N-etilmetilamina de alta pureza y su procedimiento de preparación.

Procedimiento de preparación de una composición que comprende una cantidad superior o igual a 99%,

preferiblemente superior o igual a 99,5%, preferiblemente aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA), y una cantidad de N,N-dimetiletilamina (DMEA) inferior a 0,1% en peso, preferiblemente, inferior a 0,05% en peso, preferiblemente aún inferior a 0,02% en peso, ventajosamente inferior a 100 ppm peso, siendo caracterizado el dicho procedimiento porque comprende al menos las siguientes etapas:

a) preparación de una mezcla que comprende la monometilamina, al menos un catalizador de hidrogenación y una cantidad catalítica de al menos una base fuerte;

b) agitación de la mezcla y calentamiento a una temperatura de reacción comprendida entre 20ºC y 120ºC, preferiblemente entre 50ºC y 80ºC, preferiblemente aún entre 60ºC y 75ºC, bajo presión de hidrógeno;

c) adición de acetaldehído en la mezcla mantenida a temperatura y bajo presión de hidrógeno;

d) recuperación del medio de reacción después de la separación del catalizador; y

e) purificación de la EMA de alta pureza, preferiblemente por destilación fraccionada.

N-et¡lmet¡lam¡na de alta pureza y su procedimiento de preparación

La presente invención se relaciona con un procedimiento de preparación de N-etilmetilamina que presenta un muy alto grado de pureza, es decir, de muy bajos contenidos en impurezas habitualmente encontradas en los procedimientos industriales clásicos.

La N-etilmetilamina (cuyo acrónimo "EMA" se utiliza en lo que sigue de la presente exposición) es una amina de especialidad de utilización creciente, particularmente como intermediario de síntesis, en diversos campos de aplicación.

Por ejemplo, en farmacia, la EMA interviene en la fabricación de moléculas activas destinadas al tratamiento de enfermedades de degeneración del sistema nervioso. Se observa igualmente un desarrollo de las aplicaciones en electrónica, particularmente para la síntesis de sales metálicas, como por ejemplo los tetrakis (etilmetilamino)- hafnío o zirconio. Estas sales metálicas son precursoras volátiles de selección para la realización de depósitos de películas metálicas en la fabricación de semiconductores.

Los dos campos de aplicación expuestos aquí más arriba, y bien de otros incluso, son ejemplos que ilustran la necesidad de que se pueda disponer de una EMA de alta pureza, en la escala industrial.

Con el fin de obtener una EMA de alta pureza, se podría en efecto considerar purificar una EMA de grado técnico, por medio de incluso varias filtraciones, destilaciones, cristalizaciones, y otros medios corrientemente utilizados para la purificación de compuestos orgánicos.

Tales operaciones, si bien pueden ser llevadas a la escala de laboratorio, no son absolutamente adaptadas a las producciones industriales, en razón particularmente a los costes energéticos, volúmenes de efluentes, infraestructuras, y otros, que conducirían a una EMA de alta pureza poco rentable en el plano económico.

Actualmente, la EMA puede ser obtenida por alquilación de la etilamina con un halogenuro de metilo (por ejemplo yoduro de metilo). Este procedimiento es aún así poco selectivo pues no permite evitar algunas reacciones parásitas, tales como la dialquilación; además, este procedimiento genera efluentes salinos difíciles de reciclar y de

eliminar.

Otros procedimientos conocidos de síntesis de EMA son procedimientos catalíticos en fase gaseosa, por ejemplo a partir de etilamina, o metanol o a partir de monometilamina o de etanol. Las condiciones severas de síntesis utilizadas conducen sin embargo a bajos rendimientos por producción secundaria de dimetiletilamina o de dietilmetilamina.

Otra vía de acceso posible, en condiciones más suaves consiste en formar la EMA por reacción clásica de aminación reductiva a partir de etilamina y de formol. Pero esta vía de síntesis no permite obtener una EMA de buena pureza, en razón de la formación parásita de dimetiletilamina cuyo punto de ebullición (37°C) es muy próximo del de la EMA (33°C).

El subproducto, dimetiletilamina es por lo tanto muy difícilmente separable de la EMA por los procedimientos de purificación clásicos como la destilación fraccionada, y la síntesis industrial de EMA de alta pureza no puede por lo tanto ser considerada por esta vía.

La solicitud EP 714885 A divulga (Ejemplo 1) la síntesis de EMA a partir de una solución acuosa de etilamina y de benzaldehído, el intermediario (benzaldimina) siendo obtenido a continuación de la reacción con sulfato de dimetilo.

De manera similar, M. Al Shaik et coll. (« Bequeme Darstellung von reinen Methylalkylaminen durch Zink/Salzsáure- Reduktion von 1,3,5- Tris(alkyl)-hexahydro-1,3,5-triazinen », Archiv der Pharmazie, 317(3), (1984), 214-219) describe un procedimiento en dos etapas, con aislamiento de la aldimina intermediaria.

El artículo del Beilstein OnLine n°RID:287566 divulga otro procedimiento de síntesis de la EMA por aminación reductiva electroquímica.

Los trabajos de H. Gilman et coll. («N-Methylethylamine», Organic Syntheses Collective vol. V, (1973), 758-761) describe igualmente otro procedimiento de preparación de EMA utilizando yoduro de metilo.

Surge por lo tanto la necesidad para un procedimiento de síntesis de Erna selectivo, con alto rendimiento, poco o no generador de subproductos, y de utilización fácil en el plano industrial, permitiendo así el acceso a una EMA de alta pureza, con volúmenes y costes de producción compatibles con las necesidades de los sectores de actividad relacionados.

La Solicitante ha descubierto ahora que es posible obtener una EMA de alta pureza, según un procedimiento selectivo y fácilmente industrializable. El grado de pureza de la EMA obtenido según la invención es superior o igual a 99%, preferiblemente superior a 99,5% en peso.

Así, según un primer aspecto, la invención se relaciona con un procedimiento de preparación de EMA de alta pureza, v en particular la preparación de una composición que comprende una cantidad superior o igual a 99%, preferiblemente superior o igual a 99,5%, preferiblemente aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA), y una cantidad de N,N-dimetiletilamina (DMEA) inferior a ,1% en peso, preferiblemente, inferior a ,5% en peso, preferiblemente aún inferior a ,2% en peso, ventajosamente inferior a 1 ppm en peso.

Más particularmente, la invención se relaciona con un procedimiento de preparación de una composición que comprende:

a) una cantidad superior o igual a 99%, preferiblemente superior o igual a 99,5%, preferiblemente aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA);

b) de a ,5%, preferiblemente de a ,2% en peso, de dimetilamina (DMA);

c) de a ,5%, preferiblemente de a ,2% en peso de dietilamina (DEA);

d) de a ,5% en peso, preferiblemente de a ,2% en peso, preferiblemente aún de a 1 ppm en peso de dimetiletilamina (DMEA);

e) de a ,2%, preferiblemente de a ,1% en peso de dietilmetilamina (DEMA);

f) de a ,2%, preferiblemente de a ,1% en peso de compuestos de partida que no hayan reaccionado, otros subproductos (tales como por ejemplo la trimetilamina); y

g) el complemento al 1% en peso de agua, preferiblemente de a ,2%, preferiblemente aún de a ,1% en peso de agua.

En un modo de realización preferido, la invención se relaciona con un procedimiento de preparación de una composición que comprende:

a) una cantidad superior o igual a 99%, preferiblemente superior o igual a 99,5%, preferiblemente aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA);

y uno o varios de los compuestos b) con a f) siguientes

b) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de 5 ppm a ,2% en peso, de dimetilamina (DMA);

c) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de 5 ppm a ,2% en peso, de dietilamina (DEA);

d) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de ,5% a ,2% en peso, de preferencia aún de 5 ppm a 1 ppm en peso de dimetiletilamina (DMEA);

e) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a ,1% en peso de dimetiletilamina (DEMA);

f) de ,5% (5 ppm) a ,2%, preferiblemente de 5 ppm a ,1% en peso de compuestos de partida que no hayan reaccionado, otros subproductos (tales como por ejemplo la trimetilamina); y

g) el complemento a 1% en peso de agua, preferiblemente de 5 ppm a ,2%, preferiblemente aún de 5 ppm a ,1% en peso de agua.

Según otro modo de realización preferido, la invención se relaciona con un procedimiento de preparación de una composición que comprende una cantidad superior o igual a 99%, preferiblemente superior o igual a 99,5%, preferiblemente aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA), de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de ,5% a ,2% en peso, de preferencia aún de 5 ppm a 1 ppm peso de dimetiletilamina (DMEA), y el complemento a 1% en peso de agua, de preferencia de 5 ppm a ,2%, de preferencia aún de 5 ppm a ,1% en peso de agua.

Según aún otro modo de realización preferido, la invención se relaciona con un procedimiento de preparación de una composición que comprende:

a) una cantidad superior o igual a 99%, de preferencia superior o igual a 99,5%, de preferencia aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA);

b) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de 5 ppm a ,2% en peso, de dimetilamina (DMA);

c) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de 5 ppm a ,2% en peso, de dietilamina (DEA);

d) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de ,5% a ,2% en peso, de preferencia aún de 5 ppm a 1 ppm en peso de dimetiletilamina (DMEA);

e) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a ,1% en peso de dimetiletilamina (DEMA);

f) de ,5% (5 ppm) a ,2%, preferiblemente de 5 ppm a ,1% en peso de compuestos de partida que no hayan reaccionado, otros subproductos (tales... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de una composición que comprende una cantidad superior o igual a 99%, preferiblemente superior o igual a 99,5%, preferiblemente aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA), y una cantidad de N,N-d¡met¡let¡lamina (DMEA) inferior a ,1% en peso, preferiblemente, inferior a ,5% en peso, preferiblemente aún inferior a ,2% en peso, ventajosamente inferior a 1 ppm peso, siendo caracterizado el dicho procedimiento porgue comprende al menos las siguientes etapas:

a) preparación de una mezcla que comprende la monometilamina. al menos un catalizador de hidroaenación v una cantidad catalítica de al menos una base fuerte:

b) agitación de la mezcla v calentamiento a una temperatura de reacción comprendida entre 2°C v 12°C. preferiblemente entre 5°C v 8°C. preferiblemente aún entre 6°C v 75°C. bajo presión de hidrógeno:

c) adición de acetaldehído en la mezcla mantenida a temperatura v baio presión de hidrógeno:

d) recuperación del medio de reacción después de la separación del catalizador: v

e) purificación de la EMA de alta pureza, preferiblemente por destilación fraccionada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en la cual la composición comprende:

a) una cantidad superior o igual a 99%, preferiblemente superior o igual a 99,5%, preferiblemente aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA);

b) de a ,5%, de preferencia de a ,2% en peso, de dimetilamina (DMA);

c) de a ,5%, de preferencia de a ,2% en peso, de dietilamina (DEA);

d) de a ,5% en peso, de preferencia de a ,2% en peso, de preferencia aún de a 1 ppm peso de dimetiletilamina (DMEA);

e) de a ,2%, de preferencia de a ,1% en peso de dimetiletilamina (DEMA);

f) de a ,2%, preferiblemente de a ,1% en peso de compuestos de partida que no hayan reaccionado, otros subproductos (tales como por ejemplo la trimetilamina); y

g) el complemento a 1% en peso de agua, preferiblemente de a ,2%, preferiblemente aún de a ,1% en peso de agua.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en la cual la composición comprende:

a) una cantidad superior o igual a 99%, preferiblemente superior o igual a 99,5%, preferiblemente aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA);

y uno o varios compuestos b) a f):

b) de ,5% (5 ppm) a ,5%, preferiblemente de 5 ppm a ,2% en peso, de dimetilamina (DMA);

c) de ,5% (5 ppm) a ,5%, preferiblemente de 5 ppm a ,2% en peso, de dietilamina (DEA);

d) de ,5% (5 ppm) a ,5%, preferiblemente de ,5% a ,2% en peso, preferiblemente aún de 5 ppm a 1

ppm en peso de dimetiletilamina (DMEA);

e) de ,5% (5 ppm) a ,2%, preferiblemente 5 ppm a ,1% en peso de dietilmetilamina (DEMA);

f) de ,5% (5 ppm) a ,2%, preferiblemente de 5 ppm a ,1% en peso de compuestos de partida que no hayan

reaccionado, otros subproductos (tales como por ejemplo la trimetilamina);

y

g) el complemento a 1% en peso de agua, preferiblemente de 5 ppm a ,2%, preferiblemente aún de 5 ppm a ,1% en peso de agua.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual la composición comprende : una cantidad superior o igual a 99%, de preferencia superior o igual a 99,5%, de preferencia aún superior o igual a 99,8% en peso de N-

etilmetilamina (EMA), de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de ,5% a ,2% en peso, de preferencia aún de 5 ppm a 1 ppm peso de dimetiletilamina (DMEA), y el complemento a 1% en peso de agua, de preferencia de 5 ppm a ,2%, de preferencia aún de 5 ppm a ,1% en peso de agua.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual la composición comprende:

a) una cantidad superior o igual a 99%, de preferencia superior o igual a 99,5%, de preferencia aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA);

b) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de 5 ppm a ,2% en peso, de dimetilamina (DMA);

c) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de 5 ppm a ,2% en peso, de dietilamina (DEA);

d) de ,5% (5 ppm) a ,5%, de preferencia de ,5% a ,2% en peso, de preferencia aún de 5 ppm a 1 ppm peso de dimetiletilamina (DMEA);

e) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a ,1% en peso de dimetiletilamina (DEMA);

f) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a ,1% en peso de compuestos de partida que no hayan reaccionado, otros subproductos (tales como por ejemplo la trimetilamina); y

g) el complemento a 1% en peso de agua, de preferencia de 5 ppm a ,2%, de preferencia aún de 5 ppm a ,1% en peso de agua.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual la composición comprende:

a) una cantidad superior o igual a 99,5%, de preferencia aún superior o igual a 99,8% en peso de N-etilmetilamina (EMA);

b) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a ,1% en peso, de dimetilamina (DMA);

c) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a ,1% en peso, de dietilamina (DEA);

d) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a 1 ppm peso de dimetiletilamina (DMEA);

e) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a ,1% en peso de dimetiletilamina (DEMA);

f) de ,5% (5 ppm) a ,2%, de preferencia de 5 ppm a ,1% en peso de compuestos de partida que no hayan reaccionado, otros subproductos (tales como por ejemplo trimetilamina); y

g) el complemento a 1% en peso de agua, de preferencia de 5 ppm a ,1%, de preferencia aún de 5 ppm a ,5% en peso de agua.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque es un procedimiento en semicontinuo.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la monometilamina se introduce bajo la forma de solución acuosa, con una dilución comprendida entre 1% y 9% en peso de MMA con respecto al peso total de la solución, preferiblemente entre 2% y 6% en peso, particularmente aproximadamente 4% en peso.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el catalizador se selecciona entre los catalizadores de hidrogenación con base en metales de los grupos 8, 9, 1 y 11 de la clasificación periódica de los elementos, preferiblemente los catalizadores de Raney en base Ni, Co o Cu así como el paladio (tipo Pd/C) y más particularmente los catalizadores níquel de Raney.

1. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual una base fuerte se agrega al medio de reacción en cantidad comprendida entre ,15% y 4%, preferiblemente entre ,4% y 2% y más particularmente entre ,75% y 1,5% molar con respecto a la MMA anhidra.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, en la cual la base fuerte es el hidróxido de sodio.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la relación molar monometilamina/acetaldehído está comprendida entre aproximadamente ,5 y aproximadamente 1,25, preferiblemente entre ,75 y 1, y más particularmente entre ,85 y ,95.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el medio de reacción se purifica, después de la eliminación del catalizador, por destilación fraccionada, preferiblemente a presión atmosférica.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en la cual la destilación se lleva a cabo con trasiego lateral, 5 típicamente a nivel del cuarto superior de la columna, idealmente a un nivel comprendido entre 75% y 95% de la

altura de la columna.