DE1053500B - Verfahren zur Anlagerung von Blausaeure an die Nitrilgruppe organischer Verbindungen - Google Patents

Verfahren zur Anlagerung von Blausaeure an die Nitrilgruppe organischer Verbindungen

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DE1053500B
DE1053500B DER20593A DER0020593A DE1053500B DE 1053500 B DE1053500 B DE 1053500B DE R20593 A DER20593 A DE R20593A DE R0020593 A DER0020593 A DE R0020593A DE 1053500 B DE1053500 B DE 1053500B
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nitrile
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Dr Herbert Zima
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Roehm and Haas GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/30Preparation of carboxylic acid nitriles by reactions not involving the formation of cyano groups

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

  • Verfahren zur Anlagerung von Blausäure an die Nitrilgruppe organischer Verbindungen Das im nachstehenden beschriebene Verfahren ermöglichst die Herstellung von neuartfgeu organischen Verbindungen, die als solche oder in Form weiterer Umsetzungsprodukte technische Bedeutung haben.
  • Es wurde nämlich gefunden, daß Blausäure an die Nitrilgruppe organischer Verbindungen dann angelagert werden kann, wenn für die Anwesenheit stark negativierender Atome bzw. Atomgruppen an dem der Nitrilgruppe unmittelbar benachbarten Kohlenstoffatom Sorge getragen wird. Die Anlagerung von Blausäure an Nitrile der genannten Art wird in Gegenwart basischer Katalysatoren, z. B. ittzalkalien, Alkalicyaniden oder Aminen durchgeführt. Die Reaktion erfolgt unter dieser Bedingung rasch und häufig mit hohen Ausbeuten. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich auch solche Verbindungen, die mehrere Nitrilgrupppen jeweils in Nachbarschaft zu stark negativierenden Atomgruppen aufweisen, z. B. a,a'-Tetrachlorglutarsäure dinitril NC-CCI,--CH,-C CI,-CN. Die Anwendung von Druck begünstigt die beschriebene Umsetzung.
  • Daß das angegebene Merkmal, nämlich das Vorhandensein einer stark negativierenden Gruppe an dem in a-S teilung zur Nitrilgruppe stehenden Kohlenstoffatom, Voraussetzung für den genannten Ablauf der Anlagerung ist, sei an folgendem Beispiel gezeigt: Gibt man zu 1 Mol Acetonitril, in dem 1,5 O/o feingepulvertes K C N verteilt ist, unter Rühren 1 Mol flüssige Blausäure und erwärmt unter Rückfluß auf dem Wasserbad bis auf eine Temperatur von etwa 350 C, so scheiden sich im Laufe von 10 bis 15 Stunden schwarzbraune Produkte von polymerer Blausäure ab.
  • Das Acetonitril kann praktisch quantitativ durch Destillation zurückgewonnen werden.
  • Führt man den gleichen Versuch durch, verwendet jedoch an Stelle von Acetonitril Trichloracetonitril, so setzt nach kurzer Zeit unter Wärmeentwicklung eine Reaktion ein, bei der, wenn durch äußere Küh -lung dafür Sorge getragen wird, daß die Temperatur 350 C nicht übersteigt durch Anlagerung von Blausäure an d;ie Nitrilgruppe das bisher nicht bekannte a- Imido--trichlorpropionsäurenitril entsteht. Diese Verbindung ist eine farblose Flüssigkeit, die bei 240 C/0,3 mm Hg siedet und deren Zusammensetzung sowohl durch die Elementaranalyse als auch durch das Infrarotspektrum als gesiichert gelten kann.
  • Um die angestrebte Anlagerung von Blausäure an die C N-Gruppe zu ermöglichen, können an Stelle der Chloratome auch andere negativierende Atome bzw.
  • Atomgruppen, und zwar an dem sich in a-Stellung zur Nitrilgruppe befindlichen Kohlenstoffatom, in das Molekül eingeführt werden, z. B. die NO2- oder CN-Gruppe. Die mit der Einführung der genannten Gruppe verbundene Wirksamkeit hinsichtlich der Geschwindigkeit und Vollständigkeilt, mit der die Blausäureanlagerung abläuft, hängt außer von der spezifischen Wirkung der negativierenden Gruppe auch vom Gesamtaufbau des Moleküls ah. Während z. B. die Anlagerung von Blausäure an Dichloracetonitril nur zögernd erfolgt, findet bei der Umsetzung von a,a-Dichlorpropionsäurenitril mit Blausäure eine glatte Anlagerung statt.
  • Nitrile der gekennzeichneten Art vermögen häufig sowohl im Molverhältnis 1:1 als auch im Molverhältnis 1:2 mit Blausäure zu reagieren. Das bereits erwähnte, aus Trichlorneetonitril und Blausäure hergestellte a-Imido-fi-trichlorpropionsäurenitrii vermag unter Bildung von Trichlormethyl-amino.malonsäuredinitril ein zweites Mol Blausäure anzulagern. Die genannten Reaktionen entsprechen folgenden Formeln: Andererseits neigt das a-Imido-ß-trichlorpropionsäurenitril dazu, unter Druck beim Erwärmen auf z. B. 60 bis 1000 in polymere Verbindungen üherzw gehen.
  • Häufig gelingt es nicht, die einfachen Anlagerungsprodukte zu isolieren, vielmehr fallen die sich aus diesen Anlagerungsverhindungen bildenden polymeren Produkte an.
  • Bei der Umsetzung von Malonsäuredinitril mit Blausäure im Molverhältuis 1:1 bildet sich unter heftiger Reaktion und bei einem raschen Temperaturanstieg auf 1700 C ein braunschwarzes. festes Umsetzungsprodukt aus dem sich mit heißem Methanol eine braune, amorphe polymere Verbindung isolieren läßt.
  • Die Elementaranalyse dieser Verbindung entspricht der Formel C4H3N3.
  • Die Anlagerung von Blausäure kann, wie beschrieben, derart erfolgen, daß ein das erfindungsgemäß Merkmal aufweisendes Nitril in Gegenwart eines basisch wirkenden Katalysators mit flüssiger oder gasförmiger Blausäure umgesetzt wird.
  • Die auf die beschriebene Weise herstellbaren Nitrile sind auf mannigfaltige Weise, z. B. als Insekticide oder als chemische Zwischbenprodukte, verwendbar. Bei der Verseifung solcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbindungen, die zwei Nitrilgruppen im Älolekül enthalten, entstehen Aminodicarbonsäuren, die ihrerseits als Ausgangsprodukte für Therapeutica oder als Chelatbildnler Verwendung finden können. Die entsprechenden Ester stellen zum Teil ausgezeichnete Lösungsmittel z. B. für Lacke dar.
  • Beispiel t In einem Rührkolben mit Intensivkühler werden 36 g Tricbloracetonitril, 7 g reine Blausäure und 0,8 g pulverisiertes Kaliumcyanid in der angeführten Reihenfolge vermischt. Die Reaktion ist exotherm und setzt schon bei Zimmertemperatur ein. Nach 45 Nlinuten ist die Reaktion beendet. Das Reaktionsgemisch wird im Vakuum destilliert, wobei das gebildete a-Imido-fl-tri chlorp ropionsäurenitril bei 240 C/0,3 mm Hg übergeht. Es ist eine farblose Flüssigkeit. Ausbeute: 72 ovo der Theorie.
  • Beispiel 2 In einem Rührkolben mit Intensivkühler wird ein Gemisch von 36 g Trichloracetonitril und 13,5 g reiner Blausäure mit 1 g pulverisiertem Kaliumcyanid versetzt. Es tritt eine exotherme Reaktion ein. Nach 24 Stunden Stehen hat sich ein Kristallbrei gebildet, der abgesaugt wird. Es werden 24g gelbe Kristalle von Trichlormethvl-aminomalonsäuredinitril erhalten das nach dem Umkristallisieren aus Wasser unter Zusatz von Aktivkohle weiße Blättchen vom F. 170 bis 1710 C bildet. Das Filtrat wird einer Vakuumdestillation unterworfen, wobei 7,5 g a-Imido-B-trichlorpropionsäurenitril anfallen.
  • Beispiel 3 In einem Rührkolben mit Intensivkühler werden 31 g a,a-Dichlorpropionitril, 7 g reine Blausäure und 0,8 g Kaliumcyanid vermischt. Die Reaktion tritt bei Zimmertemperatur von selbst ein, wobei die Temperatur auf 290 C ansteigt. Nach 1 Stunde wird mit einem Wasserbad noch 1 Stunde auf 50 bis 600 C nacherwärmt. Das Reaktionsgemisch wird im Vakuum destilliert. Das gebildete a-Imido-B-dichlorbuttersäurenitril geht bei 220 C/0;1 mm Hg über. Es stellt eine farblose Flüssigkeit dar. Ausbeute: 420/a der Theorie. Die nicht umgesetzten Ausgangsprodukte werden bei der Destillation zum größten Teil wiedergewonnen.
  • Beispiel 4 In einem Glasautoklav wird ein Gemisch von 37,2 g a,a-Dichlorpropionitril, 16,2g reiner Blausäure und 1 g Kaliumcyanid 8 Stunden bei Zimmertemperatur geschüttelt, wobei sich die Mischung dunkel färbt.
  • Aus dem Reaktionsprodukt werden 5 g Blausäure abdestilliert. Der schwarze, schmierige Rückstand wird in Methanol gelöst, filtriert und das Filtrat weitgehend eingeengt. Dabei fällt eine Verbindung der Zusammenwsetzung (H3 C-C Cl2-C N H c N) aus.
  • Ausbeute: 22 g.
  • Beispiel 5 In einem Rührkolben mit Intensivkühler werden unter Wasserausschluß 16,5 g Malonsäuredinitril, 13,5 g reine Blausäure und 0,6g Kaliumcyanid vermischt. Die Masse erwärmt sich von selbst unter Dunkelfärbung und wird durch Kühlung auf 30 bis 350 C gehalten. Nach 11/4 Stunden ist die Mischung schwarz und zähflüssig. Sie wird jetzt langsam erwärmt. Bei 600 c beginnt trotz sofortiger starker Kühlung von außen ein plötzlicher Temperaturanstieg bis auf 1700 c, und das Produkt wird hart und spröde. Die Masse wird zermahlen und mit trockenem Methanol extrahiert. Der Methanol auszug wird im Vakuum zur Trockene eingeengt. Es bleiben 8,5 g einer dunkelbraunen, amorphen Substanz der Zusammensetzung (N G - c H2- c N H c N)x zurück.
  • P -\ r i: NTASSPROCHE-1. Verfahren zur Anlagerung von Blausäure an die Nitrilgruppe organischer Verbindungen, dadurch gchennzeichnet, daß man Blausäure in Gegenwart basischer Katalysatoren auf solche Nitrile einwirken läßt, deren der Nitrilgruppe benachbartes Kohlenstoffatom eine stark negativierende Gruppe oder mehrere solcher gleichartigen oder verschiedenen Gruppen als Substituenten aufweist.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Trichloracetonitril mit Blausäure im Molverhältnis 1:1 oder im Molverhältnis 1:2 umsetzt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man a,a-Dichlorpropionsäurenitril mit Blausäure im Molverhältnis 1: t oder im Molverhältnis 1:2 umsetzt.
DER20593A 1957-02-20 1957-02-20 Verfahren zur Anlagerung von Blausaeure an die Nitrilgruppe organischer Verbindungen Pending DE1053500B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3362981A (en) * 1965-12-09 1968-01-09 Du Pont alpha-iminoperfluoronitriles

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3362981A (en) * 1965-12-09 1968-01-09 Du Pont alpha-iminoperfluoronitriles

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