[发明专利]合成N,N-二甲基-1,3-二氨基丙烷（DMAPA）的方法

说明书

本申请是中国专利申请200680045411.6的分案申请，该中国专利申请的申请日为2006年10月31日，发明名称是“合成N，N-二甲基-1，3-二氨基丙烷(DMAPA)的方法”。

发明领域

本发明涉及用于从相应的含有至少一个C-C双键的链烯基腈以工业规模制备二胺的设备和方法，以及涉及这些设备的用途。

背景技术

二胺是一类重要的化学物质，广泛用作原料、中间体或产物。例如，二胺是合成聚酰胺过程中以及其它缩聚反应中的重要结构单元。

3-二甲基氨基丙基胺(DMAPA，N，N-二甲基-1，3-二氨基丙烷)特别是一种重要的中间体，用于例如润滑剂的工业制备。另外，DMAPA用作制备促凝剂的原料，本身应当具有防腐性能。

二胺也与它们的胺类似物相似，一般通过腈的还原制备。当要生产伯胺时，这种反应特别是有利的。

因此，例如WO-A2004/060853和WO-A 2004/060039描述了将3-二甲基氨基丙腈(DMAPN)催化氢化成DMAPA的方法。

EP-A 0913388描述了在钴催化剂帮助下将腈氢化成胺。

尽管描述了将腈还原成胺或二胺的方法，但是仍然存在怎样尽可能利用相应的腈的问题。

所以，需要提供一种能从相对简单的原料以特别有效的方式制备二胺的整体方法。

可以以工业规模使用的方法是特别重要的，因为简单地由实验室规模扩大到中试规模一般不能得到所需的结果。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种工业方法，该方法能以特别有效的方式制备二胺。

此目的通过一种从相应的含有至少一个C-C双键的链烯基腈以工业规模制备二胺的方法实现，该方法包括以下步骤：

(a)链烯基腈与相应的单胺在第一反应器中反应，使得单胺放热加成到至少一个双键上，形成氨基烷基腈，其中先加入单胺和水，然后加入链烯基腈；

(b)蒸发未反应的链烯基腈和单胺，从而增加在第一反应器底部中的氨基烷基腈产物的浓度；

(c)将步骤(b)的氨基烷基腈底部产物转移到第二反应器；

(d)在第二反应器中，将在步骤(c)中转移的氨基烷基腈间歇催化氢化成二胺，其中通过以下方式获得各个批料：先加入适用于将腈氢化成胺的催化剂以及水、所需的二胺和碱，将氢气引入第二反应器中并加入在步骤(c)中转移的氨基烷基腈；和

(e)分离二胺，并任选地重复步骤(a)至(e)。

已经发现基于上述工艺步骤的工业方法在产率、选择性、能量平衡、生态平衡以及经济方面和其它重要参数方面是特别有效的。

该方法基于两步合成二胺。在第一步中，含有至少一个C-C双键的链烯基腈与一元的伯或仲胺反应，使得胺加成到C-C双键上。由此反应获得的氨基烷基腈在另一个步骤中被氢气还原成所需的二胺。

为了本发明的目的，术语“相应的链烯基腈”和“相应的单胺”表示选择这些化合物使得在上述两个合成步骤之后获得具有所需结构式的二胺。

例如，如果链烯基腈是丙烯腈(ACN)且单胺是二甲基胺(DMA)，则先发生原料形成3-二甲基氨基丙腈(DMAPN)的反应。随后的氢化反应得到3-二甲基氨基丙基胺(DMAPA)。以另一种方式表达，如果需要DMAPA，显然，相应的链烯基腈必须是ACN，相应的单胺必须是DMA。

链烯基腈优选是C₂-C₄链烯，它们可以是直链或支化的，其中氢原子被氰基代替。

术语C₂-C₄链烯表示具有2-4个碳原子且含有至少一个C-C双键的链烯烃。优选在相对于氰基的α，β位存在一个C-C双键。C₂-C₄链烯的例子是乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、2-甲基丙烯。

腈的例子是丙烯腈、丁-2-烯腈、甲基丙烯腈、戊-2-烯腈、2-乙基丙烯腈、2-甲基丁-2-烯腈和3-甲基丁-2-烯腈。

优选ACN。

单胺优选是通式R¹R²NH的伯胺或仲胺，其中R¹、R²各自独立地是H或C₁-C₄烷基，前提是R¹、R²中的至少一个基团不是氢。