一种1,3-环己二甲胺的制备工艺[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局热电堆
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011428693.6
(22)申请日 2020.12.07
(71)申请人 万华化学集团股份有限公司
地址 264006 山东省烟台市经济技术开发
区天山路17号
申请人 万华化学(宁波)有限公司
(72)发明人 杨洋 刘运海 王磊 丁可 
宋延方 李凤闯 陈永 蒋玉鑫 
(51)Int.Cl.
C07C  209/48(2006.01)
C07C  211/18(2006.01)
C07C  253/10(2006.01)
C07C  255/46(2006.01)
C07C  45/58(2006.01)
C07C  49/603(2006.01)
B01J  27/18(2006.01)
美容笔
B01J  37/03(2006.01)B01J  37/08(2006.01)B01J  23/755(2006.01)B01J  23/75(2006.01)B01J  29/00(2006.01)B01J  37/02(2006.01)B01J  37/34(2006.01) (54)发明名称
一种1,3-环己二甲胺的制备工艺
(57)摘要
本发明公开了一种1,3‑环己二甲胺的制备
工艺,包括以下步骤:1)环氧环己烷异构脱氢:使
环氧环己烷在异构脱氢催化剂的作用下转化为
环己烯酮;2)环己烯酮与氢氰酸加成:使环己烯
酮在氢氰酸与碱性加成催化剂的作用下反应
成1,3‑二氰基‑1‑环己醇;3)1,3‑二氰基‑1‑环己
醇脱水加氢:将得到的1,3‑二氰基‑1‑环己醇在
氢气和加氢催化剂存在下,进行脱水加氢,生成
1,3‑环己二甲胺。与现有技术相比,本发明的有
益效果为原料廉价易得;反应收率高,总收率≥
90%;反应条件温和,
适合于工业化。权利要求书2页  说明书7页CN 112479897 A 2021.03.12
C N  112479897
A
1.一种1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
1)环氧环己烷异构脱氢:使式I所示的环氧环己烷在异构脱氢催化剂的作用下转化为式II所示的环己烯酮;
2)环己烯酮与氢氰酸加成:使环己烯酮在氢氰酸与碱性加成催化剂的作用下反应生成式III所示的1,3‑二氰基‑1‑环己醇;
3)1,3‑二氰基‑1‑环己醇脱水加氢:将得到的1,3‑二氰基‑1‑环己醇在氢气和加氢催化剂存在下,进行脱水加氢,生成式IV所示的1,3‑环己二甲胺。
2.根据权利要求1所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,步骤1中所述异构脱氢催化剂为磷酸锂复合改性的铜基催化剂;
优选地,异构脱氢催化剂中磷酸锂的质量含量0.1~60%,优选5~25%,更优选10~20%,基于催化剂总量计;
优选地,所述铜基催化剂为负载型或非负载型催化剂;非负载型催化剂为活性组分Cu 与过渡金属氧化物和/或稀土金属氧化物组成的混合物,其中过渡金属氧化物选自氧化镍、氧化锌、氧化铬、氧化铁、氧化钴、氧化钼中的一种或多种,优选氧化锌和氧化铁中的一种或两种,稀土氧化物选自氧化铈、氧化镧、氧化钐、氧化镨、氧化钇中的一种或多种,优选氧化铈和氧化镧中的一种或两种;负载型催化剂由活性组分Cu和载体组成,载体选自氧化铝、二氧化硅、活性炭、沸石中的一种,其中活性组分Cu的含量为0.01~50wt%,优选1~20wt%,基于催化剂的总重计。
3.根据权利要求2所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,步骤1中反应条件为:反应温度为150~350℃,优选220~270℃,反应压力为0~1MPa。
4.根据权利要求2或3所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,步骤1中原料环氧环己烷的质量空速为0.1~1g/g(cat)/h,优选为0.2~0.5g/g(cat)/h。
5.根据权利要求1‑4任一项所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,步骤2中氢氰酸与环己烯酮的摩尔比为2~100:1,优选2.01~2.05:1。
6.根据权利要求5所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,步骤2中反应温度为80~150℃,优选90~120℃,反应时间为4~12h,优选6~10h。
7.根据权利要求6所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,步骤2中碱性加成催化剂为碱金属氢氧化物/碳酸盐、碱土金属氢氧化物/碳酸盐和氨中的一种或多种,或有机胺或季铵碱,优选季铵碱,更优选四乙基氢氧化铵;
优选地,碱性催化剂的用量为环己烯酮的0.001~10mol%,优选0.05~5mol%,更优选
破窗锤0.5~1mol%;
优选地,步骤2中氢氰酸与碱性加成催化剂分别滴加至环己烯酮溶液中进行反应,更优选氢氰酸滴加时间是催化剂的1‑3.5倍;
优选地,步骤2中反应溶剂为醚类化合物,优选四氢呋喃和/二氧六环。
8.根据权利要求1‑7任一项所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,步骤3中加氢催化剂包括活性金属氧化物和载体,其中活性金属氧化物的质量为载体质量的8~55wt%,优选20~50wt%,更优选25~40wt%;
优选地,加氢催化剂中活性金属为Fe、Co、Ni、Ru和Rh中的一种或两种或多种,优选Co 和/或Ni;
优选地,加氢催化剂中载体为酸性氧化铝。
9.根据权利要求8所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,步骤3中1,3‑二氰基‑1‑环己醇的质量空速为0.05~1g/g(cat)/h,优选为0.1~0.5g/g(cat)/h。
10.根据权利要求9所述的1,3‑环己二甲胺的制备工艺,其特征在于,所述反应温度为50~180℃,优选70~140℃;所述反应压力为2~10Mpa,优选为4~7Mpa。
一种1,3‑环己二甲胺的制备工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种制备工艺,尤其涉及一种1,3‑环己二甲胺的制备工艺。
背景技术
摄像机机芯[0002]1,3‑环己二甲胺(1,3‑BAC)在环氧树脂的固化剂、聚氨酯中间体和防腐防锈剂领域具有重要的应用,目前其国际生产技术仅掌握在三菱瓦斯、巴斯夫等少数几家公司手中,严重制约了产品应用。按照使用原料分类,1,3‑BAC的制备方法分为IPN(间苯二甲腈)法和MXDA(间苯二甲胺)法。
[0003]IPN法生产1,3‑BAC的文献技术如US5371293A、US4070399A、US3998881A所示,分别采用不同的负载型催化剂进行制备,但普遍具有选择性较差的缺点。MXDA法生产1,3‑BAC的文献技术如EP0703213B1、US4181680A所示,但通过MXDA法生产1,3‑BAC的成本过高,反应条件较为苛刻。因此,需要开发一种原料来源广泛、反应条件温和的新工艺。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种1,3‑环己二甲胺的制备工艺。该工艺原料廉价易得,对环境污染小、成本低,且工艺中不涉及易造成安全隐患的原料。
[0005]为实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
[0006]一种1,3‑环己二甲胺的制备工艺,包括以下步骤:
[0007]1)环氧环己烷异构脱氢:使式I所示的环氧环己烷在异构脱氢催化剂的作用下转化为式II所示的环己烯酮;
[0008]
[0009]2)环己烯酮与氢氰酸加成:使环己烯酮在氢氰酸与碱性加成催化剂的作用下反应生成式III所示的1,3‑二氰基‑1‑环己醇;
[0010]
[0011]3)1,3‑二氰基‑1‑环己醇脱水加氢:将得到的1,3‑二氰基‑1‑环己醇在氢气和加氢催化剂存在下,进行脱水加氢,生成式IV所示的1,3‑环己二甲胺。
[0012]进一步地,步骤1中所述异构脱氢催化剂为磷酸锂复合改性的铜基催化剂;[0013]优选地,异构脱氢催化剂中磷酸锂的质量含量0.1~60%,优选5~25%,更优选10~20%,基于催化剂总量计;
[0014]优选地,异构脱氢催化剂通过如下共沉淀法制备得到:
[0015]先配制磷酸钠水溶液(质量浓度例如0.01~1mol/L,进一步0.2~0.5mol/L)和氯化锂水溶液(质量浓度例如0.05~2mol/L,进一步0.5~1.5mol/L),然后将铜基催化剂粉末置入到磷酸钠水溶液中,充分摇匀后,置入水浴恒温振荡器中处理10~24h,期间保持水浴温度在50~80℃,优选约70℃左右,震荡速率为例如130~140r/min。然后保持该温度并继续震荡,滴加氯化锂水溶液(氯化锂与磷酸钠的摩尔比为2~4:1,进一步优选3.01~3.05: 1),控制滴加速度使在一定时间内加完(如l~5h),滴加过程中,在此温度继续震荡一定时间(如5~10h),过滤,所得样品置于浓氨水中,充分摇匀后,置入水浴恒温振荡器中处理5~10h,期间保持水浴温度在20~40℃,优选约30℃左右,震荡速率为例如130~140r/min。过滤,所得样品在常温下用去离子水洗涤3~5次后,再在100‑150℃,优选约120℃下经过干燥后,然后在300~400℃,例如320℃下焙烧5~18小时,优选约8h,造粒成形,得到异构加氢催化剂。
[0016]制备的催化剂在使用前需200℃下经氢气和氮气的混合气常压下活化10h左右。活化方法例如:将制备的催化剂装填于反应器中,在常压或者微正压条件下通氮气,并缓慢升温至200℃,然后通氢气,活化阶段通过控制氮气和氢气比例避免反应器温度发生失控,活化时间为10h。
[0017]优选地,所述铜基催化剂为负载型或非负载型催化剂;非负载型催化剂为活性组分Cu与过渡金属氧化物和/或稀土金属氧化物组成的混合物,其中过渡金属氧化物选自氧化镍、氧化锌、氧化铬、氧化铁、氧化钴、氧化钼中的一种或多种,优选氧化锌和氧化铁中的一种或两种,稀土氧化物选自氧化
铈、氧化镧、氧化钐、氧化镨、氧化钇中的一种或多种,优选氧化铈和氧化镧中的一种或两种;负载型催化剂由活性组分Cu和载体组成,载体选自氧化铝、二氧化硅、活性炭、沸石中的一种,其中活性组分Cu的含量为0.01~50wt%,优选1~20wt%,基于催化剂的总重计。
防眩通路灯[0018]进一步地,步骤1中反应条件为:反应温度为150~350℃,优选220~270℃,反应压力为0~1MPa。
[0019]进一步地,步骤1中原料环氧环己烷的质量空速为0.1~1g/g(cat)/h,优选为0.2~0.5g/g(cat)/h。
[0020]进一步地,步骤1中反应过程在惰性载气条件下进行,优选载气为氢气和氮气的混合气。混合气与原料环氧环己烷的摩尔比可以为1~100:1,优选5~30:1。
[0021]进一步地,步骤2中氢氰酸与环己烯酮的摩尔比为2~100:1,优选2.01~2.05:1。[0022]进一步地,步骤2中反应温度为80~150℃,优选90~120℃,反应时间为4~12h,优选6~10h。
[0023]进一步优选地,步骤1中反应器选用固定床。
[0024]进一步地,步骤2中碱性加成催化剂为碱金属氢氧化物/碳酸盐、碱土金属氢氧化物/碳酸盐和氨中的一种或多种,或有机胺或季铵碱,优选季铵碱,更优选四乙基氢氧化铵;[0025]由于步骤2中首先发生的是迈克尔加成反应生成3‑氰基环己酮(式V所示),本发明优选四乙基氢氧化铵作为催化剂。四乙
基氢氧化铵不稳定,反应过程中会缓慢分解成三乙胺和乙醇,生成的三乙胺作为催化剂可以进一步催化3‑氰基环己酮与氢氰酸加成生成1,3‑二氰基‑1‑环己醇。
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