Способ получения алифатических альфа, омега-аминонитрилов

 

Изобретение относится к органической химии. Описывается способ получения алифатических альфа, омега-аминонитрилов путем частичного гидрирования алифатических альфа, омега-динитрилов при повышенной температуре и давлении в среде растворителя в присутствии катализатора, получаемого термическим разложением нитратов никеля и цинка с добавкой карбоновой кислоты с получением соответствующего металла или его оксида. Данный способ позволяет снизить количество образующихся высококипящих компонентов. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии производства аминонитрилов, более конкретно к способу получения алифатических альфа, омега-аминонитрилов.

Известен способ получения алифатических альфа, омега-аминонитрилов путем частичного гидрирования алифатических альфа, омега- инитрилов при повышенной температуре и давлении в среде растворителя и в присутствии катализатора на основе никеля или кобальта Ренея (см. заявку WO 92/21650, C 07 C 255/24, 10.12.1992).

Недостатком известного способа является образование высококипящих компонентов.

Задачей изобретения является разработка способа получения алифатических α,ω-аминонитрилов, обеспечивающего снижение количества образующихся высококипящих компонентов.

Поставленная задача решается в способе получения алифатических альфа, омега-аминонитрилов путем частичного гидрирования алифатических альфа, омега-динитрилов при повышенной температуре и давлении в присутствии катализатора в среде растворителя за счет того, что используют катализатор, получаемый термическим разложением нитратов никеля и цинка с добавкой карбоновой кислоты с получением соответствующего металла или его оксида.

В предлагаемом способе в качестве исходных соединений используют алифатические альфа, омега-динитрилы общей формулы (I) NC-(CH₂)_n-CN (I) в которой n означает целое число от 1 до 10, в частности 2, 3, 4, 5 и 6.

Особенно предпочтительными соединениями формулы (I) являются динитрил янтарной кислоты, динитрил глутаровой кислоты, динитрил адипиновой кислоты ("адипонитрил"), динитрил пимелиновой кислоты и динитрил пробковой кислоты ("суберонитрил"), особенно предпочтительным является адипонитрил.

Предлагаемый способ можно проводить в присутствии основания, такого как гидроокись щелочного металла, в частности гидроокись лития, гидроокись натрия, гидроокись калия, предпочтительно гидроокись лития. В результате частичного гидрирования получают альфа, омега-аминонитрилы общей формулы (II) NC-(CH₂)_n-CH₂-NH₂ (II) причем n имеет указанное выше значение.

Особенно предпочтительными аминонитрилами II являются такие, у которых n означает 2, 3, 4, 5 или 6, в частности 4, т.е. нитрил 4-аминобутановой кислоты, нитрил 5-аминопентановой кислоты, нитрил 6-аминогексановой кислоты ("6-аминокапронитрил"), нитрил 7-аминогептановой кислоты и нитрил 8-аминооктановой кислоты, особенно предпочтительным является 6-аминокапронитрил.

Если реакцию проводят в суспензии, то выбирают обычно температуры от 30 до 150, предпочтительно от 50 до 100, в частности от 60 до 90^oC; давление выбирают обычно от 2 до 20, предпочтительно от 3 до 10, в частности от 4 до 8 МПа. Время пребывания в реакционной зоне существенно зависит от того, какой хотят получить выход, селективность степень превращения. Обычно время пребывания выбирают такое, чтобы получить максимум выхода, например при использовании адипонитрила оно составляет от 30 минут до 10 часов, предпочтительно от 1 до 5 часов.

При суспензионном гидрировании используют в качестве растворителя предпочтительно аммиак, амины, диамины и триамины с 1-6 атомами угле рода, например триметиламин, триэтиламин, трипропиламин и трибутиламин, или спирты, предпочтительно метанол и этанол, еще более пред почтительно аммиак. Концентрацию динитрила целесообразно выбирать от 10 до 90, предпочтительно от 30 до 80, еще более предпочтительно от 40 до 70 вес.%, считая на сумму динитрила и растворителя.

Суспензионное гидрирование проводят периодически или, предпочтительно непрерывно, как правило в жидкой фазе.

Частичное гидрирование в непрерывном или периодическом режиме можно проводить в реакторе с неподвижным слоем по методу орошения или погружения, причем температуру выбирают обычно от 20 до 150, предпочтительно от 30 до 90^oC и давление от 2 до 30, предпочтительно от 3 до 20 МПа. Согласно изобретению проводят частичное гидрирование в присутствии растворителя, предпочтительно аммиака, аминов, диаминов и триаминов с 1-6 атомами углерода, например, триметиламина, триэтиламина, трипропиламина и трибутиламина, или спиртов, предпочтительно метанола и этанола, еще более предпочтительно аммиака. Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения выбирают содержание аммиака от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 6 г на 1 г адиподинитрила. Нагрузку катализатора выбирают при этом предпочтительно от 0,1 до 1,0 кг адиподинитрила/л в час. При этом можно изменением времени пребывания в реакционной зоне целенаправленно регулировать степень превращения и тем самым селективность.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 Получение катализатора Раствор 0,5 моль нитрата никеля, 0,5 моль нитрата цинка, 1 л воды, 1 моль уксусной кислоты и 1 моль ацетата аммония нагревают до 70^oC. К этому раствору прибавляют по каплям при перемешивании в течение 1 часа 1,5 моль щавелевой кислоты, растворенной в 2 л воды. Полученную таким образом суспензию продолжают перемешивать при температуре 70^oC в течение 24 часов и затем фильтруют. Промытый осадок сушат при 80^oC 16 часов. Высушенный осадок подвергают обработке водородом. Полученный продукт имеет мольное соотношение Ni/Zn, равное 1:1.

Пример 2 Гидрирование адипонитрила (АДН) 60 г АДН, 6 г полученного в примере 1 катализатора и 100 мл жидкого аммиака нагревают в автоклаве до 100^oC в атмосфере водорода (100 бар). Спустя 3 часа прерывают реакцию. Степень превращения АДН составляет 59%. Получают (данные даются в вес. %, считая на реакционную смесь): 6-аминокапронитрил (АКН) 50%, гексаметилендиамин (ГМД) 7%, азепаны 0,36%, азепины 0,07%, высококипящие компоненты 0,65%.

Сравнительный пример Повторяют пример 2 с той разницей, что в качестве катализатора используют никель Ренея (фирмы Дегусса, К 111W). Степень превращения АДН составляет 58%. При этом получают (данные даются в вес.%, считая на реакционную смесь): 6-аминокапронитрил (АКН) 50%, гексаметилендиамин (ГМД) 6,7%, азепаны 0,23%, азепины 0,15%, высококипящие компоненты 1,29%.

Формула изобретения

1. Способ получения алифатических альфа, омега-аминонитрилов путем частичного гидрирования алифатических альфа, омега-динитрилов при повышенной температуре и давлении в присутствии катализатора в среде растворителя, отличающийся тем, что используют катализатор, получаемый термическим разложением нитратов никеля и цинка с добавкой карбоновой кислоты с получением соответствующего металла или его оксида.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве альфа, омега-динитрила используют адиподинитрил с получением 6-аминокапронитрила.