Brevet FR2632638A1 — publié le 19891215

PROCEDE DE FABRICATION D'OXYDES D'AMINES La présente invention concerne un procédé de fabrication d'oxydes d'amines par action du peroxyde d'hydrogène sur une amine. Le procédé de L'invention est plus particuliérement utile dans La pratique pour fabriquer Les oxydes de trialcoylamines. Les oxydes de trialcoylamines ou oxydes d'amines tertiaires, sont en effet particulièrement intéressants pour l'industrie. Par exemple l'oxyde de trié-thylamine (CH ) NO 253 est utiLisé pour fabriquer la N,N-diéthylhydroxylamine (C H ) NOH qui sert d'inhibiteur de polymérisation, en 252 particulier lors du stockage du styrène ou de La mise en oeuvre du butadiène. Par exemple encore, Les oxydes d'amines tertiaires à longue channe ou oxydes d'amines grasses, comme entre autres l'oxyde de diméthyldodécylamine,sont des constituants appréciés de formulations détergentes. L'action du peroxyde d'hydrogène H O sur une amine 22 tertiaire comme la triéthylamine pour conduire à L'oxyde d'amine correspondant est décrite par exemple par M.A.T. ROGERS, J. Chem. Soc. 769 (1955), A.C. COPE, HIOK-HUANG LEE, J. Am. Chem. Soc.,79, 964 (1957), ou plus récemment I. DRUTA, M. MACOVEANU, G. ZAMFIR, brevet roumain ne72580. Le peroxyde d'hydrogène qui n'est pas transformé doit étre détruit comme le proposent par exemple A.C. COPE er col., J. Am. Chem. Soc.,71, 3929-3423 (1949), J. Am. Chem. Soc.,75, 3212 (1953), ou le brevet roumain déjà cité. De leur côté, le brevet français nu1434059 et Le brevet des Etats Unis d'Amérique n'3274252 proposent d'avoir recours à un catalyseur pour permettre une transformation pratiquement totale du peroxyde d'hydrogène utilisé en quantité stoechiométrique en l'absence- de solvant : un polyphosphate d'un métal alcalin associé avec soit un bicarbonate soit un tungstate de métal alcalin. Il a maintenant été trouvé un procédé qui ne fait pas appel au catalyseur ci-dessus et qui améliore les résul- tats obtenus jusqu'ici. L'invention consiste en un procédé de fabrication d'oxydes d'amines par action du peroxyde d'hydrogène sur une trialcoylamine caractérisé en ce que du dioxyde de carbone CO est solubilisé dans le milieu au sein duquel le peroxyde 2 d'hydrogène agit sur ladite amine. La quantité de CO solubilisé peut étre comprise 2 entre des limites assez éloignées. Rapportée à 100 moles de peroxyde d'hydrogène H O , elle est le plus souvent comprise entre 1 et 10 moles. La solubilisation du CO peut etre réalisée dans un 2 équipement réservé à cet effet ou dans celui prévu pour l'action du peroxyde d'hydrogène. Par exemple le CO est solubilisé dans l'amine, et 2 le mélange ainsi obtenu est transféré ensuite dans l'équipe- ment prévu pour l'action du peroxyde d'hydrogène. Par exemple l'amine est placée dans L'équipement prévu pour l'action du peroxyde d'hydrogène et le CO est 2 solubilisé dans l'amine avant ou pendant ladite action. Le peroxyde d'hydrogène est mis en oeuvre sous forme d'une solution aqueuse renfermant le plus souvent entre environ 30 X et 80 x de peroxyde d'hydrogène en poids. De préférence une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène contenant, en poids, environ 50 X ou plus de peroxyde d'hydrogène agit sur l'amine non initialement mélangée à de liteau, ou la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène qui agit sur un mélange d'amine et d'eau est telle que la quantité de peroxyde d'hydrogène mis en oeuvre soit, en poids, au moins égale à environ 50 Z du poids cumulé d'eau dans ladite soLution et dans Ledit mélange. Le procédé de l'invention permet aussi d'obtenir les oxydes d'amines en solution aqueuse de concentration déjà élevée. Le peroxyde est de préférence mis en oeuvre en quantité égale ou proche de la stoechiométrie par rapport à L'amine. Un défaut de peroxyde d'hydrogène convient aussi. On procède de façon à provoquer une conversion pratiquement totale du peroxyde d'hydrogène, égale par exemple à environ 99 Z ou plus. Ainsi n'est-il pas nécessaire de procéder à la destruction de H O qui pourrait ne pas etre transformé lors 22 de La fabrication de l'oxyde d'amine. La mise en contact du peroxyde d'hydrogène avec L'amine se fait dans Les conditions générales et dans Le type d'équipement décrits par exemple dans le brevet français et le brevet des Etats Unis d'Amérique cités plus avant : addi tion progressive de H O en solution aqueuse dans l'amine, 22 temperature le plus souvent comprise entre environ -20 C et 80 C, de préférence ici entre environ 40 C et 6OC pendant une durée au terme de laquelle la conversion du peroxyde d'hydrogène est pratiquement totale, comme cela a été dit plus haut. Pour favoriser l'efficacité de l'action du peroxyde d'hydrogène, celle-ci peut s'exercer en présence d'un agent connu pour stabiliser le peroxyde d'hydrogène quand il est en contact en milieu aqueux avec un composé à réaction alcaline, et qui est employé ici en quantité usuellement adoptée dans ce but. Un tel stabilisant peut être par exemple L'ENTA ou Le -DTPA, respectivement acides éthylènediamihetétraacétique- et diéthylénetriaminepentaacétique. Le pro-cedé de l'invention s'applique à la fabrication d'oxydes d'amines renfermant un nombre réduit d'atomes de carbone dans leur molécule aussi bien qu'à celle d'oxydes d'amines comptant un nombre déjà élevé d'atomes de carbone dans leur molecule. IL s'-apptique de préférence à la fabrication d'oxydes d'amines de trialcoylamines dans lesquels Les groupes alcoyles sont linéaires ou ramifiés et ont, pour l'un de 1 à 18 atomes de carbone, pour les deux autres de 1 à 6 atomes de carbone. Les exemples suivants, donnés à titre indicatif mais non limitatif permettent de juger de L'invention. Exemple 1 : 46,2 g. (1,05 mole) de CO sont solubilisés par 2 introduction -dans un mélange agité de 162,8 g. (1,61 moLes) de triéthylamine et de 195,3 g. d'eau à une température comprise entre 15-C et 20 C. Après séparation de la phase supé rieure qui décante au repos au terme de la solubilisation du CO 351,5 g. d'un mélange renfermant, outre 194,3 g. d'eau, l'équivalent de 1,12 moles de triéthylanine et de 1 mole de CO sont recueillis. Ils sont placés dans un réacteur de 2' 4 litres avec 1912,6 9.(18,94 moles) de triéthylamine-, 172 g. d'eau et 8 g. d'EUTA. Le réacteur est muni essentiellement d'un systéme d'agitation, de moyens de chauffage ou de refroidissement, d'un système de condensation à reflux des vapeurs et d'un système d'alimentation du peroxyde d'hy-drogène en solution aqueuse par pompe doseuse et tube plongeant. 973,5 g. d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène à 69,9 X en poids de H O (20 moles de H O ) sont 22 22 introduits en 5 heures, la température du milieu de réaction agité étant égale à 54'C. Le mélange résultant est laissé sous agitation à 54 C durant encore 3 heures après la fin de l'introduction du peroxyde d'hydrogène. La conversion du peroxyde d'hydrogène est égale alors à 99,5 Z ; 19,15 moles de t'oxyde de l'amine sont formées, qui correspondent à un rendement par rapport å H O de 95,8 X en moles. L'amine non transformee (0,34 mole) est séparée de la solution aqueuse de l'oxyde de l'amine par décantation du mélange au repos après refroidissement. Elle peut être avantageusement recyclée. ExemPle 2 En opérant comme dans l'exemple 1 mais en faisant intervenir 0,5 mole de CO , le résultat est pratiquement le même que celui atteint dans l'exemple 1. ExemPle 3 , comparatif. En opérant comme dans les exemples 1 ou 2 mais sans faire intervenir le CO le rendement en oxyde de l'amine par rapport à H 0 n'atteint que 55 X. 22 Exemole L : On procède à la solubilisation de 44 g. (1 mole) de CO par absorption à 15-C-20iC dans 2025,7 g. (20,06 motes) 2 de triéthylamine sous agitation, puis on introduit 1360 g. d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogéne a 50 X en poids de H O (20 moles de H O ) en adoptant à partir de là 22 22 les mêmes conditions opératoires que dans l'exemple 1. On obtient un résultat pratiquement identique à celui atteint dans l'exemple 1. Exemple 5, comparatif Pour retrouver un rendement en oxyde de l'amine par rapport à H O de 95 X en mole et une conversion pratiquement 22 totale de H O il faut, sans faire intervenir Le CO et en 22 2 mettant en oeuvre le peroxyde -d'hydrogène sous forme d'une solution aqueuse à 20 Z ou à 30 X en poids de H2O2, Laisser en contact des quantités stoechiométriques de H O et de 22 triethylamine durant une dizaine d'heures à une température de 65-C à 70 C. Exemple 6 Dans un réacteur de mise en contact du peroxyde d'hydrogène avec l'amine d'une capacité de 0,25 l. équipé comme le reacteur de l'exemple 1, on solubilise 1,1 g. C0,025 moLe) de CO2 par absorption dans un mélange agité de 111,6 g. 2 (0,5 mole) de N,N-diméthyldodécylamine' avec 8,4 g. d'eau et 0,2 g. de EDTA. Dans le mélange résultant toujours agité mais à 54 C, sont introduits en 5 heures 24,3 g. d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène- à 69,9 Z en poids de H O 22 (0,5 mole). Le mélange résultant est maintenu à 54 C sous agitation encore pendant 1,7-5 heures après La fin de L'introduction du peroxyde d'hydrogène. La conversion du peroxyde d'hydrogène est alors de 99,6 % ; il est formé 0,496 mole d'oxyde de l'amine, ce qui correspond à un rendement en oxyde d'amine par rapport à H O égal à 99,2 % en mole. 22 Exemple 7, comparatif L'exemple 6 est répéte mais sans faire appel au CO 2 18 % de l'amine ntest pas transformée et se retrouve dans la phase supérieure qui décante après addition d'eau (190 g) dans le meLange refroidi obtenu en fin d'essai. La conversion du peroxyde d'hydrogène n'est égale q'à 82 Z. Le peroxyde d'hydrogène non transformé est dans la solution aqueuse contenant l'oxyde de L'amine qui est formé avec un rendement de seulement 81 % en mole par rapport au peroxyde d'hydrogène. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'oxydes d'amines par action du peroxyde d'hydrogéne sur une trialcoylamine caractérisé en ce que du dioxyde de carbone est solubilisé dans le milieu au sein duquel le peroxyde d'hydrogène agit sur ladite amine. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de moles de dioxyde de carbone dissous est compris entre 1 et 10 pour 100 moles de H 0 mis en oeuvre. 22 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le peroxyde d'hydrogène agit en quantité stoechiométrique sur l'amine. 4. Procédé selon L'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que Le peroxyde d'hydrogène est mis en oeuvre en solution aqueuse contenant au moins 50 X en poids de peroxyde d'hydrogène. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les trois alcoyles liés à l'azote dans la trialcoylamine, sont des alcoyles linéaires ramifiés dont l'un a de 1 à 18 atomes de carbone et les deux autres de 1 à 6 atomes de carbone.