CH677489A5

CH677489A5 -

Info

Publication number: CH677489A5
Application number: CH146289A
Authority: CH
Inventors: Stefan Dr Weiss; Helmut Krommer
Original assignee: Sueddeutsche Kalkstickstoff
Priority date: 1988-03-16
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1991-05-31
Also published as: AT391468B; DE3808767A1; DE3808767C2; ATA83589A

Description

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CH 677 489 AS CH 677 489 AS

Beschreibung description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formarnidinacetat (1): The present invention relates to a process for the preparation of formarnidine acetate (1):

-t© -t ©

H - C H - C

\ \

NH NH

CH -COO CH -COO

3 3rd

© ©

(1) (1)

Formamidin, welches seit langem in Form seiner Salze bekannt ist, wird aufgrund seiner N-C-N-Struk-tur und seines bifunktionellen Charakters für die Synthese von stickstoffhaltigen Heterocycien eingesetzt, weiche als Bausteine für die Herstellung von Arznei- und Pflanzenschutzmitteln dienen. Formamidine, which has long been known in the form of its salts, is used due to its N-C-N structure and its bifunctional character for the synthesis of nitrogen-containing heterocycles, which serve as building blocks for the production of medicinal and crop protection agents.

Für die Synthese von Formamidinsalzen sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die aber für die Herstellung im grosstechnischen Massstab ungeeignet sind. A number of processes are known for the synthesis of formamidine salts, but these are unsuitable for large-scale production.

Bei der Umsetzung von Blausäure mit Chlorwasserstoff in alkoholischer Lösung entsteht Formimino-äthyläther (Forrniminoäthyiester), der durch Behandlung mit alkaholischem Ammoniak in Formamidinchlo-rld übergeführt werden kann. Die Handhabung von' wasserfreier Blausäure und gasförmigem Chlorwasserstoff ist im technischen Massstab schwierig und erfordert besondere Sicherheitsmassnahmen. When hydrocyanic acid is reacted with hydrogen chloride in an alcoholic solution, formimino ethyl ether (formrimino ethyiester) is formed, which can be converted into formamidine chlorine by treatment with alcoholic ammonia. The handling of 'anhydrous hydrocyanic acid and gaseous hydrogen chloride is difficult on a technical scale and requires special safety measures.

Ebenfalls in der Praxis technisch nicht durchführbar ist die Herstellung von Formarnidinacetat aus Formamidinsulfinsäure durch SCVAbspaltung (vgl. J. J. Havel u. R. Q. Kluttz, Synth. Commun. 4 (6) 1974, S. 389). Ausserdem wird auf diese Weise kein reines Formarnidinacetat erhalten. The production of formarnidine acetate from formamidinesulfinic acid by SCV elimination is also not technically feasible in practice (cf. J. J. Havel and R. Q. Kluttz, Synth. Commun. 4 (6) 1974, p. 389). In addition, no pure formarnidine acetate is obtained in this way.

Eine weitere Methode zur Herstellung von Formamidinsalzen ist die Entschwefelung von Thioharn-stoff mit Raney-Nickel in Gegenwart von Ammoniumchlorid (vgl. Brown J. Appi. Chem. 2, 1952, S. 203), Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Formamidinchlorid, nicht jedoch zur Synthese von Formarnidinacetat. Relativ kostspielig ist die Herstellung von Formarnidinacetat durch Einleiten von gasförmigem Ammoniak in ein Gemisch von Orthoameisensäuretriethyiester und Eisessig bei 72°-115°C, wobei das Produkt mit einer Ausbeute von 84-88% hergestellt werden kann (vgl. 0. Taylor et. al., Organic Syntheses, Collective Volume 5,1973, S. 582 John Wiley and Sons). Another method for the production of formamidine salts is the desulfurization of thiourea with Raney nickel in the presence of ammonium chloride (cf. Brown J. Appi. Chem. 2, 1952, p. 203). This method is particularly suitable for the production of formamidine chloride but not for the synthesis of formarnidine acetate. The preparation of formarnidine acetate by introducing gaseous ammonia into a mixture of orthoformic acid triethyiester and glacial acetic acid at 72 ° -115 ° C. is relatively expensive, the product being able to be produced in a yield of 84-88% (cf. 0. Taylor et. Al ., Organic Syntheses, Collective Volume 5,1973, p. 582 John Wiley and Sons).

Da ausserdem mit gasförmigem Ammoniak gearbeitet werden muss, was mit besonderen Sicherheitsund Umweltschutzmassnahmen verbunden Ist, eignet sich dieser Syntheseweg eher für den Labormassstab, Since it is also necessary to work with gaseous ammonia, which is associated with special safety and environmental protection measures, this synthesis route is more suitable for the laboratory scale,

Zur Herstellung von Formamidinsalzen durch katalytische oder elektrolytische Reduktion von Cyanamid an Nickel sind aus der Literatur ebenfalls Hinweise bekannt. So wurden bspw, elektrochemische Versuche zur Hydrierung von Cyanamid mit molekularem Wasserstoff an feinverteiltem Nickel und zur elektrolytischen Reduktion von Cyanamid an besonders aktiven Ni-Schwammelektroden beschrieben, ohne dass hierbei die evtl. intermediär gebildeten Formamidinsalze isoliert wurden (vgl. G. Trümpier u. H. E. Klauser, Helv, Chim. Acta 42.1959, S. 407). Instructions are also known from the literature for the production of formamidine salts by catalytic or electrolytic reduction of cyanamide to nickel. For example, electrochemical experiments for the hydrogenation of cyanamide with molecular hydrogen on finely divided nickel and for the electrolytic reduction of cyanamide on particularly active Ni sponge electrodes have been described without the possibly formed intermediate formamidine salts being isolated (cf. G. Trümpier and HE Klauser, Helv, Chim. Acta 42.1959, p. 407).

Eigene Versuche zur katalytischen Hydrierung von Cyanamid mit Wasserstoff haben gezeigt, dass Nickel und handelsübliche Nickelkatalysatoren nicht zur Herstellung von reinem Formarnidinacetat geeignet sind, da sich die Katalysatoren in den entsprechenden wässrigen Lösungen teilweise auflösen, was zu einer starken Verfärbung und Verunreinigung der Reaktionsprodukte mit Nickelsalzen führt. Our own experiments on the catalytic hydrogenation of cyanamide with hydrogen have shown that nickel and commercially available nickel catalysts are not suitable for the production of pure formarnidine acetate, since the catalysts partially dissolve in the corresponding aqueous solutions, which leads to severe discoloration and contamination of the reaction products with nickel salts .

Schliesslich wurde auch die Herstellung von Formamidinsulfat und -chlorid durch katalytische Hydrierung von Cyanamid in wässriger Lösung in Gegenwart eines Palladium-Aktivkohle-Katalysators beschrieben (vgl. K. Odo et. ai., Journal of OrganicChemistry 22,1957, S. 1715bzw. JP 60/13672). Finally, the production of formamidine sulfate and chloride by catalytic hydrogenation of cyanamide in aqueous solution in the presence of a palladium-activated carbon catalyst has also been described (cf. K. Odo et. Ai., Journal of OrganicChemistry 22, 1957, p. 1715 and JP 60/13672).

Die Ausbeuten an Formamidinsulfat und -chlorid sind mit 95% bzw. 92% zwar gut, doch werden sehr grosse Mengen an Palladium, nämlich 2,62 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Cyanamid benötigt, so dass eine preisgünstige Herstellung dieser Salze auf diese Weise nicht möglich ist. The yields of formamidine sulfate and chloride are good at 95% and 92%, however, very large amounts of palladium, namely 2.62% by weight, based on the cyanamide used, are required, so that these salts can be prepared inexpensively Way is not possible.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formarnidinacetat zu entwickeln, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern mit technisch einfachen und umweltfreundlichen Mittein die Herstellung von sehr reinem Formarnidinacetat in hoher Ausbeute ermöglicht, und das in technischem Massstab und in wirtschaftlicher Weise durchführbar ist. It is therefore an object of the present invention to develop a process for the production of formarnidine acetate which does not have the disadvantages of the prior art mentioned, but which enables the production of very pure formarnidine acetate in high yield with technically simple and environmentally friendly means, and that in technical scale and is economically feasible.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man Cyanamid in wässriger, essigsaurer Lösung in Gegenwart eines Katalysators auf Basis von Palladium hydriert. This object was achieved according to the invention by hydrogenating cyanamide in aqueous, acetic acid solution in the presence of a catalyst based on palladium.

Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, dass man auf diese Weise ein sehr reines Formarnidinacetat in hoher Ausbeute erhalten kann, wobei man mit relativ geringen Mengen an Palladium auskommt, die bei < 3500 ppm bezogen auf die Menge an eingesetztem Cyanamid liegen. Damit konnte Surprisingly, it has been shown that a very pure formarnidine acetate can be obtained in high yield in this way, with relatively small amounts of palladium being used, which are <3500 ppm based on the amount of cyanamide used. So that could

2 2nd

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schon deshalb nicht gerechnet werden, weil starke Säuren bekanntermassen die Hydrierung beschleunigen und Essigsäure eine vergleichsweise schwache Säure darstellt. Deshalb überrascht es ganz besonders, dass man mit Essigsäure weniger Katalysator benötigt als bspw. mit Salz- oder Schwefelsäure. if not counted because strong acids are known to accelerate the hydrogenation and acetic acid is a comparatively weak acid. It is therefore particularly surprising that less catalyst is required with acetic acid than, for example, with hydrochloric or sulfuric acid.

Ebenfalls nicht vorhersehbar war die Tatsache, dass die Hydrierung von Cyanamid in essigsaurer Lösung so stark beschleunigt wird, dass die Nebenreaktionen von Cyanamid zur Bildung von Harnstoff und Dicyandiamid vollständig unterdrückt werden. It was also unpredictable that the hydrogenation of cyanamide in acetic acid solution is accelerated so strongly that the side reactions of cyanamide to form urea and dicyandiamide are completely suppressed.

Beim Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die katalytische Hydrierung von Cyanamid mit Hilfe von Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators auf Basis von Palladium durchgeführt, wobei alle technisch bekannten und handelsüblichen Katalysatoren eingesetzt werden können. In the process according to the present invention, the catalytic hydrogenation of cyanamide is carried out with the aid of hydrogen in the presence of a catalyst based on palladium, it being possible to use all commercially known and commercially available catalysts.

Auch hinsichtlich des verwendeten Trägermaterials für den Palladium-Katalysator bestehen keinerlei Beschränkungen, d.h. es können auch hier sämtliche üblichen Materialien eingesetzt werden. Vorzugsweise wird jedoch Aktivkohle als Trägermaterial für den Katalysator verwendet, wobei aus wirtschaftlichen Gründen der Gehalt an Palladium 1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des wasserfreien fertigen Pd-auf-Aktivkohle-Katalysators betragen sollte. There are also no restrictions with regard to the support material used for the palladium catalyst, i.e. all usual materials can also be used here. However, activated carbon is preferably used as the carrier material for the catalyst, the content of palladium being 1 to 10% by weight, based on the weight of the anhydrous finished Pd-on-activated carbon catalyst, for economic reasons.

Die Menge des Katalysators richtet sich im wesentlichen nach der Reinheit des zu hydrierenden Cya-namids und der Aktivität des Katalysators und beträgt in der Regel 300 bis 3500 mg, insbesondere 500 bis 2000 mg, Palladium pro kg zu hydrierendes Cyanamid. Es ist natürlich auch möglich, wesentlich höhere Mengen an aktivem Katalysator einzusetzen, doch bringen diese höheren Konzentrationen in der Regel keine zusätzlichen Effekte und werden deshalb sehr schnell unwirtschaftlich. The amount of the catalyst depends essentially on the purity of the cyanide to be hydrogenated and the activity of the catalyst and is generally 300 to 3500 mg, in particular 500 to 2000 mg, of palladium per kg of cyanamide to be hydrogenated. Of course, it is also possible to use significantly higher amounts of active catalyst, but these higher concentrations generally have no additional effects and therefore very quickly become uneconomical.

Zur weiteren Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bietet es sich natürlich an, den Katalysator nach beendeter Hydrierung wieder zu regenerieren und ihn anschliessend wieder zu verwenden. To further increase the economic viability of the process, it is of course advisable to regenerate the catalyst after the hydrogenation has ended and then to reuse it.

Die katalytische Hydrierung gemäss der vorliegenden Erfindung wird mit Wasserstoff durchgeführt, wobei vorzugsweise bei einem Wasserstoffdruck von 0,8 bis 80 bar, insbesondere 3 bis 25 bar, je nach Reaktortyp gearbeitet wird. Selbstverständlich können auch Wasserstoffdrücke über 80 bar angewendet werden, sie sind jedoch in der Regel nicht erforderlich. The catalytic hydrogenation according to the present invention is carried out with hydrogen, preferably at a hydrogen pressure of 0.8 to 80 bar, in particular 3 to 25 bar, depending on the type of reactor. Of course, hydrogen pressures above 80 bar can also be used, but they are generally not required.

Als weiteres erfindungswesentliches Merkmal ist die Durchführung der Reaktion in wässriger, essigsaurer Lösung anzusehen, wobei die Komponenten Essigsäure und Cyanamid mindestens im Molverhältnis 1:1 eingesetzt werden müssen. Werden Essigsäure und Cyanamid in genau äquimolaren Mengen verwendet, so besitzt die Reaktionslösung nach erfolgter Hydrierung einen alkalischen pH-Wert von etwa 8,5 bis 9,8. Da sich Formamidin(-acetat) in alkalischer Lösung zersetzen kann, ist es zweckmässig, in Gegenwart eines kleinen Überschusses an Essigsäure zu hydrieren, wobei das Molverhältnis Cyanamid zu Essigsäure vorzugsweise auf 1:1,02 bis 1,5 eingestellt wird. A further feature essential to the invention is that the reaction is carried out in aqueous, acetic acid solution, the components acetic acid and cyanamide having to be used at least in a molar ratio of 1: 1. If acetic acid and cyanamide are used in exactly equimolar amounts, the reaction solution after the hydrogenation has an alkaline pH of about 8.5 to 9.8. Since formamidine (acetate) can decompose in alkaline solution, it is expedient to hydrogenate in the presence of a small excess of acetic acid, the molar ratio of cyanamide to acetic acid preferably being set to 1: 1.02 to 1.5.

Auf diese Weise spart man sich die pH-Wertejnstellung nach Beendigung der Hydrierung auf einen pH-Wert von 5 bis 7, weil durch den Essigsäure-Überschuss eine neutrale bis schwach saure Formami-dinacetatlösung anfällt. Da während der Hydrierung von Cyanamid durch die Neutralisation des gebildeten Formamidins Protonen verbraucht werden, steigt der pH-Wert während der Reaktion an, so dass der Anstieg des pH-Wertes als Mass für die Hydrierung herangezogen werden kann. In this way, the pH adjustment after the end of the hydrogenation to a pH of 5 to 7 is saved because the acetic acid excess gives rise to a neutral to weakly acidic formamide acetate solution. Since protons are consumed by the neutralization of the formamidine formed during the hydrogenation of cyanamide, the pH increases during the reaction, so that the increase in pH can be used as a measure of the hydrogenation.

Die Konzentration des Cyanamids in der wässrigen, essigsauren Lösung kann in weiten Grenzen variiert werden, doch hat es sich aus wirtschaftlichen Gründen als besonders vorteilhaft erwiesen, die Konzentration der Reaktionslösung so einzustellen, dass das Formarnidinacetat nach Beendigung der Hydrierung in einer Menge von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 50 Gew.-%, anfällt, wodurch eine besonders einfache Auf- bzw. Weiterverarbeitung ermöglicht wird. The concentration of the cyanamide in the aqueous, acetic acid solution can be varied within wide limits, but it has proven to be particularly advantageous for economic reasons to adjust the concentration of the reaction solution so that the formarnidine acetate in an amount of 10 to 60 after the hydrogenation has ended % By weight, preferably 40 to 50% by weight, is obtained, which enables particularly simple processing or further processing.

Die Zugabe der Reaktionskomponenten ist relativ unkritisch, doch lässt sich die Hydrierung technisch besonders leicht durchführen, wenn man die Essigsäure und den Palladiumkatalysator in einer Wasserstoffatmosphäre vorlegt und anschliessend das Cyanamid vorzugsweise als 10 bis 60%ige wässrige Lösung zugibt. Die Zugabe der Cyanamidlösung erfolgt in der Regel während 1 bis 4 Stunden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Essigsäure auch portionsweise vorgelegt werden, wobei die Zugabe insbesondere in 2-4 Portionen erfolgt. The addition of the reaction components is relatively uncritical, but the hydrogenation can be carried out particularly easily industrially if the acetic acid and the palladium catalyst are placed in a hydrogen atmosphere and the cyanamide is then preferably added as a 10 to 60% strength aqueous solution. The cyanamide solution is usually added over a period of 1 to 4 hours. In a preferred embodiment, the acetic acid can also be introduced in portions, the addition taking place in particular in 2-4 portions.

Als Alternative hierzu bietet sich auch die Variante an, nur den Katalysator als wässrige Suspension in einer Wasserstoffatmosphäre vorzulegen und die Cyanamid- sowie Essigsäurelösung simultan in die Reaktionslösung einzutragen. Nach erfolgter Cyanamidzugabe lässt man den Ansatz noch 1 bis 4 Stunden in der Kälte in Gegenwart von Wasserstoff nachreagieren. As an alternative to this, there is also the variant of only presenting the catalyst as an aqueous suspension in a hydrogen atmosphere and simultaneously introducing the cyanamide and acetic acid solutions into the reaction solution. After the cyanamide has been added, the mixture is left to react for a further 1 to 4 hours in the cold in the presence of hydrogen.

Die Hydrierung verläuft überraschenderweise so schnell, dass man sie auch in der Kälte im Temperaturbereich von 10 bis 25°C durchführen kann. Diese sogenannte «Kalthydrierung» ist im Hinblick auf mögliche Nebenreaktionen von Cyanamid relativ günstig, denn auf diese Weise erhält man ein sehr reines Produkt in hoher Ausbeute. Es empfiehlt sich deshalb auch, während der Hydrierung die Reaktionslösung zur Abführung der Reaktionswärme durch äussere Kühlung wie z.B. mit kaltem Wasser oder einer Kühlsole auf konstanter Temperatur zu halten. The hydrogenation surprisingly proceeds so quickly that it can also be carried out in the cold in the temperature range from 10 to 25 ° C. This so-called «cold hydration» is relatively cheap with regard to possible side reactions of cyanamide, because in this way a very pure product is obtained in high yield. It is therefore also advisable to remove the heat of reaction by external cooling, e.g. to keep constant temperature with cold water or a cooling brine.

Die Hydrierung kann in den üblichen Reaktoren wie Rührkessel oder Hochdruckreaktoren mit den bekannten Vorrichtungen problemlos durchgeführt werden. The hydrogenation can be carried out in the usual reactors such as stirred tanks or high-pressure reactors with the known devices without any problems.

Nach Beendigung der Hydrierung werden in Abhängigkeit von der eingesetzten Essigsäuremenge alkalische, neutrale oder schwach saure Reaktionslösungen erhalten. Alkalische Reaktionslösungen werden nach beendeter Hydrierung mit Essigsäure auf einen pH-Wert von 5 bis 7 eingestellt, um eine Zersetzung des Reaktionsprodukts bei der Aufarbeitung oder der Lagerung der wässrigen Formamidinace-tatlösung zu vermeiden. After completion of the hydrogenation, depending on the amount of acetic acid used, alkaline, neutral or weakly acidic reaction solutions are obtained. After completion of the hydrogenation with acetic acid, alkaline reaction solutions are adjusted to a pH of 5 to 7 in order to avoid decomposition of the reaction product during the working up or storage of the aqueous formamidine acetate solution.

3 3rd

5 5

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Da das Formarnidinacetat in wässriger Lösung ebenfalls nur eine begrenzte Lagerstabilität aufweist, sollte im Anschluss an die Hydrierung und nach erfolgter Abtrennung des Katalysators bspw. durch Filtration die Aufarbeitung erfolgen, die in sehr einfacher Weise durch Einengen bzw. Eindampfen und ggf. einer anschliessenden Trocknung im Vakuum durchgeführt werden kann. Es sollte bei diesen Verfahrensschritten jedoch darauf geachtet werden, dass die Temperatur von 60 bis 80°C nicht überschritten wird, um somit einer beginnenden Zersetzung des Formamidinacetats vorzubeugen. Since the formarnidine acetate also has only a limited storage stability in aqueous solution, the hydrogenation and after the catalyst has been separated off, for example by filtration, should be worked up, which can be carried out in a very simple manner by concentration or evaporation and, if appropriate, subsequent drying in the Vacuum can be carried out. During these process steps, however, care should be taken to ensure that the temperature does not exceed 60 to 80 ° C in order to prevent the formamidine acetate from starting to decompose.

Das Einengen bzw. Eindampfen der wässrigen Formamidinacetatlösung und die anschliessende Vakuumtrocknung des Feststoffs kann nach dem üblichen Stand der Verfahrenstechnik durchgeführt werden. The concentration or evaporation of the aqueous formamidine acetate solution and the subsequent vacuum drying of the solid can be carried out according to the customary state of the art.

Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei der Einsatz eines Dünnschichtverdampfers erwiesen, wobei man im Vakuum bis zur beginnenden Kristallisation einengt und anschliessend mit Hilfe eines Trockners eindampft. Es ist aber auch möglich, das vollständige Eindampfen der Reaktionslösung in einem Dünnschichtverdampfer (Fällfilmverdampfer) mit Feststoffaustrag vorzunehmen. The use of a thin-film evaporator has proven to be particularly advantageous in this case, the mixture being concentrated in vacuo until crystallization begins and then evaporated using a dryer. However, it is also possible to carry out the complete evaporation of the reaction solution in a thin-film evaporator (coagulation film evaporator) with solids discharge.

Die ggf. erforderliche vollständige Einengung bzw. die Nachtrocknung des Produkts im Vakuum kann mit den üblichen Trocknern wie z.B. Trommel-, Schaufel-, Schnecken-, Strom-, Band-, Kammer- oder Hordentrocknern erfolgen. If necessary, complete concentration or post-drying of the product in vacuo can be carried out with the usual dryers such as Drum, shovel, screw, current, belt, chamber or tray dryers are used.

Da die Reaktionslösungen praktisch vollständig bis zur Trockene eingeengt werden können, fallen keine Nebenprodukte an, wodurch das Verfahren besonders umweltfreundlich arbeitet. Since the reaction solutions can be evaporated almost completely to dryness, no by-products are obtained, which makes the process particularly environmentally friendly.

Mit Hilfe des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahrens ist es ausserdem möglich, Formarnidinacetat in hoher Ausbeute (> 35%) auf besonders wirtschaftliche Weise herzustellen, da es sich bei Cyanamid, Pailadiumkatalysatoren und Essigsäure um technisch wohlfeile Ausgangsprodukte handelt und Hydrierverfahren in der chemischen Technik problemlose und wohlbekannte Verfahrensmethoden sind. With the aid of the process proposed according to the invention, it is also possible to produce formarnidine acetate in a high yield (> 35%) in a particularly economical manner, since cyanamide, palladium catalysts and acetic acid are technically inexpensive starting products and hydrogenation processes in chemical engineering are problem-free and well-known process methods are.

Aufgrund des besonders niedrigen Palladiumverbrauchs (< 3500 ppm pro kg Cyanamid) ist das erfin-dungsgemässe Verfahren besonders für den technischen bzw. grosstechnischen Massstab geeignet. Because of the particularly low consumption of palladium (<3500 ppm per kg of cyanamide), the process according to the invention is particularly suitable for the industrial or industrial scale.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken. The following examples are intended to explain the invention in more detail, but without restricting it thereto.

Beispiel 1 example 1

Das verwendete Cyanamid (fest) wies folgende Analyse auf: The cyanamide (solid) used showed the following analysis:

Cyanamid: 99,4% Cyanamide: 99.4%

Dicyandiamid: kleiner 0,1% Dicyandiamide: less than 0.1%

Wasser: 0,5% Water: 0.5%

Es wurde folgender Palladium-auf-Aktivkohle-Katalysator verwendet: The following palladium on activated carbon catalyst was used:

Typ: E10 N/W Type: E10 N / W

Palladium-Gehalt: 5 Gew.-%, bez. auf das Gewicht des wasserfreien Katalysators Wassergehalt: 50,59% Palladium content: 5% by weight, based on on the weight of the anhydrous catalyst water content: 50.59%

Hersteller: Degussa Luftdruck: 975 mbar Manufacturer: Degussa air pressure: 975 mbar

In einer offenen Hydrierapparatur wurden 3,02 g Katalysator (3413 ppm Pd, bez. auf Cyanamid) in 151 ml Wasser suspendiert. Nach Zugabe von 31,84 g (0,529 Mol) 99,8%iger Essigsäure wurde Wasserstoff unter Rühren und Verwendung einer Glasfritte eingeleitet. Anschliessend wurde eine Lösung von 21,99 g (0,520 Mol) Cyanamid in 65,5 g Wasser während 165 Minuten unter kräftigem Rühren und kontinuierlichem Durchleiten von Wasserstoff eingetropft, wobei die Innentemperatur durch äussere Kühlung mit kaltem Wasser zwischen 10 und 12°C gehalten wurde. Nach Beendigung der Cyanamidzugabe wurde noch 135 Minuten lang im kontinuierlichem Wasserstoffstrom bei 10°C Innentemperatur gerührt. Im Verlauf der Hydrierung erfolgte folgende Änderung des pH-Wertes: 3.02 g of catalyst (3413 ppm of Pd, based on cyanamide) were suspended in 151 ml of water in an open hydrogenation apparatus. After adding 31.84 g (0.529 mol) of 99.8% acetic acid, hydrogen was introduced while stirring and using a glass frit. A solution of 21.99 g (0.520 mol) of cyanamide in 65.5 g of water was then added dropwise over 165 minutes with vigorous stirring and continuous passage of hydrogen, the internal temperature being kept between 10 and 12 ° C. by external cooling with cold water . After the cyanamide addition had ended, the mixture was stirred for a further 135 minutes in a continuous stream of hydrogen at an internal temperature of 10.degree. During the course of the hydrogenation, the pH changed as follows:

Zeit pH-Wert Time pH

Beginn der Hydrierung . Start of hydrogenation.

1,9 1.9

Beendigung der Cyanamidzugabe nach 165 Min. End of cyanamide addition after 165 min.

6,57 6.57

Beendigung der Hydrierung nach 300 Min. Hydrogenation ended after 300 min.

6,72 6.72

Anschliessend wurde der Katalysator abgesaugt und mit 40 ml Wasser nachgewaschen. Die vereinigten Filtrate wurden am Rotationsverdampfer im Vakuum einer Wasserstrahlpumpe zur Trockene eingeengt. Der Rückstand wurde im Vakuumtrockenschrank bei 60°C/15 mbar getrocknet. Die Auswaage betrug 54 g (99,8%) Formarnidinacetat folgender Analyse: The catalyst was then filtered off and washed with 40 ml of water. The combined filtrates were evaporated to dryness on a rotary evaporator in the vacuum of a water jet pump. The residue was dried in a vacuum drying cabinet at 60 ° C / 15 mbar. The weight was 54 g (99.8%) formarnidine acetate from the following analysis:

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 677 489 AS CH 677 489 AS

C3H8N2O2 (104,1 g/mol) C3H8N2O2 (104.1 g / mol)

Ber. C 34,61%. Gef. C 34,57 Ber. H 7,74%. Gef. H 7,80 Ber. N 26,91%. Gef. N 26,84% Ber. C 34.61%. Found C 34.57 calc. H 7.74%. Found H 7.80 Ber. N 26.91%. Found N 26.84%

Harnstoff: <0,1% Urea: <0.1%

Dîcyandiamid: < 0,1% Dîcyandiamid: <0.1%

Wasser: 0,4% Water: 0.4%

Schmp. 158-160°C (Zers.) Mp 158-160 ° C (dec.)

Beispiel 2 Example 2

Es wurde analog dem Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch 4,37 g getrockneter, handelsüblicher Palladium-Aktivkohle-Katalysator mit einem Pd-Gehalt von 1,0 Gew.-% (1999 ppm Pd, bez. auf Cyanamid) verwendet wurden. Die Auswaage betrug 54,1 g (100%) Formarnidinacetat von Schmp. 159-160°C (Zers.). C3H8N2O2 (104,1 g/mol) The procedure was analogous to Example 1, but 4.37 g of dried, commercially available palladium-activated carbon catalyst with a Pd content of 1.0% by weight (1999 ppm Pd, based on cyanamide) were used. The weight was 54.1 g (100%) formarnidine acetate, mp. 159-160 ° C (dec.). C3H8N2O2 (104.1 g / mol)

Ber. C 34,61%. Gef. C 34,56% Ber. C 34.61%. Found C 34.56%

Ber. H 7,74%. Gef. H 7,77% Ber. H 7.74%. Found H 7.77%

Ber. N 26,91%. Gef. N 26,73% Ber. N 26.91%. Found N 26.73%

Wasser: 0,3% Water: 0.3%

Beispiel 3 Example 3

Cyanamid: 99,4% Cyanamide: 99.4%

Dicyandiamid; kleiner 0,1% Dicyandiamide; less than 0.1%

Wasser: 0,5% Water: 0.5%

Es wurde folgender Paliadium-auf-Aktivkohle-Katalysator verwendet: The following palladium on activated carbon catalyst was used:

Typ: E10 N/W Type: E10 N / W

Palladium-Gehalt: 5 Gew.-%, bez. auf wasserfreien Katalysator Hersteller: Degussa Luftdruck: 975 mbar Palladium content: 5% by weight, based on on anhydrous catalyst Manufacturer: Degussa Air pressure: 975 mbar

In einer offenen Hydrierapparatur wurden 1,51 g Katalysator (1707 ppm Pd, bez. auf Cyanamid) in 151 ml Wasser suspendiert. Nach Zugabe von 31,28 g (0,520 Mol) 99,8%iger Essigsäure wurde Wasserstoff unter Rühren und Verwendung einer Glasfritte eingeleitet. Anschliessend wurde eine Lösung von 21,99 g (0,520 Mol) Cyanamid in 65,5 g Wasser während 165 Minuten unter kräftigem Rühren und kontinuierlichem Durchleiten von Wasserstoff eingetropft, wobei die Innentemperatur durch äussere Kühlung mit kaltem Wasser zwischen 10 und 12°C gehalten wurde. Nach Beendigung der Cyanamidzugabe wurde noch 135 Minuten lang im kontinuierlichem Wasserstoffstrom bei 10°C Innentemperatur gerührt. Im Verlauf der Hydrierung erfolgte folgende Änderung des pH-Wertes: 1.51 g of catalyst (1707 ppm Pd, based on cyanamide) were suspended in 151 ml of water in an open hydrogenation apparatus. After adding 31.28 g (0.520 mol) of 99.8% acetic acid, hydrogen was introduced while stirring and using a glass frit. A solution of 21.99 g (0.520 mol) of cyanamide in 65.5 g of water was then added dropwise over 165 minutes with vigorous stirring and continuous passage of hydrogen, the internal temperature being kept between 10 and 12 ° C. by external cooling with cold water . After the cyanamide addition had ended, the mixture was stirred for a further 135 minutes in a continuous stream of hydrogen at an internal temperature of 10.degree. During the course of the hydrogenation, the pH changed as follows:

Zeit pH-Wert Time pH

Beginn der Hydrierung Start of hydrogenation

1,9 1.9

6,39. 6.39.

Nach 175 Min. After 175 min.

9,71 9.71

Beendigung der Hydrierung nach 300 Min. Hydrogenation ended after 300 min.

9,40 9.40

Anschliessend wurde der Katalysator abgesaugt und mit 30 ml Wasser nachgewaschen. Die vereinigten Filtrate wurden am Rotationsverdampfer im Vakuum einer Wasserstrahlpumpe zur Trockene eingeengt. Der Rückstand wurde im Vakuumtrockenschrank bei 60°C/15 mbar getrocknet. Die Auswaage betrug 52,8 g (97,5%) Formarnidinacetat folgender Analyse: The catalyst was then filtered off and washed with 30 ml of water. The combined filtrates were evaporated to dryness on a rotary evaporator in the vacuum of a water jet pump. The residue was dried in a vacuum drying cabinet at 60 ° C / 15 mbar. The weight was 52.8 g (97.5%) formarnidine acetate from the following analysis:

C3H8N2O2 (104,1 g/mol) C3H8N2O2 (104.1 g / mol)

Ber. C 34,61%. Gef. C 34,21% Ber. C 34.61%. Found C 34.21%

Ber. H 7,74%. Gef. H 7,93% Ber. H 7.74%. Found H 7.93%

Ber. N 26,91%. Gef. N 26,72% Ber. N 26.91%. Found N 26.72%

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

CH 677 489 A5 CH 677 489 A5

Harnstoff: <0,1% Urea: <0.1%

Dicyandiamîd: <0,1% Dicyandiamide: <0.1%

Wasser: 0,5% Water: 0.5%

Schmp, 158-160°C (Zers.) Mp, 158-160 ° C (dec.)

Beispiel 4 Example 4

Cyanamid: 99,4% Cyanamide: 99.4%

Dicyandiamid: kleiner 0,1% Dicyandiamide: less than 0.1%

Wasser: 0,5% Water: 0.5%

Typ: E10 N/W Type: E10 N / W

Palladium-Gehalt: 5 Gew.-%, bez. auf wasserfreien Katalysator Wassergehalt: 50,59% Palladium content: 5% by weight, based on on anhydrous catalyst water content: 50.59%

Hersteller: Degussa Luftdruck: 980 mbar Manufacturer: Degussa air pressure: 980 mbar

In einer offenen Hydrierapparatur wurden 3,02 g Katalysator (1710 ppm Pd, bez. auf Cyanamid) in 30 ml Wasser suspendiert. Nach Zugabe von 62,56 g (1,04 Mol) 99,8%iger Essigsäure wurde Wasserstoff unter Rühren und Verwendung einer Glasfritte eingeleitet. Anschliessend wurde eine Lösung von 43,90 g (1,04 Mol) Cyanamid in 132 g Wässer während 165 Minuten unter kräftigem Rühren und kontinuierlichem Durchleiten von Wasserstoff eingetropft, wobei die Innentemperatur durch äussere Kühlung mit kaltem Wasser zwischen 10 und 12°C gehalten wurde. Nach Beendigung der Cyanamidzugabe wurde noch 180 Minuten lang im kontinuierlichem Wasserstoffstrom bei 10°C Innentemperatur gerührt. Im Verlauf der Hydrierung erfolgte folgende Änderung des pH-Wertes: 3.02 g of catalyst (1710 ppm Pd, based on cyanamide) were suspended in 30 ml of water in an open hydrogenation apparatus. After adding 62.56 g (1.04 mol) of 99.8% acetic acid, hydrogen was introduced while stirring and using a glass frit. A solution of 43.90 g (1.04 mol) of cyanamide in 132 g of water was then added dropwise over 165 minutes with vigorous stirring and continuous passage of hydrogen, the internal temperature being kept between 10 and 12 ° C. by external cooling with cold water . After the cyanamide addition had ended, the mixture was stirred in a continuous stream of hydrogen at an internal temperature of 10 ° C. for a further 180 minutes. During the course of the hydrogenation, the pH changed as follows:

Anschliessend wurde der Katalysator abgesaugt und mit 40 ml Wasser nachgewaschen. Die vereinigten Filtrate wurden am Rotationsverdampfer im Vakuum einer Wasserstrahlpumpe zur Trockene eingeengt. The catalyst was then filtered off and washed with 40 ml of water. The combined filtrates were evaporated to dryness on a rotary evaporator in the vacuum of a water jet pump.

Der Rückstand wurde im Vakuumtrockenschrank bei 60°C/15 mbar getrocknet. Die Auswaage betrug 105,7 g (97,8%) Formarnidinacetat folgender Analyse: The residue was dried in a vacuum drying cabinet at 60 ° C / 15 mbar. The weight was 105.7 g (97.8%) formarnidine acetate from the following analysis:

CaHsNzOz (104,1 g/mol) CaHsNzOz (104.1 g / mol)

Ber. C 34,61%. Gef. C 34,52% Ber. C 34.61%. Found C 34.52%

Ber. H 7,74%. Gef. H 7,81% Ber. H 7.74%. Found H 7.81%

Ber. N 26,91%. Gef. N 26,78% Ber. N 26.91%. Found N 26.78%

Harnstoff: < 0,1% Urea: <0.1%

Dicyandiamid: 0,2% Dicyandiamide: 0.2%

Wasser: 0,3% Water: 0.3%

Schmp. 157—159°C (Zers.) Mp 157-159 ° C (dec.)

Beispiel 5 Example 5

Cyanamid: 99,4% Cyanamide: 99.4%

Dicyandiamid; kleiner 0,1% Dicyandiamide; less than 0.1%

Wasser: 0,5% Water: 0.5%

Zeit pH-Wert Time pH

Beginn der Hydrierung Start of hydrogenation

Beendigung der Cyanamidzugabe nach 165 Min. Nach 330 Min. End of cyanamide addition after 165 minutes. After 330 minutes

Beendigung der Hydrierung nach 345 Min. End of hydrogenation after 345 min.

0,7 0.7

4.81 4.81

7.82 9,66 7.82 9.66

6 6

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 677 489 A5 CH 677 489 A5

Typ: E10 N/W Type: E10 N / W

Hersteller: Degussa Wasserstoffdruck: 20 bar Manufacturer: Degussa hydrogen pressure: 20 bar

In einem Druckreaktor wurden 28 kg Wasser, 5,80 kg (96,4 Mol) 99,8%ige Essigsäure und 185 g Katalysator (1127 ppm Pd, bez. auf eingesetztes Cyanamid) vorgelegt und Wasserstoff bis zu einem Druck von 20 bar aufgedrückt. Dann wurde eine Lösung von 4,08 kg (96,5 Mol) Cyanamid in 12,2 kg Wasser unter äusserer Kühlung und einem Wasserstoffdruck von 20 bar während 135 Min. in den Reaktor eingetragen, wobei die Innentemperatur 14—16°C betrug. Nach Beendigung der Cyanamidzugabe wurde noch 15 Min. lang bei 20 bar und 10°C Innentemperatur nachhydriert, im Verlauf der Hydrierung erfolgte folgende pH-Änderung: 28 kg of water, 5.80 kg (96.4 mol) of 99.8% acetic acid and 185 g of catalyst (1127 ppm Pd, based on the cyanamide used) were placed in a pressure reactor and hydrogen was injected to a pressure of 20 bar . A solution of 4.08 kg (96.5 mol) of cyanamide in 12.2 kg of water was then introduced into the reactor under external cooling and a hydrogen pressure of 20 bar for 135 minutes, the internal temperature being 14-16 ° C. After the cyanamide addition had ended, the mixture was rehydrated for a further 15 minutes at 20 bar and an internal temperature of 10.degree.

Zeit pH-Wert Time pH

Beginn der Hydrierung Start of hydrogenation

2,0 2.0

Beendigung der Cyanamidzugabe (135 Min.) End of cyanamide addition (135 min.)

7,7 7.7

Beendigung dér Hydrierung (150 Min.) End of hydrogenation (150 min.)

.9,8 .9.8

Anschliessend wurde der Reaktor entspannt und entleert. Der Katalysator wurde abfiltriert. Die Reaktionslösung wurde an einem 20 Liter Rotationsverdampfer bei einer Badtemperatur von 60°C zur Trockenheit eingeengt und anschliessend im Vakuumtrockenschrank bei 60°C/20 mbar nachgetrocknet. Es wurden 9,97 kg (99,3%) Formarnidinacetat folgender Zusammensetzung erhalten: The reactor was then depressurized and emptied. The catalyst was filtered off. The reaction solution was evaporated to dryness on a 20 liter rotary evaporator at a bath temperature of 60 ° C. and then dried in a vacuum drying cabinet at 60 ° C./20 mbar. 9.97 kg (99.3%) of formarnidine acetate of the following composition were obtained:

C3H8N2O2 (104,1 g/mol) C3H8N2O2 (104.1 g / mol)

Ber. C 34,61%. Gef. G 34,59% Ber. C 34.61%. Found G 34.59%

Ber. H 7,74%. Gef. H 7,79% Ber. H 7.74%. Found H 7.79%

Ber. N 26,91%. Gef. N 26,87% Ber. N 26.91%. Found N 26.87%

Harnstoff: <0,1% Urea: <0.1%

Dicyandiamid: <0,1% Dicyandiamide: <0.1%

Wasser: 0,4% Water: 0.4%

Schmp. 159-160°C (Zers.) Mp 159-160 ° C (dec.)

Beispiel 6 Example 6

Cyanamid: 99,4% Cyanamide: 99.4%

Dicyandiamid: kleiner 0,1% Dicyandiamide: less than 0.1%

Wasser: 0,5% Water: 0.5%

Typ: E10 N/W Type: E10 N / W

Palladium-Gehalt: 5 Gew.-%, bez. auf wasserfreien Katalysator Palladium content: 5% by weight, based on on anhydrous catalyst

Wassergehalt: 50,59% Water content: 50.59%

Hersteller: Degussa Manufacturer: Degussa

Wasserstoffdruck: 40 bar Hydrogen pressure: 40 bar

Eintragdauer der Cyanamidlösung 180 Min. Entry time of the cyanamide solution 180 min.

Gesamtreaktionsdauer: 330 Min. Total reaction time: 330 min.

Katalysatormenge: 564 mg/kg Cyanamid Amount of catalyst: 564 mg / kg cyanamide

Es wurde sonst analog Beispiel 5 verfahren. Die Ausbeute betrug 9,83 kg (98%) Formarnidinacetat vom Schmp, 158-160°C. The procedure was otherwise analogous to Example 5. The yield was 9.83 kg (98%) formarnidine acetate, mp, 158-160 ° C.

Beispiel 7 Example 7

7 7

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

CH 677 489 A5 CH 677 489 A5

Cyanamid: 99,4% Cyanamide: 99.4%

Dicyandiamid: kleiner 0,1% Dicyandiamide: less than 0.1%

Wasser: 0,5% Water: 0.5%

Typ: E10 N/W Type: E10 N / W

In einem Druckreaktor wurden 14,8 kg Wasser, 14,5 kg (241,0 Mol) 99,8%ige Essigsäure und 700 g Katalysator (1714 ppm Pd, bez. auf eingesetztes Cyanamid) vorgelegt und Wasserstoff bis zu einem Druck von 20 bar aufgedrückt. Dann wurde eine Lösung von 10,15 kg (240,0 Mol) Cyanamid in 10,15 kg Wasser unter äusserer Kühlung und einem Wasserstoffdruck von 20 bar während 165 Min. in den Reaktoreingetragen, wobei die Innentemperatur 14-16°C betrug. Nach Beendigung der Cyanamidzugabe wurde noch 15 Min. lang bei 20 bar und 10°C Innentemperatur nachhydriert. Im Verlauf der Hydrierung erfolgte fotgende pH-Änderung: 14.8 kg of water, 14.5 kg (241.0 mol) of 99.8% acetic acid and 700 g of catalyst (1714 ppm Pd, based on the cyanamide used) were placed in a pressure reactor and hydrogen up to a pressure of 20 bar pressed. A solution of 10.15 kg (240.0 mol) of cyanamide in 10.15 kg of water was then introduced into the reactor under external cooling and a hydrogen pressure of 20 bar for 165 minutes, the internal temperature being 14-16 ° C. After the cyanamide addition had ended, the mixture was hydrogenated for a further 15 minutes at 20 bar and 10 ° C. internal temperature. In the course of the hydrogenation there was a pH change:

Anschliessend wurde der Reaktor entspannt, entleert und mit Wasser gespült. Der Katalysator wurde abfiltriert und mit 51 Wasser nachgewaschen. Die Reaktionslösung, die etwa 50 Gew.-% Formarnidinacetat enthielt, und die Waschlösungen wurden vereint. Die vereinigten Filtrate wurden in einem 20 Liter-Rotationsverdampfer bei einer Badtemperatur von 60°C zur Trockenheit eingeengt und anschliessend in einem 100 Liter Schaufeltrockner bei 60°C/100 mbar getrocknet. Es wurden 24,8 kg (99,3%) Formarnidinacetat folgender Zusammensetzung erhalten: The reactor was then depressurized, emptied and rinsed with water. The catalyst was filtered off and washed with 51 water. The reaction solution containing about 50% by weight formarnidine acetate and the washing solutions were combined. The combined filtrates were evaporated to dryness in a 20 liter rotary evaporator at a bath temperature of 60 ° C. and then dried in a 100 liter paddle dryer at 60 ° C./100 mbar. 24.8 kg (99.3%) of formarnidine acetate of the following composition were obtained:

C3H8N2O2 (104,1 g/mol) C3H8N2O2 (104.1 g / mol)

Ber. C 34,61%. Gef. C 34,55% Ber. C 34.61%. Found C 34.55%

Ber. H 7,74%. Gef. H 7,91% Ber. H 7.74%. Found H 7.91%

Ber. N 26,91%. Gef. N 26,73% Ber. N 26.91%. Found N 26.73%

Harnstoff: < 0,1% Urea: <0.1%

Dicyandiamid: <0,1% Dicyandiamide: <0.1%

Wasser: 0,5% Water: 0.5%

Schmp. 159—160°C (Zers.) Mp 159-160 ° C (dec.)

Claims

1. A process for the preparation of formarnidine acetate, characterized in that cyanamide is hydrogenated in aqueous, acetic acid solution in the presence of a catalyst based on palladium.

2. The method according to claim 1, characterized in that one uses a palladium catalyst on activated carbon support material.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the catalyst is used in an amount of 300 to 3500 mg, preferably 500 to 2000 mg, per kg of cyanamide.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one works with a hydrogen pressure of 0.8 to 80 bar, preferably 3 to 25 bar.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the molar ratio of acetic acid to cyanamide is at least 1: 1.

6. The method according to claim 5, characterized in that the molar ratio of cyanamide to acetic acid is set to 1: 1.02 to 1.5.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the concentration of the cyanamide in the reaction solution is adjusted so that the formarnidine acetate is obtained in a concentration of 10 to 60 wt .-%, preferably 40 to 50 wt .-% .

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the acetic acid and the catalyst are placed in a hydrogen atmosphere and then the cyanamide is added.

Time pH

Start of hydrogenation

End of cyanamide addition (165 min.)

End of hydrogenation (180 min.)

1.35 8.25 9.70

8th

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

CH 677 489 A5

9. The method according to claim 8, characterized in that the acetic acid is introduced in portions.

10. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the catalyst is introduced as an aqueous suspension in a hydrogen atmosphere and the cyanamide and the acetic acid solution are simultaneously introduced into the reaction solution.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that one carries out the hydrogenation at a temperature of 10 to 25 ° C.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that, after the hydrogenation has taken place, the reaction solution is concentrated to a solid and, if appropriate, dried in vacuo.

13. The method according to claim 12, characterized in that one carries out the concentration of the reaction solution and the drying of the solid at temperatures not above 80 ° C, preferably not above 60 ° C.

14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that one carries out the concentration or evaporation of the reaction solution with the aid of a thin film evaporator.

9