DE69106972T2

DE69106972T2 - Hochreines 1-Aminopropandiol-2,3 und Verfahren zur Reinigung dieser Verbindung.

Info

Publication number: DE69106972T2
Application number: DE69106972T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Koyama; Etsuo Takemoto
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1990-08-01
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2011-08-02
Also published as: US5556516A; JP2847265B2; DE69106972D1; NO175776C; NO175776B; NO912992L; EP0470004B1; EP0470004A1; JPH04352748A; NO912992D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochgereinigtes 1- Aminopropandiol-2,3 und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Im einzelnen betrifft die Erfindung ein hochgereinigtes 1- Aminopropandiol-2,3 mit einer reduzierten Menge an 2- Aminopropandiol-1,3, das ein Nebenprodukt und ein für die Anwendung unerwünschtes Produkt ist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
EP-A-75925 offenbart ein Verfahren zur effektiven Trennung von Hydroxyethylpiperazin aus einer Mischung mit Aminoethylethanolamin mit einer Destillationskolonne, die Sulzer Füllkärper BX enthält, nämlich eine Mischung, die sich vollständig von einer Mischung aus 1-Aminopropandiol-2,3 und 2-Aminoproparidiol-1,3, dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unterscheidet.
1-Aminopropandiol-2,3, das nützlich als Ausgangsmaterial für nichtionische Röntgenstrahlkontrastmittel ist, ist ein industriell interessantes Produkt (siehe z.B. das belgische Patent Nr. 855,580), und es besteht daher seit kurzem ein gesteigertes Bedürfnis danach.
Bislang wurde es typischerweise durch Umsatz von Glycidol mit Ammoniak hergestellt.
Ein Verfahren zur Herstellung von 1-Aminopropandiol-2,3, das das Umsetzen von Glycidol mit 25 %igem wäßrigen Ammoniak und eine Enddestillation unter verminderten Druckbedingungen unter Erhalt des aufgereinigten Produktes umfaßt, ist z.B. in "Ber. Deutsche Chem. Ges.", Band 32, Seiten 750-757, 1899 (L. Knorr et al) offenbart.
Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von 1- Aminopropandiol-2,3, das das Umsetzen von Glycerin-alpha- monochlorhydrin mit 25 %igem wäßrigen Ammoniak und eine Enddestillation unter verminderten Druckbedingungen unter Erhalt des aufgereinigten Produktes umfaßt, in "Journal of Organic Chemistry", Band 27, Seiten 2231-2233, 1962 (K. Baum et al) offenbart.
Eerner lehrt die geprüfte japanische Patentanmeldung (Kokoku) Nr. 37,342/1990 (entsprechend dem U.S. Patent 4,356,323), die ungeprüfte japanische Patentoffenlegung (Kokai) Nr. 161357/1981 (entsprechend dem U.S. Patent 4,360,697) und die geprüfte japanische Patentoffenlegung (Kokoku) Nr. 37,343/1990 (entsprechend dem U.S. Patent 4,358,625), daß 1- Aminopropandiol-2,3 effektiv durch Umsetzen von Glycidol mit flüssigem Ammoniak unter Druckbedingungen hergestellt werden kann.
Die obigen Offenbarungen offenbaren nur die Ausbeute von 1- Aminopropandiol-2,3 und die Reaktionsbedingungen, wie das Mol-Verhältnis zwischen den Ausgangsmaterialien, die Reaktionstemperatur, Reaktionsdrucke, die Menge von Wasser zur Verwendung zusammen mit flüssigem Ammoniak usw.
Man weiß aber, daß 2-Aminopropandiol-1,3, welches eine unerwünschte verunreinigende Komponente ist, und das nicht auf weniger als 0,30 Gew.-% durch Techniken aus dem Stand der Technik ohne Verbesserung vermindert werden kann, als Nebenprodukt entsteht, wenn auch in einer kleineren Menge, bei der Herstellung von 1-Aminopropandiol-2,3. Daher hat bislang kommerziell vertriebenes 1-Aminopropandiol-2,3 mehr als 0,30 bis 0,50 % oder mehr (bezogen auf das Gewicht von 1- Aminopropandiol-2,3) an 2-Aminopropandiol-1,3 enthalten.
Es ist festzustellen, daß 2-Aminopropandiol-1,3 die oben beschriebene Verwendung negativ beeinflußt, auch wenn es in einer relativ kleinen Menge vorliegt.
Es bestand insbesondere das Problem, wie z.B. geringe Ausbeuten an Endprodukt, wenn die nichtionischen Röntgenstrahlkontrastmittel unter Verwendung von 1- Aminopropandiol-2,3, das große Mengen an 2-Aminopropandiol- 1,3 enthält, hergestellt werden.
Demnach besteht das Befürfnis, daß 1-Aminopropandiol-2,3 mit nur kleinen Mengen an 2-Aminopropandiol-1,3 hergestellt werden könnte.
Als Folge des oben beschriebenen technischen Hintergrundes haben die Erfinder ernsthaft untersucht, ein hochgereinigtes 1-Aminopropandiol-2,3, das nur kleine Mengen an 2- Aminopropandiol-1,3 enthält, herzustellen, welches durch Destillieren mit einer Destillationskolonne mit niedrigem Druckverlust aus rohem 1-Aminopropandiol-2,3, das mehr als 0,30 % 2-Aminopropandiol-1,3 enthält (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) erhalten werden kann.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, hochgereinigtes 1- Aminopropandiol-2,3 zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu seiner Reinigung bereitzustellen.
Insbesondere wird durch die vorliegende Erfindung 1- Aminopropandiol-2,3, das 2-Aminopropandiol-1,3 in einer Menge von weniger als 0,30 Gew.-% enthält, zur Verfügung gestellt. Andere Ausführungsformen sind in den Ansprüchen beschrieben, die hiermit und durch Bezugnahme mitaufgenommen werden sollen.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von hochgereinigtem 1-Aminopropandiol-2,3. Die Verfahrensausführungsformen sind in den Verfahrensansprüchen dargelegt, die hierin durch Referenz mitaufgenommen werden.
Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung als schematische Darstellung.
Das hochgereinigte 1-Aminopropandiol-2,3 und sein erfindungsgemäßes Reinigungsverfahren werden im folgenden im einzelnen beschrieben.
Der Gehalt an 2-Aminopropandiol-1,3 in der Erfindung wird durch die folgende Gleichung berechnet.
In der Gleichung ist C2-APD die Konzentration von 2- Aminopropandiol-1,3 und P1-ADP und P2-ADP sind als die Peakfläche in Bezug auf 1-Aminopropandiol-2,3 und 2- Aminopropandiol-1,3 definiert, die bei einer gaschromatografischen Analyse nach Acetylierung von 1- Aminopropandiol-2,3 durch ein Acetylierungsmittel, wie Trifluoressigsäureanhydrid, erhalten wird. Die gaschromatografische Analyse wird bevorzugt unter den folgenden Meßbedingungen durchgeführt.
Säulenpackung Ulbon NR-1701 (verschmolzene) Siliciumoxidkappilare)
Säule Länge 25 m, interner Durchmesser 0,2 mm, Eilmdicke 0,25 mikrometer
Säulentemperatur Anfang 140ºC
Ende 220ºC
Rate 5ºC/Minute
Detektor Klammenionisation
Injektionstemperatur 250ºC
Detektortemperatur 250ºC
Trägergas Helium
Flußrate 1,14 ml/Minute
Spaltwert 1:63,14
Probe 1-Aminopropandiol-2,3 mit Trifluoressigsäureanhydrid behandelte Derivatprobe
Probengröße 1,0 Mikroliter
Bereich 10
Berechnung Flächenprozent
1-Aminopropandiol-2,3 wird hergestellt durch Umsetzen von Glycidol mit Ammoniak nach dern folgenden Reaktionsschema.
Bei der Reaktion wird eine bestimmte Menge 2-Aminopropandiol- 1,3 als unvermeidbares Nebenprodukt erzeugt, das durch die folgende Formel dargestellt wird.
Bei der Herstellung von 1-Aminopropandiol-2,3 aus Glycerin- alpha-monochlorhydrin und Ammoniak scheint es, daß Glycidol auch als Intermediat nach dem im folgenden beschriebenen Reaktionsschema erzeugt wird.
Demnach wird unvermeidlich eine bestehende Menge an 2- Aminopropandiol-1,3 auch in diesem Fall aus demselben Grund erzeugt.
Als Folge wird durch Reaktion von Glycidol mit Ammoniak und durch die Reaktion von Glycerin-alpha-monochlorhydrin mit Ammoniak 2-Aminopropandiol-2,3 unvermeidlich als Nebenprodukt in einer Menge von nicht weniger als 0,30 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) bei den Umsetzungsprozessen von 1-Aminopropandiol-2,3 erzeugt.
Ferner haben 1-Aminopropandiol-2,3 und 2-Aminopropandiol-1,3 sehr ähnliche chemische Strukturen; als Folge haben sie sehr nahe Siedepunkte. Man glaubt daher, daß 2-Aminopropandiol-1,3 nicht genügend aus dem 1-Aminopropandiol-2,3 durch übliche Destillationsverfahren entfernt werden kann. Wie oben beschrieben, hat das kommerziell vertriebene übliche 1- Aminopropandiol-2,3 einen unvermeidbaren Gehalt an 2- Aminopropandiol-1,3 von mehr als 0,30 bis 0,50 Gew.-% oder mehr.
Die Ausgangsmaterialien und die erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren dafür werden im folgenden beschrieben. Das erfindunsgemäß zu verwendende Ausgangsmaterial ist rohes 1-Aminopropandiol-2,3, das 2-Aminopropandiol-1,3 mit mehr als 0,30 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) enthält, das leicht nach dem Stand der Technik offenbarten Verfahren, wie oben beschrieben, hergestellt werden kann.
Mit anderen Worten, die üblichen Reaktionen von Ammoniak mit Glycidol oder Glycerin-alpha-monochlorhydrin ergeben unvermeidlich das rohe Ausgangsprodukt 1-Aminopropandiol-2,3, das 2-Aminopropandiol-1,3 in einer Menge von mehr als 0,30 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) enthält.
Ammoniak, das eines der Ausgangsmaterialien ist, kann als flüssiges Ammoniak oder als wäßriges Ammoniak eingesetzt werden.
Wie oben beschrieben, lehren die geprüfte japanische Patentoffenlegung (Kokoku) Nr. 37,342/1990 (entsprechend dem U.S. Patent 4,356,323), die ungeprüfte japanische Patentoffenlegung (Kokai) Nr. 16135W/1981 (entsprechend dem U.S. Patent 4,360,697) und die geprüfte japanische Patentoffenlegung (Kokoku) Nr. 37,343/1990 (entsprechend dem U.S. Patent 4,358,625) die Verwendung von flüssigem Ammoniak.
Das durch die in diesen früheren Offenbarungen beschriebene Verfahren erhaltene rohe 1-Aminopropandiol-2,3 kann auch als Material für das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren eingesetzt werden.
Ferner kann kommerziell vertriebenes, gereinigtes übliches 1- Aminopropandiol-2,3, das 2-Aminopropandiol-1,3 in einer Menge von mehr als 0,30 % bis 0,50 Gew.-% oder mehr als Verunreinigung (bezogen auf das Gewicht von 1- Aminopropandiol-2,3) enthält, auch als Material für das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren verwendet werden.
Ein spezifisches Verfahren zur Herstellung von 1- Aminopropandiol-2,3, das 2-Aminopropandiol-1,3 mit weniger als 0,30 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 0,25 Gew.-%, besonders bevorzugt nicht mehr als 0,20 Gew.-% enthält, das die Destillation von rohem 1-Aminopropandiol-2,3, welches mehr als 0,30 % 1-Aminopropandiol-1,3 enthält, mit einer Destillationskolonne mit niedrigem Druckverlust, umfaßt, wird im einzelen im folgenden beschrieben.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß rohes 1- Aminopropandiol-2,3 mit einer Destillationskolonne mit einem niedrigen Druckverlust, oder einer Destillationskolonne mit einem Druckverlust von nicht mehr als 66,5 Pa (0,5 Torr) pro theoretischem Boden, bei einem Temperaturbereich, unter dem 1-Aminopropandiol-2,3 sich nicht in der Farbe verändert, destilliert wird, so daß sich der Gehalt von 1- Aminopropandiol-1,3 vermindert.
Der Begriff "eine Destillationskolonne mit einem niedrigen Druckverlust", wie hierin beschrieben, bedeutet, daß der Druckverlust über einem theoretischen Boden niedrig ist, und betrifft nicht einen "Druckverlust pro spezifischer Höhe", wie z.B. einem Meter.
Wie oben beschrieben haben 1-Aminopropandiol-2,3, was das erwünschte Produkt ist, und 2-Aminopropandiol-1,3, welches eine verunreinigende Komponente ist, sehr nahe Siedepunkte, was durch ihre relativ ähnlichen chemischen Strukturen verursacht wird. Es wurde jedoch als Ergebnis der Untersuchungen von den Erfindern gefunden, daß der Siedepunkt von 2-Aminopropandiol-1,3 leicht höher als der Siedepunkt von 1-Aminopropandiol-2,3 ist.
Die Erfindung beruht auf der vorteilhaften Ausnutzung des Vorliegens eines Unterschieds zwischen ihren Siedepunkten, auch wenn er sehr gering ist.
Es scheint, daß es möglich ist, 1-Aminopropandiol-2,3 von 2- Aminopropandiol-1,3 durch Destillation abzutrennen, da ein Unterschied in ihren Siedepunkten besteht.
Der Unterschied in ihren Siedepunkten ist jedoch sehr gering, so daß es eine Binsenweisheit darstellt, daß viel mehr theoretische Böden zur Abtrennung von 1-Aminopropandiol-2,3 von 2-Aminopropandiol-1,3 durch Destillation erforderlich sind.
Die Gesamtdruckverluste über die Destillationskolonne erhöhen sich unvermeidlich in dem Maße, wie die Anzahl der theoretischen Böden sich erhöht, und der Druck steigt am Boden der Säule an.
Folglich erhöhen sich die Temperaturen am Säulenboden.
Es ist festzuhalten, daß 1-Aminopropandiol-2,3 selbst, und andere Komponenten mit höheren Siedepunkten in der rohen Lösung thermisch instabil sind und eine Neigung zu Zersetzungsraktionen unter hohen Temperaturbedingungen, wie z.B. solchen von mehr als ca. 20000 zeigen, obwohl dies von dem Zeitraum des Erhitzens abhängt.
Es wurde durch unsere Untersuchungen gefunden, daß das Produkt (1-Aminopropandiol-2,3), das durch Destillation erhalten wird, eine Neigung zur Verfärbung aufgrund thermischer Zersetzungsreaktionen zeigt.
Es wurden weitere Untersuchungen zusätzlich zu den obigen durchgeführt.
Als Ergebnis wurde gefunden, daß farbloses, gereinigtes 1- Aminopropandiol-2,3, das weniger als 0,30 Gew.-% 2- Aminopropandiol-1,3 (bezogen auf das Gewicht von 1- Aminopropandiol-2,3) durch Destillation mit einer Destillationskolonne erhalten werden kann, in der der Druckverlust pro theoretischem Boden nicht mehr als 66,5 Pa (0,5 Torr) ist.
Es ist festzustellen, daß eine Destillationskolonne mit "einem niedrigen Druckverlust" in der Erfindung vorzugsweise eine Destillationskolonne ist, in der der "niedrige Druckverlust pro einem theoretischen Boden" insbesondere nicht mehr als 66,5 Pa (0,5 Torr) ist.
Allgeirtein kann der Druckverlust leicht als "Druckverlust pro Höheneinheit" bei einer Destillationskolonne gemessen werden.
Demnach ist es erforderlich, die "Anzahl der theoretischen Böden pro Höheneinheit" zu bestimmen, um den "Druckverlust pro theoretischem Boden" zu berechnen, der die Definition bei der Beziehung von Druckverlust einer erfindungsgemäß zu verwendenden Destillationskolonne bildet.
Die Anzahl der theoretischen Böden pro Höheneinheit kann leicht durch die Fenske-Gleichung berechnet werden [(Kagaku Kogaku Benran, 4. Ausgabe), Seite 598, 1978, veröffentlicht von Naruzen, Ltd. in Japan].
Zum Beispiel kann er leicht durch die Daten berechnet werden, die von einem Gesamtrückflußtest unter Verwendung von zwei Komponenten erhalten werden, bei dem die relative Flüchtigkeit über einen weiten Bereich an Zusammensetzungen beinahen konstant ist, d.h. es ist ein beinahe ideales System (z.B. Chlorbenzol/Ethylbenzol oder trans-Decalin/cis-Decalin, usw.)
Eine solche Destillationskolonne mit einem "niedrigen Druckverlust pro einem theoretischen Boden" kann spezifisch unter Verwendung einer im folgenden typischen Packung erhalten werden.
Die spezifischen Füllkörper umfassen "Sumitomo/Sulzer-Packing BX-Typ oder CY-Typ" oder "Sumitomo/Sulzer-Labopacking", "Sumito-Mela-Packing" (vertrieben von Sumitomo Heavy Industry, Ltd.) und "Techno Pack 100MD oder 50MS" (vertrieben von Mitsui & Co. Ltd.), die auf einer kommerziellen Basis vertrieben werden.
Alle die oben beschriebenen Füllkörper, die gestapelte Füllkörper sind, haben einen Druckverlust von nicht mehr als 66,5 Pa (0,5 Torr) pro einem theoretischen Boden in einem üblichen Bereich für derartige Anwendungen.
Bei einer Bodensäule vom Odershaw-Typ entsprechen 2 bis 4 physikalische Böden im allgemeinem einem theoretischen Boden.
Ferner tritt der Dampf unvermeidlich durch den flüssigen Teil hindurch, wodurch ein Druckverlust entsprechend der Flüssigkeitshöhe pro einem physikalischen Boden verursacht wird.
Andererseits sind die Druckverluste bei einer gepackten Säule niedrig, da gepackte Säulen kein solches Phänomen ausbilden.
Die oben beschriebenen Packungen, die alle bekannt und handelsüblich erhältlich sind, sind so ausgebildet, daß der Druckverlust durch sie hindurch niedrig wird. Die erforderliche Anzahl an theoretischen Gesamtböden für eine Destillationskolonne zur Verwendung in der Erfindung hängt je nach Probe vom Gehalt an 2-Aminopropandiol-1,3 im Ausgangsmaterial, dem Zielgehalt von 2-Aminopropandiol-1,3 in einem Produkt, der Zielausbeute von 1-Aminopropandiol-2,3 und dem Rückflußverhältnis ab.
Die Anzahl der gesamten theoretischen Böden, die allgemein verwendet wird, liegt im Bereich von 3 bis 100 und vorzugsweise von 5 bis 30.
Die Flüssigkeitstemperaturen und Drücke in einem Verdampfungsgefäß, das an dem Boden der Destillationskolonne angebracht ist, variieren z.B. je nach der Konzentration der anderen Komponenten mit höheren Siedepunkten in rohem 1- Aminopropandiol-2,3, der Zielausbeute an 1-Aminopropandiol- 2,3, der Anzahl der theoretischen Böden, der Destillationskolonne und dem Druckverlust.
Insbesondere wird die Destillation im allgemeinen in einem Temperaturbereich von 80 bis 200ºC und einem Druckbereich von 13,3 bis 3990 Pa (0,1 bis 30 Torr) im Verdampfungsgefäß durchgeführt.
Figur 1 erläutert eine bevorzugte Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung, die als schematische Darstellung wiedergegeben ist.
In Figur 1 bedeutet 1 eine Destillationskolonne, in die Füllkörper mit einem niedrigen Druckverlust von nicht mehr als 66,5 Pa (0,5 Torr) pro einem theoretischen Boden gefüllt sind, 2 ist ein Verdampfer, 3 ist ein Kondensator, 4 ist ein Druckventil, das an der Spitze der Destillationskolonne angeordnet ist, und 5 ist ein Druckventil, das am Boden der Destillationskolonne angeordnet ist.
Der Verdampfer 2 zur erfindungsgemäßen Verwendung ist in seinem Typ nicht eingeschränkt, mit der Maßgabe, daß die Verweilzeit der Flüssigkeit im Verdampfer vorzugsweise auf weniger als 1 Stunde eingehalten wird, um die Verfärbung der durch thermische Zersetzung von 1-Aminopropandiol-2,3 selbst und von anderen Komponenten mit höheren Siedepunkten im rohen 1-Aminopropandiol-2,3 zu verhindern.
Zum Beispiel können ein natürlicher Umlaufverdampfer, ein Zwangsumlaufverdampfer und ein Verdampfer vom Flüssigfilm-Typ, klassifiziert nach "Kagaku Kougaku Tsuron I" (herausgegeben von Haruo Hikita, 3. Auflage, Seite 90, 171, veröffentlicht von Asakura Shoten, in Japan) uneingeschränkt verwendet werden.
Von diesen wird ein Flüssigfilmverdampfer, bei dem die Verweilzeit der Flüssigkeit kurz ist, vorzugsweise verwendet.
Insbesondere wird vorzugsweise ein Wischfilmverdampfer verwendet, da er dazu in der Lage ist, die Abnahme des Wärmeübertragungsgrades auch bei relativ hochviskosen Flüssigkeiten, z.B. 1-Aminopropandiol-2,3 selbst und rohen Lösungen davon, die andere Komponenten mit höheren Siedepunkten enthalten, zu vermeiden.
Die folgenden Beispiele dienen zur Illustration der Durchführung der Erfindung, sie sollen jedoch nicht in irgendeiner Weise den Umfang der Erfindung einschränken.

Herstellungsbeispiel für das Ausgangsmaterial

Rohes 1-Aminopropandiol-2,3, das nicht weniger als 0,30 (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) an 2- Aninopropandiol-1,3 enthielt, das ein Ausgangsmaterial in der Erfindung ist, wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt.
Rohes 1-Aminopropandiol-2,3, das durch das Umsetzen von Glycidol mit wäßrigem Ammoniak erhalten wurde, wurde abdestilliert, um Ammoniak und Wasser unter vermindertem Druck zu entfernen, unter Erhalt des rohen 1-Aminopropandiol- 2,3 (bezeichnet als Rohlösung 1) mit der folgenden Zusammensetzung:
1-Aminopropandiol-2,3 74,43 Gew.-%
2-Aminoprodandiol-1,3 0,37 Gew.-%
(bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3: 0,50 Gew.-%)
H&sub2;O 1,14 Gew.-%
Andere Komponenten mit höheren Siedepunkten: 24,06 Gew.-%

Beispiel 1

Eine Destillationsapparatur, in welcher ein Mischfilmverdampfer mit einem Mantel (unter Aufrechterhaltung der Wärme durch Dampf), hergestellt aus Edelstahl und einer mit Vakuummantel versehenen Destillationskolonne, gefüllt mit gestapelten Füllkörpern ("Sulzer Labo-Packing", vertrieben von Sumitomo Heavy Industries, Ltd., mit einer spezifischen Oberfläche von 1700 m²/m³, 50 mm im Durchmesser x 385 mm Höhe) kombiniert worden waren, wurde betrieben, während die Rohlösung 1 aus dem obigen Herstellungsbeispiel mit einer Zuführrate von 245,7 g/Stunde unter einem Druck von 1064 Pa (8 Torr) an der Spitze der Destillationskolonne, einem Druck von 1662,5 Pa (12,5 Torr) am Boden der Destillationskolonne und einem Rückflußverhältnis von 1 unter Andestillation von 1-Aminopropandiol-2,3 zugeführt wurde.
Der Dampfdruck, der dem Mantel des Verdampfers zugeführt wurde, wurde so eingestellt, daß die Ausbeute an Produkt ca auf 97 % eingestellt war.
Als Folge wurde ein Produkt bei einer Rate von 177,3 g/Stunde abdestilliert (die Ausbeute des Produkts entsprach 97 %).
Das erhaltene Produkt zeigte eine Färbung von 20 (APHA) und einen 2-Aminopropandiol-1,3-Gehalt von 0,20 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3).
Es ist festzuhalten, daß die Anzahl der theoretischen Böden der bei der Destillation eingesetzten Kolonne 11,4 war (berechnet durch die Fenske-Gleichung), bezogen auf die durch den Gesamtrückflußtest unter Verwendung von Chlorbenzol/Ethylbenzol erhaltenen Daten.
Demnach war der Druckverlust pro theoretischem Boden 532 Pa (0,4 Torr) [(12,5-8)/11,4 = 0,4].
Es ist festzuhalten, daß ein Fallfilmverdampfer, ausgerüstet mit einem Mantel, erhitzt durch Dampf, aus Edelstahl auch anstelle des Wischfilmverdampfers verwendet wurde, und es wurden im wesentlichen ähnliche Ergebnisse erhalten.

Vergleichsbeispiel 1

Die gleichen Verfahrensschritte wie in Beispiel 1 wurden wiederholt, mit Ausnahme, daß eine Bodensäule aus Glas mit einem Vakuummantel vom Odershaw-Typ (40 mm Durchmesser), mit einer physikalischen Bodenzahl von 30, die beinahe der gleichen Anzahl an theoretischen Böden entspricht (10,5 Böden gemessen durch den Gesamtrückflußtest) wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Obwohl ein Druck von 1064 Pa (8 Torr) an der Spitze der Destillationskolonne wie in Beispiel 1 aufrechterhalten wurde, wurde ein Druck von mehr als 7980 Pa (60 Torr) (eine Flüssigtemperatur im Verdampfer von mehr als 200ºC, bezogen auf eine Annahme) am Boden in einer Ausbeute von ca. 85 % beobachtet (ein Destillationsgeschwindigkeit von ca. 155 g/Stunde) aufgrund des großen Druckverlustes über die Destillationskolonne.
Das Destillat war deutlich gefärbt (APHA von mehr als 500)
Es ist zu beachten, daß der Druckverlust pro theoretischem Boden mehr als 655 Pa (5 Torr) [(60-8)/10,5 = 5] mit einer Ausbeute von ca. 85 % war.
Das im Vergleichsbeispiel erhaltene Ergebnis zeigt, daß ein Produkt sich unerwünscht bei einem großen Druckverlust pro theoretischem Boden verfärbt, auch wenn eine Destillationskolonne mit einer Anzahl von theoretischen Böden zur Entfernung von 2-Aminopropanoldiol-1,3 eingesetzt wird.

Vergleichsbeispiel 2

Die gleichen Verfahrensschritte wie in Beispiel 1 wurden wiederholt mit Ausnahme, daß eine Kolonne aus Glas mit Vakuummantel vom Oldershaw-Typ (40 mm Durchmesser) mit einer Anzahl an physikalischen Böden von 3 verwendet wurde, die einer Anzahl von theoretischen Böden von 1,3 entspricht.
Bei Aufrechterhaltung eines Drucks von 8 Torr an der Spitze der Destillatlonskolonne wurde in Druck von 1862 Pa (14 Torr) am Boden beobachtet, und es wurde ein Produkt mit einer Rate von 176,5 g/Stunde abdestilliert (entsprechend einer Produktausbeute von 97 %).
Es ist festzuhalten, daß der Druckverlust pro theoretischem Boden 611,8 Pa (4,6 Torr) [(14-8)/1,3 4,6] mit einer Ausbeute von 97 % war.
Obwohl die Verfärbung des Produkts 20 war (APHA), was bevorzugt ist, war der 2-Aminopropandiol-1,3-Gehalt 0,46 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) was nur leicht verbessert war im Vergleich zur rohen Ausgangslösung.
Die in Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Ergebnisse zeigen, daß sich ein Produkt bei einem niedrigen Druckverlust über die gesamte Destillationskolonne und einer Destillation unter niedrigen Temperaturbedingungen in einem Verdampfer nicht verfärbt.
Die Ergebnisse zeigen jedoch ferner, daß die erforderliche Anzahl an theoretischen Böden über eine gesamte Kolonne zur Entfernung von 2-Aminopropandiol-1,3 nicht erreicht werden kann.
Als Folge kann das 2-Aminopropandiol-1,3 im Produkt nicht auf weniger als 0,30 % (bezogen auf das Gewicht von 1- Aminopropandiol-2,3) vermindert werden.

Beispiel 2

Die gleichen Verfahrensschritte wie in Beispiel 1 wurden wiederholt mit Ausnahme, daß die Höhe der gepackten Füllkörper auf 660 mm verändert wurde.
Wenn ein Druck von 1064 Pa (8 Torr) an der Spitze der Destillationskolonne eingehalten wurde, wurde ein Druck von 15 Torr am Boden beobachtet, und ein Produkt wurde mit einer Rate von 175,2 g/Stunde (entsprechend einer Produktausbeute von 96 %) abdestilliert.
Es ist festzuhalten, daß der Druckverlust pro theoretischem Boden 39,9 Pa (0,3 Torr) [(15-8(/21,5 = 0,3] mit einer Ausbeute von 96 % war.
Die Färbung des Produkts war 30 (APHA), der 2- Aminopropandiol-1,3-Gehalt war 0,01 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3).
Es ist festzuhalten, daß ein Fallfilmverdampfer, ausgerüstet mit einem Mantel (erhitzt durch Dampf) aus Edelstahl auch anstelle des Wischfilmverdampfers unter Erhalt ähnlicher Ergebnisse verwendet wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Die gleichen Tests wie in Beispiel 1 wurden wiederholt, mit Ausnahme, daß ein Kondensator in einem inneren Teil des Verdampfers angeordnet war und die Säule mit gepackten Füllkörpern weggenommen wurde. Es ist festzuhalten, daß kein Rückfluß auftritt, da verdampftes 1-Aminopopandiol-2,3 direkr im internen Kondensator kondensiert.
Als Folge war die Färbung des Produkts 20 (APHA), der 2- Aminopropandiol-1,3-Gehalt war 0,47 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) mit einer Ausbeute von 97 %.

Vergleichsbeispiel 4

Die gleichen Tests wie in Vergleichsbeispiel 3 wurden wiederholt, mit Ausnahme, daß das Produkt mit einem 2- Aminopropaniol-1,3-Gehalt von 0,47 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3), erhalten in Vergleichsbeispiel 3 als Ausgangsmaterial verwendet wurde.
Es ist anzumerken, daß dieser Test ein wiederholter Reinigungstest des in Vergleichsbeispiel 3 erhaltenen Produkts ist.
Als Ergebnis war, obwohl die Färbung des Produkts ebenfalls 20 (APHA) mit einer Ausbeute von 96 % war, der 2- Aminopropandiol-1,3-Gehalt 0,44 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3).
Eerner ist zu bemerken, daß der 2-Aminopropandiol-1,3-Gehalt des Produkts nur auf 0,37 % vermindert war (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) trotz der Abnahme auf eine Ausbeute von 83 %.

Beispiel 3

Die gleichen Tests wie in Beispiel 1 wurden wiederholt mit Ausnahme, daß das in Vergleichsbeispiel 3 erhaltene Produkt, das einen 2-Aminopropandiol-1,3-Gehalt von 0,47 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) hatte, als Ausgangsmaterial unter Erhalt eines Produktes verwendet wurde.
Als Ergebnis war die Färbung des Produkts 20 (APHA) in einer Ausbeute von 96 %, der 2-Aminopropandiol-1,3-Gehalt war 0,16 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3).
Ferner ist zu bemerken, daß der 2-Aminopropandiol-1,3-Gehalt des Produkt überraschend auf 0,05 % (bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropandiol-2,3) bei einer Ausbeute von 85 % vermindert war.
Die Testbedingungen und die in den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 zusammengefaßt. Tabelle 1 Beispiel Vergleichsbeispiel Kolonne Anzahl an theoretischen Böden Druck an der Spitze der Kolonne Pa (Torr) Druck am Boden der Kolonne Pa (Torr) Produkt-Ausbeute (%) 2-ADP-Gehalt im Produkt (%) Färbung des Produkts (APHA) Tabelle 2 Vergleichsbeispiel Beispiel Kolonne Anzahl an theoretischen Böden Druck an der Spitze der Kolonne Pa (Torr) Druck am Boden der Kolonne Pa (Torr) Produkt-Ausbeute (%) 2-ADP-Gehalt im Produkt (%) Färbung des Produkts (APHA) Ausbeute (%) 2-ADP im Produkt keine Anmerkungen: In den Beispielen 1, 2 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 war das eingesetzte Material rohes 1-APD mit einem 2- APD-Gehalt von 0,50 % (bezogen auf das Gewicht von 1-APD). Im Beispiel 3 und im Vergleichsbeispiel 4 war das eingesetzte Material, das in Vergleichsbeispiel 3 erhaltene Produkt. : 1-APD bedeutet 1-Aminopropandiol-2,3 : 2-APD bedeutet 2-Aminopropandiol-1,3 : SZ bedeutet Sulzer-Füllkörper (gepackte Füll körper) : OS bedeutet Oldershaw (eine übliche Bodenkolonne)
Die Erfindung wurde in Einzelheiten und unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen davon beschreiben, es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Abweichungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von ihrem Geist und Umfang abzuweichen.

Claims

1. Hochgereinigtes 1-Aminopropan-2,3-diol, das weniger als 0,30 Gew.-%) 2-Aminopropan-1,3-diol enthält.

2. Hochgereinigtes 1-Aminopropan-2,3-diol nach Anspruch 1, worin das 1-Aminopropan-2,3-diol nicht mehr als 0,25 Gew.-% 2- Aminopropan-1,3-diol enthält.

3. Hochgereinigtes 1-Aninopropan-2,3-diol nach Anspruch 1, worin das 1-Aminopropan-2,3-diol nicht mehr als 0,20 Gew.-% 2- Aminopropan-1,3-diol enthält.

4. Verfahren zur Herstellung von hochgereinigtem 1-Aminopropan- 2,3-diol, wobei das 1-Aminopropan-2,3-diol weniger als 0,30 Gew.-% 2-Aminopropan-1,3-diol enthält, umfassend die Destillation von 1-Aminopropan-2,3-diol-Rohprodukt, das bezogen auf das Gewicht von 1-Aminopropan-2,3-diol mindestens 0,30 2-Aminopropan-1,3-diol enthält, mit einer Destillationskolonne, die einen Druckabfall von nicht mehr als 66,5 Pa (0,5 Torr) pro theoretischem Boden aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin die Destillationskolonne eine gepackte Kolonne ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, worin die Destillationskolonne mit gestapelten Füllkörpern gefüllt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, worin die Destillationskolonne mit Sulzer-Füllkörpern gefüllt ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, worin die Destillation so durchgeführt wird, daß die Gesamtzahl der theoretischen Böden in einem Bereich von 3 bis 100 liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, worin die Destillation so durchgeführt wird, daß die Gesamtzahl der theoretischen Böden in einem Bereich von 5 bis 30 liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, worin die Destillation mit Hilfe eines Flüssigfilm-Verdampfers erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, worin die Destillation mit Hilfe eines Wischfilm-Verdampfers erfolgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, worin die Reinheit des 1-Aminopropan-2,3-diols im 1-Aminopropan-2,3- diol-Rohprodukt nicht geringer als 95 % ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, worin das 1-Aminopropan-2,3-diol-Rohprodukt hergestellt wird durch Reaktion von Ammoniak mit Glycidol oder Glycerin-α- monochlorhydrin.

14. Verfahren nach Anspruch 13, worin der Ammoniak flüssiger Ammoniak ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13, worin der Ammoniak wässriger Ammoniak ist.