制备3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己基胺的方法技术

本发明专利技术涉及制备3‑氨基甲基‑3,5,5‑三甲基环己基胺的方法。具体地，本发明专利技术涉及制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，A) 将异佛尔酮腈直接在一个步骤中在氨、氢气、氢化催化剂和任选的其它添加剂的存在下和在有机溶剂的存在或不存在下而胺化地氢化成异佛尔酮二胺；或者B)将异佛尔酮腈在至少两个或更多个步骤中首先完全或部分地转化成异佛尔酮腈亚胺，和将该异佛尔酮腈亚胺作为纯物质或与其它组分和/或异佛尔酮腈的混合物在至少氨、氢气和催化剂的存在下胺化地氢化成异佛尔酮二胺。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于制备3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己基胺（下文中称为异佛尔酮二胺或缩写IPDA）的改进方法，该方法借助于3-氰基-3,5,5-三甲基环己酮（下文中称为异佛尔酮腈或缩写IPN）的催化氢化和/或催化还原胺化（也称为胺化地氢化）。通过IPN的胺化氢化制备IPDA是已知的和已经多次描述。在最简单的情况下 (US 3,352,913)，IPN在氢气和过量的氨的存在下在钴催化剂上反应。首先由IPN和氨通过裂解水而形成异佛尔酮腈亚胺IPNI，然后将其氢化成IPDA。对于这种反应操作，IPDA的产率主要取决于过量的氨。所达到的最大IPDA产率为大约80%。主要的副产物是所谓的氨基醇IPAA，其由IPN的直接氢化生成。如果通过使用合适的亚胺化催化剂而加速形成IPNI，则可以显著提高IPDA的产率。作为亚胺化催化剂合适的是例如酸性的离子交换剂树脂 (EP 042 119)。此外，也可以使用金属氧化物 (EP 449 089)、含有磺酸基团的有机聚硅氧烷 (EP 816 323)、杂多元酸 (DE 44 26 472) 和活性炭 (EP 061 137) 作为亚胺化催化剂。除了不希望的氨基醇的还原，也明显抑制了其它副产物，例如双环的化合物和由裂解HCN而生成的副产物。文献 (US 3,352,913) 中特别指出了由γ-酮腈，例如IPN裂解HCN的问题。一方面注意到，通过HCN的裂解降低了IPDA的产率 (EP 042 119、DE 44 26 472)。另一方面指出，HCN起到催化剂毒物的作用和导致氢化催化剂的失活 (EP 394 967 A1，第2页第34行及以后部分，第3页第44行及以后部分)。因此推荐，在尽可能没有裂解HCN的情况下实施亚胺化步骤。根据EP 913 387，在制备IPDA时也可以使用季铵碱用于提高选择性。特别在使用溶剂的情况下，相应改进的催化剂相比于碱金属改进的催化剂具有明显更高的使用寿命。此外，由CN 104230721A、EP 2649042A和WO 2012126869A已知用于制备异佛尔酮二胺的方法。在文献DE 199 33 450.1中描述了金属催化剂，其作为空心球体的形式具有0.3至1.3 g/ml的低的堆密度。除了所述催化剂，还要求保护其在氢化反应中的用途。由WO 2002051791已知制备异佛尔酮二胺的方法。其中使用了空心球体形式的催化剂。本专利技术的目的在于，提供一种通过异佛尔酮腈的氢化而制备3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己基胺的方法，其中改进了由异佛尔酮腈的还原胺化而制备异佛尔酮二胺时的产率和选择性。令人惊奇地发现了如下进一步描述的新型催化剂。作为另外未预料到的效果，还发现了所述催化剂更高的活性（由此实现更低的反应温度）和更好的长期稳定性。令人惊奇地发现，根据本专利技术的催化剂实现了本专利技术的目的和另外发现了所述催化剂更高的活性和更好的长期稳定性，其中本专利技术的催化剂由具有特定直径的空心球体组成和由金属合金在通过碱液活化之后制得。本专利技术提供了制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，A) 将异佛尔酮腈直接在一个步骤中在氨、氢气、氢化催化剂和任选的其它添加剂的存在下和在有机溶剂的存在或不存在下而胺化地氢化成异佛尔酮二胺；或B) 将异佛尔酮腈在至少两个或更多个步骤中转化成异佛尔酮二胺，其中首先将异佛尔酮腈完全或部分地转化为异佛尔酮腈亚胺，和将该异佛尔酮腈亚胺作为纯物质或与其它组分和/或异佛尔酮腈的混合物在至少氨、氢气和催化剂的存在下胺化地氢化成异佛尔酮二胺；其中所述催化剂具有下列特征：I.所述催化剂在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：钴：55至95重量%铝：5至45重量%铬：0至3重量%镍：0至7重量%和II.所述催化剂以直径为1-8 mm的空心球体的形式存在。所述催化剂材料由金属合金组成，其中所述金属合金通过在表面上的碱活化。在催化剂颗粒表面上的活化层的层厚度为优选50-1500微米(µm)。它当然也可以更大或更小。因此，所述催化剂的催化活性组合物位于所述表面上。在本专利技术中，当然也可以几乎完全或完全地使整个催化剂颗粒浸有碱液（auslaugen）。本专利技术的催化剂在活化后作为空心球体的形式存在。本专利技术的催化剂材料在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：第一变体钴：55至95重量%铝：5至45重量%铬：0至3重量%镍：0至7重量%和/或第二变体钴：55至90重量%铝：5至44.5重量%铬：0.5至5重量%和/或第三变体钴：55至88重量%铝：5至44.5重量%镍：0.5至7重量%和/或第四变体钴：55至85重量%铝：5至43.5重量%铬：0.5至3重量%镍：1至7重量%和/或第五变体钴：57至84重量%铝：10至40重量%铬：1至2重量%镍：2至4重量%。“整体上”是指，对于所述组合物不区分金属在催化剂颗粒的表面上和活化层和核中的含量，而是所有一起加和和计算。所述催化剂以空心球体的形式存在。此外，本专利技术的空心球体催化剂在活化之后具有如下的直径：通常，所述催化剂，即所述空心球体的直径可以为1至8毫米 (mm)。在本专利技术的第一优选变型方案中，所述催化剂，即所述空心球体的直径可以为2.5至5.5毫米 (mm)。在本专利技术的第二优选变型方案中，所述催化剂，即所述空心球体的直径可以为3至8毫米 (mm)。在本专利技术的第三优选变型方案中，所述催化剂，即所述空心球体的直径可以为1至3毫米 (mm)。用于制备本专利技术的催化剂的合金粉末的优选粒径为5至150微米 (µm)。当然也可以选择更小或更大的粒径。粒径的测定在DIN ISO 9276-1 (2004年9月)和9276-2 (2006年2月)和9276-4 (2006年2月)和9276-6 (2012年1月)中描述。此外，用于定义粒径、粒径分布和粒径测量的说明参见HORIBA® Scientific, A GUIDEBOOK TO PARTICLE SIZE ANALYSIS, 2012, 出自HORIBA® Instruments, Inc, Irvine, USA。在本专利技术中，粒径的分布和粒径的测量通过激光方法 (ISO 13320, 2012)、光方法或成像方法确定。用于筛分分析的合适方法和说明描述在：DIN 66165-1:1987-04 粒径分析；筛分分析；基本原理，和DIN 66165-2:1987-04 粒径分析；筛分分析；实施操作。Paul Schmidt, Rolf Körber, Matthias Coppers: Sieben und Siebmaschinen: Grundlagen und Anwendung, Wiley-VCH Verlag, 2003, ISBN 9783527302079, 章节4.4: Analysesiebung.Jörg Hoffmann: Handbuch der Messtechnik, Hanser Verlag, 2007, ISBN 978-3-446-40750-3, 章节 3.12.16.2.1。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，A) 将异佛尔酮腈直接在一个步骤中在氨、氢气、氢化催化剂和任选的其它添加剂的存在下和在有机溶剂的存在或不存在下而胺化地氢化成异佛尔酮二胺；或者B) 将异佛尔酮腈在至少两个或更多个步骤中转化成异佛尔酮二胺，其中首先将异佛尔酮腈完全或部分地转化为异佛尔酮腈亚胺，和将该异佛尔酮腈亚胺作为纯物质或与其它组分和/或异佛尔酮腈的混合物在至少氨、氢气和催化剂的存在下胺化地氢化成异佛尔酮二胺；其中所述催化剂具有下列特征：I.所述催化剂在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：钴：55至95重量%铝：5至45重量%铬：0至3重量%镍：0至7重量%和II.所述催化剂以直径为1‑8 mm的空心球体的形式存在。

【技术特征摘要】
2015.03.30 EP 15161579.61.制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，A) 将异佛尔酮腈直接在一个步骤中在氨、氢气、氢化催化剂和任选的其它添加剂的存在下和在有机溶剂的存在或不存在下而胺化地氢化成异佛尔酮二胺；或者B) 将异佛尔酮腈在至少两个或更多个步骤中转化成异佛尔酮二胺，其中首先将异佛尔酮腈完全或部分地转化为异佛尔酮腈亚胺，和将该异佛尔酮腈亚胺作为纯物质或与其它组分和/或异佛尔酮腈的混合物在至少氨、氢气和催化剂的存在下胺化地氢化成异佛尔酮二胺；其中所述催化剂具有下列特征：I.所述催化剂在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：钴：55至95重量%铝：5至45重量%铬：0至3重量%镍：0至7重量%和II.所述催化剂以直径为1-8 mm的空心球体的形式存在。2.根据权利要求1所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，I.所述催化剂在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：钴：55至90重量%铝：5至44.5重量%铬：0.5至5重量%。3.根据权利要求1所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，I.所述催化剂在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：钴：55至88重量%铝：5至44.5重量%镍：0.5至7重量%。4.根据权利要求1所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，I.所述催化剂在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：钴：55至85重量%铝：5至43.5重量%铬：0.5至3重量%镍：1至7重量%。5.根据权利要求1所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，I.所述催化剂在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：钴：57至84重量%铝：10至40重量%铬：1至2重量%镍：2至4重量%。6.根据前述权利要求1-5中至少一项所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，所述催化剂，即所述空心球体的直径为2.5至5.5毫米 (mm)，和/或所述催化剂，即所述空心球体的直径为3至8毫米 (mm)，和/或所述催化剂，即所述空心球体的直径为1至3毫米 (mm)。7.根据权利要求1所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，所述催化剂在活化之后其整体上具有如下以重量百分比（重量%）表示的组成，其中所述含量之和为100重量%，基于所含有的金属：钴：57至84重量%铝：10至40重量%铬：1至2重量%镍：2至4重量%和所述空心球体催化剂，即所述空心球体的直径的统计分布为2.5至5.5毫米 (mm)，和/或所述空心球体催化剂，即所述空心球体的直径的统计分布为3.5至6.5毫米 (mm)，和/或所述空心球体催化剂，即所述空心球体的直径的统计分布为1至3毫米 (mm)，和/或所述空心球体催化剂，即所述空心球体的直径的统计分布为3至8毫米 (mm)，其中最多10%的所述颗粒也可以处于所述下限或上限的所述范围之外，但分别最多10%也可以处于所述下限和上限的所述范围之外。8.根据前述权利要求中至少一项所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，所述催化剂还包含掺杂金属，优选选自锰、铁、钒、钽、钛、钨、钼、铼和/或铂族的金属。9.根据前述权利要求中至少一项所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，所述掺杂金属在催化剂中的含量为0至5重量%。10.根据前述权利要求中至少一项所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，氧在催化剂中的含量为0至25重量%。11.根据前述权利要求中至少一项所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，所述催化剂由一个或多个层构成和/或这些层由相同的和/或不同的催化剂材料，即合金粉末组成，和/或所述空心球状的催化剂在空心球体的直径方面具有双峰或多峰的分布。12.根据前述权利要求中至少一项所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，在第一步骤中将至少部分所使用的异佛尔酮腈亚胺在亚胺化催化剂和/或溶剂的存在或不存在下通过与氨的反应而转化为异佛尔酮腈亚胺，其中在亚胺化之后IPN到IPNI的转化率大于80%，优选大于90%，特别优选大于95%。13.根据前述权利要求中至少一项所述的制备异佛尔酮二胺的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S科尔斯特鲁克，A里特斯泰格，AM吕费尔，N施吕特，S施奈德，S佐夫卡，G施特罗伊肯斯，S雷德，M贝尔魏勒，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE