DE1136321B

DE1136321B - Verfahren zur Herstellung von 4-Cyano-2, 2-dimethylbutyraldehyd

Info

Publication number: DE1136321B
Application number: DEF33613A
Authority: DE
Inventors: Dr Hanns Gerber; Dr Rudolf Stroh
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1961-04-07
Filing date: 1961-04-07
Publication date: 1962-09-13
Also published as: GB958937A; BE616026A; CH407973A

Description

Verfahren zur Herstellung von 4-Cyano-2,2-dimethyibutyraidehyd Es ist bereits bekanntgeworden, daß man 4-Cyano-2,2-dimethylbutyraldehyd (II) durch Umsetzen von Isobutyraldehyd mit Acrylnitril in Gegenwart alkalischer Katalysatoren herstellen kann. Nach einem dieser Verfahren verwendet man als alkalischen Katalysator katalytische Mengen Natronlauge. Man erhält dabei jedoch nur 35 bis 400/0 an 4-Cyano-2,2-dimethylbutyraldehyd (vgl. USA.-Patentschrift 2409 086). Nach einem weiteren Verfahren verwendet man als alkalischen Katalysator eine 20- bis 250/0ige Cyankaliumlösung und erreicht Ausbeuten von 80 bis 85% an 4-Cyano-2,2-dimethylbutyraldehyd (vgl. französische Patentschrift 886 846). Diese vorbekannten Verfahren weisen entscheidende Nachteile auf. So ist bei dem ersten Verfahren die Ausbeute für die Ausführung im technischen Maßstab zu gering.
-Bei dem zweiten Verfahren bereitet die Aufarbeitung erhebliche Schwierigkeiten, und es werden ziemlich große Mengen Cyankalium benötigt, dessen Beseitigung bei Ausführung des Verfahrens im technischen Maßstab ebenfalls erhebliche Schwierigkeiten bereitet.
Es wurde nun gefunden, daß man in einfacher Weise und bei sehr guten Ausbeuten 4-Cyano-2,2-dimethylbutyraldehyd (11) herstellen kann, wenn man 1 Mol Isobutyraldol (I) mit mindestens 2 Mol Acrylnitril bei Temperaturen zwischen 50 und 95" C in Gegenwart von katalytischen Mengen eines Alkalihydroxyds umsetzt.
Es muß als äußerst überraschend bezeichnet werden, daß das Acrylnitril mit dem Isobutyraldol unter Aufspaltung dieses Moleküls reagiert und dabei praktisch keine Nebenprodukte auftreten.
Der Reaktionsverlauf kann durch das folgende Reaktionsschema wiedergegeben werden: Das als Ausgangsmaterial verwendete Isobutyraldol kann in reiner Form oder nur in technischer Reinheit vorliegen. Es ist auch möglich, Isobutyraldol zu verwenden, das unmittelbar vor der erfindungsgemäßen Umsetzung hergestellt und nicht weiter gereinigt worden ist. Das IsobutyraIdol ist auch im großen Maßstab in einfacher Weise zugänglich. Das Acrylnitril soll zweckmäßigerweise den üblichen Reinheitsgrad aufweisen und kann eventuell gegen Polymerisation stabilisiert sein.
Als Katalysator verwendet man Alkalihydroxyde.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, sie nicht in fester Form anzuwenden, sondern als wäßrige Lösung, die etwa 40 bis 70°/0 Alkalihydroxyde, vorzugsweise etwa 50°/0 Alkalihydroxyde enthalten.
Bevorzugt werden Kaliumhydroxyd und Natriumhydroxyd.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen zwischen 50 und 95° C, vorzugsweise zwischen 70 und 900 C durchgeführt.
Auf 1 Mol Isobutyraldol setzt man zweckmäßigerweise 2 bis 4 Mol, vorzugsweise etwa 3 Mol Acrylnitril ein. Das überschüssige Acrylnitril wirkt als Lösungsmittel. Verwendet man einen zu großen Überschuß an Acrylnitril, so können sekundäre Reaktionen auftreten. Die Alkalihydroxyde setzt man in Mengen von 1jio bis llsoo Mol, bezogen auf Isobutyraldol, ein. Diese Grenzen können jedoch auch nach unten und oben überschritten werden.
Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens gibt man ein Gemisch aus Isobutyraldol und Acrylnitril in ein Reaktionsgefäß und läßt gleichzeitig den Katalysator zutropfen. Man kann im offenen Gefäß oder Rückfluß arbeiten. Es ist zweckmäßig, die Reaktionsmischung zu rühren. Zur Aufrechterhaltung der erfindungsgemäßen Temperatur ist im allgemeinen ein Erhitzen notwendig.
Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches kann nach den üblichen Verfahren vorgenommen werden.
Zweckmäßigerweise neutralisiert man das Reaktionsgemisch mit einer schwachen Säure, z. B. Essigsäure, destilliert dann das überschüssige Acrylnitril ab und unterwirft den Rückstand einer Vakuumdestillation.
Man erhält dann den 4-Cyano-2,2-dimethylbutyraldehyd in Ausbeuten über 970/0, bezogen auf das emgesetzte Isobutyraldol. Die Reaktionszeit beträgt im allgemeinen zwischen 1 und 3 Stunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Es geht von einfachen Ausgangsstoffen aus, benötigt äußerst einfache Katalysatoren, arbeitet mit schonenden Reaktionsbedingungen und führt in hohen Ausbeuten zu einem sehr reinen Endprodukt.
Der 4-Cyano-2,2-dimethylbutyraldehyd ist bekannt und kann als Zwischenprodukt für eine Vielzahl von Synthesen auf den verschiedensten Gebieten, z. B. auf dem Gebiet der Kunststoffe verwendet werden.
Beispiel In ein Rührgefäß gibt man gleichzeitig ein Gemisch aus 1 Mol Isobutyraldol und 3 Mol Acrylnitril sowie 1/100 Mol Natriumhydroxyd als 500/0ige wäßrige Lösung. Die Reaktionsmischung wird bei einer Temperatur von etwa 85° C gehalten. Während der Reaktion wird stark gerührt. Ein Rückflußkühler verhindert das Abdampfen des Acrylnitrils. Nach einer Reaktionszeit von 1 bis 2 Stunden wird das Reaktionsgemisch abgekühlt, mit Essigsäure neutralisiert und einer Destillation bei Normaldruck unterworfen, bis alles überschüssige Acrylnitril abgedampft ist. Der Rückstand wird im Vakuum bei 1OTorr destilliert. Bei 109"C geht der 4-Cyano-2,2-dimethyl-butyraldehyd über. Ausbeute: 97,5°/o, bezogen auf das eingesetzte Isobutyraldol.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von 4-Cyano-2,2-dimethyl-butyraldehyd, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 Mol Isobutyraldol mit mindestens 2 Mol Acrylnitril bei einer Temperatur zwischen 50 und 950 C in Gegenwart von katalytischen Mengen eines Alkalihydroxyds umsetzt.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 353 687.