СИНТЕЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИЛАМИНА
Аннотация
Бензиламин – ключевой промежуточный продукт тонкого органического синтеза, традиционно производимый путем аммонолиза бензилхлорида (БХ) в водной среде. Классический процесс ограничен низкой селективностью к целевому продукту из-за последовательного бензилирования (образование ди- и трибензиламина) и высоким расходом водного аммиака (объемные отношения вплоть до 1 : 20). Настоящая работа посвящена систематической оптимизации процесса аммонолиза, включающей изучение влияния трех ключевых факторов. Экспериментальная схема была разработана на основе двухуровневой стратегии min-max-дизайна (факториального эксперимента типа 23 с центральными точками) в заданных интервалах варьируемых параметров: температура 60–100 °C, количество эквивалентного аммиака 5–20 эквивалентов к бензилхлориду, продолжительность реакции 2–8 ч. Структура продукта контролировалась методами ГХ–МС и раман-спектроскопии. Эти инструменты обеспечивали точную идентификацию компонентов реакционной смеси и оценку степени чистоты полученного бензиламина. Факторный анализ и построение регрессионной модели позволили выявить зависимости выхода бензиламина от выбранных переменных, определить области оптимальных режимов, обеспечивающих максимальную селективность при достаточной глубине протекания реакций бензилхлорида. Установлено, что уменьшение температуры и продолжительности реакции одновременно с увеличением количества аммиака способствует значительному повышению доли бензиламина в продуктах реакции. Кроме того, разработаны технологически обоснованные режимы процесса, представляющие собой оптимальный баланс между степенью превращения исходного вещества и уровнем целевой селективности. Построенная эмпирическая регрессионная модель позволяет прогнозировать отклик, строить контурные карты и служит инструментом для масштабирования и последующей интенсификации процесса. Полученные результаты представляют практическую основу для разработки регламентов малотоннажного производства бензиламина с повышенной селективностью.
Для цитирования:
Шишанов М.В., Князев М.Ю., Румянцева Е.В., Дюбанов М.В., Кук Х.Г., Досов К.А. Синтез и оптимизация технологии получения бензиламина. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 4. С. 84-93. DOI: 10.6060/ivkkt.20266904.6786.
Литература
O’Neill M.D. Encyclopedia of chemicals, drugs and bio-logical substances. New Jersey: Whitehouse Station. 2006. 186 p.
Lewis R.J. Hawley’s Condensed Chemical Dictionary. NY: John Wiley & Sons, Inc. 2007. V. 15. P. 140.
Oppgrande J.L. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. NY: John Wiley & Sons. 2001.
Heuer L. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. NY: John Wiley & Sons. 2008.
Hao Y., Li M., Cardenas-Lizana F., Keane M.A. Selective production of benzylamine via gas phase hydrogena-tion of benzonitrile over supported Pd catalysts. Catal. Lett. 2016. V. 146. N 1. P. 109-116. DOI: 10.1007/s10562-015-1655-8.
Segobia D.J., Trasarti A.F., Apesteguía C.R. Highly selective production of benzylamine from benzonitrile on metal-supported catalysts. React. Chem. Eng. 2021. V. 6. N 11. P. 2181-2190. DOI: 10.1039/D1RE00234A.
Dempsey S.D., Ryan A.A., Smyth M., Moody T.S., Wharry S., Fahey K., Beale A.M., Madrigal S.M., Dingwall P., Rooney D.W., Knipe P.C., Muldoon M.J., Thompson J.M. Continuous-flow transfer hydrogenation of benzonitrile using formate as a safe and sustainable source of hydrogen. React. Chem. Eng. 2021. V. 8. N 7. P. 1559-1564. DOI: 10.1039/D3RE00195D.
Klyuev M.V. Effect of solvent on catalytic hydrogenation of benzonitrile. Vestn. IvGU. Ser. Estestv. Obschest. Nauki. 2014. N 2. P. 36-39 (in Russian).
Popov M.Yu., Latyshova S.E., Panov A.O., Pletneva M.Yu. Study of the reaction of benzonitrile hydrogenation in the presence of a heterogeneous nickel catalyst. Izv. VolgGTU. 2017. N 4. P. 34-38 (in Russian).
Krupka J., Dluhoš L., Mrózek L. Evaluation of benzyl-amine production via reductive amination of benzalde-hyde in a slurry reactor. Chem. Eng. Technol. 2017. V. 40. N 5. P. 870-877. DOI: 10.1002/ceat.201600538.
Rizzi G.P. Novel synthesis of benzyl amines from benzaldehydes. J. Org. Chem. 1971. V. 36. N 12. P. 1710-1711. DOI: 10.1021/jo00811a036.
Heinen A.W., Peters J.A., Bekkum H. The reductive amination of benzaldehyde over Pd/C catalysts: Mecha-nism and effect of carbon modifications on the selectivity. Eur. J. Org. Chem. 2000. V. 2000. N 13. P. 2501-2506. DOI: 10.1002/1099-0690(200007)2000:13<2501::AID-EJOC2501>3.0.CO;2-S.
Ignatovich Z.V., Gusak K.N., Kozlov N.G., Koroleva E.V. Amination of functionally substituted benzalde-hydes in the presence of sodium tetrahydroborate is a new method for the synthesis of benzylamines. Russ. J. Org. Chem. 2007. V. 43. N 10. P. 1573-1574. DOI: 10.1134/S1070428007100326.
Li M., Pischetola C., Cardenas-Lizana F., Keane M.A. Production of benzylamine by tandem dehydrogena-tion/amination/reduction over Cu and Au catalysts. Appl. Catal. A: Gen. 2020. V. 590. P. 117368. DOI: 10.1016/j.apcata.2019.117368.
Liu Y., Afanasenko A., Elangovan S., Sun Z., Barta K. Primary benzylamines by efficient N-alkylation of benzyl alcohols using commercial Ni catalysts and easy-to-handle ammonia sources. ACS Sustain. Chem. Eng. 2019. V. 7. N 13. P. 11267-11274. DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b00619.
Yan T., Feringa B. L., Barta K. Benzylamines via iron-catalyzed direct amination of benzyl alcohols. ACS Ca-talysis. 2016. V. 6. N 1. P. 381-388. DOI: 10.1021/acscatal.5b02160.
Molbase [Electronic resource]: database of chemical compounds and suppliers / Molbase Biotechnology Co., Ltd. – URL: https://www.molbase.com/ (accessed: 20.08.2025).
Popov Yu.V., Mokhov V.M., Latyshova S.E., Panov A.O., Pletneva M.Yu. Application of industrial heteroge-neous catalysts in the reaction of benzonitrile hydrogenation. Izv. VolgGTU. 2018. N 4 (214). P. 14-18 (in Russian).
Menshutina N.V., Lebedev I.V., Lebedev E.A., Dashkin R.R., Shishanov M.V., Burdeyniy M.L. Research and modeling of synthesis of 4,4-diaminodiphenylmethane. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 4. P. 100-103 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216404.6314.
Shishanov M.V., Tsvetkov I.D., Yashunin D.V., Kuk Kh.G., Dosov K.A., Bolshakov I.A., Morozov N.V. Kinetics of the Interaction of Aniline with Formaldehyde under Conditions of Homogeneous Catalysis. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 11. P. 55-62 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246711.7030.
Shishanov M.V., Kuk Kh.G., Gevorkyan E.L. Kinetic Modeling of the Isophorone Synthesis Reaction Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 6. P. 134-139 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20256806.7172.
