[发明专利]ε－己内酰胺的制备方法

说明书

本发明涉及由含有6-氨基己酸酯的原料混合物制备ε-己内酰胺的方法，其中在第一步骤(1)中通过在50至250℃的温度及在氨存在下使6-氨基己酸酯与水反应转化为6-氨基己酸和6-氨基己酰胺，单独或同时移出醇，和在接着的步骤(2)中在升高温度下使所述6-氨基己酸和6-氨基己酰胺环化。

这种方法在US-A-4731445中描述。该公开描述了这样一种方法，其中首先在作为溶剂的甲醇和氢化催化剂存在下使5-甲酰戊酸甲酯与氨和氢接触。在该步骤中得到了6-氨基己酸甲酯和少量的ε-己内酰胺。在第二步，从反应混合物中除去过量的氨和氢。第三步，在50至250℃的温度及在少量的氨(0.1至2％(重量))存在下使6-氨基己酸甲酯与水反应。同时将释放出的甲醇除去。US-A-4731445中的实施例1公开了在约100℃的温度及在几乎可忽略的量的氨存在下6-氨基己酸甲酯与水的反应。将所得的含有6-氨基己酸、少量的6-氨基己酰胺和ε-己内酰胺的含水混合物加热至330℃的温度。在该步骤中6-氨基己酸和6-氨基己酰胺通过环化反应生成ε-己内酰胺。

在US-A-4731445中描述的方法的不利之处在于第三步中6-氨基己酸酯转化为6-氨基己酸和6-氨基己酰胺的反应速率相对较小。此外如果能够提高6-氨基己酸酯转化为6-氨基己酸和6-氨基己酰胺的反应速率以使该方法在大规模的工业应用中更具有吸引力则将更为有利。

本发明的目标是提供具有改进反应速率的6-氨基己酸酯转化为6-氨基己酸和6-氨基己酰胺的方法。

本发明的目标通过在步骤(1)中使6-氨基己酸酯在高于2％(重量)和少于或等于25％的NH₃(重量，相对于原料混合物的总量计算)存在下转化为6-氨基己酸和6-氨基己酰胺实现。

我们发现本发明的方法中的步骤(1)的6-氨基己酸酯转化为6-氨基己酸和6-氨基己酰胺的反应速率比在US-A-4731445中描述的反应速率高。根据本发明的方法的有利之处在于在步骤(1)中可使用更小体积的加工设备来到6-氨基己酸酯转化为6-氨基己酸和6-氨基己酰胺的相当的转化率。从经济/投资观点出发需要更小的加工设备。

根据本发明方法的第一步骤(1)，在氨存在下使6-氨基己酸酯与水反应转化为6-氨基己酸和6-氨基己酰胺。

因此，进料至第一步骤的原料混合物应至少含有6-氨基己酸酯、水和氨。其它化合物(如甲醇)也可存在于所述原料混合物中。

进料至第一步骤(1)的液体混合物(原料混合物)中的6-氨基己酸酯的量通常超过0.5％(重量，以在原料混合物中的有机化合物的量计算)。有机化合物在这里定义为ε-己内酰胺、ε-己内酰胺母体和以较少量存在的副反应产物。ε-己内酰胺母体定义为6-氨基己酸、6-氨基己酸酯、6-氨基己酰胺和这些化合物的齐聚物。

根据本发明的方法，6-氨基己酸和/或6-氨基己酰胺也可以存在于所述原料混合物中。除了6-氨基己酸酯和任选的6-氨基己酸和/或6-氨基己酰胺外，还可存在ε-己内酰胺和/或6-氨基己酸和/或6-氨基己酰胺的齐聚物。一般可在本发明的原料混合物中使用的有机化合物组合物包括0.5至100％(重量)的6-氨基己酸酯、0至30％(重量)的6-氨基己酸、0至50％(重量)的6-氨基己酰胺、0至50％(重量)的ε-己内酰胺和0至30％(重量)的前面提到的齐聚物，其中这些部分的总和大约为所述有机化合物的100％(重量)。

也可将氨和/或水加入或移出和/或存在于还含有6-氨基己酸酯的反应混合物中。因此可在将原料混合物进料至本发明的方法的第一步骤(1)前保持和/或调整氨和/或水的浓度在通常或优选的范围内的所需的值。可通过如闪蒸或汽提除去氨和/或水。

所述氨以高于2和少于或等于25％(重量)的量存在于原料混合物中。术语“氨”是指游离的NH₃，而不包括例如任选在原料混合物中以化合物的末端酰胺基形式存在的NH₃的量。这种化合物的一个例子为6-氨基己酰胺。优选在步骤(1)中的氨的浓度低于20％(重量)、更优选低于15％(重量)。优选在步骤(1)中的氨的浓度高于3％(重量)、更优选高于5％(重量)。

优选在所述原料混合物中的主要含有6-氨基己酸酯和如果存在的6-氨基己酸、6-氨基己酰胺、ε-己内酰胺及6-氨基己酸和6-氨基己酰胺的齐聚物的有机化合物的总浓度为大约0.2至50％(重量)。在原料混合物中的有机化合物、氨、水和其它化合物(如甲醇)的总和为100％(重量)。