通过3-氨基戊腈的氢化制备1,3-二氨基戊烷制造技术

本发明专利技术涉及使用以铬、镍、钼、铁、锰或其混合物助催化的Ｒａｎｅｙ↑［＊］钴催化剂，将３－氨基戊腈氢化形成１，３－二氨基戊烷的方法。在苛性碱水溶液（例如碱金属氢氧化物）的存在下进行所述反应增强了对１，３－二氨基戊烷的选择性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,3－二氨基戊烷的制作方法相关申请的相互参考申请人要求对1997年3月28日递交临时申请60/042127的优先权益。
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及通过在Raney钴催化剂的存在下，3-氨基戊腈的氢化制备1，3-二氨基戊烷的方法。更准确，但非限定性地说，本专利技术涉及通过在一种苛性碱水溶液的存在下，使用Raney钴催化剂选择性制备1，3-二氨基戊烷。2.相关技术的说明美国专利4211725在实施例7中公开了使用Raney镍以76％的收率将3-氨基戊腈还原成1，3-二氨基戊烷。美国专利4885391公开了使用Raney钴(以铬助催化)作为C4-C12腈的氢化催化剂。在该专利中，催化剂活性通过加入水来维持。用Raney镍进行3-氨基戊腈的氢化的已知方法具有生产副产物1-甲基和1-乙基-3-乙基六氢嘧啶和1，3-二氨基戊烷二聚物高沸物的问题。本专利技术概述本专利技术涉及通过在Raney钴催化剂的存在下，3-氨基戊腈与氢气的反应将3-氨基戊腈选择性转变成1，3-二氨基戊烷的改良催化方法，所述催化剂包含约1-5％(重量)的至少一种助催化剂和任选至多5％(重量)的苛性碱水溶液。令人惊异的是助催化的Raney钴作为该反应的催化剂的使用避免了副产物的产生并以近94.6％或更高的收率产生1，3-二氨基戊烷。因此，本专利技术提供了一种将3-氨基戊腈转变成1，3-二氨基戊烷的方法，包括下列步骤(i)在300-3000磅/平方英寸表压(psig)的压力和70-140℃的温度下，将含3-氨基戊腈的混合物在一种Raney钴催化剂的存在下与氢气接触足以将至少一部分所述3-氨基戊腈转变成1，3-二氨基戊烷的时间，其中所述催化剂包含1-5％(重量)的至少一种选自镍、铬、钼、铁和锰的助催化剂，和(ii)然后，回收所述1，3-二氨基戊烷。优选所述方法在800-1000psig氢气压力下进行。在一种实施方案中，本方法涉及在一种Raney钴催化剂的存在下和进一步在至多5％(重量)的含100-5000ppm的一种碱金属或碱土金属氧化物或氢氧化物的苛性碱水溶液的存在下，使含3-氨基戊腈的混合物与氢气的接触。本专利技术的详细说明按照本专利技术进行的3-氨基戊腈转变成1，3-二氨基戊烷的氢化通过优选包含一种或多种作为助催化剂的另外的金属的Raney钴催化。这些助催化剂包括镍、铬、钼、铁和锰。这类催化剂及其制备方法描述于美国专利4721811中并且可从W.R.Grace购买。按照本专利技术的氢化反应可在约300-约3000psig的压力下进行。其上限是处于运行高压反应的实际经济上的考虑而不是处于化学反应本身考虑。优选的压力范围为800-1000psig。所述反应可在约70-约140℃的温度下进行，优选在80-100℃之间的温度下进行。按照本专利技术的改良方法可在没有加入水的情况下进行，也可在至多约5％(重量)(相对于3-氨基戊腈的量)的苛性碱水溶液的存在下进行。所述苛性碱水溶液一般以约1-5％(重量)的量存在。所述苛性碱一般是强的碱金属或碱土金属氧化物、氢氧化物或等价物。一般氢氧化钠被用作所述苛性碱。苛性碱的用量范围为约100-约5000ppm。对于本专利技术来说不需要另外的溶剂。但是，只要不干扰所述反应，就可以使用另外的溶剂。适用的溶剂描述于美国专利4721811中。当本专利技术的方法使用固定床催化剂进行时，所述催化剂可置于一个延长的垂直反应器中，所述3-氨基戊腈、氢气和任选的碱和水从反应器的上端导入。所述1，3-二氨基戊烷产物可通过反应器的下端移出。可通过包括蒸馏的常规分离方法将1，3-二氨基戊烷与其它组分分离。在大规模的连续系统中，因为反应是放热反应而可能需要在反应器中存在作为受热器的流体。适用的流体是一部分已经冷却和被循环的反应产物。通过使用经冷却的循环反应产物作为受热器，就不必要进行受热流体的分离步骤；但是，如果需要可使用其它流体。其它流体的例子是如美国专利4721811中所述用于所述腈的溶剂。当本专利技术的方法使用淤浆催化剂进行时，细碎的催化剂在与含3-氨基戊腈的混合物和氢气接触时要进行搅拌。任选反应器中存在有水和碱。下列实施例用于更全面地演示和进一步说明本专利技术的各个不同方面和特征，同时对比例(使用Raney镍催化剂)用于进一步说明本专利技术的差异和优点。因此所述实施例被认为是非限定性的并且被用来说明本专利技术而并不是对本专利技术的不适当限制。实施例1用Raney钴催化剂、水和苛性碱进行3-氨基戊腈的还原将96克(0.89摩尔，99％)3-氨基戊腈、2克水和2.0克5％NaOH溶液装入配有热电偶、冷却旋管、含一个不锈钢5微米Mott滤膜的样品浸量管和含一旋转叶轮的Dispersimix汽轮型通流管搅拌器的300毫升Stainless Steel Autoclave Engineers的磁力驱动(magnedrive)无填料高压釜中。接着将Raney钴(2.0克(干基重)，购自W.R Grace的Raney2724)催化剂装入到反应器中。封闭后，反应器用氢气清洗3次。在非常缓慢的搅拌下，在50psig氢气压力下将温度升到90℃。在反应温度下，用氢气将压力升到800psig并开始最大档(约1200转/分(rpm))搅拌。在这些条件下，还原成所需的1，3-二氨基戊烷需要大约120分钟。氢气摄入动态通过在送往高压釜的一个一升氢气储罐上的压降跟踪并传递到一台Yokogawa HR1300记录仪上。整个运行中每分钟收集的氢气摄入数据通过图解法和电子仪器法监测并送入到供分析的数据外存储器中。产物的气相色谱(GC)分析使用癸烷作为内标物，在一台配有DB1701(5％交联的苯基-甲基硅氧烷)megabore柱(30米长，0.33ID，0.25微米膜厚)和火焰离子化检测器的惠普5890气相色谱仪上进行。温度程序为60℃2分钟后以8℃/分的速率升到230℃并保持15分钟。载气(氦气)流速为1.5cc/分，分流排气流速为60cc/分。进样器和检测器温度分别为250℃和265℃。在无水基础上过滤产物的分析表明1，3-二氨基戊烷的收率为99.5％。实施例2加入Raney钴催化剂和苛性碱进行3-氨基戊腈的还原将3-氨基戊腈(5.0克)和0.05克5％NaOH装入含0.10克Raney钴(干基重，Raney2724)的20毫升圆筒形玻璃瓶中。将该玻璃管插入到含有一个供气体加入和密封的口的套层的不锈钢管中。在800psig氢气压力下将所述管加热并在100℃振摇2小时。完成后，将所述管冷却、解除压力并通过过滤将产物和催化剂分离。液体产物的分析在一根30米×0.5毫米DB1701 megabore毛细管柱上进行。GC分析表明3-氨基戊腈以96.9％的收率完全转化成1，3-二氨基戊烷。对比例加入Raney镍催化剂和苛性碱进行3-氨基戊腈的还原将3-氨基戊腈(5.0克)和0.05克5％NaOH装入含0.10克Raney镍(干基重，Raney2400)的20毫升圆筒形玻璃瓶中。将该玻璃管插入到含有一个供气体加入和密封的口的套层的不锈钢管中。在800psig氢气压力下将所述管加热并在100℃振摇2小时。完成后，将所述管冷却、解除压力并通过过滤将产物和催化剂分离。液体产物的分析在一根30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将３－氨基戊腈转变成１，３－二氨基戊烷的方法，包括下列步骤：（ｉ）在３００－３０００磅／平方英寸表压（ｐｓｉｇ）的压力和７０－１４０℃的温度下，将含３－氨基戊腈的混合物在一种Ｒａｎｅｙ↑［＊］钴催化剂的存在下与氢气接触足以将至少一部分所述３－氨基戊腈转变成１，３－二氨基戊烷的时间，其中所述催化剂包含１－５％（重量）的至少一种选自镍、铬、钼、铁和锰的助催化剂，和（ｉｉ）然后，回收所述１，３－二氨基戊烷。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FE赫尔克斯，JL斯奈德尔，
申请(专利权)人：因维斯塔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]