高选择性生产二(氨甲基)取代的芳族化合物的方法技术

技术编号:5533057 阅读:179 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
通过两阶段氢化制备二(氨甲基)取代的芳族化合物。在第一阶段,在含Pd的催化剂存在下,将芳族二腈氢化为氰基(氨甲基)取代的芳族化合物。在第二阶段,在含Ni和/或Co的催化剂存在下,将所得到的氰基(氨甲基)取代的芳族化合物氢化为目标二(氨甲基)取代的芳族化合物。通过上述方法,以高选择性和足够高的产率制备二(氨甲基)取代的芳族化合物,而没有缩短催化剂的寿命。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种通过氢化芳族二腈生产二(氨甲基)取代的芳族化合物的方法。二(氨甲基)取代的芳族化合物用作制备硬化剂、合成树脂、异氰酸酯等的原料。2.现有技术描述已建议在含多种金属的催化剂体系存在下氢化芳族二腈。例如,日本专利公开No.51-24494建议了一种通过在液氨和一种无机碱存在下钯催化氢化间苯二腈或对苯二腈生产3-氰基苄基胺或4-氰基苄基胺的方法。日本专利申请延迟公开No.9-40630和10-204048提出了通过在含镍和/或钴的阮内催化剂存在下氢化芳族二腈的腈基生产芳族氰基甲基胺(氰基(氨甲基)取代的芳族化合物)的方法。这些专利文献仅涉及了芳族氰基甲胺的制备,而没有描述相应的二胺(二(氨甲基)取代的芳族化合物)的制备。日本专利公开No.10-502671公开了在催化剂存在下,将脂肪族二腈半氢化为相应的脂肪族氨基腈,所述的催化剂选自含有掺杂元素的阮内镍催化剂,所述掺杂元素是诸如锌和周期表IVb、VIb、VIIb和VIII族元素;含有掺杂元素的阮内钴催化剂,所述的掺杂元素是诸如锌和周期表IVb、VIb、VIIb和VIII族元素。日本专利中请延迟公开No.2001-524464提出了在非均匀体系中,在加氢催化剂存在下,连续部分氢化脂肪族的二腈形成相应的脂肪族氨基腈。这些专利文件仅涉及了脂肪族的二腈部分氢化形成脂肪族氨基腈,而没有描述芳族二腈部分氢化形成芳族氰基甲胺以及随后氢化芳族氰基甲胺形成相应的二胺(二(氨甲基)取代的芳族化合物)。还已建议,在含镍或含钴催化剂存在下,单步氢化芳族二腈为相应的二胺(二(氨甲基)取代的芳族化合物)。例如日本专利公开No.38-8719提出了在含有微量水的醇中,在掺杂了苛性碱的阮内镍或阮内钴催化剂存在下,氢化邻苯二腈形成目标苯二甲胺。日本专利公开No.48-22593提出在负载的含有氧化镁作为共催化剂的镍催化剂存在下,由邻苯二腈生产苯二甲基二胺。但是,这些方法由于副产物的形成而未能以足够高的产率制备目标二胺。专利技术概述本专利技术的目的在于提供一种新的方法以高选择性制备二(氨甲基)取代的芳族化合物。鉴于上述目的彻底研究的结果是,本专利技术人已经发现,目标二(氨甲基)取代的芳族化合物可高选择性地通过两阶段氢化制备,所述氢化包括第一阶段,其中,在含Pd的催化剂存在下,将芳族二腈氢化为目标化合物的中间体化合物(氰基(氨甲基)取代的芳族化合物),和第二阶段,其中,在含Ni和/或Co的催化剂存在下,将氰基(氨甲基)取代的芳族化合物氢化为二(氨甲基)取代的芳族化合物。在该发现的基础上完成了本专利技术。因此,本专利技术提供了通过两阶段氢化制备下式I的二(氨甲基)取代的芳族化合物的方法NH2CH2-R-CH2NH2(I)其中R为一个二价的芳基并且任选被对氢化反应惰性的基团取代,该方法包括第一阶段,其中在含Pd的催化剂X存在下,将下式II表示的芳族二腈CN-R-CN (II)其中R的定义与上述相同,氢化为下式III表示的氰基(氨甲基)取代的芳族化合物NH2CH2-R-CN (III)其中R的定义与上述相同;和第二阶段,其中在含Ni和/或Co的催化剂Y存在下,将来自第一阶段的氰基(氨甲基)取代的芳族化合物氢化为二(氨甲基)取代的芳族化合物。专利技术详述下面将更详细地描述本专利技术。起始的芳族二腈由下式II表示CN-R-CN (II)其中R为一个二价的芳基,诸如亚苯基、亚萘基等等。在芳基上两个氰基的位置没有特别的限制,例如,如果芳基是亚苯基,其可以是邻-、间-和对-位的任意一种。芳基可以被对氢化反应惰性的基团取代,诸如烷基、烷氧基、卤素、氨基、酰胺基和羟基。一般,芳族二腈在氢化反应中的反应性很大程度上通过在芳香环上的取代基被改变。但是,在本专利技术的方法中,甚至在这种取代基存在下也能有效地进行氢化。优选用于本专利技术的芳族二腈可以是邻苯二腈、间苯二腈、对苯二腈和1,5-二氰基萘。在本专利技术的氢化反应中使用的氢气不需要特别纯,工业级的氢气足以满足所述用途。在所述反应体系中,对于第一和第二阶段氢化,氢气分压均优选为2.0至20.0 MPa。在上述范围内,目标二胺优选以足够高的产率制备,可避免使用高压反应器,从而优选降低了生产成本。在第一阶段,在含Pd的催化剂X存在下,式II的芳族二腈被氢化为下式III表示的氰基(氨甲基)取代的芳族化合物NH2CH2-R-CN (III)其中R的定义与上述相同。氢化优选在液相进行。使用的溶剂没有特别的限制,只要其为不被氢气还原的惰性有机溶剂。其实例包括醇溶剂,如甲醇、乙醇和丙醇;烃溶剂,如间二甲苯、1,3,5-三甲基苯和1,2,4-三甲基苯;和醚溶剂,如二噁烷。惰性有机溶剂的优选用量为每重量份芳族二腈1.0至99.0重量份。为了防止形成副产物,液氨可单独用作溶剂,或在与上述惰性有机溶剂的混合物中使用。液氨的用量优选为每重量份芳族二腈0.5至99重量份。在上述范围内,优选可防止由于形成副产物降低氰基(氨甲基)取代的芳族化合物的产率和降低时空产率。如果使用的话,惰性有机溶剂对液氨的混合重量比优选为0.01至99.0。第一阶段氢化可以间歇或连续方式进行。反应温度优选为20-150℃。在该范围内,优选增加目标化合物的产率,因为起始芳族二腈的转化率高,并且阻止了高沸点副产物的生成。起始芳族二腈和催化剂X之间的接触时间优选为0.01-10.0小时,虽然其取决于原料化合物的种类、原料化合物的装料量、溶剂和氢气,反应温度和反应压力。在第一阶段,用于将芳族二腈氢化为相应的氰基(氨甲基)取代的芳族化合物的催化剂X可以是含Pd的已知催化剂。通常,将负载在Al2O3、SiO2、硅藻土、SiO2-Al2O3或ZrO2,优选Al2O3上的Pd催化剂用作催化剂X。基于催化剂X的重量,Pd的负载量优选为0.05-10重量%。折合成Pd,催化剂X的用量为每重量份起始芳族二腈0.0001-0.1重量份。如果氢化在固定床流动反应器中进行,起始芳族二腈的流速优选为1.0-2000小时-1每单位重量Pd。通过使用用量在上述范围内的催化剂X,氢化有效地进行,而催化剂费用没有增加。在第二阶段,在含Ni和/或Co的催化剂Y存在下,来自第一阶段的氰基(氨甲基)取代的芳族化合物被氢化为下式I的二(氨甲基)取代的芳族化合物NH2CH2-R-CH2NH2(I)其中R的定义与上述相同。氢化优选在液相进行。使用的溶剂没有特别的限制,只要其为不被氢气还原的惰性有机溶剂。其实例包括醇溶剂,如甲醇、乙醇和丙醇;烃溶剂,如间二甲苯、1,3,5-三甲基苯和1,2,4-三甲基苯;和醚溶剂,如二噁烷。所述惰性有机溶剂优选用量为每重量份氰基(氨甲基)取代的芳族化合物1.0-99.0重量份。为了防止形成副产物,液氨可单独用作溶剂,或在与上述惰性有机溶剂的混合物中使用。液氨的用量优选为每重量份氰基(氨甲基)取代的芳族化合物0.5-99重量份。在上述范围内,优选可防止由于形成副产物降低二(氨甲基)取代的芳族化合物的产率和降低时空产率。如果使用的话,惰性有机溶剂对液氨的混合重量比优选为0.01-99.0。第二阶段氢化可以间歇或连续方式进行。反应温度优选为20-150℃。在该范围内,优选增加目标化合物的产率,因为氰基(氨甲基)取代的芳族化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过两阶段氢化生产下式Ⅰ的二(氨甲基)取代的芳族化合物的方法:NH↓[2]CH↓[2]-R-CH↓[2]NH↓[2](Ⅰ)其中R为一个二价的芳基并且任选被对氢化反应惰性的基团取代,该方法包括:第一阶段 ,其中在含Pd的催化剂X存在下,将下式Ⅱ表示的芳族二腈CN-R-CN(Ⅱ)其中R的定义与上述相同,氢化为下式Ⅲ表示的氰基(氨甲基)取代的芳族化合物:NH↓[2]CH↓[2]-R-CN(Ⅲ)其中 R的定义与上述相同;和第二阶段,其中在含Ni和/或Co的催化剂Y存在下,将来自第一阶段的氰基(氨甲基)取代的芳族化合物氢化为二(氨甲基)取代的芳族化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:金森圭德江端秀司塚原建悟山本良亮
申请(专利权)人:三菱瓦斯化学株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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