[发明专利]己内酰胺的制备方法

说明书

本发明涉及一种新的、通过氨基腈与水在催化剂存在下进行反应制备环内酰胺的方法。

从文献US-A 4 628 085得知，6-氨基己腈与水在气相里于酸性硅胶上在300℃进行反应。作为定量反应的产物，将得到具有最初选择性为95％的己内酰胺，然而可以确认生产率和选择性都很快下降。在US-A 4 625 023中，报导了一种类似的方法，按此方法将一种很稀的由6-氨基己腈、己二腈、氨、水和载气组成的气流通过一个硅胶和铜/铬/钡/钛氧化物催化剂床。在转化率为85％时，己内酰胺的选择性为91％。这里也要注意催化剂很快失活。

US-A 2 301 964的课题是6-氨基己腈在水溶液中于285℃非催化转成己内酰胺反应的过程，产率在80％以下。

FR-A 2 029 540报导了一种6-氨基己腈借助于催化剂环化成己内酰胺的方法，其中作为催化剂使用金属锌或铜粉或者铷、铅、汞的或具有原子序数21至30或39至48的元素的氧化物、氢氯化物、卤化物、氰化物。上述的催化剂以悬浮催化剂形式用于非连续的搅拌压热器中。己内酰胺在这里的产率为83％以下。催化剂从所需产物己内酰胺中完全分离已经成为一个难题，因为己内酰胺与所用金属的溶解成分可以生成化合物或者通过机械搅拌形成极细的颗粒。

本发明的任务是提供一种制备环内酰胺的方法：通过使氨基腈与水在催化剂存在下进行反应，该法不存在上述缺点，具有高产率和选择性，并且可连续进行生产。

本发明的另一个任务是催化剂的消耗应尽可能低。另外，在悬浮法中的分离难题，即通过催化剂溶解成分与反应混合物的组分生成络合物或者通过强烈的机械搅拌过程而产生的极细的颗粒，将避免出现。

这项课题将按本发明所述的方法得以解决，即反应在液相里在固定床反应器中在多相催化剂的存在下进行，催化剂在反应条件下不具有可溶解成分。多相催化剂置于固定床中，反应混合物以向上或向下运行方式连续流过反应器。

本发明方法的优选实施方案可通过附属权利要求而变得明显。

作为本发明方法的原料，将采用氨基腈，优选通式Ⅰ的化合物，其中n和m分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8和9，并且n+m之和至少等于3，最好至少为4。

R¹和R²原则上可以是各种形式的取代基，其中只是应该保障所希望的环化反应不受取代基影响。R¹和R²最好是互相独立地为C₁-C₆-烷基或C₅-C₇-环烷基或C₆-C₁₂-芳基。

特别优选的原料化合物是下列通式的氨基腈，

                      H₂N-(CH₂)_m-C≡N其中m是3、4、5或6的数字，尤其是5。当m=5时，原料化合物是6-氨基己腈。

按本发明的方法，上述的氨基腈与水在液相里利用多相催化剂进行反应生成环内酰胺。在使用通式Ⅰ的氨基腈时，得到通式Ⅱ的相应环内酰胺其中n，m、R¹和R²的含义如上所述。特别优选的内酰胺是其中n=0，m为4.5或6，尤其是5(在最后一种情况得到的是己内酰胺)的内酰胺。

反应在液相里通常于140至320℃，优选在160至280℃温度下进行。压力通常在1至250bar，优选在5至150bar，其中要注意的是，反应混合物在所采用的条件下绝大部分是液态。停留时间通常在1至120分钟之内，优选1至90分钟，特别优选1至60分钟。在有些情况下，停留时间1至10分钟就足够了。

每摩尔氨基腈通常加入至少0.01摩尔，优选加入至少0.1至20摩尔，更优选加入至少1至5摩尔水。