DE2106650A1 - Process for the production of acetoacetamide - Google Patents
Process for the production of acetoacetamideInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von AcetoacetamidProcess for the production of acetoacetamide
Es ist "bekannt, Acetoacetamid aus Ammoniak und Diketen herzustellen, wobei die Durchführung des Verfahrens in der Gasphase in der DAS A 112 510 beschrieben wird. Das Problem der Abführung der Reaktionswärme wird in diesem Pail dahingehend gelöst, daß man ein Inertgas, z. B. Stickstoff, als Verdünnungsmittel anwendet. Im Beispiel 1 werden bei einem Durchsatz von 0,1 g Hol 500 1 Stickstoff benötigt. Daraus ergibt sich, daß dieses Verfahren nicht besonders geeignet ist.It is "known to produce acetoacetamide from ammonia and diketene, the process being carried out in the gas phase being described in DAS A 112 510. The problem of dissipating the heat of reaction is solved in this package by using an inert gas, e.g. Nitrogen is used as a diluent In Example 1, a throughput of 0.1 g Hol 500 liters of nitrogen are required, which means that this process is not particularly suitable.
Vorteilhafter ist dagegen das Arbeiten in wäßriger, möglichst konzentrierter Lösung. So wird bei dem Verfahren der schweizerischen Patentschrift 287 558 die Umsetzung von Diketen mit Ammoniumcarbonat in wäßriger lösung beschrieben. Die Nachteile dieses Verfahrens sind jedoch der verhältnismäßig hohe Preis des Ammoniumcarbonats und auch die dabei stattfindende Eohlendioxidentwicklung, die ein kontinuierliches Arbeiten sehr erschwert, wenn nicht gar verhindert« . ·On the other hand, it is more advantageous to work in an aqueous solution that is as concentrated as possible. So will the procedure the Swiss patent 287 558 the implementation of diketene with ammonium carbonate in aqueous solution. The disadvantages of this method are However, the relatively high price of ammonium carbonate and the evolution of carbon dioxide that takes place. which makes continuous work very difficult, if not prevented at all «. ·
Es ist'weiterhin bekannt, daß konzentrierte, wäßrige Acetoacetamidlösungen hergestellt werden können, indemIt is also known that concentrated, aqueous Acetoacetamide solutions can be prepared by
man Wasser, Ammoniak und Diketen in eine wäßrige Acetoacetatamidlösung mit dem gleichen Acetoacetamidgehaltone water, ammonia and diketene in an aqueous acetoacetate amide solution with the same acetoacetamide content
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wie die herzustellende Lösung einführt und die Wärme durch Kühlung ableitet (DAS 1 125 418). Da reines Acetoacetamid hygroskopisch ist, erfordert die Abtrennung des Wassers aus diesen Lösungen einen ziemlichen technischen Aufwand. Die Schv/ierigkeiten erhöhen sich außerdem durch die Wärmeempfindlichkeit des Acetoacetamids. how the solution to be produced is introduced and the heat dissipated by cooling (DAS 1 125 418). There pure Acetoacetamide is hygroscopic, separating the water from these solutions requires quite a bit technical effort. The difficulties are also increased by the heat sensitivity of acetoacetamide.
Schließlich wurde die Reaktion auch in indifferenten, organischen Lösungsmitteln durchgeführt (Äther, Benzol). Wegen der geringen Löslichkeit des Acetoacetamids in diesen Medien sind in diesem Fall große Lösungsmittelmengen erforderlich. Außerdem bilden sich Nebenprodukte, insbesondere S^-Dihydroxy-G-methyl-J-acetyl-pyridin (Houben-Weyl 714 Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1968, S..253), deren Abtrennung zumindest einen zusätzlichen Yerfahrensschdtt (TJmkristallisati<?ji),-- erfordert.Finally, the reaction was also carried out in inert, organic solvents (ether, benzene). Because of the poor solubility of acetoacetamide in these media, large amounts of solvent are used in this case necessary. In addition, by-products are formed, in particular S ^ -dihydroxy-G-methyl-J-acetyl-pyridine (Houben-Weyl 714 Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1968, S..253), the separation of which is at least one additional Yerfahrenschdtt (TJmkristallisati <? Ji), - requires.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren ~ zur kontinuierlichen Herstellung von Acetoacetamid in flüssiger Phase aus Diketen und Ammoniak, das diese Nachteile beseitigt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Methanol, Äthanol oder Chlorkohlenwasserstoffe mit Siedepunkten zwischen 12 und 80° C, vorzugsweise 40 bis 65° C verwendet werden, die Reaktion bei 10 bis 80° C, vorzugsweise zwischen 20° und 60° C durchgeführt und das Reaktionsprodukt kontinuierlich von den Reaktionskoiriponenten getrennt wird.The present invention relates to a method ~ for the continuous production of acetoacetamide in the liquid phase from diketene and ammonia, which has these disadvantages eliminated. The method is characterized in that methanol, ethanol or chlorinated hydrocarbons are used as solvents with boiling points between 12 and 80 ° C, preferably 40 to 65 ° C are used, the reaction carried out at 10 to 80 ° C, preferably between 20 ° and 60 ° C and the reaction product continuously from the reaction components is separated.
Es können alle für die kontinuierliche Pahrweise geeigneten Apparaturen angewandt werden, mit der Maßnahme, daß im Falle der Verwendung von Methanol oder Äthanol als Lösungsmittel die Verweilzeit nicht 2 Stunden überschreiten darf. Dagegen soll bei Verwendung von Chlorkohlenwasserstoffen die Verweilzeit höchstens 10 Minuten betragen.It can all be suitable for continuous mode Apparatus are used with the measure that in the case of using methanol or ethanol as a solvent the dwell time must not exceed 2 hours. On the other hand, when using chlorinated hydrocarbons the dwell time is a maximum of 10 minutes.
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Acetoacetamid wird ganz oder teilweise vom Lösungsmittel abgetrennt und die Mutterlauge ganz oder teilweise zusammen mit dem Lösungsmittel im Kreislauf geführt.Acetoacetamide is completely or partially from the solvent separated and the mother liquor wholly or partially circulated together with the solvent.
Als Chlorkohlenwasserstoffe können beispielsweise Äthylchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Dichloräthylen, insbesondere Methylenchbrid, verwendet werden.As chlorinated hydrocarbons, for example, ethyl chloride, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethylene, especially methylene hybrid can be used.
Für die Durchführung der Reaktion lassen sich für die kontinuierliche Fahrweise geeignete Apparaturen, wie z. B. mit Überläufen ausgestattete Gefäße, Reaktionsrohre, Türme und Kreislaufapparaturen, vorzugsweise Fallfilm- oder Dünnschichtverdampfer, deren Heizung durch eine Kühlung ersetzt ist, anwenden.For carrying out the reaction, equipment suitable for the continuous mode, such as, for. B. vessels equipped with overflows, reaction tubes, towers and circulation equipment, preferably falling film or thin-film evaporators, whose heating is replaced by cooling.
Die Abtrennung vcn Acetoacetamid kann durch Abkühlen der Lösung und anschließender Filtration erfolgen. Gegebenenfalls wird ein Teil des Lösungsmittels vorher durch Destillation entfernt.The acetoacetamide can be separated off by cooling the Solution and subsequent filtration take place. If necessary, some of the solvent is previously removed by distillation removed.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten folgende Vorteile:The inventive method has compared to the previously known the following advantages:
1. Die verwendeten Lösungsmittel lassen sich ohne hohen Energieaufwand vom erzeugten Acetoacetamid abtrennen. Dabei entfällt die aufwendige Trocknung des anfallenden Reaktionsproduktes. 1. The solvents used can be separated from the acetoacetamide produced without high expenditure of energy. Included the time-consuming drying of the resulting reaction product is no longer necessary.
2. Durch das Kreislaufverfahren sind nur geringe Lösungsmittelmengon erforderlich.2. The circulation process means that there are only small amounts of solvent necessary.
3» Das Produkt fällt rein und in hoher Ausbeute an. Eine nachträgliche Reinigung ist nicht erforderlich.3 »The product is pure and in high yield. Subsequent cleaning is not necessary.
4. Zur Abführung der Reaktionswärme reicht normales Kühlwasser aus. Gegebenenfalls kann sie auch durch Kondensation des verdampfenden Lösungsmittels abgeführt werden.4. Normal cooling water is sufficient to dissipate the heat of reaction. If necessary, it can also be caused by condensation of the evaporating solvent can be removed.
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5. Me Bildung von Nebenprodukten z.B. 2,4-Dihydroxy-6-methyl-3-acetyl-pyridin, .aber auch ß—Aminocrotonsäureamid, 4-Amino-6-oxo-2,4-dimethyl-1,4,5»6-tetra-hydropyridin-3-carbonsäureamid, 6-0xo-2,4-dimethyl-i,6-dihydropyridin-3-carbonsäureamid und 3-(3-lmino-buten-2-oylamino) buten-2-säureamid (CH5-C=CH-CO-HH2 " wird nahezu5. Me formation of by-products eg 2,4-dihydroxy-6-methyl-3-acetyl-pyridine, but also ß-aminocrotonic acid amide, 4-amino-6-oxo-2,4-dimethyl-1,4,5 » 6-tetrahydropyridine-3-carboxamide, 6-0xo-2,4-dimethyl-i, 6-dihydropyridine-3-carboxamide and 3- (3-imino-buten-2-oylamino) buten-2-acid amide (CH 5 -C = CH-CO-HH 2 "becomes almost
() ) vollständig verhindert.()) completely prevented.
Mketen reagiert mit Methanol und Äthanol wesentlich rascher als mit Wasser. Es ist deshalb überraschend, daß Acetoacetamid sich in methanolischer und äthanolischer Lösung herstellen läßt. Dies ist insbesondere auch deshalb der Fall, weil basische Verbindungen die Acetessigsäureesterbildung stark katalysieren. Bei der Durchführung des Verfahrens konnte auch in der oftmals wiederverwendeten Mutterlauge kein Acetessigsäuremethylester (auch nicht gaschromatographisch) nachgewiesen werden.Mketene reacts much more quickly with methanol and ethanol than with water. It is therefore surprising that acetoacetamide can be produced in methanolic and ethanolic solutions leaves. This is especially the case because basic compounds cause acetoacetic ester formation strongly catalyze. When carrying out the process, the mother liquor, which is often reused, could also be found no methyl acetoacetate (not even by gas chromatography) be detected.
Weiterhin war keineswegs vorauszusehen, daß bei den kurzen Verweilzeiten in Fallfilm- öder Dünnschichtverdampfern die Reaktion quantitativ abläuft.Furthermore, it was by no means to be foreseen that with the short residence times in falling-film or thin-film evaporators the Reaction proceeds quantitatively.
Arbeitet man ohne Lösungsmittel unter Verwendung der gleichen Reaktioneapparaturen und Reaktionstemperaturen, so erhält man ein Produkt mit einem Schmelzpunkt, von etwa 46° C bis 15O0 C, öfters über 3OO0 C-Reaction is carried out without a solvent using the same Reaktioneapparaturen and reaction temperatures, one obtains a product with a melting point of about 46 ° C to 15O 0 C, often about 3OO 0 C-
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Beispiel example ΛΛ
In einen Dünnschichtverdampfer, dessen oberes Drittel mit einer Wasserkühlung ausgestattet war, wurden eine Lösung von 84 g Diketen in 100 ml Methylenchlorid, sowie 17 g Ammoniak von oben im Gleichstrom zudosiert. Der Durchsatz betrug 2 Mol/h, die Temperatur im Gasraum betrug 4 cm oberhalb der Wischerblätter 31-33 C.A solution was put into a thin-film evaporator, the upper third of which was equipped with water cooling of 84 g of diketene in 100 ml of methylene chloride and 17 g of ammonia are metered in from above in cocurrent. The throughput was 2 mol / h, the temperature in the gas space was 4 cm above the wiper blades 31-33 C.
Die Eeaktionslösung floß in einen Zwischenbehälter, wo sie auf 15°C gekühlt wurde. Dabei fiel die Hauptmenge des Acetoacetamids in Form weißer Kristalle aus.The reaction solution flowed into an intermediate container where it was cooled to 15 ° C. The majority of the Acetoacetamids in the form of white crystals.
Nach dem Absaugen wurde aus 70 % der Mutterlauge, Diketen und Methylenchlorid wieder eine Ausgangslösung mit gleicher Diketenkonzentration hergestellt und wie oben mit Ammoniak umgesetzt. Diese Verfahrensweise wurde mehrmals wiederholt. Das erzeugte Acetoacetamid war durchwegs weiß, der Schmelzpunkt' betrug 51 - 53° C.After suctioning off, a starting solution with the same diketene concentration was prepared from 70% of the mother liquor, diketene and methylene chloride and reacted with ammonia as above. This procedure was repeated several times. The acetoacetamide produced was entirely white, the melting point was 51 - 53 ° C.
'Von der abgezweigten Mutterlauge wurden ca. 80% des Methyienchlorids abdestilliert, die ausgefallenen Kristalle abgesaugt und mit .wenig kaltem Methylenchlorid gewaschen. Das Acetoacetamid wurde bei Raumtemperatur mit Stickstoff .getrocknet, -^x About 80% of the methylene chloride was distilled off from the mother liquor which had been branched off, and the crystals which had precipitated were filtered off with suction and washed with a little cold methylene chloride. The acetoacetamide was dried with nitrogen at room temperature, - ^ x
Ge samt ausbeute an reinem Produkt: 96 % Total yield of pure product: 96 %
In derselben Apparatur wurde der Versuch mit der halben Methylenchloridmenge (50 ml je 84 g Diketen) wiederholt. Die Temperatur im Gasraum des Reaktors betrug 38 - 40° CThe experiment was repeated in the same apparatus with half the amount of methylene chloride (50 ml per 84 g of diketene). The temperature in the gas space of the reactor was 38-40 ° C
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Bei analoger Aufarbeitung wurde ein reines, weißes Acetoacet.amid in einer Ausbeute von 97 %, bezogen auf Ammoniak und Diketen, erhalten.In an analogous work-up, a pure, white Acetoacet.amid was obtained obtained in a yield of 97%, based on ammonia and diketene.
Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde eine Lösung von 168 g Diketen in 1000 ml Tetrachlorkohlenstoff mit 54 g Ammoniak innerhalb einer Stunde umgesetzt- Die Temperatur im Gasraum wurde auf 45° C gehalten. Beim Kühlen der Eeaktionslösung fiel das Acetoacetamid als weiße kristalline Masse aus. Durch Einengen der Kutterlauge wurde eine 2, Fraktion erhalten. Die Trocknung geschah bei Raumtemperatur mit Stickstoff.As described in Example 1, a solution of 168 g of diketene in 1000 ml of carbon tetrachloride was reacted with 54 g of ammonia within one hour. The temperature in the gas space was kept at 45.degree. When the reaction solution was cooled, the acetoacetamide precipitated out as a white crystalline mass. A 2nd fraction was obtained by concentrating the cutter liquor. The drying was done at room temperature with nitrogen.
Ausbeute an reinem Acetoacetamid: 93 %<■Yield of pure acetoacetamide: 93% <■
In gleicher Weise, wie im Beispiel 1 ausgeführt, wurde eine Lösung von 84 g Diketen in 100 ml Methanol umgesetzt. Die Eeaktionslösung wurde eingeengt, gekühlt und das gebildete Acetoacetamid abgesaugt. Jeweils 70 % der Mutterlauge wurden analog Beispiel 1 im Kreislauf geführt. Die ausgeschleuste Mutterlauge wurde gesammelt und wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Getrocknet wurde das erhaltene Acetoacetamid bei 30 - 35° im-Stickstoffstrom.In the same way as in Example 1, a solution of 84 g of diketene in 100 ml of methanol was reacted. The reaction solution was concentrated and cooled, and the acetoacetamide formed was filtered off with suction. In each case 70 % of the mother liquor were circulated analogously to Example 1. The discharged mother liquor was collected and worked up as described in Example 1. The acetoacetamide obtained was dried at 30 ° -35 ° in a stream of nitrogen.
Gesamtausbeute an reinem Acetoacetamid: 95 % 51 - 52,5Total yield of pure acetoacetamide: 95 % 51-52.5
5°5 °
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Der gleiche Versuch wurde wie in Beispiel Λ ausgeführt mit.einem Drittel der Lösungsmittelmenge und einer Gasraumtemperatur von 50° G wiederholt.The same experiment was carried out as in Example Λ with a third of the amount of solvent and a gas space temperature of 50 ° G repeated.
Gesamtausbeute an reinem, weißen Acetoacetamid: 96 % Pp: 51 - 52,5° C.Total yield of pure, white acetoacetamide: 96 % Pp: 51 - 52.5 ° C.
Dieser Versuch wurde wie in Beispiel 1 mit 80 ml Methanol, Oe 84 g Diket«
durchgeführt.This experiment was carried out as in Example 1 with 80 ml of methanol, Oe 84 g of Diket «
carried out.
Oe 84 g Diketen und einer Gasraumtemperatur von 40 - 42° COe 84 g of diketene and a gas space temperature of 40 - 42 ° C
Gesamtausbeute an reinem, weißen Acetoacetamid: 95 % : 52 - 53° C.Total yield of pure, white acetoacetamide: 95 % : 52 - 53 ° C.
Die Verwendung von Äthanol als Lösungsmittel (80 ml je 84 g
Diketen) führte bei gleicher Gasraumtemperatur wie im Beispiel 6 und bei gleicher Reakti onsdurchführung und Aufarbeitung
zu einer Ausbeute an reinem, weißen Acetoacetamid von 96 %.
Fp: 51,5 - 53° C. The use of ethanol as a solvent (80 ml per 84 g of diketene) led to a yield of pure, white acetoacetamide of 96% at the same gas space temperature as in Example 6 and with the same reaction procedure and work-up.
Mp: 51.5 - 53 ° C.
Der Versuch Λ wurde ohne Lösungsmittel, aber sonst in ganz analoger Weise durchgeführt. Die Ausbeute an einer gelben, kristallinen Substanz betrug 94 %. Der Schmelzpunkt betrug 48 -125°C..The experiment Λ was carried out without a solvent, but otherwise in a completely analogous manner. The yield of a yellow crystalline substance was 94%. The melting point was 48-125 ° C ..
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Claims (6)
, durchgeführt wird.2.) Method according to claim 1, characterized in that
, is carried out.
verwendet werden.3.) Process according to claims 1 and 2, characterized in that such as chlorinated hydrocarbons
be used.
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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