Procédé de préparation du phénylacétonitrile. La présente invention se rapporte à un nouveau procédé pour la préparation du phénylacétonitrile, qui est un composé connu, utilisable comme matière d'addition lors de la fabrication à grande échelle de la pénicilline.
Selon l'invention, on prépare le phényl- aeétonitrile en chauffant. chi toluène avec un halogénure de cyanogène à une température d'au moins 525 C. On réalise de préférence la. réaction à une température comprise entre 625 et 700 C. On peut utiliser des températures allant jusqu'à 800 C et même plus, mais les rendements diminuent. Dans la plupart. des cas, on obtient. les meilleurs rendements à une température moyenne d'environ 650 C.
L'invention peut être mise en aeuvre comme suit: On injecte les réactifs en phase vapeur à travers un tube de réaction chauffé, à une vitesse suffisamment basse pour permettre la réaction, mais en évitant que les matières aient la possibilité de se décomposer. Une durée de séjour d'au moins environ une demi seconde à la température de réaction est né cessaire dans la plupart des cas. On préfère en moyenne une durée de réaction de 5 à 15 secondes.
On conduit. de préférence la réaction à la pression atmosphérique, mais on peut uti liser si on le désire des pressions supérieures à la pression atmosphérique.- La haute efficacité du procédé comme moyen d'introduction d'un groupe cyano sur la chaîne latérale du toluène est surprenante, car dans la réaction analogue du benzène avec (par exemple) du chlorure de cyano gène, le gmoupement cyano se place sur le noyau pour former du benzonitrile.
Lorsque le rapport moléculaire du to luène à l'halogénure de cyanogène est infé rieur à 1,5, on obtient, à côté du phényl- acétonitrile, également du phénylmalononitrile en quantités croissantes. Par conséquent, il est désirable que le rapport moléculaire du toluène à l'halogénure de cyanogène soit su périeur à 1,5 et, de préférence, supérieur à 3, afin d'obtenir un rendement maximum en phénylacétonitrile.
Les exemples suivants illustrent l'inven tion Exemple <I>1:</I> On fait passer dans un tube en verre réfractaire chauffé au four électrique des vapeurs de toluène (3,95 molécules) et des vapeurs de chlorure de cyanogène (1,24 molé cule). On maintient le tube de réaction à une température moyenne de 672 C, le temps de contact étant de 6 secondes.
On condense le mélange de vapeurs résultant dans un récipient maintenu à 120 C, tem pérature suffisamment basse pour condenser le toluène et le phénylacétonitrile, mais assez élevée pour maintenir en phase vapeur l'acide chlorhydrique produit et le chlorure de cyanogène n'ayant pas réagi. On prélève ces produits gazeux au sommet du récipient à travers un siphon à alcali en communication avec l'atmosphère. Dans cette réaction, 1,06 molécule d'acide chlorhydrique est absorbée dans le siphon.
On fait passer le phénylacéto- nitrile brut en même temps que le toluène n'ayant pas réagi dans une colonne de frac tionnement dans laquelle le toluène est sé paré et récupéré pour être recyclé et l'on recueille le phénylacétonitrile brut au bas de la colonne pour le refractionner. Dans cette expérience, on recueille 0,87 molécule de phénylacétonitrile, ce qui correspond à une conversion de 70 % du chlorure de cyanogène en produit désiré.
Exemple <I>2:</I> On fait passer dans un tube en verre ré fractaire chauffé au four électrique des va peurs de toluène (1,55 molécule) et des va peurs de chlorure de cyanogène (2,14 molé cules). On maintient. le tube de réaction à une température moyenne de 678 C et le temps de contact est de 10,3 secondes.
V u le rapport moléculaire des réactifs; on obtient, à côté du phénylacétonitrile, aussi du phénylma.lono- nitrile. On condense le mélange résultant dans un récipient maintenu à 1\30 C, tem pérature suffisamment basse pour condenser le toluène, le pliény lacétonitrile et le phény l- malononit.rile, mais assez élevée pour main tenir en phase vapeur l'acide chlorhydrique produit et le chlorure de cyanogène n'ayant pas réagi.
On prélève ces produits gazeux au sommet du récipient à travers un siphon à alcali communiquant avec l'atmosphère. On fait passer dans une colonne de fractionne ment le phénylacétonitrile et le phényl- malononitrile bruts, en même temps que le toluène n'ayant pas réagi, pour séparer le toluène et le récupérer en vue de le recycler, et on recueille le mélange brut de phényl- malononitrile et de phénylacétonitrile au bas de la colonne pour les séparer par distil lation.
Dans cette expérience, 23 molécules pour cent de toluène sont converties en plié nylma.lononitrile et 25 molécules pour cent en phénylacétonitrile.
Dans les exemples précédents, on peut utiliser du bromure de cyanogène à la place du chlorure de cyanogène. Au lieu d'un tube en verre réfractaire, on peut utiliser tout tube de réaction résistant aux températures relativement, élevées de la réaction, tel que des tubes en nickel, en quartz, en alliage marque Inconel , etc.
De plus, au lieu d'utiliser un récipient condenseur rela tivement. chaud, pour maintenir l'acide chlor-, hydrique et le chlorure de cyanogène en phase vapeur, on peut, si on le désire, con denser tous les produits gazeux, puis récu pérer le nitrile par distillation ou encore, si on le désire, laver le mélange réactionnel avec un alcali pour éliminer le chlorure de cyanogène et l'acide chlorhydrique dissous, puis récupérer par fractionnement l'hydro carbure n'ayant pas réagi et le nitrile pro duit.