本申请将2010年12月14日提交的美国临时申请61/422,673作为参考 引入。
本发明涉及一种提纯包含3-氨基丙醇且在3-羟基丙腈与氢气在氨存在 下反应而得到的反应输出物的方法。本发明进一步涉及3-氨基丙醇的制备 及其用途。本发明进一步提供了一种制备3-氨基丙醇衍生物，尤其是泛醇 的方法，包括在3-氨基丙醇衍生物的制备中使用已经按照本发明提纯的 3-氨基丙醇。
3-氨基丙醇通常通过使3-羟基丙腈与氢气反应而制备。
德国专利573983公开了在元素周期表第8、9和10族的氢化催化剂存 在下氢化3-羟基丙腈。在氢化之后，从催化剂中取出反应产物并通过分馏 提纯反应产物。
CH-B-244837描述了包括3-羟基丙腈在内的腈的催化还原，所述腈已 经溶解或悬浮于液氨中并随后在压力下催化氢化。根据该公开，使用液氨 抑制了仲碱的形成，从而在氢化中伯胺形成为主产物。在氢化结束之后， 蒸氨除去并从催化剂中分离反应产物，然后减压蒸馏反应产物。
DE-B-2655794公开了另一种制备3-氨基丙醇的方法。在该方法的优选 实施方案中，在3-羟基丙腈合成之后将所得产物还原性胺化。氨以 10-30mol/mol3-羟基丙腈的过量使用。还原在氢化催化剂存在下用氢气进 行。在反应结束之后，将反应混合物冷却并任选过滤。通过在减压下蒸馏 从滤液中取出氨基丙醇。
欧洲专利申请EP-A1-1132371描述了一种以改善的颜色质量制备包括 3-氨基丙醇在内的链烷醇胺的方法，其中在磷化合物存在下减压蒸馏或精 馏链烷醇胺。
另一种催化氢化3-羟基丙腈的方法在JP-A-2002201164中详述。氢化 在阮内钴催化剂和氨存在下进行，这抑制了仲胺和叔胺的形成，从而可以 通过简单蒸馏获得纯氨基丙醇。
JP-A-2002053535描述了在四氢硼酸盐存在下蒸馏氨基丙醇以获得具 有低吗啉类和吗啉衍生物比例的高纯度氨基丙醇。
相反，日本专利申请JP-A-05163213公开了使用阮内钴催化剂以在改 进产率下获得3-氨基丙醇。
3-氨基丙醇为生产化妆品、药物和作物保护组合物的重要原料。因此 质量和纯度要求非常高。更具体而言，对于用于制备在化妆品中用作软膏 成分的泛醇和泛醇衍生物和用于医疗应用的3-氨基丙醇而言，对气味具有 高要求。所用3-氨基丙醇可能具有仅轻微的固有气味，因为软膏通常直接 施用于人皮肤且固有气味不被许多消费者接受。
现已发现已经通过常规方法如蒸馏或精馏提纯的3-氨基丙醇在化妆品 和药物工业中不能满足许多消费者的严格质量要求，因为它具有太强烈的 固有气味。
本发明的目的在于提供一种提纯3-氨基丙醇以得到高纯度3-氨基丙醇 的方法，所得3-氨基丙醇与现有技术相比具有低固有气味且满足化妆品和 药物工业的质量标准。
按照本发明，该目的通过一种提纯包含3-氨基丙醇且在3-羟基丙腈与 氢气在氨存在下的反应中得到的反应输出物的方法实现，该方法包括以两 段或更多段蒸馏包含3-氨基丙醇的反应输出物，其中包含3-氨基丙醇的反 应输出物的氨含量在引入第一蒸馏段之前为1重量%或更低且蒸馏段中的 温度不超过135℃。
本发明进一步提供了一种通过使3-羟基丙腈与氢气在氨存在下反应而 制备3-氨基丙醇的方法，该方法包括按照本发明进行3-氨基丙醇的提纯。
3-氨基丙醇通过使3-羟基丙腈与氢气在氨存在下反应而得到。
优选使3-氨基丙醇与氢气和氨在催化剂存在下反应。
在本发明方法中使用3-羟基丙腈。
3-羟基丙腈可以经由各种制备途径制备。
在本发明方法中，优选使用已经通过使氧化乙烯与氰化氢反应而制备 的3-羟基丙腈。
该3-羟基丙腈例如在丙烯腈的制备中作为中间体得到。在丙烯腈制备 中，通常使氧化乙烯与氰化氢在碱性环境中反应而得到3-羟基丙腈，后者 可以在Al2O3催化剂上进一步转化成丙烯腈，同时消除水分子。
在与氢气在氨存在下反应之前，3-羟基丙腈例如可以通过蒸馏提纯， 但也可以在没有进一步后处理下将其直接用于氢化中。
在本发明方法中使用氢气。
氢气通常以工业纯度使用。氢气还可以以含氢气体形式使用，即加有 其他惰性气体，如氮气、氦气、氖气、氩气或二氧化碳。所用含氢气体例 如可以是重整装置废气、炼油厂气体等，条件是这些气体不包含所用氢化 催化剂的任何催化剂毒物，例如CO。然而，优选在该方法中使用纯氢气 或基本纯的氢气，例如含有大于99重量%氢气，优选大于99.9重量%氢 气，更优选大于99.99重量%氢气，尤其大于99.999重量%氢气的氢气。
在本发明方法中还使用氨。
所用氨可以是常规市售氨，例如含有大于98重量%氨，优选大于99 重量%氨，优选大于99.5重量%，尤其是大于99.9重量%氨的氨。
在催化剂存在下使3-羟基丙腈与氨和氢气反应。
用于氢化氰醇的腈官能团而得到氨基丙醇的催化剂尤其可以为包含一 种或多种周期表第8过渡族元素(Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt)， 优选Fe、Co、Ni、Ru或Rh，更优选Co或Ni作为活性组分的催化剂。
上述催化剂可以用促进剂，例如铬、铁、钴、锰、钼、钛、锡、碱金 属族金属、碱土金属族金属和/或磷以常规方式掺杂。
所用催化剂可以是所谓的骨架催化剂(也已知为类型，下文也 称阮内催化剂)，其通过浸提(活化)由氢化活性金属和另一组分(优选Al)构 成的合金而得到。优选使用阮内镍催化剂或阮内钴催化剂。
然而，所用催化剂还可以是已经通过还原所谓的氧化物催化剂前体而 得到的催化剂。
在优选实施方案中，将通过还原所谓的催化剂前体而制备的催化剂用 于本发明方法中。
催化剂前体包含催化活性材料，后者包含一种或多种催化活性组分、 任选促进剂和任选载体材料。
催化活性组分是上述金属的含氧化合物，例如金属氧化物或其氢氧化 物，如CoO、NiO、CuO和/或其混合氧化物。
在该申请上下文中，术语“催化活性组分”用于上述含氧金属化合物， 但不意欲暗指这些含氧化合物本身已经具有催化活性。催化活性组分通常 仅在完全还原时才在本发明转化中具有催化活性。
催化剂前体可以通过已知方法，例如通过沉淀、沉淀施用或浸渍制备。
在优选实施方案中，将通过浸渍载体材料而制备的催化剂前体用于本 发明方法中(浸渍的催化剂前体)。
用于浸渍中的载体材料例如可以以粉末或成型体如挤出物、片、球或 环形式使用。适合流化床反应器的载体材料优选通过喷雾干燥得到。
有用的载体材料例如包括碳如石墨、碳黑和/或活性炭，氧化铝(γ、δ、 θ、α、κ、ζ或其混合物)，二氧化硅，二氧化锆，沸石，铝硅酸盐或其混 合物。
上述载体材料可以通过常规方法(A.B.Stiles，Catalyst Manufacture- Laboratory and Commercial Preparations，Marcel Dekker，New York， 1983)浸渍，例如通过在一个或多个浸渍段中施加金属盐溶液而浸渍。有用 的金属盐通常包括相应催化活性组分或掺杂元素的水溶性金属盐，如硝酸 盐、乙酸盐或氯化物，如硝酸钴或氯化钴。然后通常将浸渍的载体材料干 燥并任选煅烧。
煅烧通常在300-800℃，优选350-600℃，尤其是450-550℃的温度下 进行。
浸渍还可以通过所谓的“初湿含浸法”进行，其中根据其吸水容量将 载体材料用浸渍溶液润湿至最大饱和。然而，浸渍还可以在上清溶液中进 行。
在多段浸渍方法的情况下，合适的是在各浸渍步骤之间干燥和合适的 话煅烧。当要使载体材料与金属盐以较大量接触时，可以有利地使用多段 浸渍。
为了将多种金属组分施用于载体材料上，浸渍可以用所有金属盐同时 进行或者以单独金属盐的任何所需顺序进行。
在进一步优选的实施方案中，催化剂前体借助所有其组分的共沉淀制 备。为此，通常将相应活性组分和掺杂元素的可溶性化合物以及任选载体 材料的可溶性化合物与沉淀剂在液体中混合，同时加热并搅拌，直到沉淀 完全。
所用液体通常为水。
上述组分的有用可溶性化合物通常包括相应的金属盐如上述金属的硝 酸盐、硫酸盐、乙酸盐或氯化物。
所用载体材料的可溶性化合物通常为Ti、Al、Zr、Si等的水溶性化合 物，例如这些元素的水溶性硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐或氯化物。
所用掺杂元素的可溶性化合物通常为掺杂元素的水溶性化合物，例如 这些元素的水溶性硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐或氯化物。
催化剂前体还可以通过沉淀施用制备。
沉淀施用应理解为指如下一种制备方法，其中将微溶性或不溶性载体 材料悬浮于液体中，然后加入合适金属氧化物的可溶性化合物，如可溶性 金属盐，后者随后通过加入沉淀剂而沉淀于悬浮的载体上(例如如EP-A2-1 106600，第4页和A.B.Stiles，Catalyst Manufacture，Marcel Dekker， Inc.，1983，第15页所述)。
有用的微溶性或不溶性载体材料例如包括碳化合物如石墨、碳黑和/ 或活性炭，氧化铝(γ、δ、θ、α、κ、ζ或其混合物)，二氧化硅，二氧化锆， 沸石，铝硅酸盐或其混合物。
载体材料通常以粉末或碎片形式存在。
载体材料悬浮于其中的所用液体通常为水。
有用的可溶性化合物包括活性组分或掺杂元素的上述可溶性化合物。
通常在沉淀反应中通过加入沉淀剂将可溶性化合物作为微溶性或不溶 性碱性盐沉淀。
所用沉淀剂优选为碱，尤其是无机碱，如碱金属碱。沉淀剂的实例是 碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾或氢氧化钾。
所用沉淀剂还可以是铵盐，例如卤化铵、碳酸铵、氢氧化铵或羧酸铵。
沉淀反应例如可以在20-100℃，优选30-90℃，尤其是50-70℃的温 度下进行。
在沉淀反应中形成的沉淀通常是化学上不均匀的且通常包含所用金属 的氧化物、水合氧化物、氢氧化物、碳酸盐和/或碳酸氢盐的混合物。可能 发现对沉淀的过滤性有利的是将它们陈化，即将它们在沉淀之后单独放置 一定时间，合适的话在趁热条件下或者在同时通入空气下放置。
通过这些沉淀方法得到的沉淀通常通过将它们洗涤、干燥、煅烧和调 节而加工。
在洗涤之后，通常将沉淀在80-200℃，优选100-150℃下干燥，然后 煅烧。
煅烧通常在300-800℃，优选350-600℃，尤其是450-550℃的温度下 进行。
在煅烧之后，通常调节通过沉淀反应得到的粉状催化剂前体。
调节例如可以通过将沉淀催化剂通过研磨调节至特定粒度而进行。
在研磨之后，可以将通过沉淀反应得到的催化剂前体与成型助剂如石 墨或硬脂酸混合并进一步加工成成型体。
常见成型方法例如描述于Ullmann[Ullmann’s Encyclopedia，2000年 电子版，“催化和催化剂”章节，第28-32页]和Ertl等[Ertl，Weitkamp，Handbook of Heterogeneous Catalysis，VCH Weinheim，1997， 第98页及随后各页]中。
如所引用的参考文献所述，成型方法可以以任何三维形状如圆形、角 形、细长形等提供成型体，例如呈挤出物、片、颗粒、球、圆柱体或粒料 形式。常见成型方法例如为挤出，压片，即机械压制，或压丸，即通过圆 周和/或旋转运动压实。
调节或成型之后通常进行热处理。热处理中的温度通常对应于煅烧中 的温度。
通过沉淀反应或浸渍得到的催化剂前体以其含氧化合物的混合物形 式，即尤其作为氧化物、混合氧化物和/或氢氧化物包含催化活性组分。如 此制备的催化剂前体可以直接储存。
特别优选如下催化剂前体：
公开于EP-A-0636409中且在用氢气还原之前包含以CoO计算为55-98重 量%的Co，以H3PO4计算为0.2-15重量%的磷，以MnO2计算为0.2-15 重量%的锰和以M2O(M=碱金属)计算为0.2-5.0重量%的碱金属的氧化物 混合物，或者
公开于EP-A-0742045中且在用氢气还原之前包含以CoO计算为55-98重 量%的Co，以H3PO4计算为0.2-15重量%的磷，以MnO2计算为0.2-15 重量%的锰和以M2O(M=碱金属)计算为0.05-5重量%的碱金属的氧化物 混合物，或公开于EP-A-696572中且在用氢气还原之前包含20-85重量% ZrO2，以CuO计算为1-30重量%的铜的含氧化合物，以NiO计算为30-70 重量%的镍的含氧化合物，以MoO3计算为0.1-5重量%的钼的含氧化合物 以及分别以Al2O3和MnO2计算为0-10重量%的铝和/或锰的含氧化合物的 氧化物混合物，例如公开于上述引文第8页的催化剂，其具有的组成为31.5 重量%ZrO2，50重量%NiO，17重量%CuO和1.5重量%MoO3，或者 公开于EP-A-963975中且在用氢气还原之前包含22-40重量%ZrO2，以 CuO计算为1-30重量%的铜的含氧化合物，以NiO计算为15-50重量% 的镍的含氧化合物(其中Ni:Cu摩尔比大于1)，以CoO计算为15-50重量 %的钴的含氧化合物，分别以Al2O3和MnO2计算为0-10重量%的铝和/ 或锰的含氧化合物并且不含钼的含氧化合物的氧化物混合物，例如公开于 上述引文第17页的催化剂A，其组成为以ZrO2计算为33重量%的Zr， 以NiO计算为28重量%的Ni，以CuO计算为11重量%的Cu和以CoO 计算为28重量%的Co，或者
已经如上所述通过浸渍或沉淀制备的催化剂前体通常在煅烧或调节之 后还原。还原通常将该催化剂前体转化成其催化活性形式。
催化剂前体的还原可以在升高的温度下在移动或静止还原炉中进行。
所用还原剂通常为氢气或含氢气体。
氢气通常以工业级纯度使用。氢气还可以以含氢气体形式使用，即与 其他惰性气体如氮气、氦气、氖气、氩气或二氧化碳混合。氢气流还可以 作为循环气体再循环进入还原中，任选与新鲜氢气混合并且任选在通过冷 凝除去水之后。
催化剂前体优选在其中将催化剂成型体设置成固定床的反应器中还 原。催化剂前体更优选在其中进行3-羟基丙腈与氨的随后反应的相同反应 器中还原。
此外，催化剂前体可以在流化床反应器中在流化床中还原。
催化剂前体通常在50-600℃，尤其是100-500℃，更优选150-450℃ 的还原温度下还原。
氢气分压通常为1-300巴，尤其是1-200巴，更优选1-100巴，其中压 力值在这里和下文中基于绝对的测量压力。
还原的持续时间优选为1-20小时，更优选5-15小时。
在还原过程中，可以供入溶剂以除去形成的反应水和/或例如以能够更 快速加热反应器和/或能够更好地在还原过程中除去热。此时该溶剂还可以 以超临界形式供入。
所用合适溶剂可以是上述溶剂。优选的溶剂是水，醚类如甲基叔丁基 醚、乙基叔丁基醚、二烷或四氢呋喃。特别优选水或四氢呋喃。合适的 溶液同样包括合适的混合物。
催化剂前体还可以在悬浮液中例如在搅拌高压釜中还原。温度通常在 50-300℃，尤其是100-250℃，更优选120-200℃范围内。
在悬浮液中还原通常在1-300巴，优选10-250巴，更优选30-200巴的 氢气分压下进行。有用的溶剂包括上述溶剂。
在悬浮液中还原的持续时间优选为5-20小时，更优选8-15小时。
如此得到的催化剂在还原之后可以在惰性条件下处理。该催化剂优选 可以在惰性气体如氮气下或在惰性液体如醇、水或该催化剂所用于的特定 反应的产物下处理和储存。合适的话，随后必须在开始实际反应之前从该 催化剂中除去惰性液体。
催化剂在惰性物质下的储存使得该催化剂的处理和储存不复杂且安 全。
在还原之后，还可以使该催化剂与含氧气流如空气或空气与氮气的混 合物接触。
这得到钝化催化剂。钝化催化剂通常具有保护性氧化物层。该保护性 氧化物层简化了催化剂的处理和储存，从而例如简化该钝化催化剂在反应 器中的安装。在与反应物接触之前，钝化催化剂优选如上所述通过用氢气 或含氢气体处理该钝化催化剂而还原。还原条件通常对应于催化剂前体还 原中所用还原条件。活化通常消除该保护性钝化层。
3-氨基丙醇通过使3-羟基丙腈与氢气在氨存在下反应而得到，其中该 反应优选在上述催化剂之一存在下进行。
所用氨与所用3-羟基丙腈的摩尔比通常为1:50-100:1，优选1:1-50:1， 更优选1.1:1-25:1，最优选2:1-10:1。
该反应通常在1-500巴，优选10-400巴，特别是100-300巴，最优选 120-250巴的压力下进行。通过通过计量加入氢气维持并控制该压力。
将3-羟基丙腈氢化成3-氨基丙醇通常在20-400℃，优选20-250℃，更 优选25-200℃，最优选50-150℃的温度下进行。
3-羟基丙腈与氨的反应可以在本体中进行或在溶剂存在下进行，例如 在醚类如甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚或四氢呋喃(THF)，醇类如甲醇、 乙醇或异丙醇，烃类如己烷、庚烷或提余液馏分，芳烃如甲苯，酰胺如二 甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺，或内酰胺如N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷 酮、N-甲基己内酰胺或N-乙基己内酰胺中进行。有用的溶剂还有上面所列 溶剂的合适混合物。该溶剂可以以5-95重量%，优选20-70%，更优选 30-60%的比例使用，在每种情况下基于反应混合物的总重量，其中反应混 合物的总重量为该方法中所用原料和溶剂的质量总和。
优选将有价值的产物3-氨基丙醇用作溶剂，因为这省去了后处理过程 中的溶剂除去。
在特别优选的实施方案中，3-羟基丙腈与氨的反应在本体中进行，即 不加入溶剂。
本发明方法可以连续、分批或半分批进行。
优选在高压搅拌釜反应器、固定床反应器或流化床反应器中进行本发 明方法。
在特别优选的实施方案中，本发明方法在一个或多个固定床反应器中 进行。
固定床反应器可以以液相模式或以喷淋模式操作。在优选的喷淋模式 情况下，优选在反应器入口处使用用于反应器进料的液体分配器。当使用 两个反应器时，二者可以以液相模式或喷淋模式操作。或者，第一个反应 器可以以液相模式操作，而第二个反应器可以以喷淋模式操作，反之亦然。
3-羟基丙腈和氨可以一起引入反应器的反应区中，例如作为预混的反 应物料流。加料还可以分开进行，此时反应物在连续方法中在反应器入口 处混合，例如借助液体分配器或合适的内件。在分批操作的情况下，3-羟 基丙腈和氨可以同时、以不同时间或连续引入反应器的反应区中。
在3-羟基丙腈的分批氢化中停留时间通常为15分钟至24小时，优选 30分钟至12小时，更优选30分钟至6小时。
在以优选的连续方法操作情况下，停留时间通常为0.1秒至24小时， 优选1分钟至10小时，更优选10-300分钟，最优选15-60分钟。
对于优选的连续方法，“停留时间”就此而言是指在催化剂上的停留 时间，并且因此对于固定床催化剂是指在催化剂床中的停留；对于流化床 反应器，考虑该反应器的合成部分(把催化剂限制在其中的反应器部分)。
在3-羟基丙腈与氨的连续反应中，优选产生0.01-10kg3-羟基丙腈/kg 催化剂·h，优选0.05-7kg3-羟基丙腈/kg催化剂·h，更优选0.1-5kg3-羟 基丙腈/kg催化剂·h的催化剂时空间速度。
包含3-氨基丙醇且在3-羟基丙腈与氢气在氨存在下反应而得到的反应 输出物除了3-氨基丙醇外包含未转化的3-羟基丙腈、水、少量副产物和未 转化的氨。
来自氢化反应器的反应输出物的氨含量根据所用氨的量为1-90重量 %，优选5-80重量%，更优选20-70重量%，最优选40-70重量%，在每 种情况下基于反应输出物的质量。
来自氢化反应器的输出物按照本发明通过以两段或更多段蒸馏该反应 输出物而后处理。
在本发明上下文中，已经发现满足化妆品和药物工业的严格质量要求 的3-氨基丙醇仅可以在该反应输出物中的氨含量在在引入第一蒸馏段中之 前为1重量%或更低并且在两个蒸馏段中的底部温度不超过135℃时得 到。
当来自氢化反应器的反应输出物的氨含量包含基于该反应输出物的总 质量大于1重量%的氨时，必须在引入第一蒸馏段中之前将来自氢化反应 器的反应输出物的氨含量降至1重量%或更低。
在优选实施方案中，来自氢化反应器的输出物的氨含量通过将来自氢 化反应器的反应输出物引入蒸馏塔中(氨除去)降低。
氨除去优选在加压塔中进行，选择塔压力以使得该氨可以用在给定冷 却介质温度下存在的冷却介质，例如冷却水冷凝。
氨除去优选在具有内件以提高分离效能的蒸馏塔中进行。
氨除去更优选在板式塔中进行，因为该塔非常适合在高压下操作。
在板式塔中，在该塔内部存在中间塔盘，在该中间塔盘上发生传质。 不同塔盘类型的实例是筛盘、槽罩塔盘、双流塔盘、泡罩塔盘或浮阀塔盘。
蒸馏内件还可以作为规整填料，例如作为片状金属填料，如Mellapak 250Y或Montz Pak，B1-250类型，或作为规整陶瓷填料或作为散堆填料， 例如Pall环、IMTP环(来自Koch-Glitsch)、Raschig超级环等存在。规整 或散堆填料可以设置在一个床中或者优选设置在多个床中。
蒸馏塔的准确操作条件可以由本领域熟练技术人员参考引入蒸馏塔的 组分的已知蒸气压和蒸发平衡通过常规计算方法根据所用塔的分离效能以 常规方式确定。
来自氢化反应器的反应输出物优选在蒸馏塔理论塔板的30-90%之间 的空间区域(从底部计算)，更优选蒸馏塔理论塔板的50-80%之间的空间区 域内供入。例如，进料可以稍微高于理论塔板的中部。最佳进料点可以由 本领域熟练技术人员取决于氨浓度利用常规计算工具确定。
理论塔板数通常为5-30，优选10-20。
顶部压力更优选为1-30巴，更优选10-25巴，尤其优选15-20巴。
在塔底优选产生高于氨的蒸发温度的温度，从而将氨完全或非常基本 完全转化成气相。
特别优选产生大致对应于待经由底部在塔底压力下取出的混合物的沸 腾温度的温度。该温度取决于底部产物中存在的物质的类型和组成且可以 由本领域熟练技术人员使用常规热力学计算工具确定。
优选产生165-200℃，更优选175-195℃，尤其优选180-190℃的温度。 例如，优选可以在17巴的塔顶压力下产生185℃的塔底温度。
蒸馏塔的冷凝器通常在主要部分的氨在合适的顶部压力下冷凝的温度 下操作。该冷凝器的操作温度通常为25-70℃，优选25-45℃。
在塔顶的返回料流通常以使得主要量的3-氨基丙醇和水保留在该塔内 的方式产生，从而使它们基本完全作为底部产物得到。在冷凝器中得到的 冷凝液优选以小于50%的程度，优选小于25%的程度再循环到蒸馏塔顶 部。
蒸发所需能量通常通过塔底的蒸发器引入。
在该冷凝器中得到的冷凝液主要为氨。
作为冷凝液得到的氨可以在提纯之后或优选直接用作其他化学合成的 原料。例如，作为冷凝液得到的氨可以通过将该氨再循环到3-氨基丙醇制 备方法中而再用于制备3-氨基丙醇。
由氨除去得到的底部输出物通常为包含3-氨基丙醇、水和通常较高沸 点胺以及还有有机副产物的混合物。
此外，来自氨除去的底部输出物通常包含小于10重量%，优选小于5 重量%的残留氨。
当来自氨除去的输出物的氨含量为1重量%或更低，优选0.5重量% 或更低，更优选0.251重量%或更低，尤其优选0.1重量%或更低时，来自 氨除去的输出物可以作为进料直接引入第一蒸馏段中。
然而，在非常特别优选的实施方案中，来自氨除去的输出物的氨含量 通过脱气(氨脱气)进一步降低。
为了脱气，可以任选将包含3-氨基丙醇的反应输出物减压、加热和/ 或用汽提气体处理。
氨的脱气优选在脱气塔中进行。
脱气例如可以在常用于该目的的设备如蒸发釜或精馏塔，例如筛板塔、 泡罩塔、具有规整填料的塔或具有散堆填料的塔中进行，例如如 Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第3版，第7卷， John Wiley&Sons，New York，1979，第870-881页所述。
来自氨除去的包含3-氨基丙醇的反应输出物优选在具有汽提和精馏段 的蒸馏塔中脱气，此时包含3-氨基丙醇的反应输出物优选在塔的上部区域 供入，并且贫含胺的反应输出物在该塔底部排出并随后按照本发明供入两 段或多段蒸馏中。
通常在塔顶将基本包含氨的气流排出。
脱气塔的准确操作条件可以由本领域熟练技术人员参考包含3-氨基丙 醇的反应输出物中存在的组分的已知蒸气压和蒸发平衡通过常规计算方法 根据所用塔的分离效能以常规方式确定。
氨脱气优选在具有提高分离效能的内件的蒸馏塔中进行。
氨脱气更优选在板式塔中进行。在板式塔中，在该塔内部存在中间塔 盘，在该中间塔盘上发生传质。不同塔盘类型的实例是筛盘、槽罩塔盘、 双流塔盘、泡罩塔盘或浮阀塔盘。
在进一步优选的实施方案中，蒸馏内件还可以作为规整填料，例如作 为片状金属填料，如Mellapak250Y或Montz Pak，B1-250类型，或作为 规整陶瓷填料或作为散堆填料，例如Pall环、IMTP环(来自Koch-Glitsch)、 Raschig超级环等存在。规整或散堆填料可以设置在一个床中或者优选设 置在多个床中。
来自氨除去的粗产物优选在蒸馏塔理论塔板的50-90%之间的空间区 域(从底部计算)，更优选蒸馏塔理论塔板的60-85%之间的空间区域内供 入。例如，供料可以稍微高于理论塔板的中部。最佳进料点可以由本领域 熟练技术人员利用常规计算工具作为氨浓度的函数确定。
理论塔板数通常为10-100，优选15-80，更优选20-70，最优选25-60。
顶部压力更优选为500-3000毫巴，更优选800-2000毫巴，最优选 1000-1500毫巴。
在塔底优选产生高于氨的蒸发温度的温度，从而将氨完全或非常显著 地转化成气相。
特别优选产生不超过135℃，优选130℃，更优选125℃的温度。
例如，优选可以在1013毫巴的塔顶压力下产生135℃的塔底温度。
蒸发所需能量通常通过塔底的蒸发器引入。
在优选实施方案中，将汽提气体引入该塔中。汽提气体是在本发明反 应条件下呈惰性且不与反应混合物中存在的物质反应的气体。所用汽提气 体可以是惰性气体，如氮气或稀有气体(氦气、氖气、氩气、氙气)。作为 惰性气体优选使用氮气。
汽提气体优选引入蒸馏塔的下部区域中并且因此与液体料流呈逆流输 送。
该引入可以在该塔底部进行，例如借助分配器环或喷嘴，但还可以在 蒸馏塔的下部区域进行，优选在蒸馏塔理论塔板的至多30%，优选至多 20%，更优选至多10%的空间区域(从底部计算)进行。引入的汽提气体通 常通过该塔中存在的内件与以相反方向流动的液体彻底混合。
供入的惰性气体流速优选为0.001-1m3/h惰性气体/kg/h进料，更优选 0.005-0.1m3/h惰性气体/kg/h进料，最优选0.01-0.05m3/h惰性气体/kg/h进 料。
在该塔的上部区域中通常将氨以气态料流排出。
所得氨可以在提纯之后或者优选直接用作其他化学合成的原料；例如 可以将所得氨再循环进入该制备方法。
作为来自氨脱气的底部输出物，通常得到包含3-氨基丙醇、残留氨、 水和可能的话较高沸点次级组分的混合物。
在该脱气塔的下部区域中，通常得到氨含量基于包含3-氨基丙醇的料 流的总质量为0.001-1重量%，优选0.005-0.5重量%，更优选0.01-0.25重 量%，尤其优选0.015-0.1重量%的输出物。
然而，氨脱气，即来自氨除去的包含3-氨基丙醇的输出物的脱气还可 以通过向储存容器或罐式反应器中引入汽提气体，优选氮气而进行。汽提 气体可以借助分配器喷嘴或分配器环引入。因为液相中氨的蒸气压高于气 体中氨的蒸气压，因此氨转移到气相中。
来自汽提操作的含氨废气通常被后处理或送去处置。
来自氨脱气的输出物，例如来自脱气塔的输出物或汽提储罐或反应器 的内容物可以作为进料引入两段或多段蒸馏中作为进料料流。
然而，当来自氨脱气的包含3-氨基丙醇的输出物的氨含量大于1重量 %，优选大于0.5重量%，更优选大于0.25重量%，尤其优选大于0.1重 量%时，来自脱气塔的输出物应进行另一脱气步骤以在将其引入本发明后 处理中之前进一步降低氨含量。
引入两段或多段蒸馏中的进料料流通常包含3-氨基丙醇、残留氨、水 和任选较高沸点的次级组分。
根据本发明，引入本发明两段或多段蒸馏中的进料料流具有的氨含量 基于进料料流的总质量为1重量%或更低。氨含量优选应小于0.5重量%， 更优选小于0.25重量%，最优选小于0.1重量%。
进料流的氨含量通常应在0.001-1重量%，优选0.005-0.5重量%，更 优选0.01-0.25重量%，尤其优选0.015-0.1重量%的范围内。
如上所述，应降低氨含量大于1重量%，优选大于0.5重量%，更优 选大于0.25重量%，尤其优选大于0.1重量%的进料中的氨含量，例如通 过上述氨脱气和/或氨除去降低。
第一蒸馏段(水除去)优选在蒸馏塔，例如筛板塔、泡罩塔、具有规整 填料的塔或具有散堆填料的塔中进行。
粗氨基丙醇更优选在具有汽提和精馏段的精馏塔中蒸馏，此时粗氨基 丙醇优选在该塔中部区域供入且主要包含氨基丙醇和任选较高沸点副产物 的高沸物混合物在该塔底部排出。在塔顶排出基本包含水和残留氨的液态 或气态料流。
准确的操作条件可以由本领域熟练技术人员参考粗氨基丙醇中存在的 组分的已知蒸气压和蒸发平衡通过常规计算方法根据所用塔的分离效能以 常规方式确定。
该蒸馏塔优选具有内件以提高分离效能。蒸馏内件优选可以作为规整 填料，例如作为片状金属填料，如Mellapak250Y或Montz Pak，B1-250 类型存在。还可以存在具有较低或增加的比表面积的填料，或者可以使用 织物填料或具有不同几何形状的填料，如Mellapak252.Y。使用这些蒸馏 内件的优点是与例如浮阀塔盘相比压降低且比液体滞留(specific liquid holdup)低。内件可以存在于在一个或多个床中。
包含3-氨基丙醇的进料流优选在蒸馏塔理论塔板的25-75%之间的空 间区域(从底部计算)，更优选蒸馏塔理论塔板的30-65%之间的空间区域内 供入。例如，供料可以稍微低于理论塔板的中部。最佳进料点可以由本领 域熟练技术人员利用常规计算工具确定。
理论塔板数通常为5-50，优选20-40。
塔顶压力优选为5-1000毫巴，更优选10-500毫巴，尤其优选15-100 毫巴。
在塔底优选产生高于水的蒸发温度但低于3-氨基丙醇的蒸发温度的温 度。
然而，根据本发明，塔底温度不超过135℃。塔底温度优选为50-130℃， 更优选80-125℃，尤其优选100-125℃。
例如，可以优选在0.1巴的塔顶压力下产生130℃的塔底温度。
蒸馏塔的冷凝器通常在主要部分的水在相应顶部压力下冷凝的温度下 操作。冷凝器的操作温度通常为25-70℃，优选30-50℃。
在冷凝器中得到的冷凝液优选以大于30%，优选大于40%的程度再循 环到蒸馏塔顶部。
蒸发所需能量通常通过塔底的蒸发器引入。
在该冷凝器中得到主要包含水和残留氨的冷凝液。
在底部输出物中，通常得到包含3-氨基丙醇和可能的话更高沸点副产 物的混合物。
在本发明上下文中，来自第一蒸馏段的底部输出物称为“第一蒸馏段 的输出物”。
第一蒸馏段(除水)的输出物按照本发明供入至少一个另外的蒸馏段(提 纯蒸馏)。
第二段蒸馏优选同样在蒸馏塔，例如筛板塔、泡罩塔、具有规整填料 的塔或具有散堆填料的塔中进行。
更优选将第一蒸馏段的输出物在具有汽提段和精馏段的精馏塔中蒸 馏，此时第一蒸馏段的输出物优选在塔的中部区域供入并且主要包含未转 化的3-羟基丙腈的高沸物混合物在塔底排出。在塔顶排出基本包含纯氨基 丙醇的液态或气态料流。
准确的操作条件可以由本领域熟练技术人员参考第一蒸馏段的输出物 中存在的组分的已知蒸气压和蒸发平衡通过常规计算方法根据所用塔的分 离效能以常规方式确定。
该蒸馏塔优选具有内件以提高分离效能。蒸馏内件优选可以作为规整 填料，例如作为片状金属填料，如Mellapak250Y或Montz Pak，B1-250 类型存在。还可以存在具有较低或增加的比表面积的规整填料，或者可以 使用织物填料或具有不同几何形状的填料，如Mellapak252.Y。使用这些 蒸馏内件的优点是与例如浮阀塔盘相比压降低且比液体滞留低。内件可以 存在于在一个或多个床中。
包含3-氨基丙醇和可能的话更高沸点的次级组分的第一蒸馏段的输出 物优选在蒸馏塔理论塔板的25-75%之间的空间区域(从底部计算)，更优选 蒸馏塔理论塔板的30-65%之间的空间区域内供入。例如，供料可以稍微低 于理论塔板的中部。最佳进料点可以由本领域熟练技术人员利用常规计算 工具确定。
理论塔板数通常为5-100，优选30-80。
塔顶压力优选为5-1000毫巴，更优选10-500毫巴，尤其优选15-100 毫巴。
在塔底优选产生高于3-氨基丙醇的蒸发温度的温度。
然而，根据本发明，塔底温度不超过135℃。塔底温度优选为50-130℃， 更优选80-125℃，尤其优选100-125℃。
例如，优选可以在40毫巴的塔顶压力下产生120℃的塔底温度。
例如，优选可以在70毫巴的塔顶压力下产生125℃的塔底温度。
蒸馏塔的冷凝器通常在主要部分的3-氨基丙醇在相应的顶部压力下冷 凝的温度下操作。冷凝器的操作温度通常为25-70℃，优选30-50℃。
优选将在该冷凝器中得到的冷凝液以大于80%，优选大于90%的程度 再循环到蒸馏塔顶部。
蒸发所需能量通常通过塔底的蒸发器引入。
在底部输出物中，通常得到包含相对高沸点次级组分的混合物。
作为第二蒸馏段的冷凝液得到的3-氨基丙醇通常不需要进行任何其他 蒸馏段，但需要的话可以通过在一个或多个其他段中蒸馏而后处理。
然而，作为第二蒸馏段的顶部输出物得到的3-氨基丙醇优选不再进行 后处理。
作为第二蒸馏段的顶部输出物得到的3-氨基丙醇优选具有大于99重 量%，更优选大于99.5重量%，更优选大于99.7重量%，尤其优选大于 99.9重量%的纯度。
可以按照本发明得到的3-氨基丙醇可以用于制备3-氨基丙醇衍生物。 更具体而言，可以按照本发明得到的3-氨基丙醇适合制备化妆品和/或治疗 用途的产物，尤其是泛醇、阿坎酸(Acambrosate)、氯丙苯丙胺、多潘立酮、 异环磷酰胺(Ifosamid)或乌拉地尔。
活性成分泛醇被许多制造商用作皮肤霜和软膏或锭剂、鼻用喷雾剂、 滴眼液和接触透镜清洁产品的成分。
因此，本发明还提供了一种制备3-氨基丙醇衍生物，尤其是泛醇、阿 坎酸、氯丙苯丙胺、多潘立酮、异环磷酰胺和乌拉地尔的方法，其中在该 制备中使用在本发明方法中制备的3-氨基丙醇。
由本发明方法得到的3-氨基丙醇具有的纯度高于由已知蒸馏方法得到 的3-氨基丙醇。
更具体而言，本发明的3-氨基丙醇仅具有低的固有气味，因此适合作 为生产通常直接施用于人皮肤的软膏的原料。
可以按照本发明得到的3-氨基丙醇满足化妆品和药物工业的严格且高 质量标准。
本发明由下列实施例详细说明。
实施例：
通用方法：
实施例1：制备3-氨基丙醇
使3-羟基丙腈(450kg/h)与氨(850kg/h)一起在氢气存在下在180巴的压 力和100℃的温度下在管式反应器中转化。所用催化剂为根据 EP-A-0742045实施例A的催化剂。催化剂时空间速度为0.3kg ECHD/kg 催化剂/小时。
将反应输出物引入在17巴塔顶压力下操作的蒸馏塔中(氨除去)。该蒸 馏塔具有12理论塔板。进料点在第10块塔板区域中。底部温度为185℃。
来自氨除去的输出物通过气相色谱法分析且包含：
93面积%3-氨基丙醇；
2.5面积%氨；
3.0面积%二羟基丙基胺；
0.3面积%二氨基丙基醚；
0.2面积%乙二醇。
实施例2：氨脱气
将来自实施例1的反应输出物引入脱气塔中。该脱气塔具有50块理论 塔板。进料点在第25块塔板区域中。进料为1600kg/h。蒸馏在1绝对巴 的压力和130℃的底部温度下操作。所用汽提气体为氮气，其经由塔的下 部区域供入。供入的氮气流速为30m3/h。
来自脱气塔的输出物通过气相色谱法分析且包含：
94.08面积%3-氨基丙醇
0.07面积%氨
0.83%水
实施例3：两段蒸馏
将来自氨脱气的输出物(实施例2)引入两段蒸馏中。第一蒸馏塔(水除 去)具有33块理论塔板。进料点在第20块塔板区域中。塔顶压力为70毫 绝对巴。塔底温度为120℃。在塔顶冷凝水和残留氨。塔底输出物包含3- 氨基丙醇和更高沸点的副产物(粗氨基丙醇)。
底部输出物的组成通过气相色谱法分析且为：
96.0面积%3-氨基丙醇
0.8面积%乙二醇
将来自水除去的底部输出物送入另外的蒸馏塔(提纯蒸馏)。该第二蒸 馏塔(提纯蒸馏)具有62块理论塔板。进料点在第40块塔板区域中。塔顶 压力为40毫巴。塔底温度为122℃。在该塔顶部蒸馏纯3-氨基丙醇。在该 塔底部的输出物包含更高沸点副产物。
顶部输出物的组成通过气相色谱法分析且为：
99.95面积%3-氨基丙醇。
实施例4：两段蒸馏
将来自3-氨基丙醇制备的输出物(实施例1)直接引入两段蒸馏中。第一 蒸馏塔(水除去)具有33块理论塔板。进料点在第20块塔板区域中。塔顶 压力为350绝对毫巴。塔底温度为158℃。在塔顶冷凝水和残留氨。塔底 输出物包含3-氨基丙醇和更高沸点的副产物(粗氨基丙醇)。
底部输出物的组成通过气相色谱法分析且为：
98.2面积%3-氨基丙醇。
将来自水除去的底部输出物送入另外的蒸馏塔(提纯蒸馏)。该第二蒸 馏塔(提纯蒸馏)具有62块理论塔板。进料点在第40块塔板区域中。塔顶 压力为180毫巴。塔底温度为149℃。在该塔顶部蒸馏纯3-氨基丙醇。在 该塔底部的输出物包含更高沸点副产物。
顶部输出物的组成通过气相色谱法分析且为：
99.8面积%3-氨基丙醇。
实施例5：氨脱气
将来自实施例1的反应输出物引入脱气塔中。该脱气塔具有33块理论 塔板。进料点在第20块塔板区域中。进料为3000kg/h。蒸馏在85绝对毫 巴的压力和127℃的底部温度下操作。所用汽提气体为氮气，其经由塔的 下部区域供入。供入的氮气流速为30m3/h。
来自脱气塔的输出物通过气相色谱法分析且包含：
95.7面积%3-氨基丙醇
0.02面积%氨
实施例6：两段蒸馏
将来自脱气塔的输出物(实施例2)引入两段蒸馏中。该第一蒸馏塔(水 除去)具有33块理论塔板。进料点在第20块塔板区域中。塔顶压力为70 绝对毫巴。塔底温度为118℃。在塔顶冷凝水和残留氨。塔底输出物包含 3-氨基丙醇和更高沸点的副产物(粗氨基丙醇)。
底部输出物的组成通过气相色谱法分析且为：
95.5面积%3-氨基丙醇
0.8面积%乙二醇
将来自水除去的底部输出物送入另外的蒸馏塔(提纯蒸馏)。该第二蒸 馏塔(提纯蒸馏)具有62块理论塔板。进料点在第40块塔板区域中。塔顶 压力为40毫巴。塔底温度为120℃。在该塔顶部蒸馏纯3-氨基丙醇。在该 塔底部的输出物包含更高沸点副产物。
顶部输出物的组成通过气相色谱法分析且为：
99.95面积%3-氨基丙醇；
对来自实施例的输出物进行嗅觉评价。
为此，将实施例3、4和6中得到的3-氨基丙醇转化成泛醇，然后评价 其气味。在气味评价中使用下列程序：
泛醇的制备：
首先向1L四颈烧瓶中加入150g3-氨基丙醇。在搅拌的同时在室温下缓 慢加入260g D-泛酰内酯。在加料结束之后将反应混合物加热至60℃并再搅 拌5小时。所用D-泛酰内酯事先用甲基叔丁基醚(MTBE)洗涤两次并随后干 燥。
通过使3-氨基丙醇和D-泛酰内酯反应得到的粗泛醇随后脱气并蒸馏。
脱气在薄膜蒸发器中在0.027毫巴的压力，80℃的底部温度和280rpm 的层流速度下进行。在脱气之后，通过用软化水和2-丙醇反复清洗而清洁 该设备，然后在减压下干燥。
然后蒸馏脱气的泛醇。该蒸馏在已经在其中进行脱气的相同设备中进 行。底部温度为120℃，压力为0.027毫巴且层流速度为800rpm。
在内部冷凝器中在60℃的冷却旋管温度下得到泛醇。
在40℃下将75g蒸馏的泛醇用24.1g蒸馏水均化。如此制备的泛醇水溶 液在下文称为测试样品。
对如此得到的泛醇(测试样品)进行嗅觉评价。
嗅觉评价：
感官测试由受过训练的人员使用有效性方法(validated method)以单一 测定进行或者在存在怀疑的情况下以重复测定进行。在有效化过程中，在 实际模型情况下预设显著性水平=0.05(通过二项式定理的统计评价方法)并 以9次重复证实。
用一次性聚乙烯移液管(Makro155，标刻度至3.0ml)将3ml测试样品吸 移到样品瓶(直径70mm，高120mm，容量370ml)中。
在另一样品瓶中以相同方式作为标样准备具有可接受气味的参考样 品。
将样品瓶密闭并调节(在室温下10分钟)。这确保可以产生液相和富含 挥发性成分的气相之间的平衡。调节时间应维持在+/-1分钟的限度内。
在调节完成之后，测试者打开标样的样品瓶，吸入液面上空间的气味 并再次密闭该瓶。然后没有任何延迟地打开样本的样品瓶并以相同方式闻 一闻，然后再次密闭。
在重复测量之前，再次调节样品。
若测试者检测不到与标准样的气味差异，则将该样品评定为“ok”或 “yes”等级。
若发现与标样存在使意欲的最终应用成问题的产品非典型偏差，则将 该样品评定为“oos”或“no”等级。
表1：嗅觉评价结果：