DE1643370B2 - Verfahren zur herstellung von omega-aminoalkannitrilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 'v-AminoaikannitriJen durch Umsetzung entsprechender Lactame mit überschüssigem Ammoniak bei erhöhter Temperatur in der Gasphase an Feststoffkatalysatoren. Während bisher für diese Umsetzung z. B. Kupfer auf Silicagel. Koalin, Aluminiumoxid (US-PS 28 30 072) oder Aluminiumphoshat (japanische Patentanmeldung 14092/66) oder Phosphorsäure auf einem Träger als Katalysator verwendet wird, ist da· Verfahren der Erfindung durch die Verwendung von Magnesium-, Calcium-, Zink-, Aluminium-, Mangan- oder/und Eisensilikat und/oder fluoriertem Aluminiumsilikat als Katalysator gekennzeichnet.

Die genannten Silikate können für sich allein, in Mischung und bzw. oder Verbindung miteinander, mit oder ohne Träger verwendet werden.

Für die Herstellung der o-Aminoalkannitrilc ist es besonders vorteilhaft, wenn die genannten Katalysatoren Fluor enthalten. Sie liefern dann noch höhere Ausbeuten an ..-Aminoalkannitrilcn als die entsprechenden tluorfreien Verbindungen.

Die fluorierten Silikate können dadurch erhalten werden, daß man die Silikate mit Flußsäure oder mit deren neutralen oder sauren Salzen oder mit komplexen fluorhaltigen Säuren oder deren Salzen oder mit Fluor enthaltenden Gasen behandelt. Auch kann man die Silikate aus einer fiuorhaltigen Lösung (allen. Nach dem Trocknen können die Katalysatoren gegebenenfalls /wischen etwa 100 und 6OC)⁰C calcinierl werden. Der Fluorgehalt kann in weiten Grenzen schwanken, er liegt /weckmäßig /wischen etwa 0.1 und etwa 10Gewichtsprozent.

Während die bisher verwendeten Katalysatoren entweder nur geringe Ausbeuten an Nitrilen oder beachtliche M engen Nebenprodukte (vgl. auch BE-PS 6 87 588) liefern oder nur geringe Aktivität besitzen oder sehr

40 sauerstoffempfindlich sind (US-PS 30 36 113), besitzen die erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren diese Nachteile nicht.

Die Umsetzung der Lactame mit dem Ammoniak wird zweckmäßig unter normalern Druck im Temperaturbereich von etwa 250 bis etwa 400⁰C, vorzugsweise zwischen e'wa 300 und etwa 360⁰C, durchgeführt.

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

Die Katalysatoren können als Festbettkatalysator oder als Wirbelschichtkatalysator verwendet werden.

Hat die Aktivität des Katalysators nachgelassen, so kann man diese durch Erhitzen des Katalysators mit Sauerstoff bzw. Luft wieder herstellen.

Für das Verfahren geeignete. Lactame sind z. B. Butyrolactam, Valerolactam, Önanthlactam und Laurinlactam; von technisch überwiegender Bedeutung ist jedoch die Überführung des i-Caprolactams in das d-Aminocapronitril. Man kann auch das durch Depolymerisation von Polycaprolactam gewonnene, sogenannte Spaltlactam verwenden.

Die 1,-Aminoalkannitrile haben als Zwischenprodukte zur Herstellung z. B. der entsprechenden Diamine durch Hydrieren oder zur Herstellung von Schädlingsbekämpfungsmitteln Bedeutung.

Beispiele 1 bis 6

Die Silikate der Elemente Calcium. Magnesium. Zink. Mangan, Aluminium und Eisen werden entweder zu Pillen gepreßt oder mit Wasser zu einer Paste angeteigt und anschließend getrocknet, rm so /u körnigem Material zu gelangen. Die Trocknung der Paste erfogte in üblicher Weise im Trockenschrank, d. h. bei einer Temperatur von etwa 100 bis 120⁰C. Dadurch wurde ein Trockenkuchen erhalten, der anschließend zerbröckelt wurde und aus dem die Körner de rangegebenen Korngröße ausgesiebt wurden. Die Wirkung dieser Silikate als Katalysatoren bei der Umsetzung von i-Caprolactam mit Ammoniak zu 'f-Aminocapronsäurenitril wurde unter verschiedenen Bedingungen geprüft. Das Reaktionsprodukt enthält noch einen Teil der Ausgangsstoffe sowie ir-Aminocapronsäurcnitril, Wasser und Nebenprodukte. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

In den Spalten 8, 9 und H) der Tabelle ist die Zusammensetzung des organischen Anteils des Reaktionsgemisches angegeben. In den Beispielen 1 und 3 beträgt die Versuchsdauer je 6 Stunden, in den übrigen Beispielen je 2 Stunden.

Bei	Katalysator	Kataly	Korngröße	Ammo	C'apro-	Tem	Rcaklionsgemisch	Amino-	Neben
spiel		sator		niak	Ia c tarn	peratur	Lactam	capronsäure-	produkte
		in en ge						nilril
								(iewichts-	(ic wichts
		g	πι πι	N1I/h	g/h	oC	Gewichts	|irn/erft	pro/enl
							prozent	39.2	0,1
1	Ca-Silikat	70	1 bis 5	40	13.4	340	60.7	51	0,5
2	Mg-Silikat	20	0.5 bis 5	40	16,5	360	48.5	33.3	0,3
3	Zn-Silikat	60	1	40	12,5	320	66,4	27.7	0,3
4	Mn-Silikai	30	5	40	21.5	380	72,0	39	1
5	Al-Silikat	30	0,5 bis 1	40	10,5	300	60	31	0,6
6	Fe(Il)-Silikat	40	ς	40	20	360	68.4

Beispiel 7

Das gleiche Aluminiumsilikat, das im Beispiel 5 als Katalysator verwendet wurde, wird fluoriert. Es hat eine Körnung von 0,6 bis 1 mm, eine spezifische Oberfläche von 485 nr/g und enthält 15,4 Gewichtsprozent Al₂O₃.300 g dieses Aluminiumsilikats werden mit einer Lösung von 75 g NH₄HF₂ in 450 ml Wasser bei Raumtemperatur getränkt und etwa 16 Stunden unter Wasserstrahlvakuum aufbewahrt. Anschließend wird der Fest· stoff von der Flüssigkeit abgetrennt und bei 120°C getrocknet. Über 100 g des se erhaltenen Katalysators werden bei 340⁰C innerhalb von 2 Stunden etwa 12 g r-Caprolactam zusammen mit44N! Ammoniak geleitet. Der organische Anteil des Reaktionsproduktes besteht aus 61,7 Gewichtsprozent »i-Aminocapronsäurenitril und 38,3 Gewichtsprozent Lactam. Der Anteil der Nebenprodukte liegt hier — im Gegensatz zu Beispiel 5 — unter 0,1 Gewichtsprozent.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von «i-Amincalkannitrilen 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 Magnesium-, Calcium-, Zink-, Aluminium-, Mangan- oder/und Eisensilikat und/ oder fluoriertem Aluminiumsilikat als Katalysator durchführt.