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,BREVET BELGE Procédé pour la préparation d'amide glycidique
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On a déjà. plusieurs fois décrit la préparation d'amide glycidique par réaction d'acrylonitrile avec de l'eau oxygénée en solution aqueuse ou aqueuse-alcoolique présentant un pH compris entre 6,0 et 9,9 Tous ces procé- dés connus indiquent la destruction à la fin de la réaction de l'eau oxygénée n'ayant pas réagi. Selon le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 053 857, on la réalise par trai- tement avec du palladium sur du charbon animal, selon le brevet français n 1 338 266 par traitement du mélange réactionnel avec des oxydes de manganèse, de plomb ou de vanadium. Avec ces procédés connus, le rendement maximum indiqué atteint 58% de la théorie.
Or, on a trouvé que l'on obtient de l'amide glycidique avec des rendements sensiblement plus élevés qu'avec les procédés connus, même sans traitement subséquent avec un métal ou un oxyde métallique, par réaction d'acrylo- nitrile avec de l'eau oxygénée, à un pH compris entre 6,0 et 9,0, notamnent entre 7,0 et 7,5, en solution ou bien en émulsion aqueuses, lorsqu'on ajoute l'eau oxygénée à l'acry- lonitrile, en continu, de faces à de que la teneur en -eau
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oxygénée da mélange . ' ....rt!:' e pas 5 ) rapporté au pci1s de ';.'^y3t3i r:
. p=és9ixT, La réaction de 1 ar=à-iJnitrîle est Iéisée en ajoutant l'eau oxygénée, de préférence en solutions aqueuses à 3 - 50% en poids, à 1"acrylJiir.ilà dissous ou Y'7.at.'Jw.L.'., . dans de l'eau, dans la mesure o :rj.:--v. est <*cnsoE2ée<
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Le rapport pondéral acrylonitrile/eau est situé en général
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entre '1 j10 et 10/1, notamment entre 1/5 et 2/1. On maintient la concentration d'eau oxygénée du mélange réactionnel, rap- porté à l'acrylonitrile à chaque fois présent, sans cesse inférieure à 5% en poids. On évite avantageusement de dépas- ser même localement, cette concentration, par exemple en mélangeant intensivement ou en répartissant l'eau oxygénée de façon uniforme et sur une large, surface.
Afin de contrô- ler la concentration en eau oxygénée ou la concentration en acrylonitrile, on les détermine de temps à autre par exemple par titration iodométrique ou par chromatographie en phase gazeuse, et on règle de façon correspondante l'arrivée d'eau oxygénée. Cn maintient la valeur du pH avec les moyens connus en soi, Tels qu'ils ont été décrits pour les procédés déjà connus.
On opère de préférence à la température ordinaire ou à une température un peu supérieure, par exemple entre 30 et 6C C, notamment entre environ 40 et 50 C. Selon le procédé conforme à l'invention, le maintien à cette température, même de grandes quantités de préparation ne présente pas de diffi- cultés, alors qu'avec les procédés connus, on devait refroi- dir à l'anhydride carbonique.
On ne pouvait pas s'attendre à ce que ce procédé permette des temps de réaction sensiblement plus
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brefs que ceux i:,¯L;=s Jusqu'à présent. La réaction exother- mique est en général complète au sont de 1 heure et demie.
Lors d'assez grendes quantités de préparation ou lors d'un
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mode opérateire en CDZ:tinU, on ajoute au mélange r'±'.C"3.3SL,T'e outre l'eau oxygénée ; #c'3! :s.'z't. i.' ' c.r.'Tr'yl9a.i. âi . e dans la me- sure où il est CÙ2Gé. 22 es; avantageux lorsqu'à la fin de
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la réaction, il reste encore de l'acrylonitrile en excès dans le mélange réactionnel, par exemple 5 à 25% (moles), rapporté à l'acrylonitrile mis en oeuvre. On peut facile- ment le récupérer, lors du post-traitement du mélange réactionnel, par exemple par distillation, et le réutiliser ensuite.
A la fin de l'addition d'eau oxygénée, il est avantageux d'abandonner le mélange réactionnel, à une pé- riode de post-réaction, afin d'atteindre une consommation presque complète d'eau oxygénée.
L'amide glycidique est utilisé en tant que produit intermédiaire pour la production industrielle de plastifiants, de colorants, de produits phytopharmaceuti- ques et notamment d'auxiliaires pour l'industrie des tex- tiles.
Exemple 1
En l'espace d'une heure et demie, on fait arri- ver goutte à goutte et en brassant énergiquement, dans 795 gr (15 moles) d'acrylonitrile et 1680 g d'eau distillée, 459 g (13,5 moles) d'eau oxygénée (918 g d'une solution à 50% d'eau oxygénée) de façon à ce que la chaleur de réaction libérée maintienne une température de réaction de 45 C On maintient le pH à une valeur constante allant de 7,2à 7,4 en faisant arriver goutte à goutte une solution aqueuse de lessive de soude 4 N Pendant la période de réaction, la concentration en eau oxygénée ne dépasse Pas 5 % en poids,
rapport' à l'acrylonitrile. Le mélange réactionnel est main- tenu pendant encore 15 minutes à une température de 45 C tout en conservant le pH, puis il est concentre autant que possible sous une pression réduite, c'est-à-dire à environ 30 mm Hg et à une température de 40 c, auquel cas on récupère
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180 g (correspondant à 3,4 moles environ) d'acrylonitrile n'ayant pas réagi.
L'amide glycidique se trouvant dans le résidu est repris dans de l'acétone, la solution ainsi obtenue est séchée avec du sulfate de sodium, le solvant est séparé par distillation sous pression réduite, à 40 C et le produit brut obtenu est fractionné sous 0,2 mm Hg; on obtient alors 875 g d'amide glycidique pur, présentant un point de fusion de 33 à 34 C Le rendement atteint 86,6% de la théorie, rapporté à l'acrylonitrile consommé.
Exemple 2
Dans un récipient à agitateur d'une capacité de 50 litres et muni d'un circuit forcé extérieur pour qu'on puisse mélanger de façon plus intensive, on fait @ la façon décrite à l'exemple 1, 9,2 kg (270 moles) d'eau oxygénée @ @ solution à 50% d'eau oxygénée) dans 15,9 kg (300 moles) d'acrylon @ 34 kg d'eau. Après addition de l'eau oxygénée, on maintient le mélange réactionnel pendant encore 15 minutes à 45 C, à un pH allant de 7,2 à 7,4, et ensuite on soumet au post- traitement indiqué à l'exemple 1.
On obtient 3,7 kg (correspondant à environ 70 moles) d'acrylonitrile non transformé et 15,1 kg d'amide glycidique pur présentant un point de fusion de 33 - 34 C Le rendement atteint 75,3% de la théorie, rapporté à 1'arcy- lonitrile consommé.