DE1643324B2 - Verfahren zur Herstellung von omega-Aminoalkannitrilen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren rar Herstellung von cu-Aminoalkannitrilen durch Umsetzung entsprechender Lactame mit überschüssigem Ammoniak bei erhöhter Temperatur in der Gasphase an Feststoffkatalysatoren. Während ao bisher für diese Umsetzung z. B. Kupfer auf Silicagel, Kaolin oder Aluminiumoxid als Katalysator verwendet wird (US-PS 28 30 072), ist das Verfahren der Erfindung durch die Verwendung von Titandioxid als Katalysator gekennzeichnet. Während die bisher verwendeten Katalysatoren entweder nur geringe Ausbeuten an Nitrilen liefern oder nur gering© Aktivität besitzen oder sehr sauerstoffempfindlich sind (US-PS 30 36 113), besitzt Titandioxid keinen dieser Nachteile.

Aus der BE-PS 6 87 588 ist es bekannt, einen Borphosphat-Katalysator zu verwenden; jedoch werden auch an ihm noch zu viel Nebenprodukte gebildet.

Es ist ferner aus der japanischen Patentanmeldung 14092/66 bekannt, Magnesiumphosphat oder/und Aluminiumphosphat als Katalysator zu verwenden und mit einem großen Überschuß an Ammoniak zu arbeiten. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil einer geringen Raum-Zeit-Ausbeute entsprechend dem hohen Verdünnungsverhältnis.

Für das Verfahren sind sowohl die in der Natur vorkommenden Titandioxide als auch die technisch hergestellten sowie sowohl Rutile als auch Anatase geeignet. Bevorzugt verwendet man die als Weißpigmente industriell hergestellten Titandioxide, die gegebenenfalls geringe Mengen Siliciumdioxid, Phosphorsäure, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Alkalien und Erdalkalien enthalten können.

Die Umsetzung der Lactame mit dem Ammoniak wird zweckmäßig bei einer Temperatur im Bereich so von etwa 280 bis etwa 400° C durchgeführt.

Die Berührungszeil des Gasgemisches mit dem Katalysator soll zwischen etwa 0,1 und etwa 10 Sekunden liegen.

Die Ammoniakmenge beträgt zweckmäßig mehr als 5MoI, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 20 Mol/Mol Lactam.

Da die Wirksamkeit des Titandioxids als Katalysator bei diesem Verfahren durch Sauerstoff nicht beeinflußt wird, ist es nicht erforderlich, die Ausgangsstoffe sorgfältig von Sauerstoff zu befreien.

Für das Verfahren geeignete Lactame sind z. B. Butyrolactam, Valerolactam, önanthlactam, von technisch überwiegender Bedeutung ist jedoch die Überführung des ε-Caprolactams in das 6-Aminocapronitril. Man kann auch das durch Depolymerisation von Polycaprolactam gewonnene, sogenannte Spaltlactam verwenden.

Die ω-Aminoalkannitrile haben als Zwischenprodukte zur Herstellung z. B. der entsprechenden Diamine durch Hydrieren oder zur Herstellung von Schädlingsbekämpfungsmitteln Bedeutung.

Beispiel 1

720 g ε-Caprolactam werden im Verlauf von 16 Stunden über 90 ml Titandioxidpigment in der Rutilmodifikation mit einer Koregröße von 0,5 bis

1 mm zusammen mit stündlich 80 Nl Ammoniak bei 330° C geleitet. Das Reaktionsprodukt wird unter Unterdruck destilliert und liefert 715 g eines Destillates, das zu 71 Gewichtsprozent aus nicht umgesetztem ε-Caprolactam und zu 29 Gewichtsprozent aus 6-Aminocapronsäurenitril besteht. Der Umsatz an ε-Caprolactam beträgt 29,6%, die Ausbeute an 6-Aminocapronsäurenitril 97,3% der Theorie, bezogen auf umgesetztes ε-Caprolactam.

Beispiel 2

Über 90 ml Titandioxidpigment mit Anatasstruktur, das zu 3 mm Pillen verpreßt ist, werden im Verlauf von 20 Stunden 800 g ε-Caprolactam und stündlich 143 Nl Ammoniak bei 370° C geleitet. Das Rohprodukt wird unter Unterdruck destilliert. Es liefert 782,5 g Destillat, welches zu 46 Gewichtsprozent aus nicht umgesetztem Lactam und zu 54 Gewichtsprozent aus 6-Aminocapronitril besteht. Das entspricht einem Umsatz von 55% und einer Ausbeute von 97% der Theorie, bezogen auf umgesetztes ε-Caprolactam.

Beispiel 3

Titandioxid (Rutil) wird unter Verwendung von

2 % Aluminiumstearat zu 2 mm Pillen verpreßt vind bei 400⁰C drei Stunden unter Luftzutritt geglüht. Über 90 ml dieses Katalysators werden stündlich 45 g ε-Caprolactam und 80 Nl Ammoniak bei 330° C geleitet. Bei der täglichen Analyse der Reaktionsprodukte werden folgende Umsätze festgestellt:

Laufzeit
Std.

Umsatz an ε-Caprolactam

nach 21	29
43	28
65	29
87	29
100	32
167	28

Um die Sauerstoffempfindlichkeit des Katalysators zu prüfen, wird der Versuch wiederholt, wobei stündlich 40 g ε-Caprolactam, 72 Nl Ammoniak und 150 ml Luft über 80 ml des Katalysators bei 330° C geleitet werden. Nach 22stündigem Betrieb beträgt der Umsatz 27%. Nachweiteren 2 Tagen ist er nicht abgefallen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von ω-Aminoalkannitrilen durch Umsetzung von Lactamen mit einem Überschuß an Ammoniak bei erhöhter Temperatur in der Gasphase in Gegenwart von Feststoffkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Titandioxid als Katalysator durchführt