CH291801A - Process for preparing 3-chloro-2-methyl-butyronitrile. - Google Patents

Process for preparing 3-chloro-2-methyl-butyronitrile.

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CH291801A
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Description

  

  Procédé de préparation de     3-chloro-2-méthyl-butyronitrile.       La présente invention est relative à un  nouveau, procédé de préparation du     3-chloro-          2-méthyl-butyronitrile,    qui est un composé  déjà connu, utilisable comme intermédiaire  pour la production de polymères, d'acides       f-ehlorocarboxyliques    et- de dérivés d'acides       a-f    non saturés.  



  Le procédé selon la présente invention est  caractérisé en ce qu'on fait réagir du     2-butène     avec du chlorure de cyanogène en présence  d'un catalyseur renfermant un hydrocarbure  nitré et qu'on sépare le     3-chloro-2-méthyl-          buty        ronitrile    du mélange réactionnel.  



  Comme catalyseur renfermant un hydro  carbure nitré, on emploiera de préférence un       mélange    ou un complexe d'un halogénure mé  tallique ou de l'acide fluorhydrique avec un  hydrocarbure nitré. On a constaté que les       halogénures    métalliques, tels que le chlorure  d'étain, le chlorure de zinc, le     trifluorure    de  bore et le bromure d'aluminium, n'ont aucune  efficacité, tant qu'ils ne contiennent pas un  hydrocarbure nitré. 'Toutefois, l'effet de l'hy  drocarbure nitré sur la réaction n'a pas pu être  expliqué.

   Son action peut être due à un effet  de dissolution facilitant la formation d'un  complexe halogénure de     cyanogène-halogénure     métallique, par l'intermédiaire d'un complexe  hydrocarbure nitré - halogénure métallique.  Ainsi; il- est, possible que l'halogénure de     cyano-          1-ène    forme un complexe activé avec le cata  lyseur, puis que ledit complexe se fixe sur la  double liaison -     oléfinique    et que le nitrile    ainsi produit soit transformé en un autre  complexe, facilement détruit par l'eau.  



  Les exemples suivants illustrent l'inven  tion.  



  <I>Exemple 1:</I>  A une suspension de 180 g (1,3'5 molé  cule) de chlorure d'aluminium dans 250     em3     de sulfure de.     carbone,    refroidie par un bain  d'eau, on ajoute 68     em3    (1,25 molécule) de       nitrométhane,    lentement et en plusieurs por  tions. On agite rapidement la suspension pen  dant l'addition. Le chlorure d'aluminium  passe progressivement en solution. On obtient  ainsi une -solution du catalyseur en     deux     phases, qu'il est avantageux de préparer dans  le récipient où l'on va effectuer la réaction  entre le chlorure de cyanogène et l'oléfine,  par exemple un flacon d'un litre à fond rond  et à trois tubulures.

   Après la dissolution du  chlorure d'aluminium, on refroidit la solu  tion du catalyseur à 0-10  C et on  y introduit une molécule (52     cm3)    de  chlorure de cyanogène, avantageusement en  partant de chlorure de cyanogène liquide  contenu dans un cylindre gradué, qu'on  vaporise dans la solution du catalyseur  par un tube en verre. Immédiatement  après l'addition du chlorure de cyano  gène, on fait barboter dans le mélange du       2-butène,    introduit aussi rapidement que pos  sible, à travers un disque en     verre,fritté,    en  maintenant toujours la température au-des  sous de 10  C. On agite le mélange au moyen      d'un agitateur actionné électriquement, placé  par exemple directement sur le disque en  verre fritté.

   L'une des tubulures du récipient  porte un thermomètre et un condenseur au  quel est relié un tube rempli d'un     dessic-          cateur.    L'ensemble est de préférence placé  dans une zone bien ventilée.  



  Après une heure et demie, on cesse l'addi  tion d'oléfine, on maintient encore le mélange  réactionnel à 0-5  C pendant cinq heures,  puis on laisse la température s'élever lente  ment jusqu'à la température ambiante tout  en agitant. jusqu'au lendemain.  



  On verse le produit en agitant sur     un       litre de glace concassée contenant un peu  d'acide chlorhydrique concentré. Après repos  pendant environ une heure, on sépare la  couche organique (solution dans le sulfure de  carbone) de la couche aqueuse. On extrait  cette dernière avec trois portions de 150     em3     d'éther, on ajoute ces extraits éthérés à     la     couche organique, on sèche le mélange avec  un produit desséchant, on filtre et on chasse  par distillation sous pression réduite tout  l'éther et le sulfure de carbone.

   On distille  l'huile brune (110 g) qui reste dans une co  lonne de 2,5 cm X 30 cm et on obtient les  fractions suivantes:  
EMI0002.0006     
  
    Fraction <SEP> P. <SEP> E. <SEP> Pression <SEP> Poids <SEP> Produit
<tb>  N  <SEP>  C <SEP> mm/Hg <SEP> (g)
<tb>  1 <SEP> 28 <SEP> 32 <SEP> 7 <SEP> Nitrométhane
<tb>  2 <SEP> 37 <SEP> 30 <SEP> 2 <SEP> cis-2-méthyl-crotononitrile
<tb>  3 <SEP> 49-50 <SEP> 30 <SEP> 2 <SEP> trans-2-méthyl-crotononitrile
<tb>  4 <SEP> 69-73 <SEP> 15-16 <SEP> 51 <SEP> 3-chloro-2-méthyl-butyronitrile
<tb>  fraction <SEP> lourde <SEP> 67 <SEP> 3-4 <SEP> 48 <SEP> mélange <SEP> de <SEP> nitriles <SEP> et <SEP> d'oléfines
<tb>  et <SEP> résidu <SEP> polymères,

   <SEP> utilisables <SEP> comme <SEP> in  termédiaire <SEP> pour <SEP> des <SEP> résines <SEP> ou
<tb>  des <SEP> agents <SEP> mouillants       Les 51 g de     3-chloro-2-méthyl-,butyronitrile     correspondent à un rendement de 43 %.         Exemple     On ajoute goutte à goutte du     nitroben-          zène    (200     cm3)    à 90 g (0,675 molécule) de  chlorure d'aluminium. On agite rapidement  le mélange dès le début. On laisse graduelle  ment la température s'élever jusqu'à 55  C,  tout en refroidissant extérieurement., si néces  saire, au moyen d'un bain d'eau; à cette tem  pérature, le chlorure d'aluminium se dissout  complètement, ce qui donne une solution  orange clair.

   On refroidit alors cette solution  à 0-5  C, ce qui la convertit en une boue  épaisse de complexe solide et de nitrobenzène.  Dans cette boue, on vaporise 29     oins    (0,55 mo  lécule) de chlorure de cyanogène par un  tube de verre. Immédiatement après, on fait  barboter dans le mélange, aussi rapidement  que possible, du     2-butène,    introduit à tra-    vers un disque en verre fritté, en maintenant  toujours la température de la masse réaction  nelle au-dessous d'environ 10  C. Après envi  ron 3 heures, on cesse l'addition d'oléfine et  l'agitation et on laisse la masse réactionnelle  se réchauffer graduellement à la température  ambiante. Il en résulte une solution rouge.

    On verse cette solution sur un mélange de  glace pilée et. d'acide chlorhydrique concen  tré, on agite le produit résultant et on le  laisse reposer pendant quelques minutes,  après quoi on sépare la couche organique de  la couche aqueuse. On extrait alors la couche  aqueuse avec trois portions de 150     cm3    d'éther  et l'on réunit ces extraits et la couche orga  nique. On neutralise ce mélange par extrac  tion avec une solution diluée de soude et on  le sèche ensuite sur du sulfate de sodium,  pour obtenir une solution orange dont on éli  mine l'éther par distillation.

   Après double  fractionnement du résidu, on obtient. 24 g de           3-chloro-2-méthyl-butyronitrile    (rendement de  37 %), et 9 g d'un mélange de     cis-    et de     trans-          méthyl-crotononitriles    (rendement de 20  basé sur le chlorure de cyanogène).  



  <I>Exemple 3:</I>  On sature 200     em3    de     nitrométhane    froid  (environ 10  C) par du     trifluorure    de bore  (environ 70 g) en agitant rapidement.. On  refroidit la solution résultante à environ  0-5  C et on y vaporise 52     cm3    (une     molé,     cule) de chlorure de cyanogène à travers un  disque en verre fritté, en agitant. On fait  barboter un excès de     2-butène    à travers la  solution pendant environ 3 heures, aussi  rapidement que     possible,    tandis qu'on main  tient la masse réactionnelle à une tempéra  ture inférieure à 10  C.

   On arrête alors l'agi  tation et l'addition d'oléfine et on laisse la  température de la masse réactionnelle s'élever  jusqu'à la température ambiante. Il en résulte  une solution orange que l'on verse sur de  l'eau froide, et que l'on extrait à l'éther. On  agite les extraits à l'éther avec une solution  diluée froide de soude et on la fractionne;  rendement: 3 g de     3-chloro-2-méthyl-butyro-          nitrile    et 5,5 g d'un mélange de     cis-    et de       trans-2-méthyl-crotononitrile.     



  <I>Exemple 4:</I>  On sature 100 g de nitrobenzène avec 10 g  de     trifluorure    de bore, et on mélange la    solution avec 164 g de complexe     éther-trifluo-          rure    de bore. Par un     processus    analogue à  celui de l'exemple précédent, on ajoute une  molécule de chlorure de cyanogène et du       2=butène    en excès. Après extraction, purifica  tion et fractionnement on obtient un gramme  de 3 -     chloro    - 2 -     méthyl-butyronitrile    et un  gramme de     2-méthyl-crotononitrile.  



  Process for preparing 3-chloro-2-methyl-butyronitrile. The present invention relates to a new process for the preparation of 3-chloro-2-methyl-butyronitrile, which is a compound already known, which can be used as an intermediate for the production of polymers, of f-chlorocarboxylic acids and of derivatives of. unsaturated af acids.



  The process according to the present invention is characterized in that 2-butene is reacted with cyanogen chloride in the presence of a catalyst containing a nitrated hydrocarbon and that the 3-chloro-2-methyl-buty ronitrile is separated. of the reaction mixture.



  As the catalyst comprising a nitrated hydrocarbon, a mixture or a complex of a metal halide or hydrofluoric acid with a nitrated hydrocarbon will preferably be employed. It has been found that metal halides, such as tin chloride, zinc chloride, boron trifluoride and aluminum bromide, have no efficacy, as long as they do not contain a nitrated hydrocarbon. However, the effect of the nitrohydrocarbon on the reaction could not be explained.

   Its action may be due to a dissolving effect facilitating the formation of a cyanogen halide-metal halide complex, via a nitro-hydrocarbon-metal halide complex. So; it is possible that the cyano-1-ene halide forms an activated complex with the catalyst catalyst, then that said complex binds to the double bond - olefinic and that the nitrile thus produced is transformed into another complex, easily destroyed by water.



  The following examples illustrate the invention.



  <I> Example 1: </I> Has a suspension of 180 g (1.3'5 molé cule) of aluminum chloride in 250 em3 of sulphide. carbon, cooled by a water bath, 68 em3 (1.25 molecules) of nitromethane are added slowly and in several portions. The suspension is stirred rapidly during the addition. The aluminum chloride gradually goes into solution. There is thus obtained a -solution of the catalyst in two phases, which it is advantageous to prepare in the vessel where the reaction between the cyanogen chloride and the olefin is to be carried out, for example a one liter flask at the bottom. round and three-sided.

   After the aluminum chloride has dissolved, the solution of the catalyst is cooled to 0-10 C and a molecule (52 cm3) of cyanogen chloride is introduced therein, advantageously starting with liquid cyanogen chloride contained in a graduated cylinder, which is vaporized in the catalyst solution through a glass tube. Immediately after the addition of the cyanogen chloride, the mixture is bubbled with 2-butene, introduced as quickly as possible, through a sintered glass disc, always maintaining the temperature below 10 ° C. The mixture is stirred by means of an electrically actuated stirrer, for example placed directly on the sintered glass disc.

   One of the tubes of the receptacle carries a thermometer and a condenser to which is connected a tube filled with a desiccator. The assembly is preferably placed in a well ventilated area.



  After an hour and a half, the addition of olefin is stopped, the reaction mixture is still kept at 0-5 C for five hours, then the temperature is allowed to rise slowly to room temperature while stirring. . until the next day.



  The product is poured with stirring onto a liter of crushed ice containing a little concentrated hydrochloric acid. After standing for about an hour, the organic layer (solution in carbon disulfide) is separated from the aqueous layer. The latter is extracted with three portions of 150 em3 of ether, these ether extracts are added to the organic layer, the mixture is dried with a desiccant, filtered and all the ether and sulfide are distilled off under reduced pressure. of carbon.

   The brown oil (110 g) which remains in a column of 2.5 cm X 30 cm is distilled off and the following fractions are obtained:
EMI0002.0006
  
    Fraction <SEP> P. <SEP> E. <SEP> Pressure <SEP> Weight <SEP> Product
<tb> N <SEP> C <SEP> mm / Hg <SEP> (g)
<tb> 1 <SEP> 28 <SEP> 32 <SEP> 7 <SEP> Nitromethane
<tb> 2 <SEP> 37 <SEP> 30 <SEP> 2 <SEP> cis-2-methyl-crotononitrile
<tb> 3 <SEP> 49-50 <SEP> 30 <SEP> 2 <SEP> trans-2-methyl-crotononitrile
<tb> 4 <SEP> 69-73 <SEP> 15-16 <SEP> 51 <SEP> 3-chloro-2-methyl-butyronitrile
<tb> <SEP> heavy fraction <SEP> 67 <SEP> 3-4 <SEP> 48 <SEP> mixture <SEP> of <SEP> nitriles <SEP> and <SEP> of olefins
<tb> and <SEP> residue <SEP> polymers,

   <SEP> usable <SEP> as intermediate <SEP> <SEP> for <SEP> of <SEP> resins <SEP> or
<tb> <SEP> Wetting <SEP> Agents The 51 g of 3-chloro-2-methyl-, butyronitrile correspond to a yield of 43%. Example Nitrobenzene (200 cm3) is added dropwise to 90 g (0.675 molecules) of aluminum chloride. The mixture is stirred quickly from the start. The temperature is gradually allowed to rise to 55 ° C., while cooling externally, if necessary, by means of a water bath; at this temperature the aluminum chloride dissolves completely, giving a light orange solution.

   This solution is then cooled to 0-5 C, which converts it into a thick slurry of solid complex and nitrobenzene. In this slurry, 29 oins (0.55 m lecule) of cyanogen chloride are vaporized through a glass tube. Immediately thereafter, 2-butene, introduced through a sintered glass disc, is bubbled through the mixture as rapidly as possible, while always maintaining the temperature of the reaction mass below about 10 C. After about 3 hours, the olefin addition and stirring are ceased and the reaction mass is allowed to gradually warm to room temperature. A red solution results.

    This solution is poured onto a mixture of crushed ice and. of concentrated hydrochloric acid, the resulting product is stirred and allowed to stand for a few minutes, after which the organic layer is separated from the aqueous layer. The aqueous layer is then extracted with three portions of 150 cm 3 of ether and these extracts and the organic layer are combined. This mixture is neutralized by extraction with dilute sodium hydroxide solution and then dried over sodium sulphate, to obtain an orange solution from which the ether is removed by distillation.

   After double fractionation of the residue, one obtains. 24 g of 3-chloro-2-methyl-butyronitrile (37% yield), and 9 g of a mixture of cis- and trans-methyl-crotononitriles (yield of 20 based on cyanogen chloride).



  <I> Example 3: </I> 200 em3 of cold nitromethane (about 10 C) are saturated with boron trifluoride (about 70 g) with rapid stirring. The resulting solution is cooled to about 0-5 C and one Spray 52 cm3 (one mol, cule) of cyanogen chloride in it through a sintered glass disc, while stirring. Excess 2-butene is bubbled through the solution for about 3 hours, as quickly as possible, while the reaction mass is held at a temperature below 10 C.

   The stirring and the addition of olefin are then stopped and the temperature of the reaction mass is allowed to rise to room temperature. This results in an orange solution which is poured into cold water, and which is extracted with ether. The ether extracts are stirred with cold dilute sodium hydroxide solution and fractionated; yield: 3 g of 3-chloro-2-methyl-butyro-nitrile and 5.5 g of a mixture of cis- and trans-2-methyl-crotononitrile.



  <I> Example 4: </I> 100 g of nitrobenzene are saturated with 10 g of boron trifluoride, and the solution is mixed with 164 g of ether-boron trifluoride complex. By a process analogous to that of the previous example, a molecule of cyanogen chloride and excess 2 = butene are added. After extraction, purification and fractionation, one gram of 3 - chloro - 2 - methyl-butyronitrile and one gram of 2-methyl-crotononitrile are obtained.

 

Claims (1)

REVENDICATION: Procédé de préparation de 3-chloro-2-mé- thyl-butyronitrile, caractérisé en ce qu'on fait réagir du 2-butène avec du chlorure de cyanogène en présence d'un catalyseur ren fermant un hydrocarbure nitré et qu'on sé pare le 3-chloro-2-méthyl-butyronitrile du mé lange réactionnel. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le catalyseur renferme un halo- génure métallique et un hydrocarbure nitré. 2. CLAIM: Process for the preparation of 3-chloro-2-methyl-butyronitrile, characterized in that 2-butene is reacted with cyanogen chloride in the presence of a catalyst containing a nitrated hydrocarbon and that 3-chloro-2-methyl-butyronitrile separates from the reaction mixture. SUB-CLAIMS 1. Process according to claim, characterized in that the catalyst contains a metal halide and a nitrated hydrocarbon. 2. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le catalyseur renferme de l'acide fluorhydrique et un hydrocarbure nitré. 3. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce qu'on effectue la réaction à une température ne dépassant pas 25 C. Process according to claim, characterized in that the catalyst contains hydrofluoric acid and a nitrated hydrocarbon. 3. Method according to claim, characterized in that the reaction is carried out at a temperature not exceeding 25 C.
CH291801D 1949-04-20 1950-04-19 Process for preparing 3-chloro-2-methyl-butyronitrile. CH291801A (en)

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