(57)【要約】  本発明は、ヘキサメチレンジアミンの製造方法であって、ａ）ムコン酸、ムコン酸のエステル、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料を準備するステップと、ｂ）前記ムコン酸出発材料を、少なくとも１種の水素化触媒の存在下で水素と反応させることで、１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、ｃ）ステップｂ）で得られた１，６−ヘキサンジオールを、アミノ化触媒の存在下でアミノ化させることで、ヘキサメチレンジアミンを得るステップとが行われる、前記方法に関する。更に、本発明は、前記方法によって製造できるヘキサメチレンジアミンに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘキサメチレンジアミンの製造方法であって、
ａ）ムコン酸、ムコン酸のエステル、ムコン酸のラクトン、ムコン酸の水素化されたモノラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料を準備するステップと、
ｂ）前記ムコン酸出発材料を、少なくとも１種の水素化触媒の存在下で水素と反応させることで、１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、
ｃ）ステップｂ）で得られた１，６−ヘキサンジオールを、アミノ化触媒の存在下でアミノ化させることで、ヘキサメチレンジアミンを得るステップと、
が行われる、前記製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、ステップａ）において、ムコン酸出発材料を準備し、ここで該ムコン酸は再生可能な起源に由来するものであり、その際、該ムコン酸の製造は、好ましくは少なくとも１種の再生可能な原材料から生体触媒的な合成によって行われる、前記方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、ステップａ）で使用されるムコン酸は、０．５×１０-12から５×１０-12までの範囲の14Ｃ／12Ｃの同位体比を有する、前記方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用される、前記方法。
【請求項５】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、ラクトン（ＩＩＩ）、（ＩＶ）および（Ｖ）ならびにそれらの混合物：
【化１】
2017502949.tif 000007
から選択されるムコン酸出発材料が使用される、前記方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、液相中で、水、脂肪族のＣ1〜Ｃ5−アルコール、脂肪族のＣ2〜Ｃ6−ジオール、エーテルおよびそれらの混合物から選択される溶媒の存在下で行われる、前記方法。
【請求項７】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、液相中で唯一の溶媒としての水の存在下で行われる、前記方法。
【請求項８】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、一般式（ＩＩ）：
Ｒ1ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ2    （ＩＩ）
［式中、基Ｒ1およびＲ2は、互いに独立して、直鎖状または分枝鎖状のＣ1〜Ｃ5−アルキルを表す］の化合物から選択されるムコン酸ジエステルが使用され、その際、ステップｂ）における水素化は気相中で行われる、前記方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法であって、
−  ステップｂ）において、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用され、かつ不均一系水素化触媒であって還元された触媒の全質量に対して少なくとも５０質量％のコバルト、ルテニウムまたはレニウムを含有する触媒が使用されるか、または
−  ステップｂ）において、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用され、かつ不均一系水素化触媒であって還元された触媒の全質量に対して少なくとも５０質量％の銅を含有する触媒が使用される、
前記方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、５０℃から３００℃までの範囲にある温度で行われる、前記方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、１００バールから３００バールまでの範囲にある水素分圧で行われる、前記方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、アジピン酸またはアジピン酸のエステルの中間単離をせずに行われる、前記方法。
【請求項１３】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）は、以下の部分ステップ：
ｂ１）ムコン酸またはそのエステルの１つを、水溶液中で第一の水素化触媒の存在下に水素化することでアジピン酸を得るステップと、
ｂ２）該アジピン酸を、水溶液中で第二の水素化触媒の存在下に水素化することで１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、
を含む、前記方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記第一の水素化触媒は、ラネーコバルトおよび／またはラネーニッケルであり、かつ前記第二の触媒は、還元された触媒の全質量に対して、少なくとも５０質量％の、レニウム、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケルおよび銅からなる群から選択される元素を含有する、前記方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の方法であって、ステップｂ１）における水素化は、５０℃から１６０℃までの範囲にある温度で行われ、かつステップｂ２）における水素化は、１６０℃から２４０℃までの範囲にある温度で行われる、前記方法。
【請求項１６】
請求項１３から１５までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ２）の完了後の第二の触媒の単離に際して得られるアジピン酸を含有する水は、ステップｂ１）において溶媒として使用される、前記方法。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、ｎ個の直列に接続された水素化反応器中で実施され、その際、ｎは、少なくとも２の整数を表し、かつ１番目から（ｎ−１）番目までの反応器は、反応帯域から外部循環に導かれる流れを有するとともに、ｎ番目の反応器における水素化は、断熱的に実施される、前記方法。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化からの生成物を蒸留による分離に供することで、１，６−ヘキサンジオールが富化された分画が得られ、その１，６−ヘキサンジオールが富化された分画をステップｃ）におけるアミノ化のために使用する、前記方法。
【請求項１９】
請求項１から１８までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）で得られた１，６−ヘキサンジオールを、ステップｃ）においてアミノ化触媒の存在下でアンモニアと反応させて、ヘキサメチレンジアミンを得る、前記方法。
【請求項２０】
請求項１から１９までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化は、水素の供給を行わずに、または水素の供給を行って実施される、前記方法。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化の反応生成物を分離に供することで、ヘキサメチレンイミンが富化された分画と、ヘキサメチレンジアミンが低減された分画が得られ、かつ前記ヘキサメチレンイミンが富化された分画は、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される、前記方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される分画は、ヘキサメチレンイミンおよび１，６−ヘキサンジオールからなる、前記方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される分画は、２０質量％から３５質量％までがヘキサメチレンイミンからなり、かつ８０質量％から６５質量％までが１，６−ヘキサンジオールからなる、前記方法。
【請求項２４】
請求項１から２３までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｃ）においてヘキサメチレンイミンが唯一の溶媒として使用される、前記方法。
【請求項２５】
ヘキサメチレンジアミンであって、０．５×１０-12から５×１０-12までの範囲の14Ｃ／12Ｃの同位体比を有することを特徴とする、前記ヘキサメチレンジアミン。
【請求項２６】
ヘキサメチレンジアミンであって、少なくとも１種の再生可能な原材料から生体触媒的に合成されたムコン酸から出発して製造できることを特徴とする、前記ヘキサメチレンジアミン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、ヘキサメチレンジアミンの製造方法であって、ムコン酸および／またはそのエステルおよび／またはそのラクトンを、二重結合の水素化ならびにカルボン酸基および／またはカルボン酸エステル基の還元に供することで１，６−ヘキサンジオールを得て、こうして得られた１，６−ヘキサンジオールを引き続きアミノ化に供することでヘキサメチレンジアミンを得る、前記製造方法に関する。更に、本発明は、前記方法によって製造できるヘキサメチレンジアミンに関する。
【０００２】
先行技術
ヘキサメチレンジアミン（１，６−ジアミノヘキサン）は、ポリアミドの製造のための、特にＡＨ塩（ヘキサメチレンジアミンアジピン酸塩）からのポリアミド６６の製造のための重要な原料である。ヘキサメチレンジアミンとホスゲンとの反応によってヘキサメチレンジイソシアネートが得られ、それはポリウレタンの製造のための成分として使用される。
【０００３】
ヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤ）の製造のための工業的に利用される全ての方法は、中間物質としてアジポジニトリル（ＡＤＮ）を経て、それが触媒的水素化によってヘキサメチレンジアミンへと変換される。その場合に、経済的に最も高い重要性を有するのは、ブタジエンと青酸から出発するＡＤＮ合成と、プロペンのアンモ酸化により製造されたアクリロニトリルの電解二量化である。
【０００４】
ヘキサメチレンジアミンを１，６−ヘキサンジオールのアミノ化水素化によって製造することが知られている。そのような方法により、１９８１年まではヘキサメチレンジアミンは、Ｃｅｌａｎｅｓｅ社によって年間約３００００トンの生産能力を有するプラントで製造されていた。前記アミノ化は、２００℃および２３ＭＰａでラネーニッケルの存在下でアンモニアを用いて行われた。その場合に、約９０％のＨＭＤ収率が達成された。副生成物として、ヘキサメチレンイミン（アゼパン）および１，６−アミノヘキサノールが生じた。Ｃｅｌａｎｅｓｅ法の経済性にとって不利なことは、１，６−ヘキサンジオールが、シクロヘキサノンと過酢酸とを反応させてカプロラクトンを得て、引き続きそのカプロラクトンの接触水素化によって費用をかけて製造されることであった。
【０００５】
ＵＳ３，２１５，７４２は、同様に、アルキレンジアミン、例えばヘキサメチレンジアミンを、相応のジオールとアンモニアとの反応によって製造する方法を記載している。不所望な副生成物として形成されたヘキサメチレンイミンはアミノ化水素化の段階に返送され、それは更に転化されてヘキサメチレンジアミンを得ることができると教示されている。その場合に、該ヘキサメチレンイミンは、同時にアミノ化反応のための溶媒として用いることもできる。
【０００６】
ＵＳ３，５２０，９３３は、アミノ化水素化のために、コバルト、ニッケルおよび／または銅を含有する触媒を使用している。
【０００７】
Ｈ．−Ｊ．Ａｒｐｅ，工業有機化学（Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅ  Ｃｈｅｍｉｅ），第６版（２００７），Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ出版，第２６７頁および第２７０頁によれば、１，６−ヘキサンジオールは、アジピン酸またはアジピン酸ジエステルをＣｕ、ＣｏまたはＭｎの触媒の存在下で水素化することによって製造されうる。その合成は、１７０℃から２４０℃までの温度および５ＭＰａから３０ＭＰａまでの圧力で行われる。１，６−ヘキサンジオールは、カプロラクトンの接触水素化によって得ることもできる。
【０００８】
ＥＰ８８３５９０Ｂ１から、純粋なアジピン酸または純粋なアジピン酸から製造されるアジピン酸エステルの代わりに、カルボン酸混合物（ＤＣＬ）が使用されることが知られている。これは、シクロヘキサンの酸素または酸素含有ガスを用いた酸化に際して副生成物として、反応混合物の水抽出によって得られる。該抽出物は、主生成物としてアジピン酸および６−ヒドロキシカプロン酸を含有し、その他に多数のモノカルボン酸およびジカルボン酸を含有する。それらのカルボン酸は、低級アルコールとエステル化される。アジピン酸ジエステルは、該エステル化混合物から蒸留により分離され、そして接触水素化により１，６−ヘキサンジオールが得られる。
【０００９】
この場合に有利なのは、分解生成物ＤＣＬが、純粋なアジピン酸と比較して非常に費用的に好ましいことである。他方で、純粋な１，６−ヘキサンジオールを生成するためには、かなりの蒸留費用を費やさねばならない。特に、副生成物として生じた１，４−シクロヘキサンジオールの蒸留による分離が問題を引き起こす。
【００１０】
アジピン酸は、従来では、ベンゼンから出発して、シクロヘキサノールまたはシクロヘキサノンの酸化によって合成される。しかしながら、アジピン酸は、環境に優しい方式で生物起源から取得することもできる。
【００１１】
ＵＳ４，９６８，６１２は、ムコン酸の製造のための発酵方法と、こうして得られたムコン酸のアジピン酸への水素化とを記載している。具体的には、ムコン酸は、酢酸中４０質量％のスラリーとして、炭上パラジウム触媒の存在下で反応される。使用される酢酸の含水率は示されていない。この反応方式で欠点となるのは、腐食性の酢酸を使用することであり、それにより高価な耐食性反応器を使用する必要がある。
【００１２】
Ｋ．Ｍ．ＤｒａｔｈｓおよびＪ．Ｗ．Ｆｒｏｓｔ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９４，１１６，３９９−４００ならびにＷ．Ｎｉｕら，Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．Ｐｒｏｇ．２００２，１８，２０１−２１１は、シス，シス−ムコン酸をグルコースから生体触媒による合成によって製造し、引き続き該シス，シス−ムコン酸を、白金触媒を用いて水素化することでアジピン酸を得ることを記載している。前記２つの事例においては、発酵混合物のｐＨ値は水素化前に、それぞれ、６．３を上回る値に、または７．０の値に調整される。その場合に、ムコン酸塩の溶液が得られる。両方の場合において、発酵ブロスはまず遠心分離され、上清のみが水素化に使用され、Ｎｉｕらの方法によれば前記上清に付加的に水素化前に２回活性炭が加えられて濾過されるので、前記水素化混合物は固体のムコン酸を含有しないことが仮定されるべきである。
【００１３】
再生可能な起源（資源）からムコン酸を製造するための更なる方法は、例えばＷＯ２０１０／１４８０８０Ａ２に記載されている。この文献の段落［００６５］と［００６６］の実施例４によれば、１５ｇのシス，シス−ムコン酸と１５０ｍｌの水は、水の還流下で１５分間にわたり加熱される。室温に冷却し、濾過および乾燥させた後に、１０．４ｇ（６９％）のシス，トランス−ムコン酸が得られる。母液（４．２ｇ＝シス，シス−ムコン酸に対して２８質量％）は、もはやムコン酸からなるものではない。その母液は、ラクトンと更なる未知の反応生成物とを含有する。
【００１４】
Ｊ．Ｍ．Ｔｈｏｍａｓら，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２００３，１１２６−１１２７は、特定のアンカー基によってメソ孔質の二酸化ケイ素の細孔中に堆積されている二元金属ナノ触媒を用いて純エタノール中でムコン酸をアジピン酸へと水素化することを記載している。
【００１５】
Ｊ．Ａ．Ｅｌｖｉｄｇｅら，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９５０，２２３５−２２４１は、シス，トランス−ムコン酸の製造と、白金触媒の存在下でのエタノール中でのムコン酸のアジピン酸への水素化を記載している。使用される溶媒および触媒の量についての記載はなされていない。
【００１６】
Ｘ．Ｓｈｅら，ＣｈｅｍＳｕｓＣｈｅｍ  ２０１１，４，１０７１−１０７３は、二酸化チタン担体上のレニウム触媒を用いてメタノール、エタノール、１−ブタノール、アセトン、トルエンおよび水から選択される溶媒中でトランス，トランス−ムコン酸をアジピン酸へと水素化することを記載している。前記水素化は、もっぱら１２０℃の高められた温度で行われる。その使用される触媒を用いると、水中でアジピン酸に対して低い選択性しか達成されず、主生成物はジヒドロムコン酸である。
【００１７】
ＷＯ２０１０／１４１４９９は、リグニンのバニリン酸への酸化、バニリン酸の２−メトキシフェノールへの脱カルボキシル化、および更なるカテコールへの転化を記載しており、最終的にムコン酸への酸化と、こうして得られたムコン酸の種々の遷移金属触媒を用いた水素化によりアジピン酸を得ることを記載している。その水素化に使用される溶媒は示されていない。
【００１８】
ＷＯ２０１２／１４１９９３Ａ１は、ヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤＡ）をムコン酸ジエステルから製造することを記載しており、その際、ムコン酸ジエステルは第一のステップにおいてアミド化され、引き続き直接的に還元してＨＭＤＡが得られる（経路１）か、またはニトリルへとアミド化した後に脱水し、引き続き水素化することでＨＭＤＡが得られる（経路２）か、またはアジパミドへとアミド化した後に水素化し、脱水することでアジポジニトリルを得て、それを引き続き水素化してＨＭＤＡが得られる（経路３）。
【００１９】
ＷＯ２０１２／１７００６０は、含窒素化合物、特にヘキサメチレンジアミンの製造方法を記載している。出発点としてジアンモニウムアジピン酸塩含有の発酵ブロスが用いられる。その製造のために、適切な一実施形態においては、Ｄ−グルコースを発酵的に反応させてシス，シス−ムコン酸塩を得ることができる。その場合に、ｐＨ値は、アンモニアの添加によって７未満に保持される。引き続き、該シス，シス−ムコン酸塩を、室温で、炭上１０％白金の存在下で５０ｐｓｉ（３．４４７４バール）の水素圧において水素化する。その場合には低い温度が必要であるが、それは、より高い温度ではアンモニアがマイケル付加の意図においてムコン酸またはその塩へと付加されるかもしれないからである。得られた水素化された発酵ブロスは、ジアンモニウムアジピン酸塩（ＤＡＡ）と、場合によりモノアンモニウムアジピン酸塩（ＭＡＡ）および／またはアジピン酸（ＡＡ）を含有する。ＷＯ２０１２／１７００６０に記載される方法の欠点は、前記ＤＡＡおよびＭＡＡが、更なる反応の前にＡＡへと変換されること、つまりアンモニウムを分離せねばならないことである。そのことは、２つのステップで蒸留により行われ、その際、第一のステップにおいてＤＤＡ水溶液は、頂部からアンモニアと水が分離されるように蒸留される。蒸留の缶出物は冷却され、その際に形成されるＭＡＡからなる固体が分離される。第二のステップにおいて、ＭＡＡ水溶液は水を添加しつつ加熱され、アンモニア含有の水蒸気が分離される。冷却後に得られる固体はアジピン酸からなる。こうして得られたアジピン酸は、１，６−ヘキサンジオールへと水素化され、そして１，６−ヘキサンジオールはアンモニアでアミノ化されてヘキサメチレンジアミンが得られる。
【００２０】
本発明の課題は、ヘキサメチレンジアミンを製造するための経済的な方法を提供することである。該方法が中間物質としてアジピン酸を経るときに、ＷＯ２０１２／１７００６０に記載される方法で必要とされるような、アジピン酸製造のための費用のかかる分離ステップおよび精製ステップを省けることが望ましい。特に、この方法は、石油化学的Ｃ6−成分から出発するのではなく、再生可能な原材料から製造できるＣ6−成分から出発すべきである。その場合に、該ヘキサメチレンジアミンは高収率および高純度で得られるべきである。
【００２１】
ここで、驚くべきことに、前記課題は、ムコン酸、ムコン酸のエステル、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料を、水素との一段階または二段階の反応に供して、二重結合を水素化し、かつカルボン酸基、カルボン酸エステル基および／またはラクトン基を還元することで、１，６−ヘキサンジオールが得られ、こうして得られた１，６−ヘキサンジオールを引き続きアミノ化させることで、ヘキサメチレンジアミンを得ることによって解決されることが判明した。特に、使用されるムコン酸は、再生可能な（生体）起源に由来する。
【００２２】
本発明の概要
本発明の第一の主題は、ヘキサメチレンジアミンの製造方法であって、
ａ）ムコン酸、ムコン酸のエステル、ムコン酸のラクトン、ムコン酸の水素化されたモノラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料を準備するステップと、
ｂ）前記ムコン酸出発材料を、少なくとも１種の水素化触媒の存在下で水素と反応させることで、１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、
ｃ）ステップｂ）で得られた１，６−ヘキサンジオールを、アミノ化触媒の存在下でアミノ化させることで、ヘキサメチレンジアミンを得るステップと、
が行われる、製造方法である。
【００２３】
本発明の更なる主題は、０．５×１０-12から５×１０-12までの範囲の14Ｃ／12Ｃの同位体比を有するヘキサメチレンジアミンである。
【００２４】
本発明の更なる主題は、少なくとも１種の再生可能な原材料から生体触媒的に合成されたムコン酸から出発して製造できるヘキサメチレンジアミンである。
【００２５】
特に、ステップａ）で準備されたムコン酸出発材料は、ムコン酸の塩を含有しない。
【００２６】
特定の一実施形態においては、ステップｂ）における水素化は、液相中で唯一の溶媒としての水の存在下で行われる。
【００２７】
ムコン酸（２，４−ヘキサジエンジカルボン酸）は、シス，シス形、シス，トランス形およびトランス，トランス形の３種の立体異性体形で存在し、それらは混合物として存在してよい。３種全ての形は、高い融点（分解）を有する晶質化合物である（例えば、レンプ化学事典（Ｒｏｅｍｐｐ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｌｅｘｉｋｏｎ），第９版，第４巻，第２８６７頁を参照のこと）。ムコン酸溶融物の水素化は工業的にはほとんど不可能であることが判明した。それというのも、殊に好ましい水素化温度は明らかにその融点を下回るからである。従って、その水素化のためには、ムコン酸についてできる限り高い溶解度を有する不活性溶媒が望まれる。一見すれば、当業者にとっては、水は溶媒として不適切だと思われる。それというのも、ムコン酸は、アジピン酸とは異なり２０℃から１００℃までの温度範囲において難溶性だからである。前記のように、ＷＯ２０１０／１４８０８０は、シス，シス−ムコン酸を水中で還流下に加熱して、引き続き晶出させることで、シス，トランス−ムコン酸がたった６９％の収率でしか得られないことを教示している。残留している母液は、もはやムコン酸からなるものではなく、ラクトンおよび他の未知の反応生成物を含有する。この結果に基づけば、当業者であれば、水中に懸濁されたムコン酸の水素化に際して、つまり本発明の好ましい実施形態によれば、はるかに低いアジピン酸収率を見込むはずである。
【００２８】
本発明の実施形態
詳細には、本発明は以下の好ましい実施形態を含む。
【００２９】
１．  ヘキサメチレンジアミンの製造方法であって、
ａ）ムコン酸、ムコン酸のエステル、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料を準備するステップと、
ｂ）前記ムコン酸出発材料を、少なくとも１種の水素化触媒の存在下で水素と反応させることで、１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、
ｃ）ステップｂ）で得られた１，６−ヘキサンジオールを、アミノ化触媒の存在下でアミノ化させることで、ヘキサメチレンジアミンを得るステップと、
が行われる、前記方法。
【００３０】
２．  実施形態１に記載の方法であって、ステップａ）において、ムコン酸出発材料を準備し、その場合にムコン酸は再生可能な起源（資源）に由来するものであり、その際、該ムコン酸の製造は、好ましくは少なくとも１種の再生可能な原材料から生体触媒的な合成によって行われる、前記方法。
【００３１】
３．  実施形態１または２に記載の方法であって、ステップａ）で使用されるムコン酸は、０．５×１０-12から５×１０-12までの範囲の14Ｃ対12Ｃ（14Ｃ／12Ｃ）の同位体比を有する、前記方法。
【００３２】
４．  実施形態１から３までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用される、前記方法。
【００３３】
５．  実施形態１から３までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、ラクトン（ＩＩＩ）、（ＩＶ）および（Ｖ）ならびにそれらの混合物：
【化１】
2017502949.tif 000002
から選択されるムコン酸出発材料が使用される、前記方法。
【００３４】
６．  実施形態１から５までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、液相中で、水、脂肪族のＣ1〜Ｃ5−アルコール、脂肪族のＣ2〜Ｃ6−ジオール、エーテルおよびそれらの混合物から選択される溶媒の存在下で行われる、前記方法。
【００３５】
７．  実施形態１から５までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、液相中で、唯一の溶媒としての水の存在下で行われる、前記方法。
【００３６】
８．  実施形態１から５までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、一般式（ＩＩ）：
Ｒ1ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ2    （ＩＩ）
［式中、基Ｒ1およびＲ2は、互いに独立して、直鎖状または分枝鎖状のＣ1〜Ｃ5−アルキルを表す］の化合物から選択されるムコン酸ジエステルが使用され、その際、ステップｂ）における水素化は気相中で行われる、前記方法。
【００３７】
９．  実施形態１から８までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化触媒として、均一系または不均一系の遷移金属触媒が使用され、不均一系の遷移金属触媒が好ましい、前記方法。
【００３８】
１０．  実施形態１から９までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）において、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用され、かつ前記水素化触媒は、還元された触媒の全質量に対して少なくとも５０質量％のコバルト、ルテニウムまたはレニウムを含有する、前記方法。
【００３９】
１１．  実施形態１から９までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）において、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用され、かつ前記水素化触媒は、還元された触媒の全質量に対して少なくとも５０質量％の銅を含有する、前記方法。
【００４０】
１２．  実施形態１から１１までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、５０℃から３００℃までの範囲にある温度で行われる、前記方法。
【００４１】
１３．  実施形態１から１２までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、１００バールから３００バールまでの範囲にある水素分圧で行われる、前記方法。
【００４２】
１４．  実施形態１から１３までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、アジピン酸またはアジピン酸のエステルの中間単離をせずに行われる、前記方法。
【００４３】
１５．  請求項１から１３までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）は、以下の部分ステップ：
ｂ１）ムコン酸またはそのエステルの１つを、水溶液中で第一の水素化触媒の存在下に水素化して、アジピン酸を得るステップと、
ｂ２）アジピン酸を、水溶液中で第二の水素化触媒の存在下に水素化することで１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、
を含む、前記方法。
【００４４】
１６．  実施形態１５に記載の方法であって、前記第一の水素化触媒は、ラネーコバルトおよび／またはラネーニッケルである、前記方法。
【００４５】
１７．  実施形態１５または１６に記載の方法であって、前記第二の触媒は、還元された触媒の全質量に対して、少なくとも５０質量％の、レニウム、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケルおよび銅からなる群から選択される元素を含有する、前記方法。
【００４６】
１８．  実施形態１５から１７までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ１）における水素化は、５０℃から１６０℃までの範囲にある温度で行われ、かつステップｂ２）における水素化は、１６０℃から２４０℃までの範囲にある温度で行われる、前記方法。
【００４７】
１９．  実施形態１５から１８までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ２）の完了後の第二の触媒の単離に際して得られるアジピン酸を含有する水は、ステップｂ１）において溶媒として使用される、前記方法。
【００４８】
２０．  実施形態１から１９までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、ｎ個の直列に接続された水素化反応器中で実施され、その際、ｎは、少なくとも２の整数を表す、前記方法。
【００４９】
２１．  実施形態２０に記載の方法であって、１番目から（ｎ−１）番目までの反応器は、反応帯域から外部循環に導かれる流れを有する、前記方法。
【００５０】
２２．  実施形態２０または２１に記載の方法であって、水素化はｎ番目の反応器中で断熱的に実施される、前記方法。
【００５１】
２３．  実施形態１から２２までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）における水素化からの生成物を蒸留による分離に供することで、１，６−ヘキサンジオールが富化された分画が得られ、その１，６−ヘキサンジオールが富化された分画をステップｃ）におけるアミノ化のために使用する、前記方法。
【００５２】
２４．  実施形態１から２３までのいずれかに記載の方法であって、ステップｂ）で得られた１，６−ヘキサンジオールを、ステップｃ）においてアミノ化触媒の存在下でアンモニアと反応させて、ヘキサメチレンジアミンを得る、前記方法。
【００５３】
２５．  実施形態１から２４までのいずれかに記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化は、水素の供給を行わずに、または水素の供給を行って実施される、前記方法。
【００５４】
２６．  実施形態１から２５までのいずれかに記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化の反応生成物を分離に供することで、ヘキサメチレンイミンが富化された分画と、ヘキサメチレンジアミンが低減された分画が得られる、前記方法。
【００５５】
２７．  実施形態２６に記載の方法であって、前記ヘキサメチレンイミンが富化された分画は、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される、前記方法。
【００５６】
２８．  実施形態２６または２７に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される分画は、ヘキサメチレンイミンおよび１，６−ヘキサンジオールからなる、前記方法。
【００５７】
２９．  実施形態２８に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される分画は、２０質量％から３５質量％までがヘキサメチレンイミンからなり、かつ８０質量％から６５質量％までが１，６−ヘキサンジオールからなる、前記方法。
【００５８】
３０．  実施形態１から２９までのいずれかに記載の方法であって、ステップｃ）においてヘキサメチレンイミンは、唯一の溶媒として使用される、前記方法。
【００５９】
３１．  ヘキサメチレンジアミンであって、０．５×１０-12から５×１０-12までの範囲の14Ｃ／12Ｃの同位体比を有することを特徴とする、前記ヘキサメチレンジアミン。
【００６０】
３２．  ヘキサメチレンジアミンであって、少なくとも１種の再生可能な原材料から生体触媒的に合成されたムコン酸から出発して製造できることを特徴とする、前記ヘキサメチレンジアミン。
【００６１】
発明の詳細な説明
本発明の範囲において、ムコン酸のエステルとは、別個の（外部）アルコール成分とのエステルを指す。ムコン酸のラクトンとは、分子内マイケル付加によって得られる化合物（ＩＩＩ）および（ＩＶ）ならびに化合物（ＩＩＩ）の水素化の生成物（Ｖ）を表す：
【化２】
2017502949.tif 000003
【００６２】
その場合に、前記ラクトン（ＩＩＩ）は、まだ一つの水素化可能な炭素−炭素二重結合を含むモノラクトンである。それに対してラクトン（ＩＶ）は、もはや水素化可能な炭素−炭素二重結合を含まないビスラクトンである。ラクトン（Ｖ）は、ジヒドロムコン酸から分子内マイケル付加によっても生成できる。その製造とは無関係に、ラクトン（Ｖ）は、本発明の範囲においては、「ムコン酸の水素化されたモノラクトン」とも呼ばれる。
【００６３】
本発明による方法のステップａ）で準備されるムコン酸は、再生可能な起源（資源）に由来する。それは、本発明の意図においては、天然（生体）起源を表し、石油、天然ガスまたは石炭のような化石起源を表さない。好ましくは、本発明による方法のステップａ）で準備されるムコン酸は、炭水化物、例えばデンプン、セルロースおよび糖類、またはリグニンに由来する。再生可能な起源から得られた化合物、例えばムコン酸は、石油のような化石起源から得られた化合物とは異なる14Ｃ対12Ｃの同位体比を有する。ステップａ）で使用されるムコン酸は、従って好ましくは、０．５×１０-12から５×１０-12までの範囲の14Ｃ対12Ｃ（14Ｃ／12Ｃ）の同位体比を有する。
【００６４】
再生可能な起源からのムコン酸の製造は、当業者に公知の全ての方法に従って、好ましくは生体触媒的に行うことができる。少なくとも１種の再生可能な原材料からのムコン酸の生体触媒的な製造は、例えば以下の文献に記載されている：ＵＳ４，９６８，６１２、ＷＯ２０１０／１４８０６３Ａ２、ＷＯ２０１０／１４８０８０Ａ２ならびにＫ．Ｍ．ＤｒａｔｈｓとＪ．Ｗ．Ｆｒｏｓｔ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９４，１１６，３３９−４００およびＷ．Ｎｉｕら，Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．Ｐｒｏｇ．２００２，１８，２０１−２１１。
【００６５】
上述のように、ムコン酸（２，４−ヘキサジエンジカルボン酸）は、シス，シス形、シス，トランス形およびトランス，トランス形の３種の異性体形で存在し、それらは混合物として存在してよい。概念「ムコン酸」は、本発明の意図においては、任意の組成におけるムコン酸の種々の配座異性体を含む。本発明による方法のステップｂ）における水素との反応のための使用物質としては、基本的に、ムコン酸の全ての配座異性体および／またはそれらのエステルならびにそれらの任意の混合物が適している。
【００６６】
好ましい一実施形態においては、本発明による方法のステップｂ）においては、シス，トランス−ムコン酸および／またはそのエステルが富化されているか、またはシス，トランス−ムコン酸および／またはそのエステルからなる使用物質が使用される。ここで、シス，トランス−ムコン酸およびそのエステルは、シス，シス−ムコン酸およびトランス，トランス−ムコン酸よりも高い水中および有機媒体中での溶解度を有する。
【００６７】
本発明による方法のステップｂ）においてシス，シス−ムコン酸、トランス，トランス−ムコン酸および／またはそれらのエステルから選択される少なくとも１種の成分を含有する使用物質が使用される場合に、この使用物質は、水素化の前にまたはその間にシス，トランス−ムコン酸もしくはそのエステルへと異性体化される。シス，シス−ムコン酸のシス，トランス−ムコン酸への異性体化は、以下のスキームで示される：
【化３】
2017502949.tif 000004
【００６８】
触媒としては、特に無機酸もしくは有機酸、水素化触媒、ヨウ素または紫外線が該当する。適切な水素化触媒は、以下に記載されている。異性体化は、例えばＷＯ２０１１／０８５３１１Ａ１に記載される方法に従って行うことができる。
【００６９】
好ましくは、ステップｂ）における水素との反応のための使用物質は、該使用物質中に含まれる全てのムコン酸配座異性体およびムコン酸エステル配座異性体の全質量に対して、少なくとも８０質量％が、特に好ましくは少なくとも９０質量％が、シス，トランス−ムコン酸および／またはそのエステルからなる。
【００７０】
ステップｂ）における水素化のためには、好ましくは、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用される。本発明の範囲においては、ムコン酸ポリエステルという概念は、ムコン酸もしくはエステル形成に使用されるジオールから誘導された少なくとも１つの繰返単位と、それに相補的な、カルボン酸エステル基を介して結合された少なくとも２つの繰返単位とを有するオリゴマーのムコン酸エステルも指す。
【００７１】
好ましくは、ムコン酸モノエステルとしては、一般式（Ｉ）：
Ｒ1ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＨ    （Ｉ）
［式中、基Ｒ1は、互いに独立して、直鎖状または分枝鎖状のＣ1〜Ｃ5−アルキルを表す］の少なくとも１種の化合物が使用される。
【００７２】
好ましくは、ムコン酸ジエステルとしては、一般式（ＩＩ）：
Ｒ1ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ2    （ＩＩ）
［式中、基Ｒ1およびＲ2は、互いに独立して、直鎖状または分枝鎖状のＣ1〜Ｃ5−アルキルを表す］の少なくとも１種の化合物が使用される。
【００７３】
好ましくは、ポリ（ムコン酸エステル）としては、一般式（ＶＩ）：
【化４】
2017502949.tif 000005
［式中
ｘは、２から６までの整数を表し、
ｎは、１から１００までの整数を表し、
Ｒ3は、Ｈ、直鎖状もしくは分枝鎖状のＣ1〜Ｃ5−アルキルまたは基ＨＯ−（ＣＨ2）x−を表し、
Ｒ4は、Ｈまたは基−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ5を表し、ここでＲ5はＨまたは直鎖状もしくは分枝鎖状のＣ1〜Ｃ5−アルキルを表すが、
但し、ｎが１の場合に、Ｒ3がＨを表し、かつＲ4が−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ5を表すか、またはＲ3が基ＨＯ−（ＣＨ2）x−を表し、かつＲ4がＨを表すかのいずれかであるものとする］の少なくとも１種の化合物が使用される。
【００７４】
ポリ（ムコン酸エステル）の重合度は、本発明の範囲においては、形式上ムコン酸から誘導される繰返単位と、形式上ジオールＨＯ−（ＣＨ2）x−ＯＨから誘導される繰返単位との合計を指す。
【００７５】
第一の好ましい一実施形態においては、ステップｂ）における水素化のために、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用される。
【００７６】
第二の好ましい一実施形態においては、ステップｂ）における水素化のために、ラクトン（ＩＩＩ）、（ＩＶ）および（Ｖ）ならびにそれらの混合物：
【化５】
2017502949.tif 000006
から選択されるムコン酸出発材料が使用される。
【００７７】
特に、ステップｂ）における水素化のために、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用され、かつ該水素化は液相中で行われる。
【００７８】
本発明による方法の第一の実施形態においては、ステップｂ）における水素化は、液相中で、水、脂肪族のＣ1〜Ｃ5−アルコール、脂肪族のＣ2〜Ｃ6−ジオール、エーテルおよびそれらからなる混合物から選択される溶媒の存在下で行われる。好ましくは、前記溶媒は、水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓ−ブタノール、イソブタノールおよびｔ−ブタノール、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテルおよびそれらからなる混合物から選択される。脂肪族のＣ1〜Ｃ5−アルコール、水およびこれらの溶媒からなる混合物が有利である。メタノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、水およびこれらの溶媒からなる混合物が特に有利である。更に、目的生成物の１，６−ヘキサンジオールを溶媒として使用することが有利である。その場合に、１，６−ヘキサンジオールは単独で、またはアルコールおよび／もしくは水との混合物において使用することができる。
【００７９】
前記液相中での水素化のために、１０質量％から６０質量％までの、特に好ましくは２０質量％から５０質量％までの、殊に好ましくは３０質量％から５０質量％までのムコン酸またはそのエステルを含有する溶液を使用することが有利である。
【００８０】
第二の好ましい一実施形態においては、ステップｂ）における水素化のために、一般式（ＩＩ）：
Ｒ1ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ2    （ＩＩ）
［式中、基Ｒ1およびＲ2は、互いに独立して、直鎖状または分枝鎖状のＣ1〜Ｃ5−アルキルを表す］の少なくとも１種のムコン酸ジエステルが使用され、かつ前記水素化は気相中で行われる。
【００８１】
ステップｂ）における反応に適した水素化触媒は、基本的に、炭素−炭素二重結合の水素化のために当業者に公知の遷移金属触媒である。一般的に、前記触媒は、ＩＵＰＡＣによる周期律表の第７族、第８族、第９族、第１０族および第１１族の少なくとも１種の遷移金属を含む。好ましくは、前記触媒は、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＣｕおよびＡｕの群からの少なくとも１種の遷移金属を有する。特に好ましくは、前記触媒は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒの群からの少なくとも１種の遷移金属を有する。前記水素化触媒は、上述の遷移金属のそのままからなるか、または上述の遷移金属を担体上に施与された状態で、沈殿触媒、ラネー触媒またはその混合物として含む。
【００８２】
本発明によりステップｂ）で使用される水素化触媒のための不活性担体材料としては、実質的に全ての技術水準の担体材料、例えば有利には担持触媒の製造に際して使用される担体材料、例えばカーボン、ＳｉＯ2（石英）、磁器、酸化マグネシウム、二酸化スズ、炭化ケイ素、ＴｉＯ2（ルチル、アナターゼ）、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）、アルミニウムシリケート、ステアタイト（マグネシウムシリケート）、ジルコニウムシリケート、セリウムシリケートまたは前記担体材料の混合物が使用されうる。有利な担体材料は、カーボン、酸化アルミニウムおよび二酸化ケイ素である。特に有利な担体材料は、カーボンである。二酸化ケイ素担体材料としては、種々の出所および製造の二酸化ケイ素材料、例えば熱分解法で作成されたケイ酸または湿式化学的に製造されたケイ酸、例えばシリカゲル、エアロゲルまたは沈降ケイ酸を触媒の製造のために使用することができる（種々のＳｉＯ2出発材料の製造のためには、Ｗ．Ｂｕｅｃｈｎｅｒ，Ｒ．Ｓｃｈｌｉｅｂｓ，Ｇ．Ｗｉｎｔｅｒ，Ｋ．Ｈ．Ｂｕｅｃｈｅｌ：工業無機化学（Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌｌｅ  Ａｎｏｒｇａｎｉｓｃｈｅ  Ｃｈｅｍｉｅ），第２版，第５３２頁〜第５３３頁，ＶＣＨ出版社，ヴァインハイム  １９８６を参照のこと）。
【００８３】
前記水素化触媒は、成形体として、例えば球体形、リング形、円筒形、立方体形、直方体形または他の幾何学体形で使用することができる。非担持の触媒は、通常の方法に従って、例えば押出、タブレット成形等によって成形することができる。担持された触媒の形は、担体の形によって決まる。その一方で、前記担体は、１種以上の触媒活性成分の施与の前に、またはその後に成形方法に供することができる。遷移金属触媒Ｋは、例えば圧縮成形された円筒体形、タブレット形、錠剤形、車輪形、リング形、星形または押出成形体形、例えば中実ストランド、多葉形ストランド、中空ストランドおよびハニカム体または他の幾何学体の形で使用されうる。
【００８４】
触媒粒子は、一般的に、０．５ｍｍから２０ｍｍまでの、好ましくは１ｍｍから１０ｍｍまでの（最大）直径の平均値を有する。それに含まれるのは、例えば１ｍｍから７ｍｍまでの直径、好ましくは２ｍｍから６ｍｍまでの直径と、３ｍｍから５ｍｍまでの高さを有するタブレット形の遷移金属触媒Ｋ、例えば４ｍｍから７ｍｍまでの、好ましくは５ｍｍから７ｍｍまでの外径と、２ｍｍから５ｍｍまでの高さと、２ｍｍから３ｍｍまでの孔径とを有するリング形の遷移金属触媒Ｋ、または例えば１．０ｍｍから５ｍｍまでの種々の長さの直径のストランド形の遷移金属触媒Ｋである。そのような形は、公知のようにしてタブレット成形、圧出成形または押出成形によって得ることができる。そのために、触媒材料に、通常の助剤、例えば滑沢剤、例えば黒鉛、ポリエチレンオキシド、セルロースまたは脂肪酸（例えばステアリン酸）および／または成形助剤ならびに補強材、例えばガラス、アスベストもしくは炭化ケイ素からなる繊維が添加されうる。
【００８５】
前記触媒は、水素化条件下で、均一系触媒としても、不均一系触媒としても存在しうる。有利には、前記触媒は、水素化条件下で不均一系触媒として存在する。不均一系触媒が使用される場合には、この触媒は、例えば網状の担体上に施与されていてよい。その代わりに、またはそれに加えて、前記不均一系触媒は、管形の担体の内壁に施与されていてよく、その際、該管形の担体を通じて反応混合物が流過される。その代わりに、またはそれに加えて、前記触媒は、粒状の固体として使用することができる。好ましい一実施形態においては、ステップｂ）における水素化は液相中で行われ、かつ前記触媒は懸濁液の形で存在する。液状の反応生成物が反応帯域から抜き出される場合に、懸濁された触媒は、当業者に公知の保持方法によって反応帯域に留めることができる。これらの保持方法は、好ましくはクロスフロー濾過、重力濾過および／または少なくとも１つの濾筒による濾過を含む。
【００８６】
ムコン酸、ムコン酸モノエステルおよびラクトンの水素化
第一の変法においては、ステップｂ）における水素化のためには、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用される。
【００８７】
この変法によれば、ステップｂ）における水素化のためには、好ましくは、還元された触媒の全質量に対して少なくとも５０質量％のコバルト、ルテニウムまたはレニウムを含有する水素化触媒が使用される。
【００８８】
水素化のために少なくとも５０質量％のコバルトを含有する触媒が使用される場合に、この触媒は、更に、特にリン酸、および／または更なる遷移金属、好ましくは銅、マンガンおよび／またはモリブデンを含有してよい。
【００８９】
適切な触媒前駆体の製造は、ＤＥ２３２１１０１から公知である。この触媒前駆体は、未還元の焼結状態で、４０質量％から６０質量％までのコバルト（Ｃｏとして計算）、１３質量％から１７質量％までの銅（Ｃｕとして計算）、３質量％から８質量％までのマンガン（Ｍｎとして計算）、０．１質量％から５質量％までのリン酸塩（Ｈ3ＰＯ4として計算）および０．５質量％から５質量％までのモリブデン（ＭｏＯ3として計算）を含有する。ＥＰ６３６４０９Ｂ１は、５５質量％から９８質量％までがコバルトからなり、０．２質量％から１５質量％までがリンからなり、０．２質量％から１５質量％までがマンガンからなり、０．２質量％から１５質量％までがアルカリ金属（酸化物として計算）からなる更なる適切なコバルト触媒前駆体の製造を記載している。そのような触媒前駆体は、水素による処理、または水素と不活性ガス、例えば窒素とからなる混合物による処理によって還元することで、活性の金属コバルト含有触媒を得ることができる。これらの触媒は、かなり大部分が金属からなり、かつ触媒担体を含まない中実触媒（非担持触媒；Ｖｏｌｌｋｏｎｔａｋｔ）である。
【００９０】
ムコン酸ジエステルおよびムコン酸ポリエステルの水素化
第一の変法においては、ステップｂ）における水素化のためには、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用される。
【００９１】
この変法によれば、ステップｂ）における水素化のためには、好ましくは、還元された触媒の全質量に対して少なくとも５０質量％の銅を含有する水素化触媒が使用される。
【００９２】
触媒としては、原則的に、全ての、カルボニル基の水素化のために適した均一系触媒および不均一系触媒、例えば金属、金属酸化物、金属化合物またはこれらからなる混合物が該当する。均一系触媒のための例は、例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ，有機化学の手法（Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ），第ＩＶ／１ｃ巻，Ｇｅｏｒｇ  Ｔｈｉｅｍｅ出版  シュトゥットガルト，１９８０，第４５頁〜第６７頁に記載され、かつ不均一系触媒のための例は、例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ，有機化学の手法（Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ），第ＩＶ／１ｃ巻，第１６頁〜第２６頁に記載されている。
【００９３】
好ましくは、元素の周期律表の第Ｉ亜族および第ＶＩ亜族ないし第ＶＩＩＩ亜族からの元素の１種または複数種、好ましくは銅、クロム、モリブデン、マンガン、レニウム、ルテニウム、コバルト、ニッケルまたはパラジウム、特に好ましくは銅、コバルトまたはレニウムを含有する触媒が使用される。
【００９４】
ムコン酸ジエステル、ムコン酸オリゴエステルおよびムコン酸ポリエステルの水素化の場合にも、既に上げたコバルト、ルテニウムまたはレニウムを含有する触媒を使用することができる。しかし、これらの触媒の代わりに、少なくとも５０質量％の銅（還元された触媒の全質量に対して）を含有する触媒を使用することが好ましい。
【００９５】
前記触媒は、活性成分だけからなるか、またはその活性成分が担体上に施与されていてよい。担体材料としては、特にＣｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、ＢａＯおよびＭｇＯまたはそれらからなる混合物が適している。
【００９６】
ＥＰ０５５２４６３Ａ１に記載されるような触媒が特に好ましい。それは、酸化物形で組成：
ＣｕaＡｌbＺｒcＭｎdＯx
［式中、ａ＞０、ｂ＞０、ｃ≧０、ｄ＞０、ａ＞ｂ／２、ｂ＞ａ／４、ａ＞ｃおよびａ＞ｄが当てはまり、ｘは、１単位式あたりの電子的中性を保つために必要とされる酸素イオンの数を指す］を有する触媒である。これらの触媒の製造は、例えばＥＰ５５２４６３Ａ１の記載によれば、難溶性化合物の沈降によって、相応の金属イオンをその塩形で含有する溶液から行うことができる。適切な塩は、例えばハロゲン化物塩、硫酸塩および硝酸塩である。沈殿剤としては、熱処理によって酸化物に変換できるそのような不溶性の中間物質の形成をもたらすあらゆる試剤が適している。特に適切な中間物質は、水酸化物および炭酸塩または炭酸水素塩であるので、特に好ましい沈殿剤としては、アルカリ金属炭酸塩または炭酸アンモニウムが使用される。前記中間物質の熱処理は、５００℃から１０００℃までの範囲の温度で行われる。そのような触媒のＢＥＴ表面積は、１０ｍ2／ｇから１５０ｍ2／ｇの間である。
【００９７】
更に、触媒として適しているのは、５０ｍ2／ｇから１２０ｍ2／ｇまでのＢＥＴ表面積を有し、スピネル構造を有する結晶を全体的にまたは部分的に含むとともに、銅を酸化銅の形態で含有する触媒である。
【００９８】
また、ＷＯ２００４／０８５３５６Ａ１は、酸化銅と、酸化アルミニウムと、ランタン、タングステン、モリブデン、チタンまたはジルコニウムの酸化物の少なくとも１つと、更に粉末状の金属の銅、銅片、粉末状セメント、黒鉛またはそれらの混合物を含有する、本発明による方法に適した銅触媒を記載している。これらの触媒は、上述の全てのエステルの水素化のために特に適している。
【００９９】
ステップｂ）における水素化は、断続的にまたは連続的に実施することができ、その際、連続的な水素化が好ましい。ステップｂ）における水素化は、液相中または気相中で実施することができる。
【０１００】
連続方式の場合の触媒負荷量は、水素化触媒１ｋｇ当たり、好ましくは０．１ｋｇ〜２ｋｇの、特に好ましくは０．５ｋｇ〜１ｋｇの水素化されるべき出発物質である。
【０１０１】
水素の、ムコン酸出発材料に対するモル比は、好ましくは５０：１〜１０：１であり、特に好ましくは３０：１〜２０：１である。その場合に、ムコン酸出発材料は、ムコン酸、ムコン酸のエステル、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択される。
【０１０２】
ステップｂ）における水素化のために、上述の化合物の少なくとも２つから選択されるムコン酸出発材料が使用される場合に、使用される水素量は、水素化されるべき化合物の割合に依存して、上述の算定規則に従って選択される。
【０１０３】
本発明による方法の具体的な一実施形態においては、前記水素化は、ｎ個の直列に（一列に）接続された水素化反応器中で行われ、その際、ｎは、少なくとも２の整数を表す。ｎのために適切な値は、２、３、４、５、６、７、８、９および１０である。好ましくは、ｎは、３〜６を表し、特に２または３を表す。この実施形態においては、前記水素化は、好ましくは連続的に行われる。
【０１０４】
水素化のために使用される反応器は、互いに独立して、１個の反応器内に１つ以上の反応帯域を有してよい。前記反応器は、同じまたは異なる反応器であってよい。これらの反応器は、例えばそれぞれ同じまたは異なる混合特性を有してよく、および／または内部構造物によって１つ以上に区分されていてよい。
【０１０５】
水素化のための適切な耐圧式反応器は、当業者に公知である。それに含まれるのは、一般的に、気−液反応用の通常の反応器、例えば管形反応器、管束型反応器、ガス循環型反応器、気泡塔、ループ型装置、撹拌槽（それは撹拌槽カスケードとして構成されていてもよい）、エアリフト型反応器等である。
【０１０６】
不均一系水素化触媒の使用下での本発明による方法は、固定床方式で、または懸濁液方式で実施することができる。その場合に、固定床方式は、アップフロー方式またはダウンフロー方式で実施することができる。その場合に、前記水素化触媒は、好ましくは既に記載されているような成形体として使用され、例えば圧縮成形された円筒体形、タブレット形、錠剤形、車輪形、リング形、星形または押出成形体形、例えば中実ストランド、多葉形ストランド、中空ストランド、ハニカム体等の形で使用される。
【０１０７】
懸濁液方式では、同様に不均一系触媒が使用される。前記不均一系触媒は、その場合に、少なくとも微細な状態で使用され、反応媒体中に微細に懸濁されて存在する。
【０１０８】
適切な不均一系触媒およびその製造方法は、上記の通りである。
【０１０９】
固定床での水素化に際して、内部空間に固定床が配置されており、その固定床を通じて反応媒体が流れる反応器が使用される。その場合に該固定床は、唯一の充填床または複数の充填床から形成されていてよい。その場合に、各々の充填床は、１つまたは複数の帯域を有してよく、その際、該帯域の少なくとも１つは、水素化触媒として活性の材料を含有する。その場合に、各々の帯域は、１つまたは複数の触媒活性材料を有してよく、および／または１つまたは複数の種々の不活性材料を有してよい。種々の帯域は、それぞれ同じまたは異なる組成を有してよい。複数の触媒活性帯域であって、例えば不活性充填床によって互いに隔離されている帯域を設けることも可能である。個々の帯域は、種々の触媒活性を有してもよい。そのために、種々の触媒活性材料を使用してよく、および／または前記帯域の少なくとも１つに１種の不活性材料を混加することができる。固定床を通じて流れる反応媒体は、少なくとも１つの液相を含有する。該反応媒体は、更に１つの気相を含有してよい。
【０１１０】
懸濁液における水素化に際しての反応器としては、特にジェットループまたはプロペラループのようなループ型装置、撹拌槽（撹拌槽カスケードとして構成されていてもよい）、気泡塔またはエアリフト型反応器が使用される。
【０１１１】
好ましくは、本発明による方法の連続的水素化は、少なくとも２個の直列に（一列に）接続された固定床反応器において行われる。該反応器は、好ましくは並流で運転される。供給流の供給は、上方からでも、下方からでも行うことができる。
【０１１２】
望ましくは、ｎ個の反応器からなる水素化装置の場合には、該反応器の少なくとも２個（すなわち該反応器の２個からｎ個まで）は、互いに異なる温度を有してよい。特定の一実施形態においては、各々の後接続された反応器は、前方の反応器よりも高い温度で運転される。更に、どの反応器も、異なる温度を有する２つまたはそれより多くの反応帯域を有してよい。このように、例えばできる限り完全な転化率を水素化に際して達成するために、例えば２番目の反応帯域において、１番目の反応帯域とは異なる温度に、好ましくはそれより高い温度に調整してよく、または後続の各々の反応帯域において、先行する反応帯域中よりも高い温度に調整してよい。
【０１１３】
特定の一実施形態においては、ステップｂ）における水素化のために、少なくとも２個の反応器からなる水素化装置、または少なくとも２つの反応帯域を有する少なくとも１個の反応器が使用される。その際、その水素化は、５０℃から１６０℃までの温度範囲で行われ、引き続き１６０℃から２４０℃までの温度範囲で行われる。このやり方では、上流側に設置された部分の水素化装置においてまず本質的に炭素−炭素二重結合が水素化され、そして下流側に設置された部分の水素化装置において引き続き本質的にカルボン酸基および／またはカルボン酸エステル基が還元されうる。
【０１１４】
望ましくは、ｎ個の反応器からなる水素化装置の場合には、該反応器の少なくとも２個（すなわち該反応器の２個からｎ個まで）は、互いに異なる圧力を有してよい。特定の一実施形態においては、各々の後接続された反応器は、前方の反応器よりも高い圧力で運転される。
【０１１５】
水素化に必要とされる水素の供給は、１番目の反応器において、場合により追加で少なくとも１個の他の反応器において行うことができる。好ましくは、水素の供給は、１番目の反応器でのみ行われる。反応器に供給される水素量は、水素化反応器中で消費される水素量と、場合により排ガスと一緒に排出される水素量とから得られる。
【０１１６】
その都度の反応器で反応される水素化されるべき化合物の割合の調整は、例えば反応器容量および／または反応器中での滞留時間を介して行うことができる。
【０１１７】
１番目の反応器における、形成されたアジピン酸またはアジピン酸エステルに対する転化率は、好ましくは少なくとも７０％であり、特に好ましくは少なくとも８０％である。
【０１１８】
その水素化に際しての、水素化可能な出発材料に対する全転化率は、好ましくは少なくとも９７％であり、特に好ましくは少なくとも９８％であり、特に少なくとも９９％である。
【０１１９】
その水素化に際しての、形成される１，６−ヘキサンジオールに対する選択性は、好ましくは少なくとも９７％であり、特に好ましくは少なくとも９８％であり、特に少なくとも９９％である。
【０１２０】
発熱的水素化に際して生ずる反応熱の排出のために、前記反応器の１つ、または前記反応器の幾つかに、少なくとも１つの冷却装置が設けられていてよい。特定の一実施形態においては、少なくとも前記１番目の反応器には冷却装置が設けられている。反応熱の排出は、外部循環流の冷却によって、または内部冷却によって前記反応器の少なくとも１つにおいて行ってよい。内部冷却のためには、そのために通例の装置、一般的に中空体モジュール、例えばフィルド管、らせん管、熱交換板等を使用することができる。その一方で、前記反応は、冷却式の管束型反応器中で行うこともできる。
【０１２１】
好ましくは、前記水素化は、ｎ個の直列に接続された水素化反応器中で行われ、その際、ｎは、少なくとも２の整数を表し、かつ少なくとも１個の反応器は、反応帯域から外部循環に導かれる流れを有する（外部循環流、液体循環、ループ方式）。その場合に、好ましくはｎは２または３を表す。
【０１２２】
好ましくは、前記水素化は、ｎ個の直列に接続された水素化反応器中で行われ、その際、ｎは、好ましくは２または３を表し、かつ前記１番目から（ｎ−１）番目までの反応器は、反応帯域から外部循環に導かれる流れを有する。
【０１２３】
好ましくは、前記水素化は、ｎ個の直列に接続された水素化反応器中で行われ、その際、ｎは、好ましくは２または３を表し、かつ前記反応はｎ番目の反応器中で（水素化されるべき反応混合物が流過する最後の反応器中で）断熱的に実施される。
【０１２４】
好ましくは、前記水素化は、ｎ個の直列に接続された水素化反応器中で行われ、その際、ｎは、好ましくは２または３を表し、かつｎ番目の反応器は直行通過で運転される。
【０１２５】
反応器が「直行通過で」運転される場合に、こことそれ以降には、反応器が反応生成物の返送を伴わずにループ方式の意図において運転されることを表すべきである。その場合に、直行通過での運転方式は、該反応器中で、逆混合する内部構造物および／または撹拌装置を基本的に排除するものではない。
【０１２６】
１番目の反応器に後接続された反応器（すなわち２番目からｎ番目までの反応器）の１つにおいて水素化された反応混合物が、反応器中の所望の温度を保持するには反応時に生ずる発熱性が不十分であるほど僅かな低い割合でしか水素化可能なムコン酸を有さない場合に、反応器（または２番目の反応器の個々の反応帯域）の加熱も必要となることがある。この加熱は、上記の反応熱の排出と同様にして、外部循環流の加熱によって、または内部加熱によって行うことができる。適切な一実施形態においては、前記反応器の温度調節のためには、先行する反応器の少なくとも１つからの反応熱を使用することができる。
【０１２７】
更に、該反応混合物から取り出された反応熱は、反応器の供給流の加熱のために使用することができる。そのために、例えば水素化されるべき化合物の供給流は、１番目の反応器において、この反応器の外部循環流と少なくとも部分的に混合してよく、次いで精製された流れを前記１番目の反応器中に導入してよい。更に、ｍが２番目からｎ番目までの反応器である場合に、（ｍ−１）番目の反応器からの供給流はｍ番目の反応器において、ｍ番目の反応器の循環流と混合してよく、次いで精製された流れをｍ番目の反応器中に導入してよい。更に、水素化されるべき化合物の供給流および／または別の供給流は、取り出された水素化熱で運転される熱交換器によって加熱することができる。
【０１２８】
本方法の特定の一実施形態においては、ｎ個の直列に接続された反応器からなる反応器カスケードが使用され、その際、第ｎ個の（ｎ番目の）反応器中での反応は断熱的に実施される。この概念は、本発明の範囲においては、技術的意味で理解されるものであり、物理化学的意味で理解されるものではない。こうして反応混合物は、２番目の反応器中を流れるときに発熱的水素化反応に基づいて一般に温度上昇が起こる。断熱的な反応操作とは、水素化において放出される熱量が反応器中の反応混合物により吸収され、冷却装置による冷却が適用されない方式を表す。従って、該反応熱は、２番目の反応器からの反応混合物により奪われ、残分は除いて、自然な熱伝導と放熱によって該反応器から周囲へと放出される。好ましくは、ｎ番目の反応器は直行通過で運転される。
【０１２９】
好ましい一実施形態においては、水素化のために、二段階の反応器カスケードが使用され、その際、１番目の水素化反応器は、反応帯域から外部循環に導かれる流れを有する。本方法の特定の一実施形態においては、２個の一列に接続された反応器からなる反応器カスケードが使用され、その際、２番目の反応器中での反応は断熱的に実施される。
【０１３０】
更なる好ましい一実施形態においては、水素化のために、三段階の反応器カスケードが使用され、その際、１番目と２番目の水素化反応器は、反応帯域から外部循環に導かれる流れを有する。本方法の特定の一実施形態においては、３個の一列に接続された反応器からなる反応器カスケードが使用され、その際、３番目の反応器中での反応は断熱的に実施される。
【０１３１】
一実施形態においては、使用される反応器の少なくとも１つにおいて、追加の混和を行ってよい。水素化を反応混合物の長い滞留時間で行う場合に、追加の混和が特に好ましい。その混和のために、例えば反応器に導入される流れは、それを適切な混合装置、例えばノズルを通じてその都度の反応器中に導入することで投入されうる。その混和のために、その都度の反応器から外部循環に導かれる流れも使用することができる。
【０１３２】
水素化を完全なものにするために、１番目から（ｎ−１）番目までの反応器から産出物を一つずつ取り出す。該産出物は、まだ水素化可能な成分を含有し、それをそれぞれの後接続された水素化反応器に供給する。特定の一実施形態においては、前記産出物は、第一の部分流と第二の部分流とに分けられ、その際、前記第一の部分流は循環流として、それが取り出された反応器へと再び供給され、前記第二の部分流は、後続の反応器へと供給される。前記産出物は、水素の溶解された含分または気体状の含分を含有しうる。特定の一実施形態においては、１番目から（ｎ−１）番目までの反応器からの産出物は相分離容器に供給され、液相と気相へと分離され、該液相は第一の部分流と第二の部分流とに分離され、前記気相は少なくとも部分的に後続の反応器に個別に供給される。代わりの一実施形態においては、１番目から（ｎ−１）番目までの反応器からの産出物は相分離容器に供給され、水素が低減された第一の液状の部分流と、水素が富化された第二の部分流とに分離される。該第一の部分流は次いで循環流として、それが取り出された反応器へと再び供給され、前記第二の部分流は、後続の反応器へと供給される。更なる別の実施形態においては、２番目からｎ番目までの反応器への水素の投入は、前接続された反応器から取り出された水素含有供給物を介して行われず、新たな水素をもって別個の供給路を介して行われる。
【０１３３】
前記変法は、特に好ましくは、反応温度の制御のために適しており、そして反応媒体と、境界をなす装置壁と、周囲との間の熱の移動の制御のために適している。熱収支の制御のための更なる手法は、水素化されるべき化合物の供給の入口温度の調節にある。そのように、供給入口のより低い温度は、一般的に水素化熱の排出の向上をもたらす。触媒活性が低下したときに、入口温度は、より高い反応速度を達成するために、こうして低下する触媒活性を補償するためにより高く選択することができる。こうして好ましくは、使用される水素化触媒の寿命は一般的に延ばすことができる。
【０１３４】
一段階または二段階の水素化
第一の好ましい実施形態においては、ステップｂ）における水素化は、アジピン酸またはアジピン酸のエステルの中間単離をせずに行われる。
【０１３５】
第二の好ましい実施形態においては、本発明による方法のステップｂ）は、以下の部分ステップ：
ｂ１）ムコン酸またはそのエステルの１つを、水溶液中で第一の水素化触媒の存在下に水素化することでアジピン酸またはそのエステルを得るステップと、
ｂ２）アジピン酸またはそのエステルの１つを、水溶液中で第二の水素化触媒の存在下に水素化することで１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、
を含む。
【０１３６】
この場合に、第一の触媒がラネーコバルトおよび／またはラネーニッケルおよび／またはラネー銅であることが有利である。この場合に、更に、第二の触媒が、還元された触媒の全質量に対して、少なくとも５０質量％の、レニウム、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケルおよび銅からなる群から選択される元素を含有することが有利である。アジピン酸、アジピン酸モノエステルおよびアジピン酸ジエステルの水素化のために、第二の触媒が、レニウム、ルテニウムおよびコバルトからなる群から選択される少なくとも５０質量％の元素を含有することが特に好ましい。アジピン酸オリゴエステルまたはアジピン酸ポリエステルの水素化のために、第二の触媒が少なくとも５０質量％の銅を含有することが特に好ましい。
【０１３７】
ステップｂ１）における水素化は、好ましくは５０℃から１６０℃までの範囲にある温度で、特に好ましくは６０℃から１５０℃までの範囲にある温度で、殊に好ましくは７０℃から１４０℃までの範囲にある温度で行われる。この温度範囲において、好ましくは５０％超の、特に好ましくは７０％超の、殊に好ましくは９０％超の、ムコン酸中に存在する炭素−炭素二重結合が水素化される。
【０１３８】
ステップｂ２）における水素化は、好ましくは１６０℃から２４０℃までの範囲にある温度で、特に好ましくは１７０℃から２３０℃までの範囲にある温度で、殊に好ましくは１７０℃から２２０℃までの範囲にある温度で行われる。そのときに、まだ水素化されていない炭素−炭素二重結合およびカルボキシル基が水素化される。
【０１３９】
ステップｂ１）は、例えば１番目のループ型反応器において実施でき、ステップｂ２）は、２番目のループ型反応器において実施できる。その場合に、ステップｂ２）の反応は、後続の管形反応器中で完全なものにすることができる。しかしまた、ループ型反応器中に２つの反応帯域が作られる場合には、１個のループ型反応器で済ませることも可能である。またこの場合に、１個の管形反応器が直行通過で接続される。該水素化は、アップフロー運転方式またはダウンフロー運転方式で行うことができる。
【０１４０】
１，６−ヘキサンジオールの後処理
本発明による方法の好ましい一実施形態においては、ステップｂ）における水素化からの生成物を蒸留による分離に供することで、１，６−ヘキサンジオールが富化された分画が得られ、その１，６−ヘキサンジオールが富化された分画がステップｃ）におけるアミノ化のために使用される。
【０１４１】
溶媒としての水中でのムコン酸の水素化に際して得られる反応生成物は、１，６−ヘキサンジオール水溶液である。該水素化生成物の冷却および放圧の後に、水を好ましくは蒸留により除去し、そして１，６−ヘキサンジオールを高い純度（＞９７％）で得ることができる。
【０１４２】
ムコン酸の水素化が、例えば溶媒としてのメタノール中で実施される場合に、そのムコン酸の一部は、その場（インサイチュー）でムコン酸モノメチルエステルおよびムコン酸ジメチルエステルに変換される。該水素化生成物は、メタノールおよび水からなる混合物中の１，６−ヘキサンジオールの溶液である。蒸留によって、メタノールおよび水は１，６−ヘキサンジオールから分離される。メタノールは好ましくは水から分離され、水素化へと返送される。水は排出される。
【０１４３】
ｎ−ブタノールまたはｉ−ブタノールをムコン酸の水素化に際しての溶媒として使用する場合に、水素化生成物の冷却および放圧の後に、液状の二相混合物が得られる。水相と有機相とは相分離によって分離される。その有機相は蒸留される。塔頂生成物として、ブタノールが分離され、好ましくはムコン酸の水素化へと返送される。１，６−ヘキサンジオールは、必要に応じて蒸留により更に精製することができる。
【０１４４】
ムコン酸ジエステルが水素化のために使用される場合に、１，６−ヘキサンジオールの十分に無水の溶液が得られ、該溶液を蒸留により後処理することで、純粋な１，６−ヘキサンジオールを得ることができる。得られたアルコールは、好ましくはエステル化段階へと返送される。
【０１４５】
ジオール成分として１，６−ヘキサンジオールを含むムコン酸オリゴエステルおよびポリエステルの水素化に際して、かなり大部分が１，６−ヘキサンジオールからなる水素化生成物が生ずる。
【０１４６】
ヘキサメチレンジアミン
本発明による方法のステップｃ）においては、前記定義によるステップａ）およびｂ）を含む方法によって得られた１，６−ヘキサンジオールをアミノ化触媒の存在下でアミノ化することで、ヘキサメチレンジアミンが得られる。
【０１４７】
１，６−ヘキサンジオールは、ステップｃ）において、好ましくはアミノ化触媒の存在下でアンモニアと反応されて、ヘキサメチレンジアミンが得られる。
【０１４８】
本発明によるアミノ化は、水素を供給しなくても実施できるが、好ましくは水素を供給して実施することができる。
【０１４９】
触媒としては、本発明の一実施形態においては、好ましくは主としてコバルト、銀、ニッケル、銅もしくはルテニウムまたはこれらの金属の混合物が使用される。その場合に、「主として」とは、これらの金属の一つが、触媒中に５０質量％超含まれている（担体を含まずに計算）ことを表すべきである。該触媒は、中実触媒（非担持触媒）として、つまり触媒担体なしで、または担体触媒として使用することができる。担体としては、好ましくはＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、活性炭、ケイ酸塩および／またはゼオライトが使用される。上述の触媒は、好ましくは固定床触媒として使用される。コバルト、ニッケルおよび／または銅を、ラネー型の懸濁液触媒の形で使用することも可能である。
【０１５０】
本発明の一実施形態においては、１，６−ヘキサンジオールのアミノ化は、均質相中で行われ、前記触媒は、周期律表（ＩＵＰＡＣ）の第８族、第９族および第１０族から選択される少なくとも１つの元素と少なくとも１つのドナー配位子とを含む錯体触媒である。そのような触媒は、例えばＷＯ２０１２／１１９９２９Ａ１から公知である。
【０１５１】
該アミノ化は、好ましくは１００℃から２５０℃までの温度で、特に好ましくは１２０℃から２３０℃までの温度で、殊に好ましくは１００℃から２１０℃までの温度で行われる。
【０１５２】
全圧は、好ましくは５ＭＰａから３０ＭＰａまでの範囲であり、特に好ましくは７ＭＰａから２７ＭＰａまでの範囲であり、殊に好ましくは１０ＭＰａから２５ＭＰａまでの範囲である。
【０１５３】
１，６−ヘキサンジオールの、アンモニアに対するモル比は、好ましくは１〜３０、特に好ましくは１〜２５、殊に好ましくは１〜２０である。
【０１５４】
前記アミノ化は、溶媒不含で行うことができる。しかし好ましくは、アミノ化は、少なくとも１種の溶媒の存在下で実施される。溶媒としては、水、エーテルまたはこれらの溶媒の混合物が好ましく、その際、エーテルは、特に好ましくは、ジオキサン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジブチルエーテルおよびメチル−ｔ−ブチルエーテルから選択される。
【０１５５】
本発明による方法の好ましい一実施形態においては、ムコン酸の水素化に際して生ずる１，６−ヘキサンジオール水溶液は、後処理せずにアミノ化ステップで使用される。
【０１５６】
ステップｃ）において得られる水性１，６−ヘキサンジオールの一部を完全にまたは部分的に脱水することが好ましいことがある。部分的な脱水に際して、粗製１，６−ヘキサンジオールの、例えば５０％を、好ましくは７０％を、特に好ましくは９０％を除去することができる。それは、例えば５０℃から９０℃までの温度での低減された圧力下での水の蒸発によって（例えば回転蒸発器で）、または蒸留によって行うことができる。
【０１５７】
特に好ましい一実施形態においては、前記アミノ化は、溶媒としてのヘキサメチレンイミンの存在下で、またはヘキサメチレンイミン／水混合物の存在下で実施される。
【０１５８】
溶媒の量は、好ましくは、５質量％〜８０質量％の、好ましくは１０質量％〜７０質量％の、特に好ましくは１５質量％〜６０質量％の１，６−ヘキサンジオール溶液が生ずるように計量される。
【０１５９】
１，６−ヘキサンジオール１モル当たりに、１０リットルから１５０リットルまでの、好ましくは１０リットルから１００リットルまでの水素が供給される。
【０１６０】
本発明の一実施形態においては、第一の部分ステップｃ１）において１，６−ヘキサンジオールのアンモニアでのアミノ化を行うことで、５０質量％超の１−アミノ−６−ヒドロキシヘキサンを含有する、１−アミノ−６−ヒドロキシヘキサンおよびヘキサメチレンジアミンからなる混合物が得られる。この混合物を部分ステップｃ２）において、ヘキサメチレンジアミンと一緒に、未反応の１，６−ヘキサンジオールから分離して、部分ステップｃ３）において、更なるアンモニアと反応させることで、ヘキサメチレンジアミンが得られる。
【０１６１】
該アミノ化は、断続的にまたは連続的に、液相中または気相中で実施することができ、その際、連続的な方法操作が好ましい。
【０１６２】
まだ１−アミノ−６−ヒドロキシヘキサンを含有する目的生成物のヘキサメチレンジアミンの後処理は、好ましくは蒸留により行われる。１−アミノ−６−ヒドロキシヘキサンおよびヘキサメチレンジアミンは非常に類似した蒸気圧を有するので、純粋なヘキサメチレンジアミンが排出される。１−アミノ−６−ヒドロキシヘキサンおよびヘキサメチレンジアミンからなる混合物は、蒸留段階へと返送される。
【０１６３】
特に好ましい更なる実施形態においては、１，６−ヘキサンジオールのアミノ化で形成されるヘキサメチレンイミンは、アミノ化生成物から蒸留により分離され、アミノ化段階へと返送される。返送されたヘキサメチレンイミンの量が３４質量％（１，６−ヘキサンジオールおよびヘキサメチレンイミンからなる質量合計に対して）である場合に、好ましくは更なるヘキサメチレンイミンは形成されない。ヘキサメチレンイミンは、水との共沸物として蒸留により分離することができる。
【０１６４】
得られたヘキサメチレンジアミンは、更なる精製に供することができる。この精製は、好ましくは少なくとも１つの蒸留ステップを含む。特定の一実施形態においては、得られたヘキサメチレンジアミンは、分別蒸留によって「繊維品質」（すなわち少なくとも９９．９％のヘキサメチレンジアミン含量）にまでもたらされる。ヘキサメチレンジアミン異性体化合物と一緒に副生成物として２−アミノメチルシクロペンチルアミン（ＡＭＣＰＡ）および／または１，２−ジアミノシクロヘキサン（ＤＡＣＨ）が含まれている場合に、これらは、ＵＳ６，２５１，２２９Ｂ１に従って、１ミリバールから３００ミリバールまでの圧力で、圧力損失の少ない蒸留塔を使用して分離することができる。
【０１６５】
本発明による方法により再生可能な起源から製造されたヘキサメチレンジアミンは、一般的に、０．５×１０-12から５×１０-12までの範囲の14Ｃ対12Ｃ（14Ｃ／12Ｃ）の同位体比を有する。
【０１６６】
本発明を以下の実施例をもとにより詳細に説明するが、それは本発明を制限するものではない。
【実施例】
【０１６７】
実施例
実施例１：
ムコン酸の製造
シス，シス−ムコン酸を、Ｋ．Ｍ．Ｄｒａｔｈｓ，Ｊ．Ｗ．Ｆｒｏｓｔ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，１１６（１９９４），第３９９頁〜第４００頁における指示に従って、大腸菌突然変異体ＡＢ２８３４／ｐＫＤ１３６／ｐＫＤ８．２４３Ａ／ｐＫＤ８．２９２によってＤ−グルコースから生体触媒的に製造した。
【０１６８】
実施例２：
アジピン酸の製造
２５０ｍｌの撹拌オートクレーブにおいて、２４ｇのシス，シス−ムコン酸および１ｇのラネーニッケルからなる５６ｇの水中の懸濁液を装填し、３ＭＰａの水素で加圧し、８０℃に加熱した。温度が８０℃に至った後に、圧力を１０ＭＰａへと高め、圧力が一定に留まるような量の水素を後から計量供給した。１２時間の反応時間後に、６０℃の温度へと冷却し、常圧へと放圧し、そして溶液から触媒を濾別した。次にゆっくりと２０℃に冷却した。その際にアジピン酸は白色の固体として晶出した。その溶液中で、アジピン酸の他になおもラクトン（Ｖ）を検出することができた。アジピン酸の収率は９５％であり、ラクトン（Ｖ）の収率は５％であった。その母液を水素化へと返送した。
【０１６９】
実施例３：
１，６−ヘキサンジオールの製造
３３％のアジピン酸と６７％の水とからなる混合物１５ｇ／ｈを、７０℃の供給路温度で、２０ｍｌの触媒（６６％のＣｏＯ、２０％のＣｕＯ、７．３％のＭｎ3Ｏ4、３．６％のＭｏＯ3、０．１％のＮａ2Ｏ、３％のＨ3ＰＯ4、ＤＥ２３２１１０１Ａに従って製造；４ｍｍのストランド形；水素により３００℃までの温度で活性化）が中に存在する３０ｍｌの管形反応器中で、ダウンフロー方式で２３０℃の温度および２５ＭＰａの圧力で水素化した。反応器産出物から分離器において過剰の水素を分離した（排ガス量２ｌ／時間）。該産出物は、一方でポンプを通じて循環流として再び反応器頂部へと至り、そこで供給流と一緒になり（供給物：循環物＝１：１０）、他方で産出物容器中に至った。それらの産出物をガスクロマトグラフィーにより分析した（質量％、内部標準を用いた方法）。１，６−ヘキサンジオールの収率は９４％であり、アジピン酸の転化率は９８．５％であった。更なる生成物として、３％の６−ヒドロキシカプロン酸、１％の６−ヒドロキシカプロン酸−１，６−ヘキサンジオールエステルおよび１％のヘキサノールが存在していた。
【０１７０】
ヘキサメチレンジアミンの製造：
ムコン酸を基礎とする１，６−ヘキサンジオールからのヘキサメチレンジアミンの製造は、ＵＳ３，２１５，７４２の実施例１および２と同様にして行った。
【０１７１】
実施例４：
１，６−ヘキサンジオールのアミノ化
本出願の実施例３により製造された粗製１，６−ヘキサンジオールの含水率を、７０℃および水流式真空での蒸発分離によって５質量％に低下させた。
【０１７２】
１９３ｇの粗製１，６−ヘキサンジオールを、実施例１に記載した量のジオキサン、ラネーニッケルおよび液状アンモニアと一緒にオートクレーブ中で２００℃および２００バールで５時間にわたり撹拌した。次いでオートクレーブを冷却し、放圧した。反応生成物のガスクロマトグラフィー分析の結果から、５５％の１，６−ヘキサンジオールが、６５％のヘキサメチレンジアミンと３５％のヘキサメチレンイミンからなる混合物へと変わったことが判明した。
【０１７３】
実施例５：
粗製１，６−ヘキサンジオールおよびヘキサメチレンイミンからなる混合物のアミノ化
１１７ｇの部分脱水された粗製１，６−ヘキサンジオールおよび５４ｇのヘキサメチレンイミンを、５０ｇのジオキサン中に溶解させた。この溶液をオートクレーブ中で５４０ｇの液状アンモニアおよび７２ｇのラネーニッケルと一緒に６時間にわたり１８０℃〜１８３℃で撹拌した。オートクレーブを冷却し、放圧した。ガスクロマトグラフィー分析の結果から、１，６−ヘキサンジオール転化率が３５％であることが判明した。ヘキサメチレンジアミン収率は、反応した１，６−ヘキサンジオールに対して９８％であった。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月28日(2015.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘキサメチレンジアミンの製造方法であって、
ａ）ムコン酸、ムコン酸のエステル、ムコン酸のラクトン、ムコン酸の水素化されたモノラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料を準備するステップと、
ｂ）前記ムコン酸出発材料を、少なくとも１種の水素化触媒の存在下で水素と反応させることで、１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、
ｃ）ステップｂ）で得られた１，６−ヘキサンジオールを、アミノ化触媒の存在下でアミノ化させることで、ヘキサメチレンジアミンを得るステップと、
が行われ、
その際、ステップｂ）における水素化は、アジピン酸またはアジピン酸のエステルの中間単離をせずに行われるか、またはステップｂ）は、以下の部分ステップ：
ｂ１）ムコン酸またはそのエステルの１つを、水溶液中で第一の水素化触媒の存在下に水素化することでアジピン酸を得るステップと、
ｂ２）該アジピン酸を、水溶液中で第二の水素化触媒の存在下に水素化することで１，６−ヘキサンジオールを得るステップと、
を含み、ここで前記第一の水素化触媒は、ラネーコバルトおよび／またはラネーニッケルである、前記方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、ステップａ）において、ムコン酸出発材料を準備し、ここで、該ムコン酸は再生可能な起源に由来するものであり、その際、該ムコン酸の製造は、好ましくは少なくとも１種の再生可能な原材料から生体触媒的な合成によって行われる、前記方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、ステップａ）で使用されるムコン酸は、０．５×１０-12から５×１０-12までの範囲の14Ｃ／12Ｃの同位体比を有する、前記方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用される、前記方法。
【請求項５】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、ラクトン（ＩＩＩ）、（ＩＶ）および（Ｖ）ならびにそれらの混合物：
【化１】
2017502949.tif 000008
から選択されるムコン酸出発材料が使用される、前記方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、液相中で、水、脂肪族のＣ1〜Ｃ5−アルコール、脂肪族のＣ2〜Ｃ6−ジオール、エーテルおよびそれらの混合物から選択される溶媒の存在下で行われる、前記方法。
【請求項７】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、液相中で唯一の溶媒としての水の存在下で行われる、前記方法。
【請求項８】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化のために、一般式（ＩＩ）：
Ｒ1ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ2    （ＩＩ）
［式中、基Ｒ1およびＲ2は、互いに独立して、直鎖状または分枝鎖状のＣ1〜Ｃ5−アルキルを表す］の化合物から選択されるムコン酸ジエステルが使用され、その際、ステップｂ）における水素化は気相中で行われる、前記方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法であって、
−  ステップｂ）において、ムコン酸、ムコン酸モノエステル、ムコン酸のラクトンおよびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用され、かつ不均一系水素化触媒であって還元された触媒の全質量に対して少なくとも５０質量％のコバルト、ルテニウムまたはレニウムを含有する触媒が使用されるか、または
−  ステップｂ）において、ムコン酸ジエステル、ポリ（ムコン酸エステル）およびそれらの混合物から選択されるムコン酸出発材料が使用され、かつ不均一系水素化触媒であって還元された触媒の全質量に対して少なくとも５０質量％の銅を含有する触媒が使用される、
前記方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、５０℃から３００℃までの範囲にある温度で行われる、前記方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、１００バールから３００バールまでの範囲にある水素分圧で行われる、前記方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記第一の水素化触媒は、ラネーコバルトおよび／またはラネーニッケルであり、かつ前記第二の触媒は、還元された触媒の全質量に対して、少なくとも５０質量％の、レニウム、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケルおよび銅からなる群から選択される元素を含有する、前記方法。
【請求項１３】
請求項１または１２に記載の方法であって、ステップｂ１）における水素化は、５０℃から１６０℃までの範囲にある温度で行われ、かつステップｂ２）における水素化は、１６０℃から２４０℃までの範囲にある温度で行われる、前記方法。
【請求項１４】
請求項１、１２または１３に記載の方法であって、ステップｂ２）の完了後の第二の触媒の単離に際して得られるアジピン酸を含有する水は、ステップｂ１）において溶媒として使用される、前記方法。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化は、ｎ個の直列に接続された水素化反応器中で実施され、その際、ｎは、少なくとも２の整数を表し、かつ１番目から（ｎ−１）番目までの反応器は、反応帯域から外部循環に導かれる流れを有するとともに、ｎ番目の反応器における水素化は、断熱的に実施される、前記方法。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）における水素化からの生成物を蒸留による分離に供することで、１，６−ヘキサンジオールが富化された分画が得られ、その１，６−ヘキサンジオールが富化された分画をステップｃ）におけるアミノ化のために使用する、前記方法。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｂ）で得られた１，６−ヘキサンジオールを、ステップｃ）においてアミノ化触媒の存在下でアンモニアと反応させて、ヘキサメチレンジアミンを得る、前記方法。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化は、水素の供給を行わずに、または水素の供給を行って実施される、前記方法。
【請求項１９】
請求項１から１８までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化の反応生成物を分離に供することで、ヘキサメチレンイミンが富化された分画と、ヘキサメチレンジアミンが低減された分画が得られ、かつ前記ヘキサメチレンイミンが富化された分画は、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される、前記方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される分画は、ヘキサメチレンイミンおよび１，６−ヘキサンジオールからなる、前記方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、ステップｃ）におけるアミノ化へと返送される分画は、２０質量％から３５質量％までがヘキサメチレンイミンからなり、かつ８０質量％から６５質量％までが１，６−ヘキサンジオールからなる、前記方法。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれか１項に記載の方法であって、ステップｃ）においてヘキサメチレンイミンが唯一の溶媒として使用される、前記方法。
【国際調査報告】
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