DE2061035A1 - Verfahren zur Herstellung von Cyclopropylmethylalkylaminen - Google Patents

Description

Esso Research and (USA 6? 809 - prio 20.8.1970 Engineering Company 7655)

./V.St.Aa. Hamburgs den 7. Desember 1970 Verfahren sur Herstellung von Cyclopropylme&hylalkylaminen

Die Erfindung betrifft ©in Verfahren zur Herstellung von CyclopropylmefchylaXky!aminen sowie Alfcyleyelopropylraethylalky!aminen.

Zn der deutschen Patentanmeldung 3? 19 3& 613 vom 18. Juli 1969 ist ein Verfahren zur Herstellung ron Cyelopropylmethylalky!aminen beschrieben» wslchos darin besteht, daß man die entsprechenden N-Alkylcyclopropanearboxamide mit verschiedenen Reduktionsmitteln, wie s.B. Metallhydriden, reduziert= Es wäre jedoch wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen zu finden, welches ohne Verwendung von Metallhydriden durchführbar ist, da diese Verbindungen schwierig zu handhaben sind.

Das erfindungsgemSsse Verfahren besteht darin, daft, man ein Allylchlorid mit Bromwasserstoff in Gegenwart eines radikalisohen Katalysators entgegen dor Markowftikoff-Regel au l-Brom-3-ohlorpropan umaefcrsfc, dlaa gegebenenfalls durch Cj-Cj₁ Alkylreste substituiert sein kann; anschließend wird das

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Reaktionsprodukt dee Schrittes 1) nit einem Metallcyanid zu y-Chlornifcril umgesetzt, welches durch Behandlung mit einem Alkalihydroxyd in Cyclopropylcyanid oder ein Alkylcyclopropylcyanid überführt werden kann; schließlich wird das Cyolopropyl eyanid oder Alkylcyclopropylcyanid »it einem Alkylamin in Qegenwart von Wasserstoff zu einem Cyclopropylmethylalkylamin oder einem Alkylcyclopropylmethylalkylarain umgesetzt.

Gemäse einer anderen Ausführungeform der Erfindung wird das Cyolopropyl- oder Alkylcyclopropylcyanid mit Wasserstoff zur Reaktion gebracht und das gebildete Cyclopropylmethylamin oder Alkylcyclopropylmethylamin wird anschließend mit einem Keton, einem Aldehyd oder einem Alkohol zusammen mit Wasserstoff oder aber mit einem Alkylhalogenid in Abwesenheit von Wasserstoff zu dem entsprechenden Cyclopropylmethylalkylamin oder C₁ bis C^ Alkylcyclopropylmethylalkylamin umgesetzt.

Gemäss einer weiteren Abwandlung der Erfindung wird ein N-Alkylidenoyclopropylmethylamin oder N-Alkylidenalkylcyclopropylmethylarain, das durch Umsetzung eines Cyclopropylmethylamina oder eines Alkyloyclopropylmethylamins mit einem Aldehyd oder Keton erhalten wird, zu dem entsprechenden Cyclopropylmethylalkylamin oder Alkylcyclopropylmethylalkylamin hydriert.

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Die Bildung der Cyclopropylmethylalkylamine und Alkylcyclopropylmethylalkylamine ohne gleichseitige Hydrogenolyse des Cyclopropanringee ist überraschend und war in keiner Weise vorhersehbar.

Zur nfiheren Erläuterung der Erfindung sollen die beiliegenden Zeichnungen dienen, in denen FließdiaRranme für die einBeinen Aueführungeformen der vorliegenden Erfindung dargestellt sind; es seiften: Fig. 1 ein Fließschema für das vollständige Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls durch C₁ bis C^ Alkylreste substituierten Cyelopropylmethylalkylaminen ausgehend von der Umsetzung von Allylchloriden mit Bromwasserstoff in Gegenwart eines radikalischen Katalysators einschließlich der neuartigen Reaktionsschritte geraäs8 Erfindung;

Fig. 2 ein Fließschema für die Umsetzung von Cyclopropyloyanid (gegebenenfalls durch C₁ bis Cj₁ Alkylreste im Cyclopropylring substituiert) mit Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators sur Bildung von (substituiertem) Cyclopropylnethylarain sowie anschließende umsetzung des Produktes mit Wasserstoff und einem Aldehyd, einem Keton oder einem Alkohol oder Umsetsung in Abwesenheit von Wasserstoff mit einem Alkylhalogenid;

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Pig. 3 ein Fließschema für eine weitere Möglichkeit zur Herstellung vbn (substituierten) Cyclopropylmothylalkylarainen.

Wie In der Pig. 1 dargestellt« wird das Allylchlorid über die Leitung 2 in ein Reaktionsgefäß 5 gegeben, worauf aber die Leitung 3 ein radikalischer Katalysator, wie b.B. Bentoy1-peroxyd sugesetst wird. Bromwasserstoff gelangt über die Leitung 30 in das Reaktionsgefäß 3»

In dem Reaktionβgefaß 5 reagiert das Allylchlorid mit dem Bromwasserstoff in Gegenwart des freie Radikale erzeugenden Initiators unter Bildung des Anti-Markownikoff-Additionsproduktes, einen gegebenenfalls durch C₁ bis C^ Alkylreste substituierten l-BiOra-3-chlorpropan. Diese Reaktion kann bei einer Temperatur im Bereich von -80 bis 4200⁰C, vorzugsweise bei -10 bis +70⁰C durchgeführt werden. Der Druck für diese Umsetsung kann im Bereich von 1 bis 100 atm liegen und beträgt vorzugsweise 1 bis 10 atm.

Der Katalysator kann entweder UV-Licht oder ein Di-tert.-butylperoxyd, Bensoylperoxyd, 2,4-Diohlorbensoylperoxyd, Lauroy!peroxyd, Deoanoylperoxyd, tert.-Butylhydroperoxyd, tert.-Butylperoxybensoat oder Asobieisobutyronitril sein.

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Andererseits können auch natürliche Peroxyde₃ wie sie sich bei längerer Lagerung in Allylchlorid bilden, al» Initiator für diese Reaktion dienen*

Semäss einer anderen Abwandlung führt die gleichzeitige Zugabe von Bromwasserstoff und Brom zu einer gesättigten Lösung von Wasser in Allylchlorid nach vorheriger Sättigung mit reinem Sauerstoff zu hohen Ausbeuten an dem gewünschten Additionsprodukt. Diese Reaktion ist im einzelnen in der USA-Patentschrift 2 412 882 beschrieben.

Ein weiteres Verfahren zur Umwandlung von Allylchlorid in i-Brora-3-chlorpropan besteht darin, da& man Wasser in Allylchlorid löst, das mindestens 1 Woche lang gealtert worden ist und dieses Gemisch in Gegenwart eines Katalysators mit Bromwasserstoff behandelt, wobei als Katalysatoren Chloride, Bromide und Jodide von Schwermetallen der V. Gruppe des Periodensystems der Elemente, s.B. BiCl, , infrage kommen. Eine detaillierte Beschreibung dieses Verfahrens findet sieh in der USA-Patentschrift 2 255 605.

Das (gegebenenfalls mit C₁ bis C^ Alkylresten substituierte ) l-Brom-3-chlorpropan wird über die Leitung 7 in clas Reaktionagefäß 9 geleitet, in dem ein Metalleyanid in einem Alkohol/ Wasser-Oemisch zugefügt wird. Dieses Metallcyanill/Alkohol/

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Wasser-Genisch gelangt fiber die Leitung 8 in das Iteaktionsgefäft 9.

Das Kation des Metallcyanids kann sin Alkali- oder Erdalkalimetall sein; bevorzugt sind als Kation Kalium oder Natrium, 2.B. alo Kaliumcyanid oder Natriumcyanid.

Der Alkohol dee LOsungsraittelgemisches kann ein C₁ bis C₅ Allylalkohol sein; bevorzugte Alkohole sind Methanol, Äthanol oder Propanol.

Die Umsetsungstemperatur kann «wischen 25 und 150⁰C bei Normaldruck liegen; der bevorzugte Temperaturbereich liegt zwischen 40 und 10O⁰Cc

Das Molverhältnis der Reaktionspartner ist bei diesem Schritt zur Erzielung optimaler Ausbeuten kritisch. Es ist wichtig, daß man einen Überschuß an (gegebenenfalls mit C^ bis C^ Alkylresten substituiertem) l-Brom-3-chlorpropan einsetzt, um die Bildung von unerwünschtem (substituiertem) Glutarnitril zu vermeiden, da hierdurch die Ausbeute an dem gewünschten Jf -Chlomitril abnimmt.

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Das NoIverhältnis von (substituiertem) l-Brom-3-chlorpropan EU Metallcyanid kann zwischen 1:1 und 10:1 liegen, Vorzügeweise betrflgt es 1,25:1·

Die Auegangsprodukte werden in dem Reaktionsgefäft 9 miteinander vermischt und 3 Stunden lang auf Rückflußtemperatur erhitzt. Das erhaltene Produkt, der Alkohol, das Wasser und die Hauptnenge an nicht umgesetztem l-Brom-3-chlorpropan werden Ober die Leitung 11 abgesogen, und einer Destillation unterworfen« Das Natriumchlorid, das Natriumbromid, das Wasser und dasX-Chloraitril werden durch das Filter 17 geschickt, von wo das Natriumchlorid, das Natriumbromid, die gesättigten Lösungen und die Feststoffe Ober die Leitung 20 zu dem Reaktion β ge faß 21 gelangen. Die organische Phase des Filtrate wird fraktioniert (im Schema nicht dargestellt) und die Oberkopffraktion wird Ober die Leitung 15 su dem Reaktionsgefäß 9 surOekgefOhrt, während das Produkt Ober Leitung 45 in das Reaktionsgefäß 49 gelangt.

Natriumbromid wird in die Leitung 20 Ober die Leitung 18 eingeführt und konzentrierte Schwefelsäure wird Ober die Leitung 19 des Reaktionsgefäft 21 zugeführt, um den Bromwasserstoff su regenerieren. Diese Regenerierung ist in der ÜSA-Patentschrift 2 705 670 beschrieben und fällt somit nicht unter die vorliegende Erfindung, sondern wird lediglieh erwähnt,

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um da» Verfahren vollständig au bosclirctben.. Im allgemeinen wird der gasförmige. Bromwaöseratofr durch Zugabe von kcrnsentrierter Schwefelsäure unter Rühren zu oiner wäßrigen Natrluwbromidaufschlämmung erzeugt. Das Verhältnis von Waaser zn dem insgesamt in Form von Alkalibromicl und Bromwasserstoff vorhandenen Brom muß weniger als 1:1 ιιτΛ mehr als i:'5 betragen. ) Die Temperatur kann im Bereich zwischen 100 und 130⁰C liegen. Zu Anfang wird die tatsächliche Freisetzung von Bromwasserstoff aus dem Reaktionsgemisch durch eine Absorption von Bromwasserstoff bei dessen Bildung durch das wäßrige Gemisch vermindert. Sobald das Gemisch jedoch gesättigt ist, sind die Ausbeuten an freigesetztem Bromwasserstoff höher. Sobald die Bildung von Bromwasserstoff nachläßt« wird eine neue Menge Natriumbromid in das Re&ktionsgefäß gageben und eine entsprechende Schwefelsäuremenge zugesetzt, um das Verfahren fortzuführen. Das als Nebenprodukt gebildete Natriumbisulfat sammelt sich mit der Zeit an und muß periodisch abgetrennt werden, damit die Aufschlämmung rührfähig bleibt.

Das vorliegende System unterscheidet eich etwas von dem vorstehend beschriebenen Verfahren, indem aas aus dem Reaktionsgefäß 9 kommende Natriumbromid stets mit Natriumchlorid verunreinigt ist. Demgemäse wird neben Bromwasserstoff auch gasförmiger Chlorwasserstoff bei Zugabe der Schwefelsäure freigesetzt

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Da Chlorwasserstoff für das Verfahren wertlos ist, wird er zu einem späteren Zeitpunkt beseitigt. Das Nafcrimnbi sulfat wird abgetrennt, indem die Lösung über die LaItang 29 durch ein Filter 31 geschickt wird, worauf das Natriurabisulfat über die Leitung 35 abgetrennt wird. Das Filtrat wird über die Leitung 33 in da3 Heaktionsgeffiß 21 zurückgeführt. Das Gemisch von Chlorwasserstoff und Bromwasserstoff gelangt über Kopf durch die Leitung 23 zu dsm Kühler 38, wo die Temperatur des Gemisches soweit gesenkt wird, daß sowohl der Chlorwasserstoff als auch der Bromwasserstoff kondensieren. Jedes geeignete Kühlmedium, wie flüssiger Ammoniak, kann in dem Kühler 38 eingesetzt werden. Der kondensierte Chlorwasserstoff und Bromwasserstoff warden über die Leitung 37 SU der Kolonne 25 geschickt, in der eine Fraktionierung zu Chlorwasserstoff und B^-^ttwaascrst-jff erfolgte

Der Chlorwasserstoff tritt über die Leitung *?3 am Kopf der Kolonne 25 aus, während der Bromwasserstoff über die Leitung 27 in einen Verdampfer 39 gelangt, in dem ein Wärmeaustausch mit dem über die Leitung *li züge führt en Dampf stattfindet. Der flüssige Bromwasserstoff wird dabei in den Gastsustand überführt und gelangt über die Leitung 30 zurück in das Reaktionagefäß 5. Das Nitril wird in dem flaaktionsgefä& 49 auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 200, vorzugsweise 110 bis 130°C erhitst. Kleine Anteile an Alkalihydroxyd werden

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- ίο -

tibar dia Leitung 4? ir* einer

dae ReaktionsgefäB gegeben, daß eifc H-olvorhülür. in von K zu Nitril im Bereich vöw 0,25 ; i bia l,i> .; IL 0,75 : i aufrechterhalte;! bleibt. Ea findet iiii.-e Umsetzung statt und eivi Teil des Produktes dsstilliert zusammen mit dem ala Nebenprodukt entstchönden V/aaoar über die Laitung 55 in den Turnt 53 über.

Wann das gesamte Alkalihydroxyd zjigafügt word"n ist, wird an das Reaktionsgefäß Vakuum angelegt und die Temperatur auf 125 bis 150 C gesteigert, um ein«¹ η weiteren Anteil des zurück bleibenden Produktes ^'·Ί'Λλ die Ausgangoverbindungen abzutrennen. Schließlich wird das Reaktionagefaß auf aine Temperatur im Bereich von 25 bis 50⁰C abgekühlt und durch die Leitung 52 wird mit Alkalichlorid gesättigtes Wasser in das Reaktionsgefäß ^9 gegeben.

Hierbei bilden sich zwei Schichten, von denen eine die organische Phase ist, welche mit dem abdestillierten Teil vereinigt wird, während die andere aus Wa&aer besteht, das entfernt wird.

Der organische Teil des Reaktionsproduktes wird in dem Turm 53 fraktioniert, um das (substituierte) Cyolopropyloyanid von

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Verunreinigungen und dem als Auegangowattrial Verwendung findenden ^ -ChlornitriX abzutrennen_s welches in das Reaksions gefäß $9 surückgeleitet wird.

Das (gegebenenfalls rait C₁ bis Cj, Alky!resten substituierte) Cyclopropylcyanid wird am Kopf deii Turms 53 abgezogen und Über die Leitung 73 in das Reaktionsgftfäft 79 geschickt, über die Leitung 75 wird ein Alkylamin eingeleitet und ein Katalysator wird Ober die Leitung 97 in das Reaktionsgefäß 79 gegeben.

Wasserstoff gelangt aus einer geeigneten Quelle in das Reaktionsgefäft 83 und ein Lösungsmittel wird dem Reaktionsgefäß 79 über die Leitung 85 auge führt..

Die erwünschte Reaktion verläuft selektiv, ohne daß sich dabei merkliche Mengen an Produkten bilden, welche unter Ringöffnung entstehen.

Der bei der in dem Reaktionsgefäß 79 duichgeführten Addition Verwendung findende Katalysator kann irgendein bekannter Hydrierungskatalysator, r.B. ein Metall oder eine Metallverbindung sein. Ale Metalle kommen Schwermetalle, das heißt

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solche mit einem Atomgewicht von mehr als 22_finfrage. Si^e bevorzugte Gruppe von Metallen »isiö Hhcdlium und Platin, Sie kßnnen auch in Form ihrer- Oxy de- Vöi-vsondüRg finden., doch sind

frei· Stalle in feint-cdligQr I'owi ebenfalls geeignet oder as können andere Verbindungen, wie die Sulfide, Sulfite, Phosphite oder Phosphate eingcocti'it werden ο Da β Stoffe können allein oder imGemisch miteinander Verwendung finden oder sie können auf einem Träger, wie Ruß, Tonerde, Kieselsäuregel, Bariumsulfat, Calciumcarbonate, Barlumearbonat$ Kieselgur, Zirkonoxyd, Thoroxyd, Kagrceiumoxyd, Titanoxyd, Montmorillonit, Bauxit, Diatemeenerde, grobem Porzellan oder einem anderen feuerfesten Produkt niedergeschlagen st:in, das die Umoetsung nicht nachteilig beeinflußt. Der bcvrjrßugtc Katalysator für diesen besonderen Schritt des Verfahrens ist Rhodium auf Kohl©.

Der Katalysator wird in daß Reakticrisgefäß in Form einer Aufschlämmung in einem Lösungnmittel oder als Feetbett eingebracht, Bei Verwendung einer Aufschlämmung schwankt die Reaktionsdauer abhängig von dem verwendeten Katalysator und beträgt normalerweise zwischen etwa i land 100 Stujv'iftn; Temperaturen von etwa 0° bis zum Siedepunkt des Reaktionsgemische unter dem Betriebsdruck können Anwendung finden, b.B. von 0 bis 10O⁰C, vorzugsweise von 25 bis 100°C Der Druck kann zwischen 1 und 300 atm , vorzugsweise zwischen 1 und 100 atm betragen. Jedes inerte

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Lösungsmittel, in dem die Ausgangaverbindungön löslich sind, kann eingesetzt werden; bevorzugt ßind Alkohole, Äther, organische Säuren, Glykole, Wasser scwie paraffinisöhe tmd aromatische Kohlenwasserstoffe, Die Umaöfcssiiiig IUSt sich &ueh ohne Lösungsmittel durchführen* Das Amin wird vorzugsweise, wann auch nicht unbedingt notwendigerweise, in einem Überschuß, meist in einem Überschuß von etwa 1 bia 1.000 Moli im Vergleich zu dem Nitril eingesetzt.

Die als Auegangsverbindungen Verwandlung findenden Nitrile und Amine werden bei Beginn der Umsetzung dein Katalysator zugesetzt oder entweder das Nitril oder das Amin können kontinuierlich oder intermittierend im Verlauf der Umsetzung "zugesetzt werden. Der Katalysator enthält zwischen 0,0Oi bis 100 %, vorzugsweise 0,1 bis 100 % an der Metallkomponente. Das Gewicht des Katalysators sowie geg&fc&rietifails des Trägers liegt meist bei etwa 0,001 bis 100 %_s vorzugsweise 0,01 bis 10 % bezogen auf das Gewicht des Nitrile.

Bei Verwendung eines Festbettkatalysators hängen die Durch-* Satzgeschwindigkeit, die Temperatur und die anderen Bedingungen von dem benutzten Katalysator ab. Die Durchsatzgesohwindigkeit in Vol/Std. liegt zwischen 20 und 200.000, vorzugsweise zwischen 200 und 20.000 und die Temperatur hängt teilweise davon ab,

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ob die Umsetzung in dar i'lüsslgen odar in der Dampfphase durchgeführt werden soll} eis beträgt; zwinchen O und i.OÜO, vorzugsweise 100 bis 500⁰C₀ Drucke von 1 bia 300 atm, vorzugsweise 1 bis 10 atm können Anwendung finden. Bei einem Pestbettkatalysatorsystdm wird normalerweise kein Lösung:;·- mittel verwendet; jedes inerio Lösungsmittel₅ tu dsm die Ausgangsverbindungen löslich sind, kann jedoch eingesesat werden, z.B. Alkohole, Äther, organische Säuren, Glykole, sowie paraffinische und aromatische Kohlenwasserstoffe. Jode der Ausgangeverbindungen, das heißt das Nitril und das Amin, können in einem Überschuß von meist etva 1 bis 1.000 MoIX eingeeetst werden. Gegebenenfalls kann auch ein gasförmiges inertes Verdünnungsmittel, wie Stickstoff, augesetzt werden. Wasserstoff wird in einer Menge von etwa 0,1 bis 1.000 Mol je Mol Nitril, vorzugsweise 1 bis 100 Mol je Mol Nitril zugesetzt und der Katalysator kann swisch©n 0,01 und 100 %, vorzugsweise 0,1 bis 100 % an Metallkomponente enthalten. Das eingesetzte Gewicht an Katalysator hängt von der gewünschten Duroheatzgeschwindigkeit, der Temperatur, dem Molverhältnis der Ausgangsverbindungen sowie anderen Parametern ab.

Die Produkte dieser Umsetzung warden am Boden des Reaktionsgefässes 79 über die Leitung 87 abgezogen und durch das Filter 89 geschickt, an dem die flüssigen Anteile über die Leitung abgesogen werden, während die aufgeschlämmten Katalysatorfest-

βΑΟ

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stoffe über die Leitunp; 93 in dae Rcaktionsgofäfa 79 zurückgelangen s nachdem sie einen Rsgener^Sicnsechrit^ (nicht dargesteXlt) durchlaufen haben.

Die flÜBsiRen Produkte werden in den Turm 90 geleitet, wo das Lösungsmittel durch Flashdestil.3 ation abgetrennt und über die Leitung 103 in die Leitung 95 suiMlckgeleitet wird. Die Produkte werden am Boden des Turms 90 über die Leitung 1Oi abgezogen und zu der Produktaufarbeitung (nicht dargestellt) geschickt.

In Fig. 2 ist eine andere Arbeitsweise zur Umsetzung des (gegebenenfalls mit C^ bis C^ Alkylresten substituierten) Cyclopropylscyanids zur Herstellung von Cyclopropylmethylalkylamin dargestellt. Bei dieser Reaktion wird das (substituierte) Cyclopropylcyanid mit Wasserstoff in Abwesenheit des Amins umgesetzt und das gebildete (substituierte) CyclopropyInethy1-amin wird anschließend mit Wasserstoff und einem Aldehyd, Keton oder Alkohol gemäas den folgenden Gleichungen umgesetzt:

H_n

Katalysator CH₂NH₂ + A—^ R⁷—P> CH₂NHR¹¹,

It

wobei A s r'cr⁶ oder R OH und R einen R^CHR -Rest bedeuten;

Jt C g η

R ist dabei ein C^ bis C* Alkylrest und Tr, R und R' sind

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entweder ein Wasseratoffafcom oder ebenfalls ein C-. bis Alkylreet.

Andererseits kann ein Alkylhalogenid, wie Propylbromld, für die Umsetzung mit dem (substituierten) Cyclopropylmethylaißin eingesetzt werden. Bei Verwendung des Halogenide ist es nicht erforderlich, daß Wasserstoff und ein Katalysator zugegen sindo

Der Wasserstoff wird über die Leitung 10? in das Reaktionsgefäß 111 eingeleitet und ein (substituiertes) Cyclopropylcyanid wird über die Leitung 109 in den Reaktor 111 geschickt. Der Katalysator, vorzugsweise Sfcvsy Nickel oder Nickel auf Kieselgur wird aus einem Katalysatormischtank 125 über die Leitung 123 in das Reaktionβgefäß ill gegeben. Ein Lösungsmittel oder Ammoniak können Ober die Leitung 103 oben in das Reaktionsgefäß eingeführt werden und das Produkt, das (gegebenenfalls mit C bis Cjj Alkylresten substituierte) Cyclopropylmethylarain wird über die Leitung 113 abgetrennt und ,durch das Filter geschickt, in dem die inerten Peststoffe abgetrennt und Über die Leitung 117 abgezogen werden. Das Piltrat, welches das (gegebenenfalls mit C₁ bis C^ Alkylresten substituierte) CyclopropyInethylarain gelöst enthält, gelangt über die Leitung su einer Fraktionierkolonne 121, in der der Ammoniak über die Leitung 124 abgezogen und das (substituierte) Cyclopropylmethylamin

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über die Leitung 120 abgetrennt und in das Roakfcionsgefäß 119 geschickt wird. Da« gegebenenfalls Verwendung findende Lösungsmittel wird über die Leitung 118 abgezogen und über Leitung 105 dem Kreißlauf erneut zugeführt*

Der Katalysator und alle anderen Feststoffe werden Ober die !leitung 117 von dem filter 115 abgenommen und einer im Fließschema nicht gezeigten Regenerierstufe für den Katalysator zugeführt.

Ein geeigneter Aldehyd, Alkohol oder ein Keton oder aber «in Alkylhalogenid werden fiber die Leitung 131 dem Reaktor 129 zugeführt. Zusätzlicher Wasserstoff wird über die Leitung 113 aufgedrückt. Bei Verwendung eines Alkylhalogenids ist es nicht erforderlich, den Reaktor 129 »it zusätzlichem Wasserstoff au beschicken=, Ein Katalysator kann Ober die Leitung 128 aus einer nicht dargestellten Quelle zugesetzt werden» L^sjangsmittel wird gegebenenfalls über die Leitung 128 zugeführt. Die flüssigen Produkte werden über die Leitung 139 In den Tuna 137 überfuhrt, wo das (substituierte) CyclopropylmethylalkylÄtttir! über die Leitung 135 abgetrennt und der Aldehyd, das Keton,der Alkohol oder das Alkylhalogenid sowie das Lösungsmittel über die Leitung 1*0 wieder in das ReaktionsgefäÄ 129 zurüekg leitet werden.

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rer Katalysator fur diese Umsetzung wird aus der gleicher« Huppe ausgewählt, wie oben bereits beschrieben, vorzugsweise handelt es »ich um Rhodium , Platin oder Palladium auf Kohl«ι Kupfer auf Kieselsäure, Kupfer auf Tonerde oder Kupferehroadt ohne Träger, das gegebenenfalls 1 bis 50 % BariuBehroadt enthalten kann.

Das Gewicht un<? die Zusammensetzung des verwendeten Katalysators und die verschiedenen Reaktionsbedingungen sind für diesen Reaktion:schritt die gleichen wie oben in Zusammenhang mit Tig. 1 ffr* die umsetzung des (gegebenenfalls mit C. bis C. Alkylrest«n substituierten) Cyclopropylcyanids mit dem

Alkylamin geschrieben. Anstelle des Nitrile findet jedoch bei den vorliegenden Reaktionsschritt ein Aldehyd, Keton oder Alkohol ader ein Halogenid Verwendung.

In 71?· 3 ist eine weitere Alternative für die Ausführung des /^findungsgemäaeen Verfahrens dargestellt. Das Reaktions- £tstl£> 163 wird mit de« (gegebenenfalls mit C^ bis C^ Alkylresten substituierten) Cyclopropylmethylamin beschickt, das in dem Reaktor 111 der Fig. 2 hergestellt wurde. Ein Alkalioder Erdalkalihydroxyd, vorzugsweise ein Alkalihydroxyd, wie Kalium- oder Natriumhydroxyd, wird über die Leitung 162 in das Reaktionsgefäft 163 geleitet und ein Aldehyd oder Keton wird über die Leitung 161 dem Reaktionsgefäß 163 zugeführt.

, ,. _Λ r ο ^βΑ0 209810/1853

Das Gemisch wird in dem Reaktionsgefäß 163 geruht, so daß sich eine wäßrige Alkalihydroxydschicht bildet, welche abgetrennt und Ober die Leitung 164 verworfen wird. Die organische Schicht wird anschließend über die Leitung 16*5 in den Turm 166 geleitet, wo fraktioniert wird, um das reine (gegebenenfalls mit C₁ bis C|j Alkylresten substituierte) H-Aikylidencyolopropylmethylanin tu erhalten, das dann über die Leitung 167 in das Reaktionsgefäß 170 gelangt. Das Reaktionsgefäß 170 wird mit einem Katalysator der zuvor beschriebenen Art, vorzugsweise Rhodium ,_Aui* Kohle, Kupfer auf Kieselsäure» Kupfer auf Tonerde oder Platin attf Calciumcarbonat über die Leitung 168 beschickt, worauf Wasserstoff über die Leitung I69 aufgedrückt wird. Ein Lösungsmittel kann über die Leitung 171 «ugesetzt werden. Das Gewicht und die Zusammensetzung des verwendeten Katalysators und die verschiedenen Reaktionsbedinfcungen sind für diesen Reaktioneschritt die gleichen wie 1» Zusammenhang alt Fig. 1 für die umsetzung des (gegebenenfalls mit C₁ bis C^ Alkylresten substituierten) Cyclopropyicyanids mit Alkylamin beschrieben» Das Gewicht des Katalysators wird dabei auf das Gewicht des Amins besogen. Anschließend wird das Gemisch aus dem Reakticfisgefäß 170 über die Leitung 172 abgesogen und durch das filter 173 geschickt, in den der verbrauchte Katalysator Über die Leitung 175 abgezogen wird. Das geklärte Reaktionsgeaisch wird durch die Leitung 174 in den Fraktionierturm

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176 geschickt, in dera das J$mntMwi'(-k®X ztir&ikge-tmniien und über die Leitung 173 in dar, Rcaki.:.onaE,fei'äR 170 zuruokgeleitet; wird, während das (feegfcbciivmfello mit CL bis C Alkylreeten substituierte) Cyclopropyluethyl&Ikylarnin über di® Leitung

177 abgetrennt wird,

Zur Erläuterung der Erfindung sollen woiterhin die folgenden Beispiele dienen.

Beispiel 1

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung: von Cyc lopropy .Time thy Ipropylamin „.„_ __

Oemäss dem Fließschema der Fig. 3. wurden 2295 g ( 30 KoI) Allylchlorid über die Leitung 2 in das Reaktionsaeffiß 5 gegeben und über die Leitung 3 mit 60 g (bezogen auf das Allylchlorid 2,6 Gev%\ Benzoylpercayd versetzt. Die gebildete Lösanp wurde unter Rühren auf etwa *i°C gekühlt. 2^30 g (30 Mol) sowie ungefähr l60 g überaefottneiger gasförmiger Bromwasserstoff warden über die Leitung 30 mit solcher Geschwindigkeit zugeführt, dafl die Reaktionstemperatur bei etfindi.ger Kühlung etwa ¹JO C nicht überschritt. Nach Zugabe der theoretischen Menge an Bromwasserstoff fiel die Temperatur auf etwa 10°C. Das Rühren wurde ohne weiteres Kühlen fort-

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gaset tsfc» bis Zimmertemperatur erreicht tfar. Das rohe gemisch wurde direkt zweimal mit 750 ml ain®)?' gesättigten NaHCOj-Lösung und anschließend tmiral mit /50 ml Wasser gewaschen. Die organische Schicht imrde übe.t eingetrocknet_s filtriert und destilliert, wobei i20p ε (2ö_s6 Mol) i-Brom-3-chlorpropan (89 % der Theorie), liaupfesiödebigpolch 1^0 bis 142⁰Cj erhalten wurden-« Etwa 2^0 g-des ütellungsisomeren i-Chlor-2-brompropans destillierten ala Vorlauf vor dem gewünschten Isomeren über»

D©r für die Umsetzung mit Allylchlorid in ämn awvc-r beschriebenen Reaktionsschritt erforderliche Bromwasserstoff wurde durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Natriumbromid erhalten, das aue dem Rcaktionagefäa 9 zurückgewonnen wurde. Das Natriumbromid ist mit etwas NatriüMchlorid verunreinigt, das als Nebenprodukt gebildet wird. 2ü&ät£lich@3 Natriumbromid kann zur Ergänzung über die Leitung 18 in die Leitung 20 eingespeist werden.

Bei einem typischen Versuch wurde ein Salzgemisch aus 2060 g (20 Mol) NaBr und 378 g (6_yH6 Mol) NaCl über die Leitung 20 in das Reaktionsgefäß 21 zusammen mit 753 ft Wasser eingeleitet. Bin halbes Äquivalent 96giger Schwefelsäure (1350 g bzw. 13,23 Mol) wurden langsam unter Rühren durch die Leitung 19

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zugeführt. Die gebildete AurschlämiBUHg wurde unter Rühren auf etwa 125⁰C erhitzt und weitere 1350 g So%ig& Schwefelsäure wurden langsam zugefügt.

und Chlorwasserstoff winden ^ifcwi^felfc und gela^son Ubov die Leitung 23 in die Kolonne 2iJ. Der gröÄiäa Anteil der Gase entsteht während der ersten '5 Stunden dar Reaktion. Dia Endausbeuten liegen in der Gröüsnordrring von 66 S HBr ur.ü 9b % HCl bezogen auf die ursprüngliche "Beschickung.

Zu dem gleichen Reaktloßsgeitnisch wfi-'lün -«eitei*© Teile Saizgemisches, z.B. 1030 g NaBr (10 Mol) und 189 g NoCl (3»23 Mol)j jedoch kein Wasser zugefügt. Unter Rühren wird diese heiße Aufschlämmung langsam unit 1350 g (13,23 KoIJ 96 Jiger Schwefelsäure versetzt. Hiich nishreren Stunden Umaetzung wird eine Ausbeute von 82 % HBr und 8.2 % HCl erreiaht Besogen auf die Ge3amtb<?sehickung (2Ö Mol NaBr und 9*7 Mol NaCl) beträgt die Ausbeute an HBr 73 -and an HCl 90 %.

obige Zugabe wird zweimal wiederholt, ao daß die ingesamt eingesetzte Menge ¹JO Mol NaBr und 16,15 Mol NaCl ist ο Die Gesamtausbeute an HBr ist dann etwa 83 % und an HCl 90 %.

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W". ' "ι-1.---.!-'1!Hr- lllllllpBIIIISTiTM!:¹»: !ΙΙΜϋ'ΊΙΙϋΜ ■""■■

- 23 -

Zu diesem Zeitpunkt ist di« Aufschlämmung in dem Reaktiomgsfäß aufgrund der Ansammlung von NaHSO₁. aiii Nebenprodukt recht dick. Ea ist deshalb vorteilt■£%., aie Atifachlämrcuiig über die Leitung 29 durch das Filter 31 su sshiaken und auf dieee Weise das NaHSO₁. Über die Leitung 35 abzutrennen» Die Mutterlaugen werden über die Leifcimg 33 in das Heakticnagefäfe siarUckgeleitet.

Die Gase werden in der Kolonne 25 fraktioniert, wobei der HCl durch die Leitung ^3 auetritt j während d«r Bromwasserstoff durch die Leitung 27 in den Verdampfer 39 gelangt. Der Bromwasserstoff wird in dem mit Wasserdampf betriebenen Wärmeaustauscher verdampft und gelangt über die Leitung 30 in das Reaktionsgefäß 5, wo er ίθλ^ι die Umsetzung mit dem Allylchlorid benötigt wird.

Das Reaktionsgefäß 9 wird mit 1200 g (i26,6 Mol) l-Brom-;5-chlorpropan über die Leitung 7 beschickt. 865 g (17»7 Mol) NaCK, 1770 ml Wasser und 6200 ml Äthanol werden über die Leitung 8 zugefügt. Der Inhalt wird langsam auf etwa 40 bis 50°C erhitst. Bei dieser Temperatur fcritfc eine exotherme Reaktion ein, so daß das Gemisch am Rückfluß zu sieden beginnt. Wenn die exotherme Reaktion nach etwa 15 Minuten nachläßt, wird noch weitere 30 Minuten lang auf Rückflußtemperatur erhitzt.

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Der Inhalt wird nun bei einer Reaktortemperatwr von etwa 70 C bei 20 mm Druck destilliert, bis das Destillat heterogen wird. Auf diese Weise werden das Wasser, das Ethanol und der größte Teil des nicht umgesetzten i-Bi»om-3"Chlorpropans sowie eine geringe Menge des jf -Chiorbutyronitrils abgetrennt* Bae Destillat wird über die Leitung 11 abgezogen und über die Leitung 15 in das Reaktionsgefäß 9 für die erneute umsetzung mit weiterem l-Brom-3^<=chlorpropan und Natriumcyanid zurückgeleitet. Der Destillationsrückstand wird durch das Filter 17 filtriert, um NaCl und NaBr abzutrennen, wobei ein öl und eine gesättigte Salzlösung zurückbleiben. Das öl wird abgetrennt und bei 85°C/2O mm fraktioniert, wodurch l*?50 g eines Produktes aus etwa 90 % ClCH₂CH₂CH₂CN und 10 % BrCIL)CH₂CHgCN erhalten werden. Besogen auf das verbrauchte Cl(CH₂),Br beträgt (Sie Ausbeute 77 %, wobei die Anteile an Cl(CHg)-CN und Br(CH₃) CN, welche im Kreislauf zurückgeführt wurden, nioht berücksichtigt sind« Die SaIslösung wird mit den abfiltrierten Salzen vereinigt und für die Bromwasserstoff erzeugung in daa Reaktionsgefäß 21 gegeben. Die Salzlösung enthält 17,7 Mol eines Gemisches von etwa 75 bis 80 % NaBr und 20 bis 25 %

Die aus der Destillation und Fraktionierung erhaltenen Anteile enthalten 1310 g ClCH₂CHgCH₂Br, 153.β ClCH₂CH₂CHgCN und 59 g BrCHgCHgCHgCN sowie Xthanol und Wasser.

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Kreislauf I

Das Destillat in Leitung 15 wirtS in dem Reaktor 9 rait 2780 g (17,7 Mol) ClCH₂CH₂CH₂Br, 865 g (1?_S7 Mol) HaCH und 860 ml Wasser vereinigt und an ähnliche:? Wöise wie zuvor beschrieben, zur Umsetzung gebracht» Die Ausbeute betrug 1600 g (85 Ji) =

Kreislauf II

Das Destillat aus dem Kreislauf I aowie 17»7 Mol NaCN, 17,7 Mol ClCH₂CH₂CH₂Br und 86Ο ml Wasser wurden erneut in dem. Reaktor 9 wie zuvor beschrieben miteinander umgesetzt. Die Ausbeute betrug I6OO g {85 % besögeπ auf die verbrauchte Menge an lHBarom-3-chlorpropan). ΙβΟΟ g (11,5 Mol) tf -Chlorbutyronltril wurden über die Leitung 15 in den Reaktor 19 geschickt, über die Leitung 17 wurden 193 g Kaliurahydroxyd in Form von Platschen zugefügt. Dieses Gemisch wurde auf 100 bis 11O°C erhitztj bei dieser Temperatur set&t eine exotherme Reaktion tin und das Cyclopropylcyanid und das Wasser destillieren über die Leitung 15 in den Fraktionator 53 überο Weitere 550 g KOH wurden kontinuierlich bei einer Reaktionstemperatur von 130 bis 160°C dem Reaktor I9 zugesetzt. Insgesamt wurden somit 9»7 Mol 852ige KOH verbraucht ο Die Reaktionstemperatur wurde auf 150⁰C gehalten, um das restliche Cyclopropylcyanid absudestillieren. Der Rückstand wurde in Wasser gelöst und mit Natriumchlorid gesättigt. Die organische Phase wurde abgetrennt und «it der abdestillierten organischen Phase In dem Fraktionator

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206 Ί

53 vereinigt. Das Geraisch wurde bei 85 bis S5°fi/i5O mm fraktioniert, wobei 48:1 g 98 jSifies Cy^lopropylcyfcnM -«s¹ halten wurden. Bezogen auf den Verbrauch an jf-Chlor bu.^l;yronitril betrug die Ausbeute 71 %· Sin weiterer Schnitt der Fraktlegierung von 461 g ClCH₂CH₂CH₂CN wurda bei 100 bis 1O5°C/3O mm abgetrennt und im Kreislauf in das Reaktionageräß H9 zurückgeführt .

Der Reaktor 79 wurde mit 35,8 g eines Katalysators aus 5 % Rhodium auf Holzkohle (0,38 GewJC ihcdiummetail bezogen auf das Nitril) über die Leitung 97 beschickt, worauf 481 g (7,03 Mol) 98£iges Cyclopropylcyanid über die Leitung 73* 1695 g (28,7 Mol) Propylamin übe:? die Leitung /5 und 720 ml Methanol über die Leitung 85 zugeführt wurden. Die Zugabe von Methanol führt zu einer geringen Temperatursteigerung auf etwa 35 bis 40⁰C. Das Reaktio.isgefäß 79 wurde verschlossen und Wasserstoff wurde über die Leitung 83 aufgedrückt. Es wurde ein Wasserstoffdruck von 3»!52 atü unter Rühren über dem Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur aufrechterhalten und nach etwa 14 Stunden waren ungefähr 97 S der theoretischen Menge an Wasserstoff verbraucht. Nach der Druckentlastung im Reaktionsgef&A gelangte das Produktgemisch über die Leitung durch das Filter 89 und der feste Katalysator wurde nach der Regenerierung über die Leitung 93 in das Reaktionsgefäß 79

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surückgefUhrt. Das Filtrat gelangt über die Leitung 91 in den Turm 90, wo das Lösungsmittel und nicht umgesetztes PropyXamin durch Destillation abgetrennt wurden, Sowohl das Methanol als auch das Propylanin destillieren über, wenn die Temperatur sich auf 127°C gesteigert hat. Die beiden Frodukte warden über die Leitung ?.O3 in den Reaktor 79 zurückgeführt. Der flüssige Destillatioisrückstand wog 6i8 g und enthielt geraäss einer gaschromato^rfifischen Analyse 550 g (*l„86 Mol) Cyclopropylraethylpropy.'.aminn Dies entspricht einer Ausbeute von 69 % an gewünschtem Produkt. Das Amin läßt sich durch Destillation, Kp. etwa i35 bis 139°C, weiter reinigen.

Gemäss einer abgewandelten Arbeitsweise wird der Reaktor 79 mit 35»8 K eines Katalysators t.UB 5 % Rhodium auf Aktivkohle über die Leitung 97 beschiel t, worauf 421 g (7,17 Mti) Fropylamin über die leitung 75 uxk' 720 ml Methanol über die Leitung 85 zugeführt vrerden. Wossc; -iröoff vrurde über die Leitung 83 bis r.um Erreichen nines Druckes von 3*5 atü aufgedrückt und das gesamte Gemisch wurde bei Rauwtemperatur gerührt, wobei *I81 g (T,03 .Mol) 98JHgCS Cyelopropylcyanid innerhalb von 1 1/2 Stunden mit Hilfe einer Zugabepumpe Buge führt wurden, welche gegen air.sn Druck von 3 »5 atü arbeiten kann. Unmittelbar danach wurden weitere 212 g (3$8 Mol ) Propylamin zugesetzte Zx diesem Zeitpunkt waren

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55 % der theoretische« Wasserstofι menge absorbiert. Die Hydrierung wurde bis zur Vervollständigung for-tgesetzt, wossu etwa 5 Stunden erforderlich waren.

Das Reaktionsgemisch wurde <&wt?ch «Sas PiifcSF 6f geschielt* t&nA «Sas Produkt wurde in dem Turm 90 destilliert. Der Vorlauf aus Methanol und Propylamin .wurde in das Reaktionsgefäß 79 zurückgeleitet und der Destillationsrückstand wurde ebenfalls destilliert, wobei 7^7 g Cycloprop^lmethylpropylamin (Ausbeute 96 %) erhalten wurden. Das Amin siidefc bei etwa 135 bis 139°Ce

Beispiel 2

Herstellung von Cyclopropylmethylp^opylamin nach der Arbeiteweise der Fig. 2

Das Reaktionsgefäß ill wurde mit 2<)₃5 g einer SOJCigen wäßrigen Raney Nickelaufschlämmurtg (Nr. 28 < er W.R. Grace & Co«} über die Leitung 123 beschickt, worauf *8l g (7*03 Mol) Cyclopropylcyanid mit einer Reinheit vot 98 % aus dem Turm 53 über die Leitung 109 sowie 1650 ml mit /mmoniak gesättigter Xthylenglykol über die Leitung 105 zugegeten wurden, Das Reaktionsgemisch wurde 16 Stunden lang bei 50°C unter einem Wasserstoff druck von 70 atü hydriert, wotei der Wasserstoff über die Leitung 107 aufgedrückt wurde. Das rleaktionsgemisch wurde über die Leitung 113 zu dem Filter 115 geleitet, wo der verbrauchte Katalysator über die Leitung 117 afcsefcrennt und das Filtrat über

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die Leitung 119 zu dem Turm 121 geleitet wusele,, In dem Turm 121-wurde das Gemisch fraktioniert - Ammoniak wurde über di© Zeitung 12% abdestilliert; 370 g (5,20 Mol) OyclopropyXmethylamin, ^PtQ-AG26-35°C (Ausbeute T¹Ii) wurden über die leitung 120 in das Reaktionsgefäß 129 weitergeleitet j der Äthylenglykol wurde über die Leitung 118 wieder in das Reaktionsgefäß 111 surückgeführt*

In dem Reaktionsgefäß 129 wurden 31? g (5,20 Mol) Cyclopropylmethylamin, 301 g <5»20 Mol) Propionaldehyd und 49,6 g 1»»3 Mol) Wasserstoff nach Zuführung über die Leitungen 120,

131 und 133 bei 150⁰C über ein Festbett von 30 f Kupferoxyd auf Kieselsäure (nach vorhergehender Reduktion mit Wasserstoff bei 120 bis 200⁰C) mit einer solchen Geschwindigkeit übergeleitet, daß eine Durshsatzgeschwindigkeit von 2»000 Vol/Std. erreicht wurde. Das Reaktionsgemisch gelangte über die Leitung 139 in den Turm 137» wo fraktioniert wurde. 206 g (1,82 Mol) Cyclopropylmethylpropylamin (Ausbeute 3530» KP»ng 54°C, wurden erhalten und über die Leitung 135 abgezogen.

Baispiel 3

Herstellung von Cyclopropylmethylpropylamin nach der Ausführungsform der Fig. 3

Der Reaktor io3 wurde mit 370 g (5,20 Mol) Cyclopropylmethylamin (hergestellt nach dem Beispiel 2, Pig, 2),

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302 g (5,20 Mol) PropionaMehyd und 80 g {Ι,Η Mol) Kaliumhydroxyd beschicktο Daa Semisch wurde 1 Stunde lang bsi 0 bis 25°C gerührt und die wäßrige Kaliumhydroxydschiaht wurde abgetrennt und verworfen. Die organische Schicht wurde du^oh die Leitung 165 in den T^rm i66 geleitet, wo fraktioniert; wurde, um %66 g (4,2 Mol; 81 % Ausbeute) r&±n<sa N-Propyliden·- eyclopropylmethylamin, Kp.jj, 55 bis 60°_s zu erhalten. Dieses Amin wurde durch die Leitung 167 irt das Reaktiensgefäft 170 geleitet, das gleichseitig mit 5,0 g eines Katalysators aus 5 % Rhodium auf Kohle, 1700 ml Methanol und Wasserstoff beschickt wurde, wobei dar Druck bei einer Betriebstemperatur von 70° 3,5 atü betrug. Das Gemisch wurde 2 Stunden lang in dem Reaktionsgefäß 170 gerührt, dann durch die Leitung 172 ^u dem Filter 173 geleitet, wo der verbrauchte Katalysator abgetrennt wurde. Das klare Reakticnsgemisch gelangte durch die Leitung 174 in dan Fraktioniertem 176, in dem das Methanol abgetrennt und in das Reakticnsgefää 170 zurückgeleitet wurde, während 330 g (2,9 Mol; 70 % Ausbaute) Cyclopropylraethylpropylauiin, ^KP-og 5¹I⁰C, erhalten und über die Leitung 177 abgezogen wurden.

Beispiel 4 P>-CN ♦ C₃H₇HII₂ ? [^-CH₂NHC₃H

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Ein Gemisch von 4 g Platincxyd, 840 g Methanol, 472 g (8,00 Mol) Propylamin und 134 g (2,00 Mol) Cyelopropylcyanid wurden 16 Stunden lang bei TO⁰C unter einem Wasserstoffdruck von 3 »5 atü in einem 3-Liter-Schüttelautoklaven aus rostfreiem Stahl hydriert. Mach 4 Stunden war die Umsetzung praktisch beendet. Die Überstehende Lesung wurde von dem Katalysator abgegossen und die flüchtigen Anteile wurden über eine 30 cm hohe, mit Glasperlen gefüllte Kolonne abdestilliert, bis eine Sumpftemperatur von 125° entsprechend einer maximalen Destillationstemperatur von 66° erreicht wurde. Der Destillationsrückstand wurde zur Abtrennung von 8,4 g eines weißen Feststoffes, bei dem es sich aufgrund des Mischschmelzpunktes um Cyclopropylmethylpropylaminhydrochlorid handelte, filtriert. Der flüssige Anteil des Rückstandes (164,9 g) erwies sich bei einer gaschromatografIschen Analyse (Säulenlänge 1,20 ir„ Säulendurchmesser 6 mm, Füllung 10 *, Silikonkautschuk UC-W98 auf 60 bis 80 Mesh Diatoport S, Säulentemperatur um 100⁰C), als ein Gemisch aus 86,7 % Cyclopropylmethylpropylamin (Ausbeute 63,3 %} und 8 % Butylpropylamin (Ausbeute 6,0 £). Destillation eines Teiles dieses Produktes über eine 15 cm Vigreaux-Kolonne ergab 77 % Cyclopropylmethylpropylamin,

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Beisgieljj

H.

CH„NIIC„HL,

Pt/G

Ein Gemisch von 2,5 g eines Katalysatorsaus 5 $ Platin auf Holzkohle, 100 ml Methanol, 17 g CO,25 Mol) Cyelopropylcyanid und 59. β (1,00 Mol) Propylamin wurde 5 Stunden lang bei 63 bis 70⁰C unter 2,95 bis 3»87 atti Wasserstoffdraiek in einer 500 ml Parr-Hydriervorrichtung hydriert; die Reaktion war nach 3 1/2 Stunden praktisch vollständig. Der Katalysator wurde anschließend filtriert simd die flüchtigen Asiteile wurden von dem Filfcrat durch Destillation durch c*ine 30 am lange, mit Glasperlen gepackte Kolonne bis 2;« ©liter Höehfeatcmperatur im Destillationssumpf von 130°C abgetrennte Der Rückstand wurde zur Entfernung ?ήιΐΐ;Τ kleinen Menge '/on Feststoffen (weniger als 0,5 g) filtriert. Der flüssige Anteil deu Rückstandes (22,ή- r) wurtlß mittelß Qas^hromatografie untersucht; er enthielt 17,6 g (Ausbeute 62 Jt) Cyclopropylroethylpropylamin und 1,6 g (Ausbeute 6 58} Eutylp-ropylarain·

BeispJLel^ö

Γ> -CN ^

¹ Raney Nickel

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Ein Öemiseh von 40 g Raney Nickel (Nr< > 28 üev I⁵J₀R. Grace & Co. in Form einer wäßrigen Suspension)» 200 g (2,99 Mol) öyclopropylcyanid und 1600 ml mit Ammoniak gesättigten Methanol wurden 16 Stunden lang bei 50⁰C untor 70 afc P Wasserstoffdruck in einem 3-Lit«r-Sehüttelautoklawsn aus rosst fr siem Stahl hydriert ι die Reaktion war nach β Stunden asu etwa 80 % abgelaufen. Der Katalysator wurde abfiltriert und die flüchtigen Anteile (Ammoniak und ©in Teil des Methanols) wurden von dem Filtrat .dureh Destillation durch eine 30 cm lange» mit Glasperlen gepackte Kolonne foia sru einer Höchsttemperatur in dem-Destillationskolben von 8Q°C-abgetrennt „. Der Rückstand /'902 g) be-stand geaiässs einer Titration mit HCl su 22,7/f aus Cyclopropylmathylamin C96 % Ausbeute)» Das Amin in Methanollösung wurde mit 250 ml konzentrierter HCl angesäuert, wobei die Temperatur unter 30⁰C gehalten wurde« Das Lösungsmittel */urd© im Vakuum -abgezogen, wobei 339 g des rohen Hydrochloride suruckblieben. Der Bückstand wurde in 500 ml Wasser gelöst» <äweh Zugabe von ⁴IOO g 50?iiger NaOH bei einer Temperatur unter 30° alkalisch gemacht und viermal mit 500 ml Äther extrahiert_e Die ÄtfeerlösunR wurde über Na^SOb getrocknet und das Lößungsraitfcel wurde abgezogen, so daß als Rückstand 221,4 £ Cyelopropylmettoylanin zurückblieben j das gemäas eines· Titration mit HCl eine Reinheit von 75,0 % aufwies, Die Ausbeute' betrug 78 %<·

BADORlQtNAL.

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Ο—

3*

Ein Gemisch von 5 g 58 # Niekai auf Kieselgur (Harahaw NX-OlOlIP), 3¹* g(0_sg0 Mal) Cyuloprdpylayaftid und 100 ml Methanol marde 7 Stunden lang bei 60 bis 8θ° unter einem WasserBtoffdruck von 3,59 bis 3^73 afcü in einer 500 ml PaffP-Hydriervorriehtiäifäg hydriert. Anschließend wurde de^ Katalysator abfiltri©rt_s so daß 2!3₃3 g Filftrat eurück-

blieben, welche 25*9 % Cyclopropylmethylamin (Ausbeute 83 %\ enthielten, wi@ dia gaschroinatografissh-s Untsrauchung seigfcs

G₉H-CHO * r> "CH₉NH, ^ h>-CH₀NHC-H-

Zu einer kalten auf Bttia G gshr.ltenisn Lösung von 26 _s3 g O_s37 Mol) Cyclopropylmethylamin in etvia S00 ml Methanol wurden 21,5 g (0,37 Mol, Pi*opionaldehyd wnd 2 g eines Kata* lysators aus 5 % Palladium auf Aktivkohls zugesetzt» Daa Gemisch wurde 20 Stunden lang bei ZIranertemperatur unter einem Wasserstoff drunk von 3*02 afctt la «:lne:p 5^D ml - Pars·- Hydriervorrichtung hydriert, wobei fü;.¹· die eigentliche Umsetzung ®twa 2 Stmvulisii, fiirfordßrllsh wB^esi. Dar Katalysator

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^!!iT-.:^l;i:!py!IBj|ii!!ll||ni!RI!lj|:Hjj|l!!:r!|j::m>-:||:-.jj.. ;..;

- 35 -

ab filtriert mtä &&t Fiitrat wurde aurel· eine 30 cm }.s,ngci_fl nifc (Sleaperlen &.«i«e-kte "KcX^nr.n dorifii.i.Xiert., vebei 3-S „S> g <Ausbeute 3C %} Gj-c AopropyXra^thylpropyl&misi _s ' P·™ 68 tie 6$^QC₉ erli&lbs^

.CH₂IIH₂ ^ G₂H₅CBB

zn eiwe-r kalten, auf efewr O⁰O gebalü^n^R Lösung von 1^,2 g (0,20 Mol) CyelöprogFlm^Gityiamin ist etna 80 »al Methanol *mr«5en 11,6 g <O_S2O Mol) FropionaMehyd ^ηά I₅M g Plafcinoxyd Kiigesetst. Das QemiHch Wurde bei Ziinroer^&rapsjiatur 2 i/2 Stunden !eng unter cineis Wasserstoffdrack von 2,67 biß 3»73 atü 'in einer 500 ml - Farr-K^iriei-vorr? chtvui^ hydriert 5 die Umwar naen 15 Klß^tsn praktisch vollständig. Der Kata- !a^rfi© abfiifcricrt. und dae F:il*--rat wurde mittels Gaschromatografie untersucht; es en^br.clt '.8^ β (Ausbeute 82 Jf) CyclopjropylmethylpropylsiRisi νηά pruKti^sh kein 3utyJ.propylamin. Die flüchtigen Äntöile wsräc«: ans6^2.iG&end du?eli Destillation durch «ine 30 on? lange, hI^ ölaspcrlsn gepaalct-e Kolonne bis wu einer Maximaltei^>sratt!r im Desti!J.£^:ions?coIb$n von ⁰ abgetrennt, wobei iß»3 gCÄöFbeute 72 JE}' propyleroin erhalten

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Beispiel 10

Pt /C

Zu einer kalte«, auf etwa 0° gehaltenen Lösung von 1*1,2 g (0,20 Mol) Cyclopropylmethylamin in ungefähr 30 ml Methanol wurden 11,6 g (0,20 Mol") Propion-aldehyd und 3 g eines Katalysators aus 5 % Platin auf Aktivkohle zugesetzt. Das Gemisch wurde 1 1/2 Stunden lang bei Zimmertemperatur unter einem Wasserstoff druck von 2_s8l bis 3 »80 atü in einer 500 ml·» Parr-Hydriervorriehtung hydriert 1 nach etwa 12 Minuten war die Umsetzung praktisch vollständig. Der Katalysator wurde abfiltriert und das Filts»st wurde gasehroroafcografisch untersucht; es enthielt I¹Ij¹I g(Ausbeute βk %} Cyclepropylmethylpropylamin und praktisch kein Butylpropylam-in. Die flüchtigen Anteile wurden durch Destillation durch eine 30 m lange mit Glasperlen gepackte Kolonne bei e-inex* Maxim&ltemperatur im Destillationskolben von 130° abgetrennt, wobei 12,0 g (Ausbeute 5¹I Jf) CyclopTOpylmethylpropylasnin erhalten

Beispiel 11 „

2 2

_Rh/C

Zu einer kalten auf @twa O gehaltenen Lösung von IiJ,2 g (0,20 Mol) Cyclopropylmefchylamin in ungefähr 40 ml Methanol

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wurden 11,6 g (0.,20HoI) Proplonaldehyd «Ώ& 3 g "sines lysators &UB 5 % Rhodium auf Aktivkohls 'zugefügt <> Da» Gemisch marc!© ¹J Stunden lang bei Zimmert ©sipöratm¹- ■uüter Einern Wasserstoff druck'von -2,7* bis 3.32 atü in eines» SCO ml - Parr-Hydriervorrichtunghydriert, Der· Katalysator wui?de sind das Filferat wurde ga^uhromiatogi'afieuh untersucht; es enthielt '10,5 g(Ausbeute §1 %) Cyclopröpylsnethyipropylaniin.

C₃H₇OH

BaCr

Ein demieoh von 11,2 gCO.,16 Mol) Cyclopropylmethylamin-,' 9,6 g C0,16- Mol) Propanol und 5 g sines Katalysators aus 90 MoIJi Kupf@F©hromifc und 10 Mol!« Bariumchromit wurde ¹J Stunden lang b@i 200° unter 70 atü tfaeserstoffdruck in einem 300 Ml SchÜttelautoklaven aus rostfreiem Stahl hydriert» Der Katalysator trardö abfiltriert und das Filtrab wurd© gaschromatografisch untersucht; ©s wurde eine-Au8boute.A^f-©n propylmathylpropylamin erhalten.

8 g v{Oj25 Mol) M-i*¥'i.»>-ⁱ-^>I.lLdft;v}yöT.jj>Ä⁾opYliiiÄthyäömin wurden ISO Ml M-'ithanoi gtrrlf Jt , iW'.-i J,;! ü' f-'iij-t;.;· LiUu? mit

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stoff bei 170 r&'iluziert&n pulverisierten Kupf«3?oxyde in einer Konzentration von 30 % auf Kiss el säure enthielt, Apstshlieföend imrdu isri ei'/»«*■ Parr-Sshütfc8l7Oj;«ri'Cih£3irig ? Stunden lang bei 80° hydriert _£, wobai der Aiii's.vügsärüö'K 3,52 attt tos·-·

Eine gaschro/natogrEsfisshe UnterswchuRg des Produktes seigte eine Ausbeute von 13»7 g
amin an ο

Beispiel i^l

27»8 g (0,25 Mol) N-PropylidencyclopropylmethylEmin wusrden in 150 ml Methanol gelöst, das 64,0 g eines aus Kupferoxyd und Wassarstoff frisch hergestellten Kupferpulvera enthielt-Anschließend wurde in eir-ss· Parr-Schüttalvor^ishfeüng 9 Stunden lang bei 80 und einem Anfarsg-awaasarstoffilratsk von 3 »52 atü hydriert. Gemäss der gaschromatogr-aiisi-ihfesi Analyst wurden 1^,5 g (51 %) Cyelopropylrasthylpropyriiiuiiin erhalten.

Beispiel 15

22,2 g (0,20 Mol) N-Prepyiidencyölopropylnethyisatin wurden in 80 ml Methanol gelöst. 5Su dieser Lösung vuP'.i*n i»50 «ir aines Katalysators aua 5 % Platin auf Cal&l^ii^a^bo^ät auge fügt und das gesarote Qemißöh würde bei ZimnBrfcimipsimbu? 20 Sturzen lang hydriert. Dia gaschSOinatograflaeh··; Aiiäl.?se des zeigte ßiin<e Äuabewts vom 19_s,5 % an ? juJi prc.^ ami π BM,

BAD ORiQlNAL

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■ r

- 39-

Beispiel 16 _w

ⁿ2

C₂H₅CHO

Zu einer¹ kalten c.uf etwa 0^{> gehaltenen Losimg von 11,2 g (0,20 Mol) Cyolopropylmetbylamin Ir. e'*wa 80 ml Methanol wurdan ϋ_Γβ g(0,20 Mol} Propionaldehyd und 3 g eines Katalysators aus 5 ίί Rhodium auf Tonerde gegeben« Das Gemisch yurde i6 Stunden lang bei Zimmertemperatur untei? einem Wasserstoffdruck von 2^39 bis J.,*5 atti in'einer 500 ml -* Parr-Hydriervorrichtiang hydriert; die Utnsetssung wai¹ nach etwa i Stunde praktisch vollständig« Der Katalysator wurde abfiltrierfe und das Filtrat wurde gaschromatografisch untersucht; es erifehieit a.lß Hauptbestandteil Butylpropylamin.'

Beispiel 17 " v.

Ein Gemisch aus .8,4 g Raney Nickel (Nr. 28 der W.R. Grace & 0o. in wäßriger Suspension), 67 g (1,00 McI) Cyclopropylcyanid mti etwa 3*1-g (2,00 Mol) wsserfreiera. Amm^nialc wurde 16 Stunden lang bei 50⁰C unter 70 atü Wasserstofforaek In einem 300 ral-Schüttelautoklaven aus rostfreiem Stahl hydriert; die ficaktion war nach 1 Stunde prakfcisör vollständig. Anschließend vvvue Autoklav'belüftet, so cRß dsr Aicnh-niak entweiehen'

209810/185 3 BADORlGiNAl.

Der Katalysator tostcI© abfiltriert, wSi&i ein Filtrat 55 g (Ausbeute 77 JE) (tycloppopylnurthylainln isurüclcblieb

Beispiel 18

^R5 - . ^
Pfc/CaCO₃

Ein Gemisch von 25,5 g (0,20? Mol) N-Propylidencyelopropylmethylamin in einer Reinheit von $0 % ηηύ ^86 mg eines Katalysators aus 5 Ji Platin auf Calciumcarboüiat wurde *J Stunden lang bei Zimnertempsr&tur unter einem Wasserstoff druck von 35 atü in einem 300 ml -Schtittelautoklitven aus rostfraiem Stahl hydriert; die Ums&tsimg! war nach 45 Minuten praktisch vollständig. Der Katalysator wurde abfiltriert und das PiI-trat wurde gaschromatografisch untersucht j ks enthielt 21₉7 g (Ausbeute 93 JE)

SAD ORJGiNAL

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Claims (2)

1. ssur Herstellung von
   d@s*en Cyelopropylrisig gegebenenfalls durtih ϋ* bis Cj. Alkylreste subsüjit«i©pt ist, dad^rsh gekimn^eichnet, daß

   a) ©in gegebenenfalls im Cyciosiröpylping dws»©h C^ bis Gj. Alkylgruppen substituiertes öycloprop^löyanid mit einem Alkylamin in Gegenwart von Wasserstoff una einem Katalysator unter einem Dmaek uüö bei ein«r Temperatur, bei d©3? eine Hydrogenolyss« des Cyclopropy!cyanide vermieden wird, au dem entspr-aehendesi Cyelopropylntsthylalkylamin umsetsit, oder

   b) ©in gegebenenfalls im Cyclopropylring mit- C^ bis C₁₄ Älkylresten substituiertes Cyelopropyliftg-Shylamin mit ©inem Keton, Ald-ahyd oder"-Alkohol in Gegenwart von Wasserstoff und in Gegenwart eines Katalysators bei einer Temperatur nand unter ©inem Druek, bei der eine Hydrogenolyse des Cyclopropylmethylamins vermieden wird, SU einem-Oy>ulop.ropylmethylalkyIfjimi 11 wmaetat, ader

   <s) ein C₁ bis Gu Alkyl'h&logeni*! b«,d sin st* für» die Bewirkung der Umsetiung auss-eichenden- TöMpö^at^.¹· m?.t einem Oyalo--

   BAD ORKaWAL 209810/1853

   2, Verfahren gasuäes hnaimvsh I₃ <3fiüMi^asb ^Qksnmz-r amn untar a) als Kaialya&^üv Hi^diiton ,a?x? Kohl©

   ? -feiü*:·,

   **m gamäss AMa^iPUöh i,

   untsx* a) bei oinw Te^parätut? im ur_:?t±^h von O bis 10O⁰C

   man «ntar a) als Alkylamin Pi/opylsEln ti Lrueta^

   5. Verfahren gamäaa dtn
2. 2.

   uhnet, daÄ s.au *iin gegcsiüb/^nfalls sait 0. bin C

   ein©3 radikal!sehen Κευλϊ5Τθίΐΐο^^Γί nit Br^ ent gegen der Regel von Karkownikoff zn d&ra ^η'; den 1-Βχ·θΒΐ-3-ΰΙί1θΓρ£'·Γ)ίία!ΐΐ uin.Böfcz-S -ί^ώ difeis-*.; 10."Lt »iiiem ^:tu üe?5i i^ifcspreciientlsu ^ -ühj.Dir.rifc.v'ii L-si-igJ , das mit ainem .i.lka'lihydrj/y.l i« daß <ijiba Cjfciopropylöyanid übiirfü.hyt und iv.hliei.'riL^fsli gamäsa a weiterbehandelte wird.

   Anspruch i, datiut^sh gslitv ^,i^siciro^ä;, 6.aß man unter b) a3s Katalysator Rhodium ai· f i0 hi^j, Images ■ freies..IC^pfer^tiromit »iifö ein^m (ieh-ilfc mm i bis ϊ.ΰ

   ORIGINAL 209810/ 1853

   i-Of-dt y\t*i* Kupfern? taut ^οϊιήζακ ■'."*?..-:? Kieselsäure

   des Verfahrene des Anspru&hs i,_r. tj, dadurch

   t» daß- num *in geeebcnenfalle rait C^ bis G^ y im Cyslöpi*opylring eubstituäsmes Cyc*opropyl»

   wa fchyliiniin mit einem iildehyd oder» Keton in Gegenwart; einss Alkali- oder ErdalkeliJnydroxyöB su dem entsprechenden M-Älkylidensyclopropy.\amin umsc-trit, dis wäßrige, das Metallxj'ä entSialteiiöe Schicht vcn der ergßSuioshun, das

   ü'-AlkyJ.idencyclopropylnethylarain enthaltenöen Schioht &btand

   t-rennt /das N-AUcyliä^itoycIopropylmethylaiain in G von Rhodium auf Kohle« Kupfer tuf Kisoelsätirs, Kupfer 111 Tonerde· odor Platin mit Ctlciumsarbonat- als- Katalysator hydriert.

   Abwandlung des Verfahrt:::"» gfcinä&s Anspruch 7.. daduieh gekennzeichnet» daß ιηεπ ein gegsbcüifinfalls im Cy.lorsopyS-ring mit C- bis Q^ Alf.y?^este;', rsutatituierfees Cyclcprofjlr.yaßid hydriert und arschließsnö öng hydrieröe Gysriü irit einem Aldehyd oder Kefesi in Gsgönwart ©in-sr Base ir dft entsprechende N-Alkyiid«neycX«p ^-pylmethyleinin

   BAD 209810/1853

   9· Abwandlung des Verfahrene geraäss Anspruch 8_$. dadureh gekennzeichnet, daß man sin gegebenenfalls rait C₁ biß C^-Alkylresten 'substituiertes Allylchlorid rait Brc>m~ wasserstoff in Gegenwart eines radikalisehen Katalysators entgegen der Markownikoff-Rc^sl in da® entsprechende l-Brom-3-chlorpropan überführt, das Bromehlorpropen mit Metallcyanid in das Jf-Chlornitr.il umwandelt, das Nitril mit Alkalihydroxyd in das entsprechende Cyclopropylcyanid überführt» das Cyclopropylcyanid hydriert und schließlich das hydrierte Cyclopropylcyanid mit einem Halogenid oder einem Keton in Gegenwart einer Base zu dem entsprechenden N-Alkylidencyclopropylmethylamiri reagieren läßt.

   ugs:sch.

   BAD

   209810/1853

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