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J-GLOBAL ID：201702234087785810   整理番号：17A1669519

イソブテンの直接アミノ化によるtert-ブチルアミンの合成に関する熱力学的研究【JST・京大機械翻訳】

Thermodynamic study of direct amination of isobutylene to tert-butylamine

著者 (10件)： Gao Shangyao (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連116023;中国科学院大学,北京100049) ,  Zhu Xiangxue (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連,116023) ,  Li Xiujie (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連,116023) ,  Wang Yuzhong (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連,116023) ,  Zhang Ye (中国石油天然气股fen有限公司撫順石化分公司石油二厂,遼寧撫順,113008) ,  Xie Sujuan (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連,116023) ,  An Jie (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連,116023) ,  Chen Fucun (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連,116023) ,  Liu Shenglin (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連,116023) ,  Xu Longya (中国科学院大連化学物理研究所潔浄能源国家実験室(籌),遼寧大連,116023)
資料名： Cuihua Xuebao  (Cuihua Xuebao)
巻： 38  号： 1  ページ： 106-114  発行年： 2017年 
JST資料番号： B0927B  ISSN： 0253-9837  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： tert-ブチルアミンは重要な有機化学中間体であり、ゴム促進剤、医薬、農薬、着色剤などの多くの下流産物を調製するのに広く応用されている。現在、tert-ブチルアミンの主な生産方法、例えば、tert-ブチルウレア加水分解法、イソブテン-シアン酸法(Ritter法)、ハロゲン化炭化水素化法などの製品の収率は比較的低く、強酸/強塩基の使用に関連し、設備の腐食と環境汚染の深刻さなどの問題がある。イソブテンの直接アミノ化により,ブチルアミンを生産し,原子の利用率は100%,典型的なグリーンケミストリー反応であり,20世紀末に,BASF社はβゼオライトを触媒として,イソブテン化技術の工業的応用を最初に実現した。しかし、その反応条件が厳しく、圧力が28MPaに達し、生産プロセスのエネルギー消費が大きく、設備の材質に対する要求が高い。現在、イソブテンの直接アミノ化に関する文献は比較的少なく、関連研究は工業応用から離れている常圧条件下で行われることが多い。また、イソブテンの直接アミノ化反応過程の熱力学、特に緩和反応条件下の熱力学については、更なる系統的かつ深い研究分析を行い、低温低圧条件下での高性能アミノ化触媒の開発とプロセス条件の最適化を指導する。473?n-ブチルアミンの反応におけるΔH,ΔrG,Kpのような熱力学的データを,573Kにおけるイソブテンのアミノ化によって調製した。これらの結果に基づき,反応温度,圧力,およびエナミンのモル比(モル比)がイソブテンの平衡転化率に及ぼす影響を分析した。> 99%の選択性を考慮しないことを明らかにした。結果により,イソブチルアミン化は中程度の発熱反応であり,反応温度を上昇させると,イソブテンの平衡転化率が急激に低下し,反応温度が473Kから573Kに増加すると,イソブテンの平衡転化率は40.6%から6.9%に低下したことが示された。しかし、動力学の角度から、昇温はアミノ化反応の速度を高めることができるため、特定の反応条件と触媒上で、必然的に最適反応温度が存在する。反応圧力とアンモニアの比率の増加は,イソブテンの熱力学的平衡転化率を向上させることができた。低温と相対的に低い圧力で高いアミノ化活性を有する触媒を開発することは、このプロセスの経済性と実用性を向上させる鍵である。ZSM-5(R=50とR=412,R=Si=1),ZSM-11(R=48)およびMOR(R=10)を,緩和反応条件下で,それぞれ,523K,5MPa,0.5h,1h,1h,1hで,それぞれ,研究することによって,研究した。SAPO-11(モル組成,1.6Al2O3:1.0SiO2:1.4P2O5)などの異なるトポロジー構造の分子ふるい及びアルミナのイソブチルアミン化反応における性能を研究した。結果により、空白試験では、tert-ブチルアミンの生成物が生成しないことが分かった。ZSM-11上での最高のイソブチルアミン転化率は14.2%(平衡転化率の52.2%)に達し,ZSM-5(R=50),ZSM-5(R=412)及びMORにおいて,イソブテン転化率はそれぞれ13.9%であった。6.4%と2.9%で,ブチルアミンの選択性は99.8%以上であった。しかし,SAPO-11とアルミナは,アミノ化反応性を示さなかった。アンモニア昇温脱離,ピリジン吸着赤外特性化,および分子ふるいの構造特性により,分子ふるいのアミノ化活性と細孔径およびBr-を明らかにした。nsted酸の酸量と酸強度は密接に関連していた。実際の反応系におけるイソブチルアミンの反応過程に及ぼす反応条件の影響をさらに検証するために,触媒のアミノ化反応性に及ぼす反応温度,圧力,エナミン比,およびイソブテンの空間速度の影響を,ZSM-11触媒上で系統的に研究した。結果により、その他の条件が変わらない状況下で、イソブテン転化率は温度の上昇に伴い、最初に増大し、その後減少する傾向があることが明らかになった。原料中のアミノアルケンの比率と反応圧力を適切に増加させることは,イソブテンの転化率を促進するために,低いイソブテン空間速度を用いることによって促進された。上記の法則は熱力学計算結果とよく一致した。ZSM-11触媒上では,イソブテンの直接アミノ化反応の最適反応条件は523K,5MPa,エナミン比4,イソブテン空間速度0.5hであった。1.これらの結果は,イソブチルアミンの直接合成のための新しい効率的な触媒の開発と反応条件の最適化のための参照と指針を提供する。Data from Wanfang. Translated by JST【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 加水分解 ,  反応温度 ,  分子ふるい ,  触媒 ,  グリーンケミストリー ,  *熱力学 ,  アルミナ ,  最適化 ,  *アミノ化 ,  アンモニア ,  吸着 ,  転化率 ,  脂肪族アミン ,  第一アミン ,  アルケン
準シソーラス用語： 反応条件 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： Thermodynamic calculation ,  Isobutylene ,  Amination ,  Tert-butylamine ,  ZSM-11 zeolite

分類 (1件)： 電気化学反応  (CB07050F)

物質索引 (2件)： ブチルアミン ,  イソブテン

タイトルに関連する用語 (5件)： イソブテン ,  アミノ化 ,  ブチルアミン ,  熱力学 ,  研究