DE1468872A1 - Process for the preparation of 2,4-dicyanobutene- (1) - Google Patents
Process for the preparation of 2,4-dicyanobutene- (1)Info
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description
Es ist bekannt, Acrylnitril durch Erhitzen bei 200 Ws unter Drucken von 20 bis I50 Atmosphären in Gegenwart eines Polymerisationsinhibifcors zu diinerisierens man erhält das 1,2=Dicyanocyclobutan in geringen Ausbeuten iCoyner, Hillmann, J*Am»Chem.Soe. JJ f 524 (I949)}. Es ist ausserdem bekannt, dass man bei Behandlung von Acrylnitril mit Triphenylphospiiia in Gegenwart von Äthanol 1 3 1,4,4-Tetrakis-(ß"Cyanoäthyl)"1,4-di-- cyanobuten-\2) und eine beträchtliche Menge ß-ÄthoxyproplonitrilIt is known that acrylonitrile can be diinerized by heating at 200 Ws under pressures of 20 to 150 atmospheres in the presence of a polymerization inhibitor. 1,2 = dicyanocyclobutane is obtained in low yields. ICoyner, Hillmann, J * Am »Chem.Soe. JJ f 524 (1949)}. It is also known that when treating acrylonitrile with triphenylphosphiiia in the presence of ethanol 1 3 1,4,4-tetrakis- (β "cyanoethyl)" 1,4-di- cyanobutene - \ 2) and a considerable amount β -Ethoxyproplonitrile
(Art 7ft Abs. ?. Mr 1 Rat? 1 des Xndsrungsges. v. 4. 5.196VT (Art 7ft Para. ?. Mr 1 Council? 1 des Xndsrungsges. V. 4. 5.196V T
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erhält lTakashina, Price, J.Am,Chem.Soco 84, 489-91 (1962)]. Es wurde die Herstellung von Dialkyl-2-methylenglutaraten durch Erhitzen von Aerylestern in Gegenwart von aliphatischen tertiären Phosphinen beschrieben (amerikanische Patentschrift 3 074 999), doch ist es bekannt, dass Acrylnitril in Gegenwart dieser gleichen Phosphine sich anders verhält und zu einem amorphen Produkt mit erhöhtem Molekulargewicht polymerisiert (amerikanische Patentschrift 2 675 372)»obtained lTakashina, Price, J. Am, Chem. Soco 84, 489-91 (1962)]. It was the production of dialkyl-2-methylenglutaraten by Described heating of aeryl esters in the presence of aliphatic tertiary phosphines (American patent 3 074 999), but it is known that acrylonitrile in the presence of these same phosphines behave differently and polymerize to an amorphous product with increased molecular weight (American patent specification 2,675,372) »
Es wurde nun gefunden, dass die Reaktion, wenn man Acrylnitril in Gegenwart katalytischer Mengen eines tertiären aliphatischen, cycloaliphatische!! oder aromatischen Phosphine in Gegenwart eines Polymerisationsinhibitors erhitzt, in eine andere Richtung gelenkt wird und man in guten Ausbeuten 2,4-Dicyanobuten-(1 ) oder oc-=Methylenglutarsäurenitril erhält,It has now been found that the reaction when using acrylonitrile in the presence of catalytic amounts of a tertiary aliphatic, cycloaliphatic !! or aromatic phosphines in the presence a polymerization inhibitor is heated, steered in a different direction and you get 2,4-dicyanobutene- (1) in good yields or oc- = methylenglutaric acid nitrile,
Die Phosphine, die als Katalysatoren verwendet werden können, sind tertiäre Phosphine der FormelThe phosphines that can be used as catalysts are tertiary phosphines of the formula
in der R1, Rp und R,, die gleich oder voneinander verschieden sein können, Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylreste bedeuten, die gegebenenfalls gegenüber Acrylnitril ntchtreaktive Substituenten tragen, beispielsweise Trloyclohexylphosphin, Tricyclopentylpho.3in which R 1 , Rp and R ,, which can be the same or different from one another, denote alkyl, cycloalkyl or aryl radicals which optionally carry substituents which are not reactive towards acrylonitrile, for example trloyclohexylphosphine, tricyclopentylpho.3
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ph In, Dialkylary !.phosphine, Alkyldiarylphosphine und Trialkylphosphine. Es genügt, katalytisch^ Mengen an Phosphinen In der Grössenordnung von 0,1 bis 1 Mol Je 100 Mol behandeltes Acrylnitril zu verwenden, um gute Ausbeuten an dlmerem Produkt zu erhalten. Man setzt sie dem Acrylnitril in Form von Lösungen in einem inerten Lösungsmittel, wie beispielsweise Dloxan, wobei die Herstellung und die Aufbewahrung dieser Lösungen unter Ausschluss von Luft erf olgtj unter inerter Atmosphäre a ph In, Dialkylary! .phosphine, Alkyldiarylphosphine and Trialkylphosphine. It is sufficient to use catalytic amounts of phosphines in the order of magnitude of 0.1 to 1 mol per 100 mol of treated acrylonitrile in order to obtain good yields of poorer product. They are added to the acrylonitrile in the form of solutions in an inert solvent, such as, for example, Dloxan, these solutions being prepared and stored in the absence of air under an inert atmosphere a
Als Polymer?sationsinhibltor kann man Hydrochinon, tert.-Butylbrenzcatechin. Acetylaceton, Phenol, Guajacol, α«Naphthol,Hydroquinone and tert-butylpyrocatechol can be used as a polymerisation inhibitor. Acetylacetone, phenol, guaiacol, α «naphthol,
p-Methoxyphenol
o-Phenylphenol, MethyIhyrtroohlnon und ganz allgemein die zur
Stabilisierung von Vi.ny!monomeren bekannten Produkte verwenden.
Die zu verwendende Inhibitorpenge schwankt je nach der Art desselben von 1 t4s 4 Mol je 100 Mol behandeltes Acrylnitril.
Die Reaktion kann in Masse durchgeführt werden, doch wird sie vorzugsweise ?n einem Iiösungsmlttelmedium durchgeführt, das '
ein aliphatischer, eyeloaliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoff,
ein linearer oder cyclischer Äther, wie beispielsweise Dioxan, ein polares Lösungsmittel, wie beispielsweise
Acetonitril oder Dimethylformamid, oder ganz allgemein jedes Lösungsmittel, das nicht mit Acrylnitril unter den Reaktionsbedingungen reagiert-, sein kann. Man arbeitet unter einer
Atmosphäre von inertem Gas Stickstoff, Argon) bei Atmosphären=p-methoxyphenol
Use o-Phenylphenol, MethyIhyrtroohlnon and in general the products known for stabilizing Vi.ny! monomers. The Inhibitorpenge to be used varies depending on the nature of the same from 1 t 4 s 4 moles per 100 moles of treated acrylonitrile. The reaction can be carried out in bulk, but it is preferably carried out in a solvent medium which is an aliphatic, eyeloaliphatic or aromatic hydrocarbon, a linear or cyclic ether such as dioxane, a polar solvent such as acetonitrile or dimethylformamide, or whole in general, any solvent which does not react with acrylonitrile under the reaction conditions can be. One works under an atmosphere of inert gas nitrogen, argon) at atmospheres =
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druck oder im Autoklaven unter dem einfachen autogenen Druck der Reaktionskomponenten. Die Temperatur« bei der man die Reaktion praktisch durchführen kann, schwankt von 50 bis 1,80*C, vorzugsweise von 95 bis 1250C. Die Erhitzungsdauer hängt von dem verwendeten Katalysator ab und kann mehrere Stunden erreichen. Nach beendeter Reaktion trennt man das 2,4-DlCyBnObUtCn-(I) durch sorgfältige Rektifikation ab. Das 2,4~Dicyanobuten-(1) 1st ein klares flüssiges Produkt vom Kp0 l5 « 75 bis 78*C. Die Reaktion kann kontinuierlich durchgeführt werden. Das Produkt ist ein Zwischenprodukt in der organischen Synthese zur Herstellung von difunktionellen Produkten, die in Polyestern, Polyamiden und anderen Kondensaten verwendet werden.pressure or in the autoclave under the simple autogenous pressure of the reaction components. The temperature at which the reaction can be carried out in practice varies from 50 to 1.80 ° C., preferably from 95 to 125 ° C. The heating time depends on the catalyst used and can be several hours. After the reaction has ended, the 2,4-DlCyBnObUtCn- (I) is separated off by careful rectification. The 2.4 ~ Dicyanobuten- (1) 1st a clear liquid product having a boiling l5 0 "75 to 78 * C. The reaction can be carried out continuously. The product is an intermediate in organic synthesis for the production of difunctional products that are used in polyesters, polyamides and other condensates.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beeohrAnken.The following examples illustrate the invention without implying any sign of it.
In einen Bit eine· aufsteigenden Kühler, einem Tropftrichter und einer Stickstoff zuleitung ausgestatteten 150 ecM,-Kolben bringt «an 16 g Acrylnitril, 1 g Hydrochinon und 60 ocm Dioxan •In. «an spült alt Stickstoff, erhitzt die Heaktionenaese bis sun Rückfluss und setzt dann langsam unter inerter Atmosphäre •ine Losung von 0,6 g Trioyolohexylphosphin in 20 com Dioxan zu. Diese Zugabe dauert etwa 20 Minuten. Wenn sie beendet ist,In a bit, an ascending cooler, a dropping funnel and a nitrogen feed line put 150 cM flask with 16 g of acrylonitrile, 1 g of hydroquinone and 60 cm of dioxane. "To rinse old nitrogen that Heaktionenaese heated to reflux and then sun sets slowly ine solution of 0.6 g Trioyolohexylphosphin in 20 com dioxane under an inert atmosphere • to. This addition takes about 20 minutes. When it is over
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fährt man fort» 20 Minuten bei 950C zu erhitzen, und kühlt dann rasch auf 200C ab. Nach Zugabe von 50 mg tert.-Butylbrenzkatechln zu der Reaktionsmasse destilliert man unter einem absoluten Druck von 0,15 mm Hg. Man Isoliert so bei 75 bis 80eC eine Fraktion von 8,85 g einer farblosen und viskosen Flüssigkeit mit einem Brechungsindex n^ von 1,^550, die aus a=Methylenglutarsäurenitril besteht, das durch Elementaranalyse, Infrarotspektrografie und NMR-Spektrographie identifiziert wird. Die Ausbeute beträgt 55,3 $>> bezogen auf eingesetztes Acrylnitril.one to heat continues "20 minutes at 95 0 C, and then rapidly cooled to 20 0 C from. After adding 50 mg of tert-butyl catechol to the reaction mass, the mixture is distilled under an absolute pressure of 0.15 mm Hg. A fraction of 8.85 g of a colorless and viscous liquid with a refractive index n is isolated at 75 to 80 ° C. ^ of 1, ^ 550, which consists of a = methyleneglutaric acid nitrile, which is identified by elemental analysis, infrared spectrography, and NMR spectrography. The yield is $ 55.3 >> based on the acrylonitrile used.
Man wiederholt den gleichen Versuch, wobei man jedoch die Reaktion in einem Autoklaven mit einem Fassungsvermögen von 125 ecm mit seitlicher Bewegung durchführt, wobei der einzige im Verlaufe der Reaktion aufrecht erhaltene Druck derjenige der Reaktionskomponenten ist, die man während 1 1/2 Stunden weiter bei 95*C nach Zugabe der Katalysatorlösung erhitzt. Man erhält 9,^g a-Methylenglutarsäurenitrilo Ausbeute: 58,8 jß.The same experiment is repeated, except that the reaction is carried out in an autoclave with a capacity of 125 ecm performs with sideways movement, the only one in the course the pressure maintained the reaction is that of the reaction components, which one continues for 1 1/2 hours at 95 ° C heated after addition of the catalyst solution. 9.6 g of α-methyleneglutaric acid nitrilo are obtained. Yield: 58.8%.
Beispiele 3 bis 8 Examples 3 to 8
Man arbeitet wie in Beispiel 1, stets ausgehend von 16 g Acrylnitril, wobei der Polymerisationsinhibitor und das Phosphin die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Produkte sind, die ausserdem die erzielten Ergebnisse zeigt.The procedure is as in Example 1, always starting from 16 g Acrylonitrile, the polymerization inhibitor and the phosphine being the products given in the table below, the also shows the results achieved.
909826/1371 BAD ORIGINAt909826/1371 BAD ORIGINAt
dauerReaction
duration
erhaltenen
DinitrilsWeight of
received
Dinitrile
phin 0,6 gTricyclohexylphosphate
phin 0.6 g
0,5 gAcetylacetone
0.5 g
bei 950C1h 45 min
at 95 ° C
phin 0,5 gDibutylphenylphosphate
phin 0.5 g
1 gHydroquinone
1 g
bei 950C2h 40 min
at 95 ° C
0,6 gTributylphosphine
0.6 g
1 gHydroquinone
1 g
bei 950C1h
at 95 ° C
phosphin 0,3 gTrioyclopentyl
phosphine 0.3 g
1 gHydroquinone
1 g
bei 950C1h 15 min
at 95 ° C
87th
8th
phosphin 0,6 g
Tricyclopentyl-
phosphln 0,5 gTricyclohexyl
phosphine 0.6 g
Tricyclopentyl
phosphine 0.5 g
acetylacetonat
1 S
tert.-Butyl-
brenzkatechinIron (II) -
acetylacetonate
1 p
tert-butyl
catechol
bei 950C
1h 5 min
bei 950C1h 30 min
at 95 ° C
1h 5 min
at 95 ° C
8 g7.27 g
8 g
50 % 45.4 %
50 %
Man arbeitet geraHss Beispiel 1 und bringt 265 g (5 Mol) Acrylnitril, gelöst in 1100 ecm Dir χ an, in Gegenwert von 8,8 g (8 · 10" Mol) Hydrochinon r,w Rilcjcfluss und se tat dann tropfenweise unter Aufrechterhalten des Erhitsens eine lösung von 1,3 g Tricyclohexylphosphin Jn 100 com Dioxan zu (Zugabedauert 20 Minuten). Man se tat. das Erhitzen 5 Stunden fort, und die Temperatur steigt bis auf 980C. Anschliessend engt man die Reaktionsn?asse ein, indem man unter Wasserstrahl ~ VXkUU1Ii das niohtt»gesetzte Acrylnitril (83 g) und das Dioxan entfernt. Der siel· hei diesem Einengen ergebende Rückstand wird anschliessend *n einen Vakuum von 0,15 mm Hg destilliert. Man gewinnt zwischen 75 und 8O0C eine Fraktion von 122 g ff-Methylenglutarsäurenitril. Ausbeutet 67 %, bezogen auf umgesetztes Acrylnitril.Example 1 is carried out and then 265 g (5 mol) of acrylonitrile, dissolved in 1100 ecm of dir, the equivalent of 8.8 g (8 · 10 "mol) of hydroquinone r, w flow and se did drop by drop while maintaining the A solution of 1.3 g of tricyclohexylphosphine Jn 100 com dioxane is added (addition takes 20 minutes). Heating continued for 5 hours and the temperature rises to 98 ° C. The reaction moisture is then concentrated by adding one in a water jet ~ VXkUU 1 Ii the niohtt "set acrylonitrile (83 g), and the dioxane was removed. the fell · hei this concentration resulting residue is then * n a vacuum of 0.15 mm Hg distilled. one gets between 75 and 8O 0 C a fraction of 122 g of ff-methyleneglutaronitrile, yield 67 %, based on converted acrylonitrile.
Venn «an den gleichen Versuch, jedoch in Abwesenheit von Hydrochinon, wiederholt«, bildet niob kein a-Methylenglutareäurenitril, sondern nur Spuren eines Polymerisats,wotei das Acrylnitril praktisch unverändert bleibt.Venn "repeated the same experiment, but in the absence of hydroquinone", niobically no α-methyleneglutaronitrile forms, but only traces of a polymer, whereby the acrylonitrile remains practically unchanged.
Man arbeitet wie im vorhergehenden Beispiel, geht jedoch von einer Lösung von 265 g Acrylnitril j.n 800 ecm !toluol »it eines;You work as in the previous example, but start with a solution of 265 g of acrylonitrile in 800 ecm! toluene with one;
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Gehalt von 4,4 g (4 · 10 Mol) Hydrochinon und einer Lösung von 1,2 g Trieyelohexylphosphin in 100 ecm Dioxan aus. Am Ende des Arbeitsganges erhält man 1^4 g a-Methylenglutarsäurenitril, was einer 50 #igen Ausbeute, bezogen auf eingesetztes Acrylnitril, entspricht.Content of 4.4 g (4 x 10 6 mol) of hydroquinone and a solution of 1.2 g of trieyelohexylphosphine in 100 ecm of dioxane. At the At the end of the process, 1 ^ 4 g of a-methylenglutaric acid nitrile are obtained, what a 50 #igen yield, based on the used Acrylonitrile.
Man arbeitet wie in Beispiel 9» ersetzt jedoch das Hydrochinon durch ein anderes Stabilisierungsmittel und erhält so ebenfalls a-Methylenglutarsäurenitril mit Ausbeuten, die von 40 bis 55 %» bezogen auf eingesetztes Acrylnitril, betragen.The procedure is as in Example 9, but the hydroquinone is replaced by another stabilizing agent and a-methyleneglutaronitrile is thus likewise obtained with yields which are from 40 to 55%, based on the acrylonitrile used.
Die Ergebnisse dieser verschiedenen Versuche sind in der folgenden Tabelle angegeben:The results of these various experiments are as follows Table specified:
Gew.-^yield
Wt .- ^
O OO O
MoIMoI
MoI
p-Methoxyphenolo-phenylphenol
p-methoxyphenol
8 ·8.8
8th ·
5554.8
55
909826/1371909826/1371
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