用于制备脂肪胺的大孔催化剂制造技术

一种用于制备脂肪胺的方法，该方法包括在催化剂的存在下使脂肪醇与胺化剂反应。该催化剂包含在由多孔氧化铝制成的载体上的氧化铜，其中该多孔氧化铝具有从10ml/100g至95ml/100g的对应于直径大于

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备脂肪胺的大孔催化剂
本专利技术涉及一种用于制备脂肪胺的方法。该方法包括使脂肪醇与胺化剂在包含在由多孔氧化铝制成的载体上的氧化铜的催化剂的存在下反应。
技术介绍
脂肪胺具有相当大的工业重要性并且发现脂肪胺在现代技术、农业和医药的几乎每个领域都有应用。脂肪胺例如叔胺，可用作消毒剂的中间体、家用液体洗涤剂的泡沫促进剂、用于护发剂的活性剂、用于衣服的软化剂、用于温和染色的试剂等。在多种已知的用于制备脂肪胺的方法中，一种方法是脂肪醇(如长链脂肪醇)与各种起始胺(如氨、伯胺和仲胺)的一步胺化。例如，该方法可以是脂肪醇与二甲胺的反应，以产生相应的烷基二甲胺。这种反应是通过起始脂肪醇的脱氢成相应的醛，同时产生两个氢来引发的，如以下反应方案所示：RCH2OH→RCHO+2H(1)起始脂肪醇的脱氢作用RCHO+Me2NH→RCH(OH)NMe2(2)将Me2NH非催化加成到醛RCH(OH)NMe2+2H→RCH2NMe2+H2O(3)加成物氢解成叔胺RCH(OH)NMe2→R’CH＝CHNMe2+H2O(4)加成物脱水以形成烯胺R’CH＝CHNMe2+2H→RCH2NMe2(5)烯胺氢化成叔胺向生成的醛上加成Me2NH以非催化的方式进行从而形成相应的醛-胺加成物，随后将该加成物氢解成最终的叔胺RCH2NMe2，同时释放出水或通过加成物脱水以形成烯胺，然后将该烯胺氢化成最终的RNMe2。脂肪醇与伯胺(如MeNH2)的胺化通过相同的反应机理进行，从而首先形成相应的仲胺RNHMe，其再次与起始脂肪醇反应以形成二烷基叔胺R2NMe。与氨的氨基化通过类似的逐步机理进行，从而经由形成中间体RNH2和R2NH，以形成三烷基胺R3N。上面所示的反应方案表明，对于氢解步骤(3)和氢化步骤(5)不需要提供大量氢，因为所要求的氢是通过起始脂肪醇的脱氢作用产生的。然而，该方法优选在额外的氢气的存在下进行。对于通过使用一步胺化法备脂肪胺的方法，已经研究了各种催化剂，值得注意的是含铜催化剂。已知非负载的元素铜的催化剂可用于一步胺化法。然而，一个问题是这种催化剂具有有限的寿命，并且可以在数天或数周的时间内观察到催化活性的逐渐降低。为了减轻这种缺点，可以将催化剂金属(如铜)沉积在具有高表面积的载体表面，并且因此与非负载的对应物相比具有更高的活性。在美国专利号4,654,440中披露了一种含有铜作为催化金属的催化剂，该催化剂由γ-氧化铝负载，可用于通过使用醇和氨作为起始材料制备单烷基胺的方法。特别地，已知γ-氧化铝主要含有直径为至(埃)的孔(参见：CatalyticAluminasI.SurfaceChemistryofEtaandGammaAlumina；D.S.Maciver、etc.；JournalofCatalysis2、485-497；1963[催化氧化铝I.η和γ氧化铝的表面化学；D.S.Maciver等人，催化杂志2，485-497；1963]。此外，在美国专利号5,916,838中披露了一种含有钌、镍和/或钴的催化剂，该催化剂在BASFD10-10氧化铝载体上，可用于胺化反应。披露了BASFD10-10氧化铝具有在从至的介孔范围内的孔直径分布的最大值(参见：美国专利公开号2007/0191212)。对于通过使用一步胺化法制备脂肪胺，所希望的是获得脂肪醇的高转化率，同时保持最低水平的副反应。例如，在通过将脂肪醇与二甲胺反应制备烷基二甲胺时，一个显著的副反应是Me2NH歧化成MeNH2和Me3N，这将降低目标叔胺的产量。提供具有长效活性并且可以产生反应的高效率和良好选择性的催化剂仍然是一个挑战。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，提供了一种使式(I)的脂肪醇与具有式(II)的胺化剂反应用于获得式(III)、(IV)或(V)的脂肪胺的方法R1CH2OH(I)，其中，R1是具有从3至21个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团(aliphaticgroup)，其中，R2和R3相同或不同，是氢或具有从1至24个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团其中，该反应在包含在由多孔氧化铝制成的载体上的氧化铜的催化剂的存在下进行；其中，该多孔氧化铝具有从10ml/100g至95ml/100g的对应于直径大于的孔的体积。优选地，该多孔氧化铝具有从20ml/100g至95ml/100g的对应于直径大于的孔的体积。更优选地，该多孔氧化铝具有从30ml/100g至95ml/100g的对应于直径大于的孔的体积。该多孔氧化铝优选地具有从10m2/g至280m2/g的比表面积。更优选地，该多孔氧化铝具有从50m2/g至280m2/g的比表面积。该催化剂可以进一步包含至少一种选自Fe、Co、Zn、Ni、Cr、Mn、Mg、Ba和稀土金属的元素的化合物。该催化剂可以包含从5wt％至50wt％的氧化铜，重量百分比基于该催化剂的总重量。值得注意地，该胺化剂具有式(VI)其中，R4和R5相同或不同，是具有从1至24个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团，该脂肪胺具有式(VII)：其中，R1是具有从3至21个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团，R4和R5如式(VI)中所定义。优选地，将脂肪醇和胺化剂与氢气流一起混合在并且将该混合物连续引入到反应区中，其中该脂肪醇/该胺化剂/该氢气的摩尔比是在从1:1:5至1:2:20的范围内。更优选地，该脂肪醇/该胺化剂/该氢气的摩尔比是在从1:1:5至1:1.2:15的范围内。该反应可以在从150℃至350℃的温度下进行。优选地，该反应在从200℃至250℃的温度下进行。该反应可以在从0巴至5巴的压力下进行。优选地，该反应在从0巴至0.5巴的压力下进行。在本专利技术的一个方面，提供了一种组合物，该组合物包含：式(I)的脂肪醇R1CH2OH(I)，其中，R1是具有从3至21个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团；式(II)的胺化剂其中，R2和R3相同或不同，是氢或具有从1至24个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团；以及包含在由多孔氧化铝制成的载体上的氧化铜的催化剂；其中，该多孔氧化铝具有从10ml/100g至95ml/100g的对应于直径大于的孔的体积。具体实施方式贯穿本说明，包括权利要求书，术语“包含一个/一种(comprisingone)”或者“包含一个/一种(comprisinga)”应理解为是与术语“包含至少一个/一种”同义，除非另外指明，“在…之间”和“从...至...”应理解为包括极限值。如在此使用的，“重量百分比”、“wt％”、“按重量计的百分比”、“按重量计％”、以及其变体指的是当将那种物质的重量除以组合物的总重量并且乘以100时的物质浓度。在本专利技术的上下文中，术语“大孔隙率”是指直径大于的孔；术语“介孔”是指直径大于并且小于的孔。本专利技术涉及通过将脂肪醇与胺化剂反应制备脂肪胺的方法。本专利技术的脂肪醇具有式(I)：R1CH2OH(I)其中，R1是具有从3至21个碳原子、优选地从3至17个碳原子、更优选地从7至17个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团。本方法的胺化剂可以选自下组，该组由以下各项组成：氨、伯胺、仲胺及其混合物。应当理解的是胺化剂可以是单一种类的胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使式(I)的脂肪醇与具有式(II)的胺化剂反应用于获得式(III)、(IV)或(V)的脂肪胺的方法R1CH2OH(I)，其中，R1是具有从3至21个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使式(I)的脂肪醇与具有式(II)的胺化剂反应用于获得式(III)、(IV)或(V)的脂肪胺的方法R1CH2OH(I)，其中，R1是具有从3至21个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团，其中，R2和R3相同或不同，是氢或具有从1至24个碳原子的直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪族基团其中，该反应在包含在由多孔氧化铝制成的载体上的氧化铜的催化剂的存在下进行；其中，该多孔氧化铝具有从10ml/100g至95ml/100g的对应于直径大于的孔的体积。2.根据权利要求1所述的方法，其中，该多孔氧化铝具有从20ml/100g至95ml/100g的对应于直径大于的孔的体积。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该多孔氧化铝具有从30ml/100g至95ml/100g的对应于直径大于的孔的体积。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该多孔氧化铝具有从10m2/g至280m2/g的比表面积。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该多孔氧化铝具有从50m2/g至280m2/g的比表面积。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该催化剂进一步包含至少一种选自Fe、Co、Zn、Ni、Cr、Mn、Mg、Ba和稀土金属的元素的化合物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，该催化剂包含从5wt％至50wt％的氧化铜，重量百分比基于该催化剂的总重量。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，该胺化剂具有式(VI)其中，R4和R5相同或不...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶圣音，J迪亚兹马罗托卡宾泰罗，F奥康波，P勒孔特，
申请(专利权)人：罗地亚经营管理公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR