DE2129332B2 - Verfahren zur Herstellung von 1,13-TriaIkoxy-2-cyanpropanen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 1,13-TriaIkoxy-2-cyanpropanenInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C255/00—Carboxylic acid nitriles
- C07C255/01—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C255/11—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to acyclic carbon atoms containing cyano groups and singly-bound oxygen atoms bound to the same saturated acyclic carbon skeleton
- C07C255/13—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to acyclic carbon atoms containing cyano groups and singly-bound oxygen atoms bound to the same saturated acyclic carbon skeleton containing cyano groups and etherified hydroxy groups bound to the carbon skeleton
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Description
in der einer der Reste X und Y für ein
Wasserstoffatom und der andere for ein Chloratom
steht oder X und Y gemeinsam eine Bindung zwischen dem Kohlenstoffatom in 1-Stellung und
dem Kohlenstoffatom in 2-Stellung bilden, mit einem Alkalialkoholat oder mit einem alkoholischen
Alkalihydroxyd bei einer Temperatur von etwa 00C bis zum Siedepunkt des verwendeten Alkohols
umsetzt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalialkoholat Natriummethylat verwendet
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als alkoholisches Alkalihydroxyd methanolisches Natriumhydroxyd verwendeL
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von l,l,3-Trialkoxy-2-cyanpropan, die als
Zwischenprodukte Für die Herstellung von Vitamin Bi und seinen Derivaten bekannt sind.
l,lr3-Trialkoxy-2-cyanpropane wurden bisher unter
Verwendung von Acrylnitril als Ausgangsmaterial hergestellt (Journal of the American Chemical Society
()7. 1505 [1945] und Japanische Patentschriften 3924/
1955 und 9979/1956). Bei diesen bekannten Verfahren sind jedoch mehrere zusätzliche Materialien, nämlich
ein Alkalialkoholat, ein Alkalihydroxyd, Ameisensäure, Methanol und Dimelhylschwefelsäure erforderlich. Die
Reaktionsstufen bei diesen Verfahren sind ziemlich kompliziert, außerdem ist die Ausbeute an der
gewünschten Verbindung sehr schlecht Es wurde nun gefunden, daß die Umsetzung von bestimmten Chlorcyankohlenwasserstoffen mit einem Alkalialkoholat oder
alkoholischem Alkalihydroxyd zu l,l,3-Trialkoxy-2-cyanpropanen führt und daß dabei die Nachteile der
bekannten Verfahren ausgeschaltet werden können.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß die Herstellung von l,1,3*Trialkoxy-2-cyanpropanen, die
geeignete Zwischenprodukte für die Herstellung von Vitamin Bi und seinen Derivaten sind, in hoher
Ausbeute nach einem einfachen, großtechnisch durchführbaren Verfahren, bei dem wenig zusätzliche
Materialien verwendet werden, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Chlorcyankohlenwasserstoffe der allgemeinen Formel
H 'N
\|l) KlV
C-C
/ i I \
Cl X Y CH2CI
in der einer der Reste X und Y für ein Wasserstoffatom
und der andere für ein Chloratom steht oder X und Y gemeinsam eine Bindung zwischen dem Kohlenstoffatom in I-Stellung und dem Kohlenstoffatom in
2-Stellung bilden, mit einem Alkalialkoholat oder einem
V) alkoholischen Alkalihydroxyd bei einer Temperatur von
etwa 0°C bis zum Siedepunkt des verwendeten Alkohols umsetzt.
Als Chlorcyankohlenwasserstoffe der Formel I, die als Ausgangsmalcrialien verwendet werden, kommen
>-> die folgenden vier Verbindungen in Frage:
Siedepunkt | Schmelz | |
punkt | ||
eis-1 ..W)ictili>r-2-tyan|>r(>pen | 105 C/20 mm I Ig | - |
lrans-l.3-I)ichlor-2-cy;inpropcM | Hii-87 (720 mm Hg | - |
1,1,3- f fichlor-2-cy<inpropan | 84-85 (V 8 mm I Ig | - |
1,2.3-ΙΊ ic hl()r-2-LViinpropiin | V) -80 ( /10 mm I Ig | 23 C |
Diese Chlorcyan kohlenwasserstoffe können durch die nachstehend dargestellten Reaktionsstufen hergestellt
werden:
Gasphasen-
CH1
C-CN
CH2
2-Cyanpropen
(Methacrylnitril)
CH2CI
*C—CN
Il
CH2
3-Chlor-2-cyanpropen
Flüssigphasenchloriening
CH2C!
Cl-C-CN
Il
CH2Cl
CH2Cl
>C—CN
Il
CHCI
Flüssigphasenhydrochlorierung
1,3-Dichlor-2-cyanprüpen
IA3-Trichlor-2-cyanpropan
CH2Cl
H—C—CN
CHCl2
1,1,3-Trichlor-2-cyanpropan
Methacrylnitril wird mit Chlorgas bei etwa 250 bis
600° C in Gegenwart oder Abwesenheit eines Inertgases (z. B. Stickstoff und Kohlendioxyd) zusammengeführt,
wobei ein Gemisch von 3-Chlor-2-cyaMpropen und cis- und trans-13-Dichlor-2-cyanpropen gebildet wird. Diese Verbindungen werden nach üblichen Methoden, z. B.
durch Fraktionierung, getrennt 3-Chlor-2-cyanpropen wird mit Chlorgas in Gegenwart eines Lösungsmittels
vorzugsweise unter der Einwirkung von Strahlung einer Wellenlänge, die nicht größer Ist als c.e des sichtbaren
Lichts, zusammengeführt, wobei 12rJ-Trichlor-2-cyanpropan gebildet wird. Das 1,3-DiChIo 2-cyanpropen
wird in einem Lösungsmittel gelöst In die Lösung wird trockenes Chlorwasserstoffgas bei -5° bis +5"C
eingeleitet wobei l,lr3-TrichIor-2-cyanpropan gebildet
wird. Diese Verfahren sind in der US-PS 35 15 743 und JA-PS 5 50 771 beschrieben.
Durch Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung in Kombination mit den oben beschriebenen
Chlorierungs- und Hydrochlorierungsstufen kann somit
l,l,3-Trialkoxy-2-cyanpropan praktisch aus Methacrylnitril in einfachen Verfahrensstufen hergestellt werden,
wobei nut Chlor, Alkohol und ein Alkohol und ein Alkalihydroxyd als Hilfsstoffe verwendet werden und
die gewünschte Verbindung in einer sehr hohen Gesainiausbeute erhalten wird.
Die Alkoholkomponente des Alkalialkoholats ist vorzugsweise ein aliphatischer einwertiger niederer
Alkohol mit 1 bis 3 C-Atomen. Als Alkalialkoholate eignen sich für die Zwecke der Erfindung beispielsweise
Natriummethylat, Natriumäthylat, Natriumisopropylat, Kaliummethylat, Kaliumäthylat, Kaliumisopropylat, Li
thiummethylat, Lithiumäthylat und Lithiumisopropylat
Diese Verbindungen werden durch Umsetzung des Alkalimetalls mit dem entsprechenden aliphatischen
einwertigen niederen Alkohol nach üblichen Verfahren hergestellt
jo gen von Älkalihydroxyden (z. B. Lithiumhydroxyd,
aliphatischen einwertigen Alkohol mit 1 bis 3 C-Atomen
(z. B. Methanol, Äthanol und Isopropanol).
Das Alkalialkoholat oder das alkoholische Alkalihy-η droxyd wird in einer Menge von wenigstens 3 Mol,
gerechnet als Alkohol, pro Mol der Ausgangsverbindung der Formel (I) verwendet Die Reaktion geht auch
in Abwesenheit eines Lösungsmittels vonstatten, jedoch ist die Verwendung eines Lösungsmittels im allgemei
nen zweckmäßig. Als Lösungsmittel eignen sich für
diesen Zweck beispielsweise Alkohole wie Methanol und Äthanol, Ketone wie Aceton und Methylethylketon,
Äther wie Dimethylälher, Diäthyläther, Methyläthyläther und Tetrahydrofuran sowie Kohlenwasserstoffe,
z. B. n-Hexan, Benzol, Toluol und Xylol.
Die Reaktion wird bei einer Temperatur von etwa 00C bis zum Siedepunkt des verwendeten Alkohols,
vorzugsweise im Bereich von etwa 0°C bis Raumtemperatur durchgeführt.
■ο Als Produkt wird das gewünschte l,l,3-Trialkoxy-2-cyanpropan gebildet, in dem der Alkoxyrest der
verwendeten Alkoholkomponente entspricht. Die Reaktion gemäß der Erfindung kann schematisch wie folgt
dargestellt werden:
Il
(I
CN
I I \ MOR oiler MOH in ROH
X V (H,Cl KO
CN
/
c cf|
I \
OR CH,OR
Hierin haben X und Y die oben genannte Bedeutung ;
M ist ein Alkalimetall und R ein niederer Alkylresi mit I
bis 3 C-Atomen.
Die erfindungsgemäO hergestellten Verbindungen
können in bekannter Weise (z. B. nach «lern Verfahren
der JA-PS J97fi/1957) in Vitamin B, umgewandelt
werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, in der die Mengenangaben in Teilen sich auf
das Gewicht beziehen, falls nicht anders angegeben, und
Gewichtsteile zu RmunteHen sich wie Gramm zu
Kubikzentimeter verhalten,
Zu einer aus 5,1 Teilen metallischem Natrium und 100
Raumteilen Äthanol hergestellten äthanolischen Natriumäthylatlösung
werden tropfenweise unter gutem Rühren 13,6 Teile cis-lß-Dichlor-2-cyanpropen innerhalb
von 30 Minuten gegeben, während die Temperatur durch Kühlen bei 5 bis 10° C gehalten wird. Das Gemisch
wird dann 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, um die Reaktion stattfinden zu lassen. In das Reaktionsgemisch
wird Kohlendioxydgas zur Neutralisation eingeleitet Das Äthanol wird abdestilliert Nach Zugabe von
50 Raumteilen Wasser zum Rückstand wird das Gemisch 2mal mit je 20 Raumteilen Äthyläther
extrahiert Zur Atherschicht wird 1 Teil pulverförmiges wasserfreies Kaliumcarbonat gegeben. Das Gemisch
wird getrocknet, indem es über Nacht stehengelassen wird. Das Kaliumcarbonat wird abfiltriert und das
Rltrat fraktioniert, wobei 17,2 Teile l,l,?.-Triäthoxy-2-cyanpropan
als Hauptfraktion vom Siedepunkt 101 bis 102°C/3 mm Hg erhalten werden. Ausbeute 97%.
Zu einer Lösung von 83 Teilen Natriumhydroxyd in
100 Raumteilen Methanol werden tropfenweise innerhalb von 30 Minuten unter gutem Rühren 13,6 Teile
trans-13-DichIor-2-cyanpropen gegeben, während die Temperatur durch Kühlen bei 5 bis 10°C gehalten wird.
Das Gemisch wird zur Durchführung der Reaktion 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt Zur Neutralisation
wird Kohlendioxydgas in das Reaktionsgemisch eingeleitet Das Methanol wird abdestilliert Der
Rückstand wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise behandelt, wobei 15,1 Teile l,13-Trimethoxy-2-cyanpropan
vom Siedepunkt 93—94°C/3mm Hg erh<en
werden, Ausbeute 95%,
Zu einer Lösung von 18,5 Teilen Kaliumhydroxyd in 100 Raumteilen Äthanol werden tropfenweise innerhalb
von 30 Minuten unter gutem Rühren 17,2 Teile l.l^-Trichlor^-cyanpropan gegeben, während die
Temperatur durch Kühlen bei 5 bis 10° C gehalten wird.
Das Gemisch wird zur Durchführung der Reaktion 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt In das Reaktionsgemisch
wird Kohlendioxydgas zur Neutralisation des Systems eingeleitet Das Äthanol wird abdestilliert
Der Rückstand wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise behandelt, wobei 16,8 Teile l,U-Triäthoxy-2-cyanpropan
vom Siedepunkt 101 — 102°C/3mm Hg erhalten werden. Ausbeute 95%.
Zu einer aus 7,4 Teilen metallischem Natrium und 100
Raumteilen Methanol hergestellten methanolischen Natriummethylatlösung werden tropfenweise innerhalb
von 30 Minuten unter gutem Rühren 17,2 Teile l^J-Trichlor-2-cyanpropan gegeben, während die
Temperatur durch Kühlen bei 5 bis 10°C gehalten wird. Das Gemisch wird zur Durchführung der Reaktion 30
Minuten bei Raumtemperatur gerührt In das Reaktionsgemisch wird Kohlendioxydgas zur Neutralisation
des Systems eingeführt Das Methanol wird abdestilliert Der Rückstand wird auf die in Beispiel 1 beschriebene
Weise behandelt, wobei 15,4 Teile l,U-Triäthoxy-2-cyanpropan
vom Siedepunkt 93—94°C/3 mm Hg erhalten werden.
Ausbeute 97%.
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von 1,1,3-Trjalkoxy-2-cyanpropan, dadurch gekennzeichnet,
daß man Chlorcyankohlenwasserstoffe der allgemeinen Formel
H CN
\(D [2\/
C~C
/I l\
Cl X Y CH2CI
15
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