Verfahren zur Herstellung von 3,4-Diäthoxy-phenylacetonitril
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von 3 ,4-Diäthoxy-phenyl- acetonitril.
Obgleich man eine Anzahl von Verfahren zur Herstellung von 3,4 - Diäthoxy - phenylacetonitril kennt, ist keines derselben vollständig befriedigend.
Entweder sind die Ausbeuten bei diesen bekannten Methoden unerwünscht niedrig, oder es bilden sich, zumindest als Verunreinigung des gewünschten 3 ,4-Diäthoxy-phenylacetonitrils Nebenprodukte der einen oder andern Art. Ferner benötigen einige der bekannten Verfahren übermässig grosse Reagenzienmengen oder verlangen ein grosses Volumen der Re aktionsgemische; schliesslich benötigt man bei mindestens einem dieser Verfahren eine äusserst kostspielige Apparatur.
Bei Versuchen, 3 ,4-Diäthoxy-phenylacetonitril nach der Methode von Kindler und Gehehar, beschrieben in Arch. Pharm., Vol. 274, 377 (1936), bei welcher 3 ,4-Diäthoxy-benzylchlorid mit Natriumcyanid in Gegenwart von Benzol und Wasser umgesetzt wird, herzustellen, wurden schlechte Ausbeuten an 3 ,4-Diäthoxy-phenylacetonitril erhalten.
Ferner wurde nach der Methode von Bide und Wilkinson, beschrieben in J. Soc. Chem. Ind., Bd. 64, 84 (1945) vorgegangen, indem man 3,4-Di- äthoxy-benzylchlorid und Natriumcyanid in Gegenwart von Athylalkohol umsetzt; das erhaltene Reaktionsprodukt war indessen nicht das gewünschte 3 ,4-Diäthoxy-phenylacetonitril, sondern setzte sich aus ittherverbindungen zusammen. Ferner bildeten sich bei den beiden oben erwähnten Methoden ansehnliche Mengen des unerwünschten Nebenproduktes 3 ,4-Diäthoxy-benzylalkohol.
Gemäss einer weiteren bekannten Methode wird die Verwendung von Kaliumcyanid und eines Wasser-Aceton-Gemisches als Reaktionsmilieu vorgeschlagen; es wurde indessen festgestellt, dass auch dieses Verfahren unbefriedigend ist, indem grosse Mengen des unerwünschten 3 ,4-Diäthoxy-benzyl- alkohols gebildet werden.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass ausgezeichnete Ausbeuten an 3 ,4-Diäthoxy-phenylacetonitril ohne Nebenprodukte erhalten werden können, wenn man die Umsetzung eines 3,4-Diäthoxy-benzylhalogenids, z. B. 3,4-Diäthoxy-benzylchlorid, mit einem Cyanid, insbesondere Alkalimetallcyanid, vorzugsweise Natriumcyanid, in Dimethylformamid, welches eine kleine Menge Wasser enthält, durchführt. Zur Erzielung besonders hervorragend guter Ausbeuten und Ergebnisse wird vorzugsweise eine Menge Wasser zwischen 1/2 und 50/0 (bezogen auf das Dimethylformamid) verwendet. Aus praktischen Gründen sind grössere Mengen Wasser als die genannten im allgemeinen unerwünscht, da sie die Zurückgewinnung des Formamids erschweren, und damit die Herstellungskosten erhöhen.
Beispiel
Eine Lösung von 1182 g ungereinigtem 3,4-Di- äthoxy-benzylchlorid (93,7 ovo Reinheitsgrad bestimmt durch Analyse eines aliquoten Teils) in 1150 cm3 Dimethylformamid wurde tropfenweise in eine gerührte Mischung von 294 g Natriumcyanid, 1150 cm3 Dimethylformamid und 23 cm3 Wasser (1 O/o bezogen auf Dimethylformamid), welche vorher auf 700 C erwärmt worden war, eingetragen.
Infolge der exothermen Reaktion wurde dabei die Temperatur der Reaktionsmischung auf 70-75" C gehalten. Nach beendigtem Zusetzen wurde das Reaktionsgemisch während vier Stunden bei 700 C gerührt, die Mischung auf Zimmertemperatur abge kühlt und sodann filtriert. Aus dem Filtrat wurde das Dimethylformamid abgetrieben und der ölige Rückstand destilliert; man erhielt so 942 g (91,60/0 der Theorie) von 3 ,4-Diäthoxy-phenylacetonitril vom Siedepunkt 134-136"C bei 1,0 mm.
Da sich bereits eine verhältnismässig kleine Menge Wasser derart gewaltig verbessernd auf den Verlauf dieses speziellen Verfahrens auswirkt, beschloss man zu untersuchen, ob die Herstellung von 3 ,4-Diäthoxy-phenylacetonitril bei Verwendung von Benzol und Wasser anstelle von Dimethylformamid und Wasser erfolgreich sein würde.
Demgemäss wurde eine Lösung von 132 g destilliertem 3,4-Diäthyl-benzylchlorid in 125 cm3 Benzol tropfenweise in eine vorher auf 70" C erwärmte und gerührte Mischung von 33 g Natriumcyanid, 125 cm3 Benzol und 5,5 gWasser eingetragen. Man stellte fest, dass selbst nach längerem Erhitzen keine Umsetzung erfolgte und nach Filtration des Reaktionsgemisches ein Filterkuchen erhalten wurde, der hauptsächlich aus nichtumgesetztem Natriumcyanid bestand.
Die kritische Bedeutung des Wassers beim erfindungsgemässen Verfahren wird ferner durch folgenden Versuch zur Herstellung von 3,4-Diäthoxy- phenylacetonitril unter Verwendung von wasserfreiem Dimethylformamid als Lösungsmittel beleuchtet.
Eine Lösung von 132 g destilliertem 3 ,4-Di- äthoxy-benzylchlorid in 125 cm3 wasserfreiem Dimethylformamid wurde tropfenweise zu-einer vorher auf 700 C erwärmten und gerührten Mischung von 33 g trockenem Natriumcyanid in 125 cm3 wasserfreiem Dimethylformamid eingetragen. Es fand keine bemerkbare exotherme Reaktion statt, und es musste während des ganzen Zusetzens kontinuierlich Wärme zugeführt werden.
Nach dem Erwärmen während vier Stunden auf 700 C wurde das Gemisch filtriert, das Dimethylformamid abgetrieben und der ölige Rückstand destilliert, wobei drei willkürliche Fraktionen von 42,4 g (Siedepunkt bis 1300 C bei 3 mm), 51 g (128 C bei 3 mm) und 25,2 g (Siedepunkt bis 1430 C bei 3 mm) aufgefangen wurden. Alle diese vorgenannten Fraktionen lieferten eine positive Probe auf Chloridionen, und das Material wurde als nichtumgesetztes Chlorid- identifiziert.
Zusätzliche Vorzüge des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen darin, dass mässige Reaktionstemperaturen anwendbar sind, dass die Durch- mischung der Reaktionsteilnehmer kein schwieriges Problem darstellt, und dass man, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, wo grosse Überschüsse an Cyanid erforderlich sind, auch mit geringen Über- schüssen an Cyanid, beispielsweise 10 0/o Natriumcyanid, arbeiten kann. Ferner lassen sich die Reaktionsprodukte leicht aufarbeiten, indem man das erhaltene feste Natriumchlorid durch Filtration mühelos abtrennt, das Filtrat, zwecks Zurückgewinnung des Dimethylformamids (für die Wiederverwendung) weiterbehandelt und sodann destilliert, um das gewünschte Nitril in ausgezeichneter Ausbeute und ohne Verunreinigung durch Nebenprodukte zu erhalten.