下，氰根离子浓度的提高在一定范围内以出人意料的方式有助于提高选择性。

本发明的主题是用于制备异佛尔酮二胺的方法，该方法在氨、氢和至少一种催化剂以及任选的至少一种溶剂或溶剂混合物存在下借助于异佛尔酮腈（IPN）催化氢化和/或催化还原胺化进行，其中供应至氢化的反应混合物中的氰根离子浓度为200ppmw-5000ppmw，基于所使用的异佛尔酮腈。