DE2709966C2 - Verfahren zur Herstellung von ß- Dimethylaminopropionitril - Google Patents

Description

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Die Herstellung von /f-Dimethylamino-propionitril erfolgt üblicherweise durch Anlagerung von Dimethylamin an Acrylnitril entsprechend dem folgenden Reaktionsschema:

CH₁
CH₃

NH + CH₂=CH-CN

CH_ä

CH₃

N-CH₂-CH₂-CN

25

JO

J5

Nach der ^-Patentanmeldung 72/03 809 leitet man gasförmiges Dimethylamin bei 0 bis 5° C in Acrylnitril ein und läßt die Reaktionsmischung anschließend noch eine Stunde stehen. /7-Dimethylamino-propionitrii wird hierbei in einer Ausbeute von 99% erhalten.

Als Nachteil dieses Verfahrens ist die Einhaltung von Temperaturen zwischen 0 bis 5° C anzusehen, die einen großen technischen Aufwand erfordert und daher die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in Frage stellt

Aus der DD-PS 58 306 ist es bekannt, Dimethylamin und Acrylnitril unter anderem in einer Kreislaufapparatur im Gleichstrom bei 0 bis 6O⁰C umzusetzen, wobei das Reaktionsprodukt als Lösungs- und Verdünnungsmittel für die Reaktion verwendet wird. 0-Dimethvlamino-propionitril wird bei dieser Arbeitsweise allerdings so nur in einer Ausbeute von 94% erhalten.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, das die Herstellung von 0-DimethyIaminopropionitril durch Addition von Dimethylamin an Acrylnitril unter milden Reaktionsbedingungen in einer einfachen Apparatur mit hoher Ausbeute gestattet

Überraschenderweise gelingt es, 0-Dimethylamino-propionitril in nahezu quantitativer Ausbeute zu gewinnen, wenn man Acrylnitril und Dimethylamin bei Temperaturen von 25 bis 8O⁰Q vorzugsweise 40 bis 60"C, zur Reaktion bringt, wobei die Umsetzung kontinuierlich in einem Blasensäulenreaktor erfolgt und die Reaktionspartner im Gegenstrom geführt werden.

Es war nicht vorauszusehen, daß sich die Reaktionspartner fast quantitativ unter Bildung des gewünschten Reaktionsproduktes umsetzen. Eine lange Nachbehandlung, wie sie nach der Arbeitsweise der JA-Patentanmel· dung 72/03 809 erforderlich ist, wird völlig vermieden.

Weiterhin erübrigt es sich, große Reaktionsvolumina bereitzustellen, die eine industrielle Produktion erschweren. Schließlich gestattet es das neue Verfahren, bei leicht einstellbaren Temperaturen zu arbeiten.

Die erfindungsgemäß als Reaktor eingesetzte Blasensäule ist der Fachwelt bekannt Eine Beschreibung dieses Reaktortyps findet sich z.B. in Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, Bd. 3, S. 369 (1973). Im Rahmen der erfindungsgemäßen Arbeitsweise verwendet man Blasensäulenreaktoren, in denen das Verhältnis von Durchmesser zu Länge 1:5 bis 1:20 beträgt

Die Durchführung des neuen Prozesses vollzieht sich in einfacher Weise. In den auf 25 bis 8O⁰C, vorzugsweise 40 bis 60° C, erhitzten Reaktor wird von oben Acrylnitril, von unten über einen als Verteilerorgan, z. B. eine Fritte, ausgebildeten Anströmboden Dimethylamin in solcher Menge eingeleitet, daß Verweilzeiten von 20 bis 120 Minuten, vorzugsweise 30 bis 60 Minuten, i;· /eicht werdea Das Molverhältnis von Dimethylamin zu Acrylnitril beträgt 1 bis 1,5:1, vorzugsweise 1 bis 1,05 :1. Das gasförmige Amin wird fast augenblicklich vollständig absorbiert und chemisch gebunden und unmittelbar zum gewünschten ß-Dimethylamino-propionitril umgesetzt Das den Blasensäulenreaktor kurz oberhalb des Verteilerorgans verlassende Reaktionsgut ist eine wasserhelle Flüssigkeit, die nahezu reines 0-Dimethylamino-propionitril darstellt und ohne weitere Reinigung anderen chemischen Umsetzungen, beispielsweise der Hydrierung zum entsprechenden Amin, zugeführt werden kann.

/?-Dimethylamino-propionitril findet Anwendung als Stabilisator und als Polymerisationskatalysator. Es ist ferner wertvolles Ausgangsprodukt für die Herstellung von Bioziden und Detergentien. Das durch Hydrierung entstehende ß-Dimethylamino-propylamin hat als Zwischenprodukt zur Herstellung von Bioziden, Kraftstoffzusätzen, Flammschutzmitteln, Antistatika, Antioxidantien und Korrosionsschutzmitteln große Bedeutung erlangt

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das folgende Beispiel näher erläutert

Beispiel

Die Umsetzung wird in einem Reaktionsrohr durchgeführt, das einen inneren Durchmesser von 36 mm und eine Länge von 70 cm aufweist und am unteren Ende eine Glasfritte C 4 als Verteilerorgan besitzt Das Rohr hat einen Gesamtvolumen! von 700ml, das effektive Reaktionsvolumen, d.h. der während der Reaktion genützte Raum, beträgt 400 ml.

Bei einer Temperatur von 50⁰C werden stündlich 226 g gasförmiges Dimethylamin durch die Glasfritte in den Reaktor geleitet Vom oberen Ende erfolgt die Zugabe von 261 g Acrylnitril/Stunde. Bereits 4 cm oberhalb des Frittenbodens tritt eine vollständige Absorption des Amins ein. Oberhalb der Glasfritte wird das Reaktionsprodukt bei konstantem Reaktorvolumen in einer Menge von 574 ml/Stunde entnommen, entsprechend einer Verweilzeit von 42 Minuten. Die Raumzeit-Geschwindigkeit beträgt 1,435. Die giischromatographische Analyse des Rohproduktes gibt einen Gehalt von 99,1% /J-Dimethylamino-propionitril neben 03% Dimethylamin. Bei vollständigem Umsatz von Acrylnitril wird somit eine Selektivität von über 99,9% erreicht

Das Reaktionsprodukt kann unmittelbar in bekannter Weise hydriert werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 0-Dimethylamino-propionitril aus Acrylnitril und Dimethylamin bei 25bis80°C, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem Blasensäulenreaktor durchführt und die Reaktionspartner im Gegenstrom führt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- in zeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Verweilzeit der Reaktionspartner im Reaktor von 20 bis 120 Minuten, vorzugsweise von 30 bis 60 Minuten, durchführt