DE2165643A1

DE2165643A1 - Verfahren zur Herstellung von N-alkyl substituierten Lactamen

Info

Publication number: DE2165643A1
Application number: DE19712165643
Authority: DE
Inventors: Yohei; Sasaki Katsuyoshi; Tokio. C07d 27-06 Fukuoka
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1972-07-20
Also published as: JPS4926622B1; US3767644A; DE2165643C3; DE2165643B2

Description

Dr. O. Dittmann K. L. Schiff Dr. A. ν. Fünor Dipl. Ing. P. Strehl

Patentanwälte
8 München 90, Mariahi.fplatz 2 & 3, Telefon 45 83 54 O 1 P C C / O

Beschreibung " DA-4649

zu der Patentanmeldung der Firma

ASAHI KASEI KOGYO KAEUSHIKI KAISHA

Mo. 25-1, 1-chorne, Dojima-hama-dori, Kita-ku Osaka City, Osaka, Japan

betreffend

Verfahren zur Herstellung von IT-alkylsubstibuierton Lactamen Priorität: 30. Dezember 1970» Japan, Mr. 4.5-123 095.

i.^r-alkylf;ubs ti tuior.be Lactame sind in dor Technik als Lösungsmittel wichtig. Beispiele für diese Lactame sind N-Methylpyrrolidon und ii-l-jobhylpj-poridon. Aufgrund dieser Wichtigkeib bestehb ein Bedürfnis nach einem neuen und technisch billigen Herstellungsverfahren für diese. Stoffe.

In dor US-PaLenbschr.i ft 3 103 5O9 isb bereits ein Verfahren '/,uv Iic-rr.; to llung von iT-alkyloubsLituior ton Lac b anion beschrioboii, hoi l.'olcliom man von einem Cyanhydrin und einem Alkylamin ausgo/it. Dioscü bokannLo Vorfahren stellt ein einsetzbares Verfahren für dio Herstellung von I!~alkylsubstituiorton Lacbainen dar, da das gov/ünschbo I!-a.ü:y,U;ubsbituLerto Lactam aus dorn Cyan

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hydrin und dem Alkylamin in nur einer Stufe hergestellt werden kann,- Dieses Verfahren ist jedoch noch mit einigen Nachteilen behaftet, welche überwunden werden sollen. So sind die bei die sem bekannten Verfahren als Ausgangsstoffe verwendeten Alkylamine relativ teuer, so daß die Herstellungskosten für die IT--alkylsubstituierten Lactame hoch sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues und technisch durchführbares Verfahren zur Herstellung von H-alkyl substituierten Lactamen zur Verfügung zu stellen,

f · - · ■ . ■■

Es wurde nun gefunden, daß die Herstellung' von N-älkylsubstituierten Lactamen wirtschaftlicher durchgeführt werden kann, wenn man ein Cyanhydrin mit einem'Alkohol umsetzt.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von N-rJky!substituierten Lactamen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Cyanhydrin der allgemeinen Formel

worin η eine ganze Zahl von 3 bis 5 ist, bei Temperaturen von 250 bis ZfOO⁰C unter. Druck mit einem Alkohol der allgemeinen Formel

KOII

worin K eine Alky!gruppe mit 1 bis Ly Kohlenstoffatomen ist, umsetzt.

Die bei dem Verfahren der Erfindung verwendeten Alkohole sind im Vergleich zu den Alkylaminen, dip bei dem .bekannten Verfahren, mit dem Cyanhydrin umgesetzt werden, ziemlich billig. Weiterhin ist zii beachten, daß bei dem Verfahren, dor Erfindung das Cyanhydrin auch als Stickstoffquelle.für das gewünschte Lactam

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diejtit, d.h. daß das Stickstoffatom der Cyanogruppe des Cyanhydrins das Stickstoffatom in dem angestrebten Lactam bildet* Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß es leicht durchgeführt werden kann.

Die Cyanhydrine, die bei dem Verfahren der Erfindung verwendet werden, gehören der allgemeinen Formel

HO(CH₂)_nCN '

an, worin η eine ganze Zahl von 3 bis 5 ist. Beispiele für geeignete Cyanhydrine sind Trimethylencyanhydrin, und Pentamethylencyanhydrin.

Die Alkohole, die bei dem Verfahren der Erfindung verwendet werden können, gehören der allgemeinen Formel .

ROH .· .

an, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis Zf Kohlenstoffatomen bedeutet, Beispiele für geeignete Alkohole sind Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol.und n-Butanol.

Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung kann man den Alkohol und das Cyanhydrin bereits am Beginn der Reaktion mit ■ der vollen, für die Umsetzung benötigten Menge einsetzen* Man kann aber auch so vorgehen, daß man die einzelnen Ausgangestoffe während des Verlaufs der Reaktion- nacheinander oder stufenweise zugibt. Der Alkohol wird vorzugsweise in einer Menge von ₍ 0,9 bis 5 fö°l ü^e Mol Cyanhydrin verwendet. Zu geringe Mengen des Alkohols führen zu einem Zurückbleiben von großen Mengen der nichtumgesetzten Äusgangsmaterialien. Andererseits fördern zu große Mengen des Alkohols die Bildung von NebenreaktiOhen und bewirken zur gleichen Zeit eine Abnahme der Reaktionsgeschwindigkeit. Die Verwendung des Alkohols in Mengen von 1 bis 2 Mol Je Mol Cyanhydrin wird mehr bevorzugt«, : .

BADORiQINAL -4,-

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Die Reaktionstcraperalur bei dem Verfahren dor Erfindung ißt kritisch. Sie oolite im Boreich von PJjO hie /|OO°C liegen« Bei niedrigeren Temperaturen wird die Reaktionsgeschwindigkeit vermindert, während höhere Temperaturen störende Hobenreaktionen begünstigen. Am meiste]! wird ein Temperaturbereich von 28O bis 3/-1O⁰C bevorzugt.

Bei einer Ausführungsform des Verfahren/3 der Erfindung wird die Reaktion in Gegenwart eines Katalysators vorgenommen. Als & · Katalysator wird geoigneterweise ein Halogenid von Elementen der Kupfer-Gruppe, ein Halogenid von !'lementen der Zink-Gruppe oder ein Halogenid von Elementen der Eisen-Gruppe eov/ie Gemische dieser Stoffe-verwendet. Durch die Verwendung eines-solchen Katalysators kann die Reaktionsgeschwindigkeit gesteigert und das Ablaufen von IJebenroaktionen unterdrückt worden« Beispiele für geeignete Halogenide sind Ku.pfer(I)-chlorid, Kupfer-(Il) -Chlorid, Kup fei· (1) -bromid, Kupfer (II) - j odid, Kupfer (TI) fluorld, "Silberchlorid, Silberjodid, Silber(II)-bromid, Zinkchlorid , Cadmiumchlorid, Quecksilber(I)-chlorid, Quecksilber(I)-bronid, Eisen(II)-chlorid, Eisen(III)-chlorid, Eisen(III)-bromid, Kobaltchlorid, Kobaltfluorid, Kobaltjodid und Hickelchlorid.

Der Katalysator kann bei dem Vorfahren der Erfindung in dem Re'aktionsgemisck in gelöster oder suspendierter Form verwendet werden. Er kann auch iaiedergeochlagcn auf einen 'J'rager, wie Sllicagel odor Aluminiumoxid, verwendet werden, Die iicngc des. verwendeten Katalysators liegt geoignoterweise Im j'3eroic:h von 0,01 bis 10 Π0Ι-/3, bezogen auf das Ausgangs-Cyaiihydrin, Zu geringe Mengen dos Katalysators bewirken eine Abnahme der iioaktionsgeschwindigkoit und fördern das Ablaufen von Hebenreaktionen, während, .umgekehrt zu große Mengen des Katalysators keine weiteren Vorteile mit sich bringen. Wenn der Katalysator in niedergeschlagener Form,. "Zr,B. auf Silicagel, vorliegt, dann sind die verwendeten Mengen nicht so genau beschränkt,

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Bei einer weiteren AusTührungsform des Verfahrens der Erfindung, die wirtfichciftuch als vorteilhafter angesehen worden kann, wird die oben beschriebene Reeiktion in der Weise durchgeführt, daß sämtliche oder οLn -Teil der Nebenprodukte der Reaktion In das iieaktionssystom zurückgeführt werden,- Repräsentative Beispiele für Nebenprodukte sind Verbindungen der folgenden Forme Ln:

, HOOC-(CIi ) -MI₂,

0 Il 1100C-(CH₂) -OiI, · H₀MC-(CII ) -OH ,

und N—R¹

In den obigen Formeln hat η die angegebene Bedeutung und R¹ ist eine Alkylgruppe mit 1 bis /f Kohlenstoffatomen. Vermutlich setzen sich einige der oben beschriebenen Nebenprodukte, z.B.

die Verbindung der Formel. _(CH f -^ _{mit derfl} ^^^

2 η- j--

hol unter Bildung des gewünschten l'I-alkylsubstitulerten Lactams un. Die Abtrennung von solchen Liebenprodukten und die Zurückführung der σο abgetrennten nebenprodukte in das Reaktionssystem kann die Ausbeute des gewünschten Produkts, nämlich der IT-alkylsubstituierten "Lactame," etwas erhöhen. Andererseits nimmt man kaum an, daß cindere Nebenprodukte die gewünschten N-alkyleubstltuierten Lactame ergeben können. Beispiele für solche Ne-

benprodukto sind Verbindungen der Formeln HN und Νς~— ß¹.

Ef? wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die .Zurückführung eines Gemisches dieser Nebenprodukte ohne oino Isolierung der oinzolnen.Nebenprodukte, wie sie obon angegeben ßind, das

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Verfahren der Erfindung in erheblicher Weise begünstigt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß durch eine solche Zurückführung die Menge der Nebenprodukte fast nicht erhöht wird und daß auf diese Weise eine hohe Ausbeute der gewünschten Produkte erhalben werden kann. Somit stellt das Verfahren der Erfindung ein technisch anwendbares Verfahren dar.

V/eitere Vorteile dieser Ausfuhrungsform der Erfindung sind die gesteigerte Löslichkeit des Kateilysators und' die erhöhte Reaktionsgeschwindigkeit sowie die leichte Abtrennbarkelt des Gerai-P sches der Nebenprodukte von den gewünschten H-alkylsubstituierton Lactamen, Letztere Eigenschaft ist auf den großen Unterschied der Siedepunkte zurückzuführen. Diese Ausführungsform der Erfindung bildet daher ein technisch vorteilhaftes Verfahren.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung geht man so vor, daß die Reaktion in Gegenwart von Wasser durchgeführt.wird. Das Wasser wird dabei zu Beginn der Reaktion zugesetzt. Die Menge des vorhandenen Wassers liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Mol, mehr bevorzugt im Bereich von 0,8 bis l\. Mol je Mol des verwendeten Cyanhydrine'. Zu geringe fc Mengen des Wassers üben keinen vorteilhaften Einfluß aus, während umgekehrt zu große Mengen von Wasser die Reaktiqn nachteilig beeinflussen. Es ist darauf'hinzuweisen, daß das Vorliegen von Wasser die Färbung des Reaktionsgemisches erheblich vermindern kann, was zu einer leichten Trennung und Reinigung führt. Weiterhin kann die Gegenwart von Wasser die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen und das Ablaufen von Nebenreaktionen unterdrükken. Dadurch werden Verbesserungen der Ausbeuten der gewünschten N-alkylsubstituierton Lactame erhalten.

Die Erfindung wird in den.Beispielen erläutert.

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Beispiel 1

In einen umlaufenden Rülirautoklaven (nachstehend als Autoklav bezeichnet) mit einer Kapazität von 300 ml wurden 85,1 g Trimethylene yaiihy drin, 35,2 g Methanol und 6,0 g.Quecksilber(II)-. chlorid gegeben, Hach Austausch der. Luft in dem Autoklaven durch »Stickstoffgas wurde die Reaktion unter Erhitzen auf 300⁰C zwei Stunden durchgeführt. Nach dem Abkühlen auf Raum-, temperatur τ/urde der Autoklav geöffnet und das erhaltene Reaktionsgeraiscli wurde bei vermindertem Druck destilliert. Auf diese Weise wurden 35,5 g N-Metliyl-2-pyrrolidoii (Ausbeute 35,9'^,. bezogen auf das Trimethyleneyanhydrin) erhalten. Der Siedepunkt betrug 56 bis 59°C/6 ram Hg« Im Infrarotspektrum war die Absorptionsbande der Amidgruppe bei V max von 16Z|O era" festzustellen.

Analyse:

Berechnet i%): C 60,58, 119,15, N 1V₅13 Gefunden (%): C 60,8?, 11-9,31, N IZf,01.

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, mit der Ausnahme, daß 85,1 g Trimethyleneyanhydrin, 35,2 g Methanol, 18,0 g.Wasser und 4,0 g Kobaltchlorid als Katalysator verwendet wurden. Die Reaktion wurd.o unter Erhitzen und. Rühren bei.320⁰C eine Stunde., vorgenommen. Das erhaltene Roaktionsgemisch wurde destilliert, wodurch Z₁.1,1 g K-Methy 1-2-pyrrolidon (Ausbe-ute /|-1,5^, bezogen auf das Trimethylencyanhydrin) erhalten wurden,

Beispiel. 3 '

Es wurde wie im Beispiel 2 verfaliren, nur mit der Ausnahme, daß 85,1 6 Trimethyleneyanhydrin, 35,² g Methanol und 18,0 g Wasser verwendet wurden. Auf diese Weise wurden 30,5 g N-Methyl-2-pyrrolidon erhalten (Ausbeute 30,8%, bezogen auf das Trimethylencyanhydrin). .

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Beispiel 4

In einen Autoklaven mit einer Kapazität von 20 ml wurden 8,5 S Trimethylencyanhydrin, 4,2 g Methanol, 1,0 g Wasser und jeweils 5 Μ0Ι-/Ο der angegebenen Katalysatoren, bezogen auf das Cyanhydrin, eingebracht. Nach Austausch der Luft in dem Autoklaven durch Stickstoffgas wurd„e die Reaktion durch einstündiges Erhitzen auf 35O⁰C bewirkt» Dabei wurde in einem thermostatgesteuerten Ölbad geschüttelt. In der Tabelle I sind die Ausbeu- ten des erhaltenen IT-Hethyl-2-pyrrolidons in Gegenwart und in Abwesenheit von Wasser zusammengestellt«

Tabelle I

Katalysator

Ohne Katalysator

Kupfer(I)-chlorid

Silberjοdid

Eisen(III)-chlorid

Kobaltchlorid

jtfickelchlorid

C admiumbr omid

Cadmiumjodid

Zinkbromid

Beis-plel 5

Ausbeute, g

in Gegenwart in Abwesenheit von Wasser von Wasser

3,5

4,2

4, T 4,5 4,3 4,0

4,3

4,2

4,6

3,0 3,5 3,9 4,0 3,8 3,9 3,5 3,5 4,2

In einen Autoklaven mit einer Kapazität von 20 ml wurden 8,5 g Trirnethylencyanhydrin^ 3,2 g Methanol, 0,9 g Wasser und jeweils 2 Mol-% der angegebenen Katalysatoren, bezogen auf das Trimethylene yanhydrin,. eingebracht. Sodann wurde die Reaktion durchvierstündiges Erhitzen unter Rühren auf 280°C durchgeführt« In \ Tabelle II sind die erhaltenen Ausbeuten des N-Methyl-2-pyrrolidona mit den verwendeten Katalysatoren zxisammengesteilt.

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Tabelle II

Katalysator Ausbeute, g

Ohne Katalysator ^_}Z

Kupfer (II)-chlorld /|-,2

Kupfer (II )-bronid . l\., 1

Eisen(III)-chlorid *i-,3

Kobaltchlorid Zj., 0

Kobalt br OLiI d ' L\-, 1

Zinkchlorid 5,0

Beispiel C

In einen Autoklaven mit einer Kapazität von 200 ml wurden 99,1 g Totroxiethylencyanhydrin, 35,2 g Methanol und 2,3 g Zinkchlorid eingebracht. Hach Austausch der Luft in dem Autoklaven durch Sticketoffcas wurde die Reaktion durch zweistündiges Erhitzen unter Rühren auf 320 C vorgenommen. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde destilliert, wodurch ^ι·3,5 S H-Mothylpyrrolidon (Ausbeute 38,ψ/", bezogen auf das Totramethylencyanhydrin) erhalten wurden. Der Siedepunkt betrug 93 bis 96°C/2 mm Hg, Im Infrarotspektrum war eine Absorptionsbande der Amidgruppe von y max = 16Ί-0 cm festzustellen.

Analyse:

Borochnet (#).: C 63,68, II 9,80, N 12,39 Gefunden {%): C 63,55, II 9,58, IT 12,/f6.

Beispiel 7

In einen Autoklaven mit einer Kapazität von 500 ml wurden 113,2 β Pentamethylencyanhydrin, 35_tZ ß Methanol und ij.,0 g Kupfer (II)-chlorid eingebi-acht. Nach Austausch der Luft in dem Autoklaven durch Stickstoffgae wurde die Koalition unter Rühren·

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- ro -

durch 1,5-sbündiges Erhitzen auf 3^fO C vorgenommen. Sodann wurde der Autoklav geöffnet und bei Atmosphärehdruek wurden geringe Mengen von Fraktionen mit niedrigen Siedepunkten entfernt. Der Rückstand wurde bei vermindertem Druck destilliert, wodurch 55_}3 S (Ausbeute L0,5%) bezogen auf.das.Pentamethylencyanhydrin) W-Methylcaprolactarn erhalten wurden. Das Produkt hatte im Infrarotspeis:trum eine Absorptionsbande für eine Arnid-

gruppe bei V max = 16^-0 cm"

•1

Analyse: Berechnet (%): Gefunden {%):

Beispiel 8

C 63,38, II 9,80, Ii 12,39 C 63,82,^11 9,85, H 12,30.

In einen Autoklaven mit einer Kapazität von 100 ml wurden 8,5 S Trimethyleneyanhydrin, 3,2 g Methanol und 9,0 g Wasser zusammen mit den angegebenen Katalysatoren gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde unter Rühren 30 Minuten auf 36O⁰C erhitzt. In Tabelle III sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt .sowie die Mengen der zugegebenen Katalysatoren, ausgedrückt als M0I-/0, bezogen auf das verwendete Trimethylencyanhydrin.

	. Tabelle JII	Ausbeute,	S
Katalysator	Katalysatormenge	Λ,5
Kupfer(I)-Chlorid Silberchlorid	1,0 1,0	5,0
Kobaltchlorid Eisen(III)-chlorid	1,0 0,5
Quecksilber(II)-chlorid Nickelchlorid	0,3 2,0	V, δ
Eisen(II)-chlorid Silber(II)-bromid	1,0 1,0

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Beispiel 9

In einen Autoklaven mit einer Kapazität von 200 ml wurden

85.1 g Trimetliylencyanhydrin, 35,.2 g Methanol und 2_}7 g Zink-, clilorid eingebracht. Nach Austausch der Luft im Autoklaven durch Stickstoffgas wurde die Reaktion durch einstündiges Erhitzen unter Rühren bei 350°Q vorgenommen. Nach dem Abkühlen ■ auf Raumtemperatur wurde der Autoklav geöffnet und die Fraktionen mit niedrigem Siedepunkt wurden aus dem erhaltenen Gemisch bei Atmosphärendruck entfernt. Der erhaltene Rückstand wurde bei vermindertem Druck destilliert, wodurch 37,5 g W-Methyl-2-pyrrolid.on (Ausbeute 37,9%, bezogen auf das Trimethylene yanhy drin) erhalten würden. Der Siedepunkt des Produktes, betrug 83 bis 85⁰C/T4 .mm Hg. Die Destillation wurde abgebrochen. Zu 65,5 g des erhaltenen Rückstands wurden 85,1 g Trimetliylencyanhydrin und 35, 2 g Methanol gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde erneut in den Autoklaven eingebracht und bei 350 C eine Stunde umgesetzt. Danach wurden Fraktionen mit niedrigen Siedepunkten aus dem Reaktionögeinisch bei Atmosphärendruck entfernt. Der erhaltene Rückstand wurde bei vermindertem Druck destilliert, wodurch 60,5 g II~Methyl~2-pyrrolidon (Ausbeute 61,1%, bezogen auf das Trimethylencyanliydrin) erhalten wurden,

Beispiel 10 . .'■"'.

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme , daß 85,1 g Trimethyleneyanhydriii, 41,7 g Methanol, T8,0 g Wasser und ~5,5 g .Kobaltchlorid zugegeben wurden und daß die Reaktion zwei Stunden unter Rühren durch Erhitzen auf 320°C durchgeführt wurde. Auf diese Weise wurden als Produkt 40,1 g .(Ausbeute 40,4%, bezogen auf das Trimethylencyanhydrin) If-Methyl-2-pyrrolidon erhalten. Als Nebenprodukte wurden' weiterhin

16.2 g von Fraktionen mit niedrigen Siedepunkten.(die Hauptkomponenten davon waren restliches Methanol und als Hebenprodülvt" gebildetes Trimethylamin) und 65,8 g eines Destillationsrück-

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stands (der etwa \5% 2-Pyrrolidon, bezogen auf das Ausgangs-Trimethylencyanhydrin enthielt) erhalten,, nachdem das N-Methyl-2-pyrrolidon abdestilliert und das Wasser entfernt wurden.

Zu den Fraktionen mit den niedrigen Siedepunkten und d.ein Destillationsrückstand wurden 85_S1 g Trimethyleneyanhydrin, ^T,7 g Methanol und 1o,0 g Wasser gegeben. Die Reaktion wurde erneut durch zweistündiges Erhitzen auf 320⁰C unter Rühren durchgeführt. Auf diese Weise wurden S3,5 g N-Methyl-2-pyrrolidon . (Ausbeute S^,A%, bezogen auf das Trimethyleneyanhydrin) als Produkt erhalten. Die Menge der Nebenprodukte betrug 86,5 g«

Beispiel TI-

Ein Gemisch aus 85,1 g Trimethylene yanhydrin,. 32>Q g Methanol, 18,0 g Wasser und 3>0 g Eisen(III)-chlorid wurde kontinuierlich in ein Reaktionsrohr aus rostfreiem' Stahl eingeführt. Das Reaktionsrohr 110IU^-CG einen Innendurchmesser von 5 mei, eine Länge von 10 m und eine Innenkapazität von 200 ml. Es war in ein Salzbad (Natriumnitrit und Kaliumnitrat im Gewichtsverhältnis von 1 : 1) eingetaucht, das bei 3^fO C gehalten wurde.," Das Reaktionssystei-i wurde unter einem genügenden Druck gehalten, daß das Reaktionsgemisch währeiid der Reaktion in flüssiger Phase vorlag. Das Reaktionsgemisch wurde mit einer Geschwindigkeit von 6,6 ml/ min eingeführt. Das Reaktionsgemisch, das durch das Reaktionsrohr durchlief, wurde sofort abgekühlt und entnommen, 550 g des so erhaltenen Reaktionsgemisches wurden, durch Destillation .zu 72,5 g von Fraktionen mit niedrigen Siedepunkten (Hauptbestandteile waren Wasser, Methanol und als Nebenprodukt gebildetes Trimethylamine und nach Entfernung des,Wassers in 157,Og N~Methyl~2-pyrrolidon (Ausbeute 4-3,0#, bezogen auf das Triraothyleneyanhydrin) als Produkt aufgetrennt. In diesem Fall blieben keine Ausgangsmaterialien zurück. Es wurden 183,Og eines Destillationsrückstandes (llauptkomponente war 2-Pyrrolidon) erhalten, ' . ' .

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Die Fraktionen mit niedrig.en Siedepunkten und der Destillationsrückstand wurden miteinander vermischt. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 127,5 Q Trimethylene yanhydrin und Ij-8,0 g Methanol unter Bildung einer gleichförmigen Lösung gegeben. Die Lösung wurde sodann in das Reaktionsrohr eingebracht und die Reaktion wurde in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, durchgeführt. Das erhalteneReaktionsgeraisch wurde destilliert, wodurch 132,0 g H-Methy1-2-pyrrolidon (Ausbeute 88,9/σ, bezogen auf das Trimethylencyanhydrin) erhalten wurden»

Beispiel T2

Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren, mit der Ausnahme, daß 85,1 g Trimethylencyanhydrin, 7^,0 g n-Butylalkohol, 18,0 g Wasser und L^,5 g Eisen(II)-chlorid als Katalysator verwendet wurden. Die Reaktion wurde, durch ij-0-minütiges Erhitzen unter Rühren bei 390⁰C vorgenommen. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde destilliert, wodurch 59,2 g II-n-Butyl-2-pyrrolidon (Ausbeute L\.2_}ö%_t bezogen auf das Trimethylencyanhydrin) erhalten wurden.

Beispiel 1J?

Es wurde wie in Beispiel 1 vorfahren, mit der Ausnahme, daß Ö5-, 1 ß Trimethylencyanhydrin, 3^zl-,0 G Methanol, 10,0 g Wasser und 5>0 &' Zinkchlorid als-Katalysator verwendet wurden. Die -Reaktion wurde durch 12-stündiges Erhitzen miter Rühren bei 260⁰C vorgenommen. Das erhaltene Reaktionsgemisch wurde destilliert, wodurch 26,5 g Ii-Methyl-2-pyrrolidon (Ausbeute 26,8%, bezogen auf das Trimethyleneyanhydrin) erhalten wurden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren sur Herstellung von IT-alkylsubs tituiert en Lactamen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Cyanhydrin der allgemeinen Formel

worin η eine ganze Zahl von 3 bis 5 ist, bei Temperaturen von 250 bi£
W Formel

25Ο bis ZfOO⁰C unter Druck mit einem Alkohol der allgemeinen

ROH

worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis Zj. Kohlenstoffatomen ist, umsetzt,

2, -Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man den Alkohol in Mengen von 0,9 bis 5 Mol je Mol Cyanhydrin einsetzt,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Ilalogenids von Elementen der Kupfer-Gruppe, eines ilalogenids von Elementen der Zink-Gruppo und/oder eines Ilalogenids von Elementen der Eisen-Gruppe oder deren Gemischen als Katalysator vornimmt.

l\-_t Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß man als Halogenid der Elemente der Kupfer-Gruppe Kupfer(I)-Chlorid, Kupfer(II)~chlorid, Kupfer(I)-bromid, Kupfer(II)-jodid, Kupfer(II)-fluorid, Silberchlorid, Silberjodid und/oder Silber(II)-bromid, als Halogenid der Elemente der Zink-Gruppo Zinkchlorid,. Cadmiumchlorid, Quecksilber-(I)-Chlorid und/oder Quecksilber(II)-bromid und als Halogenid

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der Elemente der Eisen-Gruppe Eisen(II)-chlorid, Eisen(III)-chlorid, Eisen(II)-bromid, Eisen(III)~bromid, Kobaltchlorid, Kobaltfluoridj Kobaltjodid und/oder Nickelchlorid verwendet, .

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4j dadurch g e k e η η ζ e ic h η e t , daß man den Katalysator in Mengen von 0,01 bis 10 Hol je Mol Cyanhydrin einsetzt.

6«. Verfahren nach einem der Ansprüche .1 bis 5 ,dadurch ge k en η ζ e i c h η e t , daß man mindestens einen Teil der gebildeten Nebenprodukte in das Ausgangsreaktionsgemisch zuriickf ülirt,

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1. bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man die Reaktion in Gegenwart von Wasser vornimmt, wobei man das Wasser zu Beginn der Reaktion zusetzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser in Mengen von 0,5 bis *20 Mol je Mol Cyanhydrin einsetzt.

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