DE2134328A1 - Verfahren zur herstellung von dicyanen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von dicyanen

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DE2134328A1
DE2134328A1 DE19712134328 DE2134328A DE2134328A1 DE 2134328 A1 DE2134328 A1 DE 2134328A1 DE 19712134328 DE19712134328 DE 19712134328 DE 2134328 A DE2134328 A DE 2134328A DE 2134328 A1 DE2134328 A1 DE 2134328A1
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complex
dicyano
iodine
dinitrile
reaction
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DE19712134328
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Jun William C Baird
John H Surridge
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
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Exxon Research and Engineering Co
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C253/08Preparation of carboxylic acid nitriles by addition of hydrogen cyanide or salts thereof to unsaturated compounds
    • C07C253/10Preparation of carboxylic acid nitriles by addition of hydrogen cyanide or salts thereof to unsaturated compounds to compounds containing carbon-to-carbon double bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/14Preparation of carboxylic acid nitriles by reaction of cyanides with halogen-containing compounds with replacement of halogen atoms by cyano groups

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Dicyanen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Bildung monoolefinischer Dicyanverbindungen, durch Umsetzung eines konjugierten Diolefins mit Cuprocyanid und molekularem Jod oder Cupribromid in Gegenwart eines aliphatischen, aromatischen oder alkylaromatischen Xohlenwasserstoffs mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen oder in Gegenwart eines chlorierten Kohlenwasserstoffs mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, « R. Tetrachlorkohlenstoff.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein konjugiertes Diolefin mit molekularem Jod und Cuprocyanid in einem inerten paraffinischen Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel umgesetzt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden monoolefinische Dicyanverbindungen durch Umsetzung eines konjugierten Diolefins mit Cupribromid und Cuprocyanid in Gegenwart eines inerten paraffinischen Kohlenwasserstoffs oder eines Chlorkohlenwasserstoffs hergestellt.
  • Die Herstellung von Dicyanverbindungen erfolgte gewöhnlich über die Dihalogenverbindungen. Die Dihalogenverbindungen werden erhalten, indem man einen Überschuß eines olefinischen Ausgangsmaterials mit einer begrenzten Sienge eines halogens umsetzt, oder indem man äquimolare Mengen an Halogen und Olefin in einem inerten Lösungsmittel zur Reaktion bringt.
  • Diese Verfahren besitzen den Nachteil, daß man große engen an korrodierenden und toxischen Idaterialien handhaben muß, und daß konkurrierende Nebenreaktionen wie die Bildung von Allyl und Yinylhalogeniden-und polyhalogenierten Verbindungen auftreten. Gemäß einem weiteren Verfahren zur Herstellung der Dihalogen-Zwischenprodukte wird ein Olefin mit einem Halogenid eines Metalls veränderlicher Valenz umgesetzt, wobei das Metallhalogenid zu einer niedrigeren Oxydationsstufe reduziert wird und man Ilalogenatome erhält, die an der Olefinbindung reagieren. dieses Verfahren benötigt hohe 'llemperaturen zur Verdampfung der ungesättigten Beschickung, ferner Katalysatoren auf einem Träger, z.B. Tonerde. T)em zweistufigen Verfahren zur Herstellung von Dicyanverbindungen haften somit notwendig alle Nachteile der bisher bekannten Halogenierungsverfahren an, zusätzlich vom Verlust an ijalogenid, da dieses irreversibel zu nicht-regenerierbaren anorganischen Nebenprodukten abgebaut werden kann.
  • An der zweiten Stufe des genannten zweistufigen Verfahrens wird das Dihalogenid mit einem Metallcyanid in alkoholischem Medium umgesetzt. Bei Verwendung eines alkoholischen Lösungsmittels gemäß der U.S. Patentschrift 2 342 101, das weder gegenüber den Dijod- noch den bibrombutenen inert ist, resultiert Solvolyse -dieser Materialien unter bildung von Sialkoxybutenen als unerwünschten Nebenprodukten. Die Verwendung von Metallcyaniden, z.B. Natriumcyanid, Kaliumcyanid und dgl. führt ferner zur Bildung der entsprechenden Metallhalogenide, z.J3. Natriumchlorid, als anorganische Nebenprodukte. Diese Salze lassen sich nicht leicht in Halogen und Metallcyanid umwandeln, so daß eine Regenerierung und Rückführung in die Reaktionszone nicht möglich ist. Das Halogen wird somit irreversibel in ein loalogenidanion überführt und geht für das System verloren. Die genannten Verfahren besitzen ferner den Nachteil niedriger Gesamtausbeuten, bezogen auf das Diolefin.
  • Di-Cyan-Verbindungen, z.B. Dehydroadipinsäurenitril, werden als chemische Zwischenprodukte und in der Polymerindustrie verwendet. Durch Hydrierung der Dicyan-Verbindungen erhält man Diamine, während die Hydrierung der Olefinbindung und anschließende Hydrolyse die zweibasischen Säuren ergeben.
  • Diese Produkte sind als Monomer der Faserherstellung sowie ü chemische Verfahren brauchbar.
  • Es wurde nun gefunden, daß mono-olefinische Dicyan-Verbindungen selektiv in holien Ausbeuten erhalten werden, wenn man ci konjugiertes biolefin mit Cuprocyanid und einem Halogen in rorm von Cupribromid oder molekularem Jod in Gegenwart eines alipnatischen, aromatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoffverdünnungsmittels umsetzt. Die Umsetzung erfolgt bei einer Temperatur zwischen etwa 25 und etwa 300°C und einem Druck zwischen etwa Normaldruck bis etwa 35 Atü.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein konjugiertes Diolefin mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen mit Cuprocyanid und molekularem Jod in Gegenwart eines aliphatischen , aromatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoffs oder Gemischen davon umgesetzt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden konjugierte Diolefine mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen mit Cupribromid und Guprocyanid in Gegenwart eines aliphatischen, aromatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoffs während ausreichender Reaktionszeiten unter Bildung von mono-olefinischen Dicyanverbindungen in hoher Selektivität umgesetzt. Die obigen Reaktionen werden in flüssiger Phase unter milden-Bedingungen in Gegenwart eines im wesentlichen wasserfreien, inerten Kohlenwasser-oder Chlorkohlenwasserstoffmediums durchgeführt. Die Tatsache, daß die obigen Reaktionen unter selektiver Bildung mono-olefinischer Dicyanverbindungen in inerten Kohlenwasserstoffen und Chlorkohlenwasserstoffen durchgeführt werden können, erlaubt die vereinfachte Abtrennung und egenerierung der Dicyanverbindungen aus dem Reaktionprodukt und die Regenerierung der Halogenquelle und des Netallcyanids.
  • Es wird angenommen, daß die Bildung der monoolefinischen Dicyanverbindungen in einem inerten Kohlenwasserstoff- oder Chlorkohlenwasserstoffverdünnungsmittel gemäß vorliegender Erfindung zur Isolierung der Dicyanverbindung in Form ihres Cuprohalogenid-Komplexes gemäß folgender Gleichung führt: X Cu.NC - CH2 - CH = OH - Coli2 - CN.CuX+Ö7H16 In obiger Gleichung bedeutet X Brom oder Jod. Bei Verwendung von Butadien als konjugiertem Diolefin, Heptan als inertem Verdünnungsmittel und molekularem Jod als Halogenquelle besteht gemäß obiger Gleichung der Cuprohalogenid-Komplex aus Bis-(kupfer(I)-jodid)-1,4-dicyanbuten-2-. Arbeitet man mit Cupribromid als Halogenquelle, so besteht bei der Umsetzung von Butadien mit Cuprocyanid in Heptan der gebildete Komplex aus Bis-(kupfer(I)-bromid)-1,4-dicyanbuten-2.
  • Die Bildung der erwähnten Komplexe aus Dicyanverbindung und Cuprohalogenid erlaubt vereinfachte Trennverfahren zur Isolierung des Produkts. Ferner können die Metallhalogenide regeneriert werden, wobei man die Halogenquelle und Cuprocyanid erhält, die im Kreislauf in das Reaktionsgemisch zurückgeführt werden können. Halogen und Cuprocyanid werden damit zur kontinuierlichen Reaktion mit dem konjugierten Diolefin bereitgestellt. Die Verwendung aliphatischer, aromatischer oder chlorierter Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel erlaubt die Bildung dieser Dicyan-metallhalogenid-Komplexe und die vereinfachte Abtrennung des Produkts und tegenerierung der Hilfsstoffe. Repräsentative Beispiele von geeigneten Extraktions- und ReFerationsverfahren für die Dicyan-etallhalogenid-Komplexe sind: (a) Extraktion mit Wasser und Abtrennung der Dicyanverbindung vom mit Metallsalz durch Filtration, mit anschließender Umwandlung des Salzes durch Luftoxydation und Umsetzung mit Cyanwasserstoff unter Freisetzung von freiem Halogen und neuem Metallcyanid, z.B. Cuprocyanid; (b) Behandlung des Dicyan-4etallhalogenid-Komplexes mit einem Metallcyanid, z.B. Natriumcyanid, zur Freisetzung der Dicyanverbindung und Umwandlung des Metallhalogenids in ein Metallcyanid, und (c) Behandlung der Suspension aus Dicyan-«etallhalogenid-Komplex mit Cyanwasserstoff, Extraktion der Dicyanverbindung aus dem inerten Verdünnungsmittel und Abtrennung des liietallcyanids durch Filtration in einer Form, die Regenerierung zwecks Rückführung in die Reaktionszone erlaubt. Bei dieser letzten Ausführungsform wird im Falle der Verwendung von Jod als Halogenquelle der Reaktion dieses durch Luftoxydation des Jodwasserstoffs wiedergewonnen. Besteht die Halogenquelle jedoch aus Brom in Form von Cupribromid, so erhält man aus dem Ouprobromid mit Luft Cupribromid zur Rückführung in die Reaktionszone.
  • Die erfindungsgemäße Reaktion kann auch in Gemischen der obigen Verdünnungsmittel ausgeführt werden. Beispiele geeigneter Gemische ausaromatischen, aliphatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoffen sind etwa folgende Mischungen: Heptan-Chloroform, Heptan-Benzol, Benzol-Tetrachlorkohlenstoff und Heptan Benzol-Chloroform. Die ZuSammensetzung der binären Lösungsmittelgemische besteht aus etwa gleichen Volumenprozent jedes Lösungsmittels, d.h. 40 bis 60 Volumenprozent jeder Komponente in einem binären System, und etwa 30 Volumenprozent jeder Komponente in einem dreikomponentigen System.
  • Es wurde somit ein neues einstufiges Verfahren zur kontinuierlichten 9eerstellung von Dicyanverbindungen aufgefunden, bei welchem das Halogen nicht irreversibel abgebaut wird, so daß es dem System verloren geht, und bei dem die Verwendung von Cuprocyanid eine einfache Rückgewinnung und Regenerierung der Reagentien zur Wiederverwendung in der Reaktionszone erlaubt.
  • Die inerten Verdünnungsmittel, von denen angenommen wird, daß sie zur Bildung der Dicyanverbindung-btallhalogenidkomplexe beitragen und die erfindungsgemäß eingesetzt werden1 können allgemein als aliphatische, aromatische oder chlorierte Kohlenwåsserstoffe charakterisiert werden. Die Verwendung inerter Kohlenwasserstoff- oder Chlorkohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel schließt selbstverständlich nicht solche Arten von inerten Verdünnungsmitteln ein, die gewöhnlich als Lösungsmittel mit koordinierenden Liganden bekannt sind. Erfindungsgemäß bevorzugte inerte Verdünnungsmittel sind halogenierte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen wie z.B. Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Dichloräthan, Hexachloräthan und dgl., paraffinische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen wie z.B.
  • Hexan, Heptan, Nonan, Cyclohexan, Cyclooctan, Cyclododecan und dgl., sowie aromatische und alkylsubstituierte aromatische Verbindungen mit 6 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen. Die am meisten bevorzugten inerten Verdünnungsmittel sind: Benzol, Heptan, Nonan, Cyclohexan, Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff.
  • Werden aromatische Verdünnungsmittel, Chlorkohlenwasserstoffe oder Gemische aus aromatischen Verbindungen oder Chlorkohlenwasserstoffen eingesetzt, so wird die Dicyanverbindung frei vom I4etallhalogenid-Komplex in Lösung gewonnen. Die Dicyanverbindung muß somit lediglich durch Entfernen des Lösungsmittels isoliert werden, z.B. durch Abdestillieren; das Lösungsmittel kann im Kreislauf in die Reaktionszone zurückgeführt werden.
  • Als konjugierte Diolefine eignen sich zur Durchführung der vorliegenden Erfindung substituierte oder unsubstituierte konjugierte Diolefine mit 4 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen.
  • Als Beispiele seien genannt: Butadien, Piperylen, Isopren, 2, 3-Oimethylbutadien-1,3, 1,1,4, 4-Tetramethylbutadien,' 1,3-Cyclopentadien, Cyclohexadien-1,3, Gycloheptadien-1,3, Chloropren, Cyanopren und Alkyl- und Arylderivate der obigen Stammverbindungen.
  • Besonders bevorzugte konjugierte Diolefine besitzen etwa 4 bis etwa 12 Kohlenstoffatome0 Die am meisten bevorzugten Ausgangsmaterialien sind Butadien, Piperylen, Isopren, Cyclopentadien und Chloropren.
  • Damit die Dicyanverbindung in Form ihres Ouprohalogenid-Komplexes isoliert und damit die Regenerierung von Verdünnungsmittel, Halogenwasserstoff und Cuprosalz ermöglicht werden kann, muß Cuprocyanid als Metallcyanid und entweder molekulares Jod oder Gupribromid als Halogenquelle eingesetzt werden. Obgleich der Mechanismus noch nicht bekannt ist, steht fest, daß nur bei Verwendung von Cuprocyanid zusammen mit molekularem Jod und Cupribromid in Gegenwart eines inerten Kohlenwasser- oder Chlorkohlenwasserstoffverdünnungsmittels der Cuprohalogenidkomplex der Dicyanverbindung gebildet wird. Wie bereits erwähnt, wird die Bildung dieses Komplexes für die Möglichkeit der Regenerierung und Kreislaufführung der Reagentien und damit die Möglichkeit eines kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung der Dicyanverbindungen verantwortlich gemacht.
  • Die Reaktionsbedingungen, unter denen das obige Verfahren durchgeführt werden kann, sind besonders vorteilhaft. Die Temperatur muß lediglich derart sein, daß die Umsetzung in flüssiger Phase erfolgen kann. Somit können Temperaturen zwischen etwa 25 und etwa 3ovo00, vorzugsweise 25 bis 15000 zur Durchführung der Erfindung angewandt werden. Die Reaktionsdrucke können zwischen Normaldruck und etwa 35 Atü liegen und betragen vorzugsweise etwa 1,05 bis etwa 14 Atü. Die Reaktionszeiten liegen zwischen wenigen Minuten und einigen Stunden, wobei Zeiten von etwa 30 tvíinuten bis etwa 3 Stunden bevorzugt werden. Die oben beschriebenen Reaktionsbedingungen führen gewöhnlich zu Umwandlungen der ungesättigten Beschickung von etwa So bis etwa loo Mol-%, bezogen auf die Halogenquelle, mit Selektivitäten (definiert durch die Molzahl des gewünschten Produkts pro Molzahl verbrauchtem Ausgangs~ reagens), hinsichtlich der bildung der gewünschten Dicyanver bindungen von mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise von 80 bis etwa 99+ Mol-%.
  • Obgleich die Reaktion mit stöchiometrischen Äquivalenten der Reaktionsteilnehmer durchgeführt werden kann, kann auch ein Überschuß an konjugiertem Diolefin und Metallcyanid in den Reaktor eingeführt werden, um einen vollständigen Verbrauch der Halogenquelle sicherzustellen. Das Molverhältnis von Metallcyanid und ungesättigter Beschickung zum fialogen kann von etwa 2:1 bis 100:1 und vorzugsweise von 2:1 bis 1o:1 betragen. Auch die Lösungsmittelmenge kann innerhalb breiter Grenzen schwanken. Gewöhnlich macht das Lösungsmittel 40 bis 90, vorzugsweise 50 bis 80 Gewichtsprozent des Reakitonsgemischs aus. Bei der Herstellung des lieaktionsmediums ist Sorge dafür zu tragen, daß die Anwesenheit überachüßiger Wassermengen vermieden wird. Ein Wassergehalt von etwa 1 bis 5 Volumenprozent, bezogen auf das Volumen des inerten Verdünnungsmittele, kann toleriert werden. Vorzugsweise wird die Reaktion praktisch in Abwesenheit/und speziell bevorzugt in wasser freiem Medium durchgeführt.
  • Beisiel 1 In ein Niderdruck-Reaktionsgefäß nach Parr werden 25,4 g (0,10 Mol) Jod, 18to g (o,2 Mol) Cuprocyanid und loo ml n-Heptan eingeführt. Das System wird dann mit Butadien gesättigt und mit diesem Gas unter einen Anfangsdruck von 1,27 Atü gesetzt. Das Reaktiongefäß wird geschüttelt und 5 Stunden lang auf 50 bis 60° erwärmt. Während dieser Zeit steigt der Druck auf maximal 2,81 Atü und fällt dann ab. Nach der Reaktionszeit war sämtliches Jod umgesetzt worden Der pulverige Komplex aus Ouprojodid und Dehydroadiponitril wurde abfiltriert und an der Luft getrocknet, wobei man 46,4 g eines freifließenden Pulvers erhielt (theoretische Ausbeute 48,8 g).
  • Bei der Extraktion des Komplexes mit heißem Wasser wurden 10,2 g (87%) 1,4-Dicyanbuten-2 und 36,7 g Cuprojodid (theoretische Ausbeute 38 g) erhalten. Das Dinitril wurde aus Methanol umkristallisiert und sublimiert, wobei weiße Nadeln vom Schmelzpunkt 77 bis 780C (Literaturwert 760C) erhalten wurden0 Das Infrarotspektrum war mit dem einer authentischen Probe identisch. Die Dampfphasenchromatographie (Säule 60 cm x o,65 cm, 10% silanisiertes Polypropylenglycol, 16o00, 250 ml pro Minute Heliumstrom) zeigte eine 100%ige Reinheit des Dinitrils (Retensionszeit 2,8 MInuten). Das NMR-Spektrum (CDCl3) lieferte folgende Werte: # 5,83 (m., 2, = OH); ( 3,18 (m0, 4, CH2ON. Das Produkt besteht somit aus Dehydroadiponitril von isomerer Reinheit.
  • Die Elementaranalyse ergab 68,34 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 5,92 Gewi-thtsprosent Wasser und 25,86 Gewichtsprozent Stickstoff theoretische Werte 67,9o Gewichtsprozent Kohlenstoff, 5,70 Gewichtsprozent Wasserstoff und 26,40 Gewichtsprozent Stickstoff)* Beispiele 2-8 Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurden in diesen Beispiele len gleichermaßen hohe Ausbeute an Diyanverbindung-Metalljodid-komplex, unabhängig von der Reaktionszeit, erhalten. Die Ausbeuten an isoliertem Komplex lagen bei 90-95% des theor.
  • Werts.
  • Tabelle I Beispiel Nr. Reaktionszeit (Std.) Ausbeute an Komplex (g) 2 2,5 46,9 3 3,0 46,6 4 4,0 47,2 5 4,0 47,0 6 5,0 46,8 7 6,o 46,9 8 1o,o 47,3 Beispiele 9-11 Die Beispiele 9-11 zeigen, daß die Wiederverwendung des Verdünnungsmittels n-Heptan die Reaktion nicht nachteilig beeinflußt. Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde das in der Filtrationsstufe gewonnene Heptan in das Parr-Reaktionsgefäß zurückgeführt: Tabelle II Beispiel Nr. Reaktionszeit (Std.) Ausbeute an Komplex (g) 9 4 47,6 10 5 47,7 11 10 47,8 Beispiel 12 Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch unter Verwendung von 100 ml Tetrachlorkohlenstoff als Verdünnungsmittel. Das Reaktionsgemisch wurde 3 1/2 Stunden lang auf 50 bis 60°C erwärmt. Es wurden 40,9 g des Cuprojodid-Dinitril-Komplexes, der nicht-umgesetztes Ouprocyanid enthielt, isoliert. Die Extraktion des Komplexes mit Wasser ergab 6,5 g (61%) lehydradiponitril.
  • Beispiel 13 In einen looo ml-Parr-Druckreaktor (Serie 4500) wurden 33,o g (o,13 Mol) Jod, 26,0 g (o,289 Nol) Cuprocyanid und 250 ml Benzol gegeben. Der Reaktor wurde auf etwa 100 mm evakuiert und dann mit 0,47 Mol 1,3-Butadien unter einen Druck von o,21 Atü gesetzt. Im Verlauf von 1 Std. wurde das Reaktionsgemisch auf 140°C erhitzt. Dann wurde 3 Std. lang eine Temperatur von 140 bis 150°C aufrechterhalten, während welcher Zeit der Druck zwischen 7 und 9,1 Atü betrug. Beim Abfiltrieren des abgekühlten Reaktionsgemischs wurden 50,2 g pulverförmiges Cuprojodid (Theorie 49,4 g) und eine flüssige Phase mit 7,35 g 1,4-Dicyanbuten-(2) (54%; Gas-Flüssigkeits-Verteilungschromatographie) erhalten. Das Lösungsmittel wurde von der flüssigen Phase abgestreift, worauf 11,1 g rohes Dehydroadiponitril zurückblieben.
  • Beispiel 14 Das Verfahren von Beispiel 13 wurde wiederholt unter Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff als Verdünnungsmittel. Das Reaktionsgemisch wurde 3 1/2 Stunden lang auf 12500 erhitzt.
  • Die Ausbeute an Dinitril betrug 80%. Etwa 50% des Produkts wurden aus der Tetrachlorkohlenstofflösung isoliert.
  • Besipiel 15 Das Verfahren von Beispiel 13 wurde wiederholt unter Verwendung von 33,0 g (o,13 Mol) Jod, 26,o g (ó,289 Mol) Cuprocyanid, 0,35 ol 1,3-Butadien, 9o ml Chloroform, 80 ml n-Heptan und 80 ml Benzol. Das Reaktionsgemisch wurde 3 1/2 Stunden lang auf 130-147°C erhitzt, wobei sich ein Maximaldruck von 9 Atü entwickelte. Aus dem Gemisch wurden 11,2 g rohes Dehydroadiponitril und 52,4 g Cuprojodid als graubraunes Pulver isoliert. Die Extraktion des Cuprojodids mit heißem Wasser ergab 0,4 g Dehydroadiponitril. Die Gas-Flüssigkeits-Verteilungschromatographie des Rohprodukts zeigte 7o%ige Reinheit oder eine 60%ige Ausbeute an.
  • Beispiel 16 Das Verfahren von Beispiel 13 wurde wiederholt unter Verwendung eines 50:50-Gemischs aus Heptan und Chloroform als inertes Verdünnungsmittel. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Std.
  • lang auf 125°C erhitzt, wobei man eine 70%ige Ausbeute an Dinitril erhielt. 90% des Dehydroadiponitrils wurden ats dem Lösungsmittelssystem gewonnen.
  • Beispiele 17-23 Die Beispiele 17-23 illustrieren die Abtrennung des Dinitrile aus dem Kupferkomplex durch Extraktion mit heißem Wasser.
  • Gemäß der allgemeinen Methode wird der Komplex in der gewünschten Wassermenge dispergiert und die Suspension wird am Rückfluß während der gewunschten Reaktionszeit gerührt.
  • Dann wird das heiße Gemisch filtriert, um das unlösliche Cuprohalogenid abzutrennen. Das Dinitril wird aus der wässrigen Phase durch Abdunsten des Wassers bei 50 bis 60°C (14 mm) gewonnen. Die Analyse des isolierten Produkts zeigt, daß bei dieser Behandlung kein chemischer Abbau erfolgt.
  • Tabelle III Beisp. ml Temp. Zeit Ausbeute an isoliertes wiedergewon-Nr.a H2O °C, Min. Komplex (g) Dinitril nenes CuX (g bzw.(%)) (g) 17 500 100 200 47,3 9,5 (92) 37,3 18 500 loo 60 47,8 8,4 (81) 38,0 CuI 19 500 ioa 12o 46,6 7,0 (69) 39,0 20 400 100 120 40,9 6,5 (73) -21 400 85 200 46,9 5,8 (57) -22 100 100 40 46,8 4,0 (40) -23 500 100 120 31,a 2,4 (29) 28,5 (CuBr) (a) Beispiele 17-22 DAN.2CuI-Komplex, Beisp. 23 DAN.2CuBr-Komplex Beispiel 24 Zu 44 g Komplex aus Öuprojodid und Dehydroadiponitril werden 250 ml Chloroform und 21,6 g gepulvertes Natriumcyanid zugegeben. Das Gemisch wird bei 260C 1 Stunde lang gerührt und dann filtriert. Aus dem Filtrat wird 1 g Dinitril isoliert.
  • Der Filterkuchen wird in 250 ml Chloroform suspendiert und 1 Stunde lang bei 260C: gerührt. Aus dem Filtrat werden 2 g Dinitril gewonnen. Dann wird der Filterkuchen nochmals zu 250 ml Chloroform zugegeben und das Gemisch wird am Rückfluß 2 1/2 Stunden lang gerührt. Das Chloroformfiltrat wird abgestreift, wobei man 1,5 g Dehydroadiponitril erhält.
  • Die Gesamtausbeute an Dinitril betrug 4,5 g (46%).
  • Beispiel 25 Zu 46,6 g DAN.2CuI werden 300 ml Chloroform und looo ml Wasser, das 21,6 g Natriumcyanid enthält, zugegeben. Dieses Gemisch wird bei Raumtemperatur 30 Minuten lang kräftig gerührt. Dann wird die Chloroformschicht abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das ösungsmittel wird abgestreift, wobei man 1,8 g Dinitril erhält. Die wässrige Schicht wird mit 300 ml Chloroform extrahiert, und man gewinnt noch 1 g Dinitril. Die Gesamtausbeute beträgt 9,1 g (9oGj). Die Analyse des Produkts ergab, daß kein Abbau stattgefunden hat.
  • Beispiel 26 Zu 31 g eines Gemischs aus Cuprocyanid und dem Komplex aus Cuprobromid und -Dinitril werden 3oo ml Chloroform und 1o,8 g Natriumcyanid in 500 ml Wasser zugegeben. Das Gemisch wird bei Raumtemperatur 1 Stunde lang gerührt. Die Chloroformlösung ergab 3,5 g Dinitril, die Nitrilausbeute betrug 55% bezogen auf die Menge an Komplex (24 g) im Ausgangsgemisch.
  • Beispiel 27 Bin Gemisch aus 24,) g DAN.2CuI, 300 ml Chloroform und 470 ml 2%iger Blausäure wurde bei Raumtemperatur 2 1/2 Stunden lang gerEhrt.-Aus der Chloroformlösung wurden 1,6 g Dinitril (30%), 19,2 g nicht-umgesetster Komplex und Cuprocyanid isoliert (Theorie 19f4 g).
  • Beispiel 28 Das Verfahren von Beispiel 27 wurde wiederholt unter Verwendung von 34,7 g eines Gemischs aus Cuprocyanid und dem DAN.2CuBr-Komplex. Die Ausbeute an Dinitril betrug 2 g (27%, bezogen auf die Menge an Komplex).
  • Beispiel 29 In ein looo ml-Parr-Druckgefäß der Serie 4500 wurden 58,0 g (o,26 Mol) Cupribromid, 26,o g (o,289 Mol) Cuprocyanid und 250 ml Benzol eingeführt. Das Reaktionsgefäß wurde mit Stickstoff durchspült und dann mit 1,3-Butadien unter einen Druck von o,77 Atü gesetzt. Dann wurde 3 Stunden lang auf 140 bis 145°C erhitzt, wobei sich ein Maximaldruck von 7,4 Atü entwickelte. Die i'iltration des abgekühlten Reaktionsgemischs ergab 87,0 g braunen, pulverigen Feststoff, ein Gemisch aus Cuprobromid-Dehydroadiponitril-Komplex und überschüßigem Cuprocyanid (Theorie 9o,8 g). 10 g dieser Feststoffe wurden bei 16500 und 0,05 mm Druck sublimiert, wobei man 1,2 g (75,0) Dehydroadiponitril in Form weißer Kristalle erhielt.
  • Beispiel 30 Das Verfahren von Beispiel 29 wurde unter Verwendung von Chloroform als Lösungsmittel wiederholt. Die Reaktion ergab 85,6 g des Komplexes aus Cuprobromid und Dehydroadiponitril und überschüssiges Cuprocyanid in Form eines braunen Pulvers.
  • 1o,o g dieses Pulvers wurden mit einem Gemisch aus 50 ml Chloroform und loo ml 2%iger wässriger Blausäure bei haumtemperatur 1 StundeXlang verrührt, Nach dem Abfiltrieren wurde die Chloroformschicht abgetrennt, über Magnesiumsulfat getrocknet und vom Lösungsmittel befreit, wobei 0,4 g (25%) Dehydroadiponitril in Form blaßoranger Kristalle zurückblieben.
  • Beispiel 91 35,1 g eines Gemischs aus Cuprojodid und Cuprocyanid wurden bei der Umsetzung von Jod und Cuprocyanid mit 1,3-Butadien in einem Gemisch aus Heptan und Chloroform gebildet. Das Gewicht des Salzgemischs zeigte eine Zusammensetzung aus 85% Cuprojodid und 15% Cuprocyanid an. Die Salze wurden mit einem Gemisch aus loo ml n-Heptan, loo ml Chloroform und 5oo ml 2%iger wässriger Blausäure 4 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Die Salze wogen nach dem Abfiltrieren und Trocknen 31,8 g, wobei der Verlust von 3,3 g eine 19%ige Umwandlung des Cuprojodids in Cuprocyanid anzeigt. Durch das Filtrat wurde Luft geblasen, wobei in der organischen Schicht eine Jodfärbung auftrat. Die wässrige Phase wurde mit Chloroform extrahiert und mehrmals mit Luft behandelt. Die Extrakte wurden mit Standard-Thiosulfatlösung auf Jod titriert, wobei 25,0 Millimol Jod gefunden wurden. Die wässrige Phase wurde bei vermindertem Druck zur Trockene eingedampft, wobei ein Rückstand aus molekularem Jod zurückblieb (gemäß Titration 6,5 Millimol Jod). Die Gesamtmenge an wiedergewonnenem Jod betrug 955! der für die Umwandlung von Cuprojodid zu Cuprocyanid berechneten Menge.

Claims (6)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Dicyanverbindungen in flü8siger Phase, dadurch gekennzeichnet, daß man ein konjugiertes Diolefin mit Cuprocyanid und molekularem Jod oder Cupribromid in Gegenwart eines inerten aliphatischen, aromatischen und/ ader chlorierten Kohlenwasserstoffverdünnungsmittels umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes Verdünnungsmittel einen chlorierten Kohlenwasserstoff mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, paraffinischen Kohlenwasserstoff mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen oder aromatischen oder alkylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoff mit bis 12 Kohlenstoffatomen oder Gemische davon verwendet und die Reaktion bei etwa 300°C durchführt, wobei man einen Komplex aus Dicyanverbindung und Cuprohalogenid erhält, aus dem dann eine mono-olefinische Dicyanverbindung gewonnen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als konjugiertes Diolefin ein Diolefin mit etwa 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Butadien, verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes Verdünnungsmittel Benzol, Heptan, Nonan, Cyclohexan, Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als iialogenquelle molekulares Jod verwendet, wobei als icyan-Cuprohalogenid-Komplex Bis-(kupfer(I)-jodid )-1,2-dicyanbuten-(2) erhalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Halogenquelle Cupribromid verwendet, wobei als Dicyan-Cuprohalogenid-Komplex Bis-(kupfer(I)-bromid)~ 1 ,4-dicyanbuten-(2) erhalten wird.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2326412A1 (fr) * 1975-10-01 1977-04-29 Ici Ltd Procede de preparation du dicyanobutene
FR2385689A1 (fr) * 1977-03-28 1978-10-27 Ici Ltd Procede de preparation de nitriles organiques a partir de composes olefiniques
FR2386516A1 (fr) * 1977-04-04 1978-11-03 Ici Ltd Procede de production de nitriles organiques

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