DE1543839A1 - Process for the preparation of aminonitriles - Google Patents
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Description
Dr. R. Koenigsberger
Dipl. Flv's. R. HoYouuerDr. R. Koenigsberger
Dipl. Flv's. R. HoYouuer
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SC 2769SC 2769
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aliphatischen Aminonitrilen aus Lactonen. Insbesondere be« trifft sie ein Verfahren zur Herstellung von 6-Aminohexannitril aus Caprolactara.The present invention relates to a method of manufacture of aliphatic aminonitriles from lactones. In particular, she meets a process for the production of 6-aminohexanenitrile from caprolactara.
Die O-Aejinonitrile sind wertvolle Produkte, da sie einen vorteilhaften Zugangsweg zu Diaminen und 6?-Aminosäuren darstellen, die Üblicherweise bei der Herstellung von Polymeren verwendet werden.The O-aejinonitriles are valuable products because they are advantageous Represent access route to diamines and 6? -Amino acids, the Usually used in the manufacture of polymers.
Es 1st bekannt, CO -Aminonitrile nach verschiedenen Verfahren (selektive Reduktion von Dinitrilen, Einwirkung von Ammoniak auf C£~Chlornitrile) herzustellen. Es ist auch bekannt, sie herzustellen, indem die entsprechenden Lactame mit Ammoniak in der It is known to CO -Aminonitrile by various processes (selective reduction of dinitriles, exposure to ammonia C £ ~ chloronitrile). It is also known to produce them by adding the corresponding lactams with ammonia in the
909881/. 1519 .bad ORIGINAL909881 /. 1519 .bad ORIGINAL
Dampfphase in Gegenwart eines Wasserabspaltungekatalysators umgesetzt werden (französische Patentschrift Nr. 1 163 699), wobei eine unerlässliche Bedingung für einen guten Reaktionsverlauf ist»dass dieser Katalysator eine neutrale Reaktion in Wasser hat.Vapor phase are reacted in the presence of a dehydration catalyst (French Patent No. 1 163 699), wherein an indispensable condition for a good reaction process is »that this catalyst has a neutral reaction in water Has.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines vorteilhaften Verfahrens zur Herstellung von Aminonitrilen. The object of the present invention is to create an advantageous process for the preparation of aminonitriles.
Za wurde nun gefunden, dass man aliphatische O-Aminonitrile der Formel HgN-R-CN, in der R einen Alkylenrest bedeutet, herstellen kann, indem man Lactame mit Ammoniak bei Temperaturen in der Grössenordnung von 250 bis 450*C in Gegenwart eines Waseerabepaltungskatalysators mit saurer Reaktion in Wasser umsetzt« It has now been found that aliphatic O-aminonitriles of the formula HgN-R-CN, in which R denotes an alkylene radical, can be prepared by using lactams with ammonia at temperatures in the order of magnitude of 250 to 450 ° C. in the presence of a water separation catalyst acid reaction in water "
Die Lactame, die man erfindungsgemäss behandeln kann, entsprechen der allgemeinen FormelThe lactams that can be treated according to the invention correspond the general formula
in der R eine gegebenenfalls substituierte Gruppierung bedeutet, wobei η einen Wert zwischen 3 und 12 darstellt. Man kann so beispielsweise Caprolactam, Capryllactam oder Lauryllactam behandeln.in which R is an optionally substituted group means, where η represents a value between 3 and 12. Man can for example treat caprolactam, capryllactam or lauryllactam.
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Die Katalysatoren sind Katalysatoren mit saurer Reaktion in Wasser» wie beispielsweise Phosphorsäure auf einem Träger» Borphosphat» Gemische von anorganischen Säuren und/oder deren Anhydriden. Man verwendet diese Katalysatoren in granulärer Form» wobei die Grosse der Körner t bis 10 mm betragen kann» wobei diese Angabe jedoch keine Beschränkung darstellt.The catalysts are catalysts with an acid reaction in water » such as phosphoric acid on a carrier »boron phosphate» mixtures of inorganic acids and / or their anhydrides. Man uses these catalysts in granular form »being the size the grain t can be up to 10 mm »although this information is not a restriction.
j + NH5 *- H2N=R CN <■ H2 j + NH 5 * - H 2 N = R CN <■ H 2
Praktisch setzt man eine Überschüssige Menge Ammoniak ein und verwendet vorzugsweise 6 bis 20 Mol NH, je Mol Lactam, da ein AmmoniakOberschuss einen erhöhten Umwandlungsgrad begünstigt und die Bildung von Nebenprodukten vermeidet.In practice, an excess amount of ammonia is used and preferably uses 6 to 20 moles of NH per mole of lactam, since an excess of ammonia favors an increased degree of conversion and avoids the formation of by-products.
Die Reaktion wird vorteilhafterweise durchgeführt» indem das Ge misch von Laeteindampfen und gasförmigem Ammoniak über den auf eine Temperatur von 250 bis 4506C und vorzugsweise von 350 bis 4iOeC gebrachten Katalysator zirkuliert wird. Die Zuführung der Reaktionskomponenten in das Reaktlonsgefäss erfolgt in einer solchen Menge» dass die Kontaktzeit in der katalytischen Zone einige Sekunden beträgt. Am Ausgang des Reaktionsgefässes kondensiert man die organischen Produkte und trennt das gewünschte The reaction is advantageously carried out "by the Ge is mixed is circulated by Laeteindampfen and gaseous ammonia through the accommodated to a temperature of 250 to 450 C 6, and preferably from 350 to 4Io e C catalyst. The reaction components are fed into the reaction vessel in such an amount that the contact time in the catalytic zone is a few seconds. At the outlet of the reaction vessel, the organic products are condensed and the desired one is separated
90 9881/15 19 BAD ORlGtHAt90 9881/15 19 BATHROOM ORLIGATION
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.The following examples illustrate the invention without restricting it.
In ein Rohr aus Pyrexglas mit einem Durchmesser von 40 am und einer Höhe von 71K) mn bringt man in die mittlere Zone 126 g eines Katalysators (Höhe des katalytischen Bettes 160 ran) ein, der durch elnsttindiges Calcinieren eines Gemische von 376 g 86 jiiger Phosphorsäure und 186 g Borsäure bei 600*C und anschliessendes Zerkleinern zu Körnern von 1,25 bis 2 mn erhalten wurde, über dem katalytisahen Bett, das auf eine« Rost ruht, wird eine Schicht von Raschig-Ringen aus Glas in einer Höhe von 280 mm Hg angeordnet, die zum Vorerhitzen der Reaktionskomponenten dient« Am oberen Teil des Rohrs führt man gleichzeitig auf JTO0C vorerhitztes Ammoniak1 in einer Menge, gemessen bei 20*C und normalen Druck, von 200 l/Stunde und auf 100*C vorerhitztes flüssiges Caprolaotam in einer Menge von 60 g/Stunde ein. Die Kontaktzeit Dampf /Katalysator beträgt somit 1,4 Sekunden und das Molverhältnis Anmoniak/Caprolactam 15,5. Das Rohr wird mittels eines Ofens erhitzt, und die Temperaturen betragen in der Vorerhitzungszone 317 bis 3820C und in den Katalysatorbett 382 bis 402'Co Die au« dem Rohr austretenden Produkte werden In einem abgekühlten Kolben aufgefangen, in dea sich dieIn a tube made of Pyrex glass with a diameter of 40 μm and a height of 7 1 K) mn, 126 g of a catalyst are introduced into the middle zone (height of the catalytic bed 160 mm), which is obtained by calcining a mixture of 376 g 86 Current phosphoric acid and 186 g of boric acid at 600 ° C and subsequent crushing to grains of 1.25 to 2 mm, a layer of Raschig rings made of glass at a height of 280 mm Hg, which is used to preheat the reaction components. At the same time, ammonia 1 preheated to JTO 0 C is introduced into the upper part of the tube in an amount, measured at 20 ° C and normal pressure, of 200 l / hour and to 100 ° C preheated liquid caprolaotam at a rate of 60 g / hour. The steam / catalyst contact time is thus 1.4 seconds and the ammonia / caprolactam molar ratio is 15.5. The tube is heated by means of a furnace, and the temperatures are in the preheating zone 317-382 0 C and in the catalyst bed 382 to 402'Co The au "the pipe exiting products are collected in a cooled flask in the dea
: · 9 Q 9 8 8 1 / 1 5 ι y: · 9 Q 9 8 8 1/1 5 ι y
Reaktionsprodukte kondensieren* während das sich abtrennende und an oberen Teil des Kolbens austretende Ammoniak anachlleseend in einer mit Raaohig-Ringen gefüllten, kontinuierlich mit Äthylalkohol berieselten Kolonne absorbiert wird. Nach 3 Stunden bricht aan den Arbeitsgang ab* wobei man so 182 g Caprolactam behandelt hat. Man vereinigt dann die in den Kolben kondensier» ten Produkte mit dem Waschalkohol, entfernt den Äthylalkohol durch Verdampfen und destilliert das verbleibende Produkt. Man isoliert so eine erste Fraktion vom Kp^ » 105 bis 120*C, dieReaction products condense * while the separating and reading ammonia escaping from the upper part of the flask in one filled with Raaohig rings, continuously with ethyl alcohol sprinkled column is absorbed. After 3 hours, the operation is terminated * whereby 182 g of caprolactam are obtained has treated. The products condensed in the flask are then combined with the washing alcohol and the ethyl alcohol is removed by evaporation and distilled the remaining product. A first fraction of bp ^ 105 to 120 ° C. is isolated in this way, which
117*9 g wiegt, und eine streite Fraktion von Kpn , » 87 bis 112*C,Weighs 117 * 9 g, and a disputed fraction of Kp n , »87 to 112 * C,
υ» ιυ »ι
die 59»1 g wiegt und nur aus niohtumgewandeltem Caprolaotam besteht. Bine Bestinnung durch Gasphasenchronatographie zeigt, dass die erste Fraktion aus 114 g Cd-Anlnocapronltril, 2,7 S Hexen-(5)-nitril und 1,2 g Caprolactam besteht.which weighs 59 »1 g and consists only of non-converted caprolaotam consists. Bine determination by gas phase chromatography shows that the first fraction of 114 g of Cd-annocaprooneltrile, 2.7 S Hexen- (5) nitrile and 1.2 g of caprolactam.
Die Ausbeute an CO-Aneinocapronitril beträgt sonit 9**3 %* bezogen auf verbrauchtes Carpolaotam, wobei der Umwandlungsgrad des Caprolactams 67 % beträgt.The yield of CO-aneinocapronitrile is therefore 9 ** 3 % * based on the carpolaotam consumed, the degree of conversion of the caprolactam being 67 % .
Man arbeitet wie in Beispiel 1, variiert jedoch gewisse Reaktionsbedingungen und erhJElt so die in der nachfolgenden Tabelle zu* sannengesteilten Ergebnisse:The procedure is as in Example 1, but certain reaction conditions are varied and the table below gives the following: staggered results:
BAD OR1G>NAU 909881 /15 19BAD OR1G> NAU 909881/15 19
I*I *
{j!{y!
II*'II * '
--
\n « « « ch o\ Os cn \ n «« «ch o \ Os cn
in min m
O üO ü
ΙΛ KVΙΛ KV
I I II I I
SS.
I 'I '
W CU I IW CU I I
cucu
-sr in 15A3839-sr in 15A3839
90988T/ 15Ί y90988T / 15Ί y
In eine Apparatur* die mit der von Beispiel 1 identisch ist* bringt 156 g eines Katalysators ein, der aus auf Kieselgur aufgebrachter Phosphorsäure (Gehalt an P2 0K5 57 £) mit einer Korngrösse von 6 bis 8 ma besteht. Während das Rohr bei 36O bis 567eC gehalten wird, setzt man Caprolactam und Ammoniak unter den Bedingungen von Beispiel 1 um. Man erhält GJ-Aminocapronitril in einer Ausbeute von 90 % bei einem Umwandlungs= grad von 20 £ und nur 3 % Hexen~(5)-nitril.In an apparatus * which is identical to that of Example 1 * brings 156 g of a catalyst which consists of phosphoric acid applied to kieselguhr (content of P 2 0 K 5 57 £) with a particle size of 6 to 8 ma. While keeping the tube at 36O to 567 e C, used is caprolactam and ammonia in order under the conditions of Example. 1 GJ-aminocapronitrile is obtained in a yield of 90 % with a degree of conversion of £ 20 and only 3 % hexene ~ (5) -nitrile.
9 0 9 8 8 1 / 1 5 Ί ä BA0 9 0 9 8 8 1/1 5 Ί ä BA0
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