Procedimiento de producción de nitrilos alifáticos.

Un procedimiento para producir un nitrilo alifático, que comprende la etapa de hacer reaccionar un ácidocarboxílico alifático,

un ácido dicarboxílico alifático o un éster alquílico de los mismos, en el que el grupo alquilo tiene de1 a 5 átomos de carbono, con amoniaco en presencia de un catalizador de óxido de titanio soportado sobre sílice sólida,en el que la cantidad de ácido del catalizador es de 0,6 a 4,0 mmol/g, el área superficial específica del catalizador es de100 a 500 m2/g y la relación en peso de silicio a titanio (Si/Ti) en el catalizador es de 2/100 a 35/100.

Procedimiento de producción de nitrilos alifáticos Campo de la invención La presente invención se refiere a un catalizador como se define en la reivindicación 3 que hace reaccionar un ácido carboxílico alifático, un ácido dicarboxílico alifático o un éster alquílico (número de carbonos del grupo alquilo: 1 a 5) de estos ácidos con amoniaco produciendo un nitrilo alifático, a un procedimiento de producción de un nitrilo alifático usando este catalizador y a un procedimiento de producción de una amina alifática a partir del nitrilo alifático producido mediante este procedimiento como se define en la reivindicación 1.

Antecedentes de la invención Generalmente, es conocido industrialmente un procedimiento en que se hace reaccionar un ácido carboxílico alifático o su derivado con amoniaco como procedimiento de producción de un nitrilo alifático. Este procedimiento se clasifica en líneas generales por la forma de reacción en un procedimiento en fase gaseosa y un procedimiento en fase líquida. El documento JP-A 4-208260 da a conocer, como procedimiento en fase de vapor, un procedimiento en que un ácido carboxílico alifático o su derivado, que se ha vaporizado previamente, se hace reaccionar catalíticamente con amoniaco a una temperatura de 250 a 600ºC usando, como catalizador, un óxido de Zr, Ta, Ga, In, Sc, Nb, Hf, Fe, Zn o Sn. El documento JP-A 10-195035 da a conocer un procedimiento en que un ácido carboxílico alifático o su éster alquílico, que se ha vaporizado previamente, se hace reaccionar catalíticamente con amoniaco a una temperatura de 200 a 400ºC usando óxido de circonio empobrecido con un catión metálico polivalente.

En el caso de reacción en el procedimiento en fase líquida, por otro lado, un ácido carboxílico alifático o su derivado, disuelto con calentamiento en presencia de un catalizador y amoniaco gaseoso, se inyecta en la solución para reaccionar tanto en un sistema por lotes como en un sistema continuo. Por ejemplo, el documento JP-A 58-39653 da a conocer un procedimiento en que se usa hierro o un compuesto de hierro para hacer reaccionar a 150 a 290ºC.

El documento JP-A 2000-80069 da a conocer un procedimiento de producción que usa un óxido complejo que es escasamente soluble en la solución de reacción y se obtiene combinando un óxido de uno o más elementos seleccionados del grupo consistente en silicio, niobio, circonio, tantalio, galio y germanio con óxido de titanio a una temperatura de reacción de 300ºC o menos.

Los documentos US-B 6080891 y US-B 6005134 dan a conocer procedimientos en que se hace reaccionar un ácido carboxílico alifático, éster alquílico inferior de ácido carboxílico alifático o glicérido alifático con amoniaco usando un catalizador de óxido obtenido usando óxido de titanio como componente principal y combinando un óxido de uno o más elementos seleccionados del grupo consistente en niobio, circonio, tantalio, galio y germanio, y también, un procedimiento de producción de una amina por hidrogenación del nitrilo alifático. Se usa un alcóxido metálico como fuente de titanio.

El documento US-A-2993926 se refiere a una preparación catalítica de compuestos de nitrilo de cadena larga, preferiblemente a partir de ésteres grasos y también ácidos grasos o polímeros de los mismos, utilizando un catalizador alcoholato de metal tetravalente.

El documento WO 03/070688 da a conocer la hidrogenación de nitrilos en presencia de níquel Raney.

El documento EP-A-0.668100 hace referencia a reacciones de esterificación que hacen uso de catalizadores de sílice/titania que se preparan añadiendo una solución ácida que contiene un compuesto de silicio y un compuesto de titanio disueltos en la misma a una solución de un compuesto básico para causar coprecipitación. La solución ácida es una solución ácida de ácido nítrico o una solución ácida de ácido sulfúrico, el compuesto de silicio puede ser silicato de sodio y el compuesto de titanio puede ser al menos un compuesto seleccionado del grupo consistente en sulfato de titanio, oxisulfato de titanio, nitrato de titanio y tetracloruro de titanio. Además, el compuesto básico puede ser al menos un compuesto seleccionado del grupo consistente en amoniaco y sales de amonio.

Sumario de la invención La presente invención proporciona un procedimiento de producción de un nitrilo alifático que incluye hacer reaccionar un ácido carboxílico alifático, un ácido dicarboxílico alifático o un éster alquílico de los mismos, en el que el grupo alquilo del éster alquílico tiene de 1 a 5 átomos de carbono, con amoniaco en presencia de un catalizador de óxido de titanio soportado sobre sílice sólida, en el que el catalizador tiene una cantidad de ácido de 0, 6 a 4, 0 mmol/g, un área superficial específica de 100 a 500 m2/g y una relación en peso de sílice a titanio (Si/Ti) de 2/100 a 35/100.

La presente invención proporciona un procedimiento de producción de una amina alifática que incluye la producción de un nitrilo alifático mediante el procedimiento descrito anteriormente y la hidrogenación entonces del nitrilo alifático con un catalizador de hidrogenación.

La presente invención proporciona un catalizador para la producción de un nitrilo alifático como se define anteriormente.

Descripción detallada de la invención En las reacciones descritas en los documentos JP-A 4-208260 y JP-A 10-195035, es necesario gasificar el ácido graso o derivado de ácido graso, que son materias primas, y estos procedimientos tienen las desventajas de que son inferiores a un procedimiento en fase líquida porque se requiere un gran coste de energía.

En la reacción del documento JP-A 58-39653, se diluye el catalizador en el ácido carboxílico alifático y este producto eluido actúa como factor inhibidor de la reacción, por ejemplo, en este procedimiento de producción de una amina alifática a partir de un nitrilo alifático mediante una reacción de hidrogenación. Por ello, se requiere un nuevo equipo para separar y recuperar este producto eluido, y también se reduce el rendimiento del nitrilo alifático. Por lo tanto, este procedimiento es indeseable como procedimiento de producción de un nitrilo alifático.

El catalizador descrito en el documento JP-A 2000-80069 tiene aún margen para la mejora industrial porque los alcóxidos de estos metales, que son las materias primas usadas para preparar el catalizador, son caros y tienen una reactividad insuficiente, aunque la elución del catalizador en un ácido carboxílico alifático está ciertamente limitada.

La presente invención proporciona un catalizador para producir un nitrilo alifático, teniendo el catalizador suficiente reactividad y siendo industrialmente ventajoso en el aspecto de que puede producirse económicamente en la situación en que se hace reaccionar un ácido carboxílico alifático, un ácido dicarboxílico alifático o un éster alquílico (grupo alquilo de 1 a 5 átomos de carbono) de estos ácidos carboxílicos con amoniaco en un sistema de fase líquida, un procedimiento de producción de un nitrilo alifático usando el catalizador y un procedimiento de producción de una amina alifática hidrogenando el nitrilo alifático, producido por el procedimiento anterior, usando un catalizador de hidrogenación.

La presente invención se refiere a un procedimiento de producción de un nitrilo alifático en un sistema de fase líquida a partir de un ácido carboxílico alifático, un ácido dicarboxílico alifático o un éster alquílico (grupo alquilo de 1 a 5 átomos de carbono) de estos ácidos carboxílicos y amoniaco usando un catalizador que puede producirse económicamente, tiene una reactividad superior y se prepara disponiendo óxido de titanio sobre un soporte de sílice sólida. La presente invención se refiere también a un procedimiento de producción de una amina alifática, incluyendo el procedimiento preparar un nitrilo alifático en fase líquida a partir de un ácido carboxílico alifático, un ácido dicarboxílico alifático o un éster alquílico (grupo alquilo de 1 a 5 átomos de carbono) de estos ácidos carboxílicos y amoniaco en el procedimiento de producción anterior y, a continuación, ejecutar una reacción de hidrogenación usando un catalizador de hidrogenación.

El catalizador según la presente invención es industrialmente ventajoso en el aspecto de que puede producirse a bajo coste como catalizador usado para hacer reaccionar un ácido carboxílico alifático o su éster alquílico inferior con amoniaco en un sistema de fase líquida. También puede producirse un nitrilo alifático a bajo coste usando un catalizador que tenga suficiente reactividad. Además, el nitrilo alifático resultante se hidrogena usando un... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para producir un nitrilo alifático, que comprende la etapa de hacer reaccionar un ácido carboxílico alifático, un ácido dicarboxílico alifático o un éster alquílico de los mismos, en el que el grupo alquilo tiene de 1 a 5 átomos de carbono, con amoniaco en presencia de un catalizador de óxido de titanio soportado sobre sílice sólida,

en el que la cantidad de ácido del catalizador es de 0, 6 a 4, 0 mmol/g, el área superficial específica del catalizador es de 100 a 500 m2/g y la relación en peso de silicio a titanio (Si/Ti) en el catalizador es de 2/100 a 35/100.

2. Un procedimiento de producción de una amina alifática, que comprende las etapas de producir un nitrilo alifático mediante el procedimiento definido en la reivindicación 1 e hidrogenar entonces el nitrilo alifático con un catalizador de hidrogenación.

3. Un catalizador de óxido de titanio soportado sobre sílice sólida para producir un nitrilo alifático, en el que la cantidad de ácido del catalizador es de 0, 6 a 4, 0 mmol/g, el área superficial específica del catalizador es de 100 a 500 m2/g y la relación en peso de sílice a titanio (Si/Ti) en el catalizador es de 2/100 a 35/100.