Método para la producción de una amina.

Método para la producción de una amina mediante la reacción de un aldehído y/o cetona con hidrógeno y uncompuesto de nitrógeno,

elegido de entre el grupo de aminas primarias y secundarias, en presencia de uncatalizador heterogéneo caracterizado porque la reacción

ocurre mediante el empleo de un catalizador en suspensión como catalizador heterogéneo yes ejecutada en modo de operación de semilote, en el cual el compuesto de nitrógeno está presente en el recipientede reacción como un asociado de reacción y el aldehído y/o la cetona son añadidos en el curso de la reacción comootros asociados de reacción, y en el curso de la reacción dependiendo de la conversión alcanzada del compuesto denitrógeno, el aldehído y/o la cetona son añadidos por porciones o continuamente a la mezcla de reacción hasta queresulta una conversión del compuesto de nitrógeno de por lo menos 95 %,

y el catalizador permanece total o parcialmente en el recipiente de reacción después de la ronda de reacción para unnuevo empleo en la siguiente ronda de reacción y es empleado nuevamente, donde se entiende por "permanenciaparcial del catalizador en el recipiente de reacción" que por lo menos 30 % en peso del catalizador empleadooriginalmente, permanece en el recipiente de reacción después de la ejecución de la reacción y separación de losproductos orgánicos de reacción.

Método para la producción de una amina

La presente invención se refiere a un método para la producción de una amina mediante la reacción de un aldehído y/o cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno, elegido de entre el grupo de aminas primarias y secundarias, en presencia de un catalizador heterogéneo.

El producto del método encuentra, entre otros, aplicación como producto intermedio en la producción de aditivos para combustibles (US-A-3, 275, 554; DE-A-21 25 039 y DE-A-36 11 230) , surfactante, medicamentos y agentes protectores de plantas, agentes del curado para resinas epóxicas, catalizadores para poliuretanos, productos intermedios para la producción de compuestos de amonio cuaternario, plastificantes, inhibidores de corrosión, resinas plásticas, intercambiadores iónicos, agentes auxiliares para los textiles, colorantes, aceleradores de vulcanización y/o emulsificantes.

Para la producción de una amina mediante reacción de un aldehído o cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno, son conocidos por ejemplo métodos de alta presión. Aquí ocurre la generación de amina por hidrogenación en el lecho sólido de catalizador, donde se emplean por ejemplo catalizadores metálicos con Ni, Pd, Pt, promotores sobre un soporte.

DE-A-211 82 83 (BASF AG) se refiere a un método para la producción de aminas secundarias o terciarias, alifáticas

o cicloalifáticas empleando un catalizador de lecho sólido de Pd/Ag. El material de soporte es en particular SiO2.

EP-A1-7093 (BASF AG) se refiere a la producción de N-aralquil-2, 6-dimetilmorfolinas, como por ejemplo Fenpropimorph, sobre catalizadores de lecho sólido de Pd/Ag.

EP-A1-1 020 424 (BASF AG) se refiere la producción de N-etil-diisopropilamina sobre catalizadores de lecho sólido con determinados materiales oxídicos de soporte (como por ejemplo ZrO2) .

La inscripción de patente WO-2007/107477 A1 con prioridad de la 21.03.06 (BASF AG) se refiere al método para la producción de una amina mediante reacción de un aldehído y/o cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno en presencia de un catalizador heterogéneo, donde el catalizador de lecho sólido es un catalizador determinado en capas.

Para la producción de una amina mediante generación por hidrogenación de amina se conocen también métodos de baja presión. Aquí están para el uso por ejemplo catalizadores de metales nobles en modo de operar de suspensión. Por ejemplo para la producción de dimetilciclohexilamina (DMCHA) sobre Pd/C: US-A-4, 521, 624 (1985) (rango de presión 3, 4-40 bar, temperaturas 70 a 135°C) y CNA-1 092 061 (1994) (rango de presión 10-50 bar) .

LA JP 10081650 A2, otorgada como JP 2851274 B2 (Koei Chem.) , así como JP 02180854 A2, otorgada como JP 2740828 B2 (Koei Chem.) , describen en particular la producción de etildiisopropilamina a partir de acetaldehído y diisopropilamina o a partir de acetona y etilamina sobre el catalizadores en suspensión de Pd/C en forma de operar de semilote a 20 -200°C y preferiblemente 5, 07 -60, 8 bar (5 -60 atm) . Estos escritos enseñan la eliminación del catalizador del recipiente de reacción después de terminada la reacción y no enseñan sobre controles de reacción de la amina empleada.

EP-A-611 137 (Sumitomo Chem. Comp.) se refiere a la producción reductora de amina de cetonas cíclicas, donde en una primera etapa se produce un correspondiente compuesto imino, el cual es hidrogenado a continuación.

EP-A2-312 253 (Kao Corp.) describe el empleo de catalizadores específicos de cobre para la producción de amina N-sustituidas a partir de alcoholes o aldehídos.

La presente invención basó el objetivo, superando una desventaja o varias desventajas del estado de la técnica, en descubrir un método económicamente mejorado para la producción de una amina. En particular, el método debería contener un catalizador de alta actividad, el cual mediante hábil elección de las condiciones del método muestre una elevada selectividad en la reacción y pueda ser empleado nuevamente varias veces. El producto del método debería formarse en elevados rendimientos, en particular rendimientos espacio-tiempo (RET) .

Por consiguiente, se encontró un método para la producción de una amina mediante reacción de un aldehído y/o cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno, elegido de entre el grupo de aminas primarias y secundarias, en presencia de un catalizador heterogéneo, el cual se caracteriza porque la reacción ocurre mediante el empleo de un catalizador en suspensión como catalizador heterogéneo y es realizado en forma de operación de semilote, en el cual el compuesto de nitrógeno es colocado en el recipiente de reacción como un asociado de reacción y el aldehído y/o la cetona son añadidos como el otro asociado de reacción en el curso de la reacción, y en el curso de la reacción se añade el aldehído y/o la cetona, por porciones o de modo continuo a la mezcla de reacción, dependiendo de la conversión alcanzada del compuesto de nitrógeno, hasta que resulta una conversión del compuesto de nitrógeno de por lo menos 95 %, y después de la ronda de reacción el catalizador permanece en el recipiente de reacción completa o parcialmente y es empleado nuevamente para el nuevo uso para la siguiente ronda de reacción, donde por "permanencia parcial del catalizador en el recipiente de reacción" se entiende que por lo menos 30 % en peso del catalizador originalmente empleado permanece en el recipiente de reacción después de la ejecución de la reacción y separación de los productos orgánicos de reacción.

Entre las ventajas del método acorde con la invención se cuentan entre otras que en el modo de operación de semilote, en el curso de la reacción permanecen sólo pequeñas concentraciones aldehído/cetona que no reaccionaron y por ello se forman sólo pequeñas cantidades de productos secundarios, por ejemplo de la reacción aldólica catalizada por vía básica. Gracias a la determinación del rendimiento en el curso de los ensayos y a la adición objetivo de aldehído/cetona hasta alcanzar un elevado rendimiento mínimo específico, puede obviarse una recirculación de componente de nitrógeno que no reaccionó, especialmente considerando que la separación por destilación de aditivos que no reaccionaron, agua y dado el caso productos secundarios, frecuentemente es difícil.

El inicio de la reacción ocurre preferiblemente en el siguiente orden:

(a) se carga el reactor con el compuesto de nitrógeno que va a reaccionar y el catalizador,

(b) se lava el reactor con nitrógeno,

(c) se emplea una presión de hidrógeno que es inferior a la posterior presión de reacción, por ejemplo se ajusta una presión de 10 bar, cuando la reacción debería ocurrir a una presión final de 50 bar,

(d) se calienta el reactor hasta la temperatura de reacción,

(e) se eleva la presión de hidrógeno hasta la presión de reacción,

(f) se añade a la mezcla de reacción el compuesto carbonílico por porciones o de modo continuo.

En el método acorde con la invención, el aldehído y/o la cetona son añadidos previamente al compuesto de nitrógeno adicionado con catalizador, preferiblemente a la temperatura y presión de reacción.

La adición ocurre, preferiblemente dentro de 0, 5 a 24 horas, más preferiblemente dentro de 1 a 15 horas, de modo continuo o en porciones. En puntos consecutivos de tiempo, por ejemplo cada 30 min. o cada 15 min., o continuamente, por ejemplo mediante cromatografía de gases en línea o espectroscopía en línea, se examina el rendimiento. Se revisa el rendimiento por ejemplo tomando una pequeña cantidad de muestra del reactor y se analiza la composición, por ejemplo mediante cromatografía de gases. El rendimiento (U) es calculado a partir del cociente de las proporciones en cantidades de los productos formados a partir del compuesto de nitrógeno empleado y la suma de las proporciones en cantidades de los productos formados del compuesto de nitrógeno y compuesto de nitrógeno que no reaccionó, según la siguiente fórmula:

con n2 = cantidad de material de los productos formados a partir de compuesto de nitrógeno y n1 = cantidad de material de compuesto de nitrógeno que no reaccionó. El aldehído y/o la cetona son añadidos por el tiempo necesario hasta alcanzar... [Seguir leyendo]

1. Método para la producción de una amina mediante la reacción de un aldehído y/o cetona con hidrógeno y un compuesto de nitrógeno, elegido de entre el grupo de aminas primarias y secundarias, en presencia de un catalizador heterogéneo caracterizado porque la reacción ocurre mediante el empleo de un catalizador en suspensión como catalizador heterogéneo y es ejecutada en modo de operación de semilote, en el cual el compuesto de nitrógeno está presente en el recipiente de reacción como un asociado de reacción y el aldehído y/o la cetona son añadidos en el curso de la reacción como otros asociados de reacción, y en el curso de la reacción dependiendo de la conversión alcanzada del compuesto de nitrógeno, el aldehído y/o la cetona son añadidos por porciones o continuamente a la mezcla de reacción hasta que resulta una conversión del compuesto de nitrógeno de por lo menos 95 %, y el catalizador permanece total o parcialmente en el recipiente de reacción después de la ronda de reacción para un nuevo empleo en la siguiente ronda de reacción y es empleado nuevamente, donde se entiende por "permanencia parcial del catalizador en el recipiente de reacción" que por lo menos 30 % en peso del catalizador empleado originalmente, permanece en el recipiente de reacción después de la ejecución de la reacción y separación de los productos orgánicos de reacción.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque después de la ronda de reacción, el catalizador permanece en el recipiente de reacción total o parcialmente junto con la fase acuosa formada o con una parte de la fase acuosa formada, para un nuevo empleo y es empleado nuevamente.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque después de la ronda de reacción el catalizador permanece total o parcialmente en el recipiente de reacción para un nuevo empleo y es empleado nuevamente sin un lavado o regeneración.

4. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el curso de la reacción, dependiendo de la conversión alcanzada de compuesto de nitrógeno, se añaden el aldehído y/o la cetona a la mezcla de reacción por porciones o continuamente hasta que resulta una conversión del compuesto de nitrógeno de por lo menos 96 %.

5. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la reacción es ejecutada a una temperatura en el rango de 15 a 180 °C.

6. Método según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque en la reacción se colocan el compuesto de nitrógeno y el catalizador, y el aldehído y/o la cetona son añadidos con una velocidad que es elegida de modo que no se supera la temperatura máxima deseada de reacción.

7. Método según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el inicio de la reacción ocurre en el siguiente orden:

(a) se carga el reactor con el compuesto de nitrógeno y el catalizador,

(b) se lava el reactor con nitrógeno,

(c) se emplea una presión de hidrógeno que es inferior a la posterior presión de reacción

(d) se calienta el reactor hasta la temperatura de reacción,

(e) se eleva la presión de hidrógeno hasta la presión de reacción,

(f) se añaden a la mezcla de reacción el aldehído y/o la cetona, por porciones o de modo continuo.

8. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la reacción es ejecutada en la fase líquida.

9. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la reacción es ejecutada en la fase líquida

o en una fase mixta líquida/gaseosa con por lo menos 50 % en peso de la mezcla de reacción en la fase líquida.

10. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la reacción es ejecutada a una presión absoluta (= presión de reacción) en el rango de 1 a 120 bar.

11. Método según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el aldehído y/o la cetona son empleados en la cantidad molar de 1, 0 a 3, 5 veces, referido al compuesto de nitrógeno.

12. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los metales catalíticamente activos o los metales catalíticamente activos en sus compuestos en el catalizador en suspensión son elegidos de entre los elementos de los grupos 8 y/o 9 y/o 10 y/o 11 del sistema periódico de elementos (notación IUPAC 1985) .

13. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el catalizador en suspensión es un catalizador de metal de transición soportado, el cual como metal catalíticamente activo contiene Pd.

14. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el catalizador de metal de transición soportado exhibe como soporte carbón activado.

15. Método según las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el catalizador de metal de transición soportado exhibe como soporte óxido de aluminio.

16. Método según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el catalizador en suspensión exhibe un contenido de metal noble en el rango de 0, 1 a 25 % en peso (referido a la masa total del catalizador, sin agua) .

17. Método según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el catalizador en suspensión exhibe un contenido de metal noble en el rango de 0, 5 a 15 % en peso (referido a la masa total del catalizador, sin agua) .

18. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el catalizador en suspensión exhibe un contenido de agua en el rango de 1 a 70 % en peso.

19. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el catalizador se emplea en una cantidad tal que la cantidad de catalizador (calculado sin agua) , referido a la cantidad de amina primaria o secundaria que va a reaccionar, está en el rango de 0, 1 a 20, 0 % en peso.

20. Método según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se ejecuta la reacción sin adición de un promotor o sustancia auxiliar.

21. Método según una de las reivindicaciones 1 a 20, para la producción de N-etil-N, N-diisopropilamina (base Hünig) mediante reacción de acetaldehído con diisopropilamina.

22. Método según las reivindicaciones precedentes caracterizado porque la reacción es ejecutada empleando un catalizador en suspensión de Pd/C.

23. Método según una de las dos reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la reacción es ejecutada a una presión absoluta en el rango de 20 a 100 bar y una temperatura en el rango de 70 a 170 °C.

24. Método según una de las reivindicaciones 1 a 20 para la producción de tris (2-etilhexil) amina mediante reacción de 2-etilhexanal con bis (2-etilhexil) amina.

25. Método según las reivindicaciones precedentes caracterizado porque la reacción es ejecutada empleando un catalizador en suspensión de Pd/C.

26. Método según una de las dos reivindicaciones precedentes caracterizado porque la reacción es ejecutada a una presión absoluta en el rango de 20 a 100 bar y una temperatura en el rango de 100 a 170 °C.

27. Método según una de las reivindicaciones 1 a 20 para la producción de cis-4-[3- (4-tert-butilfenil) -2-metilpropil]2, 6-dimetilmorfolina mediante reacción de lismeral con cis-2, 6-dimetilmorfolina.

28. Método según una de las reivindicaciones 1 a 20 para la producción de N, N-dimetilciclohexilamina mediante reacción de ciclohexanona con dimetilamina.

29. Método según una de las reivindicaciones 1 a 20 para la producción de N, N-dimetil-N-isopropilamina mediante reacción de acetona con dimetilamina.

30. Método según una de las reivindicaciones 1 a 20 para la producción de diciclohexilamina mediante reacción de ciclohexanona con ciclohexilamina.

31. Método según una de las reivindicaciones 1 a 20 para la producción de N, N-dimetil-N-n-propilamina mediante reacción de propanal con dimetilamina.