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三(3,6- 二氧雜庚基)胺是優(yōu)良的表面活性劑和相轉(zhuǎn)移催化劑。關(guān)于三(3,6-二氧雜庚基)胺合成和應(yīng)用,精細(xì)化工1998年總第15卷,208頁, 《三(3,6-二氧雜庚)胺的合成及其PTC催化活性》一文有較為詳細(xì)的敘述,US6403834和 US4408075文獻(xiàn)也都涉及到了該產(chǎn)品的合成,但所見文獻(xiàn)報道的一個總的特點(diǎn)是使用雷尼 鎳為催化劑,叔胺選擇性較低,總的收率低,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
實(shí)驗(yàn)證實(shí),單一的雷尼鎳催化上述反應(yīng),存在反應(yīng)溫度高,選擇性差的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于,提供一種高選擇性,高收率、后續(xù)分離方便,適合工業(yè)化生產(chǎn) 的三(3,6-二氧雜庚基)胺的合成方法。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明三(3,6_ 二氧雜庚基)胺的合成方法,其特征在于: 該方法為釜式間歇法,在無溶劑存在下采用二甘醇單甲醚為原料,以骨架Cu-Ni雙金屬催 化劑催化,在常壓攪拌下130?150°C通氫通氨,合成三(3,6-二氧雜庚基)胺,其中氫氣、 氨氣進(jìn)速體積比控制在1 : (5?10)范圍內(nèi),氣體總體積進(jìn)速:二甘醇單甲醚投料質(zhì)量= 0. 025?0. 045m3氣體/小時每公斤二甘醇單甲醚,經(jīng)檢測,當(dāng)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)液中二甘醇單甲醚 與3,6_ 二氧雜庚胺(合成過程中產(chǎn)生的伯胺)的質(zhì)量比達(dá)到(1.5?2) : 1時,停止通 氨,通氫氣速率不變,至二甘醇單甲醚質(zhì)量百分比反應(yīng)結(jié)束,反應(yīng)過程蒸出生成的水, 吸收過量的氨氣。
最佳催化劑配比為活化的Cu-Ni催化劑中Cu為20?30%質(zhì)量分?jǐn)?shù),最佳反應(yīng)溫 度為130?150°C。
反應(yīng)過程是二甘醇單甲醚在催化劑作用下還原為醛,然后與胺或氨加成,脫水,形 成亞胺或烯胺,再加氫形成胺。反應(yīng)過程在常壓下進(jìn)行,并應(yīng)及時移除生成的水,以提高轉(zhuǎn)化率。
適宜的氫氨比和通氣速率,可以有效調(diào)整反應(yīng)溫度和抑制式(3) (5) (6)的殘留。
催化劑的用量明顯影響反應(yīng)時間,影響轉(zhuǎn)化率,本發(fā)明最佳活化的Cu-Ni 二元催 化劑的用量為二甘單甲醚的10?30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
停止通氨的反應(yīng)液組成條件涉及反應(yīng)的最終轉(zhuǎn)化率和式(2)的殘留量,本發(fā)明最 佳停止通氨條件是反應(yīng)液中二甘醇單甲醚與3,6_ 二氧雜庚胺的質(zhì)量比在(1.5?2) : 1 時,停止通氨,繼續(xù)通氫氣至二甘醇單甲醚< 2%反應(yīng)結(jié)束。
本發(fā)明所用骨架Cu-Ni雙金屬催化劑,系銅鋁鎳合金粉與氫氧化鈉溶液反應(yīng)活化 制得,用于該產(chǎn)品及其類似化合物的合成,未見文獻(xiàn)報道。其制備方法與雷尼鎳、雷尼銅相似,將銅鋁鎳合金粉與氫氧化鈉溶液反應(yīng),水洗保存待用。
本發(fā)明在催化劑中添加銅組分,可以降低反應(yīng)溫度,提高選擇性,可以有效克服, 伯胺雙分子脫氨,以及醚的胺解反應(yīng)的發(fā)生,也就是可以減少式(4)和式(7)在最后反應(yīng)液 中的含量。
本發(fā)明三(3,6-二氧雜庚基)胺的合成方法具有高選擇性,高收率、后續(xù)分離方 便,適合工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn),適合生產(chǎn)制備三(3,6_ 二氧雜庚基)胺。
骨架Cu-Ni催化劑的制備:
(1) 315kg 20%的氫氧化鈉溶液投入1000L反應(yīng)釜,開啟攪拌和冷卻水,控溫 30°C,IOOkg合金粉(Cu 12. 5%, Ni 37. 5%, Al 50% )分批投入反應(yīng)釜,用時大約2小時, 然后升溫至90°C,反應(yīng)2小時,加水500kg,降溫至30°C,靜置20分鐘,真空吸去上層水,再 加500kg水?dāng)嚢?,靜置,除水,直到pH 7?8,制得骨架Cu-Ni催化劑A 62. 5kg的骨架催化 劑,在水保護(hù)下裝桶備用,其中Cu含為20%。
(2)以IOOkg合金粉(Cu 20. 5%, Ni 29. 5%, Al 50% )重復(fù)上述制備方法,得骨 架Cu-Ni催化劑B 68. 3Kg,其中Cu含為30%。
(3)以IOOkg合金粉(CulO. 5%, Ν?39. 5%, A150% )重復(fù)上述制備方法,得骨架 Cu-Ni催化劑C 70Kg,其中Cu含為15%。
實(shí)施例1 :取250kg 二甘醇單甲醚(質(zhì)量純度99%),50kg骨架Cu-Ni催化劑A,投 入搪瓷釜,攪拌升溫脫水,當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到150°C,開始通氨通氫,通氨8m3/小時,通氫Im3/ 小時,過量氨氣用降膜吸收塔吸收,通氣5小時后,檢測發(fā)現(xiàn):反應(yīng)液中二甘醇單甲醚與3, 6-二氧雜庚胺的質(zhì)量比為2.0 : 1。
然后停止通氨,繼續(xù)通氫2. 5小時后,檢測發(fā)現(xiàn)反應(yīng)液中:二甘醇單甲醚質(zhì)量百 分比降至1.8%,式(7)質(zhì)量百分比降至0.5%,式(4)質(zhì)量百分比降至1.2%,目標(biāo)產(chǎn)物 95. 2%,其他 1. 3%。
濾除催化劑,精餾得產(chǎn)品-三(3,6_ 二氧雜庚基)胺205. 26kg,質(zhì)量含量99%,收 率 91. 5%。