199367. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidin előállítására
HU 199367 B A találmány tárgya eljárás 4-amino-2,2, 6,6-tetrametil-piperidin előállítására. A 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidint kiindulási anyagként alkalmazzák fénystabilizátorok előállításához, amelyek segítségével a polimer szerkezeti anyagok megvédhetők az elszínesedéstől. Ismert, hogy a polimer szerkezeti anyagok az ultraibolya sugárzás hatására lebomlanak, ami rontja a szerkezeti anyag műszaki tulajdonságait és lerövidíti annak élettartamát. A bomlási folyamatok megakadályozására különböző adalékanyagokat és fénystabilizátorokat alkalmaznak. A fénystabilizátorok hagyományosan alkalmazott csoportját képezik a parahidroxi-benztriazol-származékok. Különösen jó hatásfokú fénystabilizátomak bizonyultak a szférikusán gátolt aminok, elsősorban a 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidin származékai. Ezeknek a vegyületeknek a fénystabilizáló hatása többszöröse a korábban alkalmazott parahidroxi-benzofenon és parahidroxi-benztriazol származékok hatásának. További előnyök, hogy saját színükkel nem színezik el a polimer anyagot, és a fénystabilizáló hatás mellett sok esetben hőstabilizáló tulajdonsággal is rendelkeznek. Ismert, hogy a 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidin előállítható l,l,5,5-tetrametil-l,4-dipentadién-3-onból ammónium-hidroxid és hidrogén segítségével (2 412 ^50. számú NSZK- beli közrebocsátási irat). Az eljárás szerint a kiindulási anyagokat 80—200°C közötti, előnyösen 110—150°C közötti hőmérsékleten és 0,81 —1,52-107 Pa közötti, előnyösen 1,01 — 1,82* 107 Pa közötti nyomáson reagáltatják az alkalmazott l,l,5,5-tetrametil-l,4-dipentadién-3-onra vonatkoztatva 8—10-sze/es apimónium-hidroxid felesleggel. Az eljárás során oldószer, előnyösen metanol és hidrogénező katalizátor jelenlétében dolgoznak. Katalizátorként a periódusos rendszer VIII. csoportjába tartozó fémek és ezeknek a vegyületei alkalmazhatók, előnyösen nikkel, kobalt, vas és platina. A végterméket rektifikációvaI izolálják. Az eljárás hátránya, hogy az előállított termék kitermelése alacsony, a kiindulási anyagként használt 1,1,5,5-tetrametil-l,4-dipentadién-3-onra számolva a 71%-ot nem lépi túl. További hátrány származik abból, hogy a kiindulási anyagként alkalmazott 1,1,5,5-tetrametil-1,4-dipentadién-3-on csak bonyolult eljárással állítható elő. A 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidin előállítására szolgáló másik ismert eljárás során 2,2,6,6-tetrametil-4-oxo-piperidint hidrogénnel és ammónium-hidroxiddal reagáltatunk a redukáló aminálás elve szerint (3 003 843. számú NSZK-beli szabadalmi leírás). Az eljárás megvalósítható szakaszos és folyamatos üzemmódban is. Az eljárást 220°C körüli hőmérsékleten és 1,5—5• 107 Pa nyomáson szerves oldószer, például metanol, valamint hidrogénező katalizátor jelenlétében 2 1 végzik. Katalizátorként a periódusos rendszer VIII. csoportjába tartozó fémek, például a nikkel, kobalt, vas és platina, Illetve ezek vegyületei alkalmazhatók. A terméket rektifikálással izolálják. Az eljárás abban különbözik a korábban ismertetett eljárástól, hogy kiindulási anyagként a könnyebben hozzáférhető 2,2,6,6-tetrametil-4-oxo-piperidint alkalmazzák. Az eljárás során a kiindulási anyagként alkalmazott 2,2,6,6-tetrametil-4-oxo-piperidinre vonatkoztatva 95%-os kitermelés érhető el. Az eljárás hátránya az alkalmazott magas hőmérsékletből és magas nyomásból származik, ami igen energiaigényes, ezenkívül tűz- és robbanásveszélyes. A találmány feladata, hogy a 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidin előállítására olyan eljárást dolgozzunk ki, amelynek segítségével a végtermék egyszerű és gazdaságos technológiával állítható elő nagy kitermeléssel. A találmány tárgya tehát eljárás 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidin előállítására, oly módon, hogy 2,2,6,6-tetrametil-4-oxo-piperidint legalább 2-szeres mólnyi mennyiségű ammónium-hidroxiddal és legalább 1X10^ Pa nyomású hidrogénnel reagáltatunk a kiindulási anyagra vonatkoztatva 1—30 tömeg% hidrogénező katalizátor, előnyösen Raney-Ni, Raney-Co vagy Kieselgur/Ni jelenlétében. A találmány szerinti eljárás jellemző vonása, hogy az eljárást 100—135°C közötti hőmérsékleten és 1—2,5" 10® Pa közötti nyomáson valósítjuk meg vizes közegben, a hidrogénező katalizátor mennyiségére vonatkoztatva 1—2 tömeg% alkálifém- vagy alkáliföldfém-hidroxid-jelenlétében. A megadott hőmérséklet és nyomásintervallumok lehetővé teszik a kitermelés maximális növelését és elősegítik a folyamat gazdaságos megvalósítását. A megadott hőmérséklet- és nyomásértékeknél alacsonyabb hőmérsékletek és nyomások alkalmazása megnyúitja a reakcióidőt és jelentős mennyiségű melléktermék képződéséhez vezet. A megadott hőmérséklet- és nyomásértékek növelése gazdasági szempontból nem ajánlatos. A találmány szerinti eljárás során hidrogénező katalizátorként bármely ismert hidrogénező katalizátor felhasználható. Előnyösen alkalmazhatók a periódusos rendszer VIII. csoportjába tartozó fémek, például a vas, kobalt, nikkel, palládium és ezek vegyületei. Felhasználhatók ezeknek a katalizátoroknak a keverékei is. A katalizátort a redukciós aminálásnál szokásos mennyiségben alkalmazzuk. Ezzel összhangban a katalizátor mennyisége 2,2,6,6-tetrameti!-4-oxo-piperidinre vonatkoztatva általában 1—30 tömegé, előnyösen 10—20 tömeg%. Az alkálifém-, és alkáliföldfém-hidroxidok alkalmazása jelentősen növeli a reakció szelektivitását és csökkenti a melléktermékek képződését. Alkálifém-, és alkáliföldfém-hidroxidr 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
