DE2805822B2

DE2805822B2 - Verfahren zur Herstellung von N-substituierten 3-Amino-propionitrilen

Info

Publication number: DE2805822B2
Application number: DE19782805822
Authority: DE
Inventors: Ernst 8261 Burgkirchen Meier; Dieter Dipl.-Chem. Dr. 8262 Altoetting Plabst
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-02-11
Filing date: 1978-02-11
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DE2805822C3; DE2805822A1

Description

N-CH₂-CH₂-CN

R²

R¹
\

R²

N-CH₂-CH₂-CN

worin R¹ einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 18 worin R¹ einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 18 C-Atomen, einen Cyclohexyl-, Benzyl- oder Phenyl- C-Atomen, einen Cyclohexyl-, Benzyl- oder Phenyläthylrest und R² Wasserstoff oder einen Alkyl-oder 15 äthylrest und R² Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 18 C-Atomen bedeuten, durch
Umsetzung von ein Mol eines Amins der allgemei

nen Formel

Alkenylrest mit 8 bis 18 C-Atomen bedeuten, durch Umsetzung von ein Mol eines Amins der allgemeinen Formel

R¹

Ν —Η

R²

worin R¹ und R² die obengenannten Bedeutungen haben, mit einem Mol Acrylnitril, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Gemisches aus

a) Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen,

b) Wasser und

c) Dialkylcarbonsäureamiden

durchführt, wobei man jede der Komponenten a), b) und c) in einer Menge von 2,5 bis 100 Mol-%, bezogen auf die Molmenge Amin, einsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dieses bei einem Molverhältnis der Komponenten a) zu b) zu c) durchführt, das zwischen 1:1:1 und 4 :4 :1 liegt.

3-Aminopropionitrile. deren Aminogruppe weitere Substituenten tragen kann, lassen sich gut zu den entsprechenden Propylendiaminen hydrieren, und diese Propyiendiamine wiederum sind Ausgangsverbindungen für die Herstellung von quaternären Wäscheweichspülmitteln und Faserpräparationsmitteln. Es besteht daher ein großes Interesse an einem optimal verlaufenden Verfahren zur Herstellung von 3-Aniinopropionitrilen.

3-Aminopropionitrile werden hergestellt durch Addition von Aminen an Acrylnitril, wobei primäre Amine im allgemeinen leicht bei 60 bis 80°C ohne Druck addiert werden können. Sekundäre Amine reagieren wesentlich träger, so daß man die Addition solcher sekundärer Amine an Acrylnitril entweder unter Druck bis 140⁰C oder in Gegenwart von sauren Katalysatoren (Essigsäure, Milchsäure, Phosphorsäure) bei 70 bis 8O⁰C durchführt. Die Anwesenheit solcher Säurekatalysatoren ist aber für die nachfolgende katalytische Hydrierung sehr nachteilig, da diese Säuren durch Vergiftung die Hydrierkatalysatoren in hohem Maße inhibieren. Dies bedeutet, daß die Säurekatalysatoren vor der Hydrierung quantitativ entfernt werden müssen. Auch

R¹

N-H

R²

worin R¹ und R² die obengenannten Bedeutungen haben, mit einem Mol Acrylnitril gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Gemisches aus

a) Alkohllen mit 1 bis 4 C-Atomen,

b) Wasser und

c) Dialkylcarbcnsäureamiden

Diese Reaktion erfolgt im allgemeinen in der Weise, daß man das primäre oder sekundäre Amin zusammen mit dem Katalysatorgemisch vorlegt und das Acrylnitril in der Weise zutropfen läßt, daß die Reaktionstemperatur bei ca. 65 bis 80° C gehalten wird. Nach Zugabe der gesamten Menge an Acrylnitril wird das Reaktionsgemisch noch ungefähr 5 bis 8 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Die Anwesenheit eines Lösungsmittels ist nicht erforderlich, außer in dem Fall, wo Amine eingesetzt werden, deren Schmelzpunkt über der Reaktionstemperatur liegt.

Als Komponenten des erfindungsgemäß eingesetzten Katalysatorgemisches kommen in Frage Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen, Wasser und Dialkylformamide bzw. Dialkylacetamide wie Dimethylformamid oder Dimethylacetamid. Von den Alkohlen sind solche bevorzugt, die 1 bis 3 C-Atome und eine primäre OH-Gruppe enthalten. Das Molverhältnis von Alkohol zu Wasser zu DialkylcarbonsäJteamid liegt zwischen 1:1:1 und 4:4:1. Bezogen auf das Amin werden 2,5 bis 100 Mol-% jeweils der einzelnen Komponenten des beschriebenen Katalysatorsystems eingesetzt. Vorzugsweise verwendet man ein Gemisch aus 50 Mol-%

ho Methanol, 50 Mol-% Wasser und 12,5 Mol-% Dimethylformamid, bezogen auf das Amin.

Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß die oben beschriebene Reaktion bei Normaldruck abläuft und somit, im Gegensatz zum Stand der Technik, keinen

_b5 apparativen und verfahrenstechnischen Aufwand bedingt. Darüber hinaus liefert dieses Verfahren sehr hohe Ausbeuten von 3-Aminopropionitrilen, die beträchtlich über den Ausbeuten gemäß den beiden vorbekannten,

eingangs geschilderten Verfahren liegen. Im Gegensatz zu den vorbekannten Säurekatalysatoren stören die hier benutzten Katalysatorsysteme nicht bei der nachfolgenden Druck-Hydrierung, so daß man nach der Addition des Amins an das Acrylnitril den Reaktionsansatz direkt hydrieren kann, ohne zuvor den Katalysator entfernen zu müssen.

Beispiel 1

In einem 2-Liter Vierhals-Kolben mit Rührer, Tropftrichter, Thermometer und Rückflußkühler werden 150 g Didecylamin (0,5 Mol) und als Katalysatoren 8 g (0,25 Mol) Methanol, 4,5 (0,25 Mol) Wasser und 3,75 g (0,06 Mol) Dimethylformamid vorgelegt Bei 70°C läßt man langsam 26,5 g (0,5 Mol) Acrylnitril zulaufen. Nach beendetem Zulauf läßt man 5 Stunden nachreagieren. Die Reaktionstemperatur wird debei zwischen 70 und maximal 80° C gehalten.

Das Reaktionsgemisch zeigt folgende Aminverteilung:

primär

sekundär

tertiär

4,0%;
96,0%.

Beispiel 2

In der Apparatur von Beispiel 1 werden 160 g

ίο Decylamin (1 Mol) und als Katalysatoren 16 g (0,5 Mol)

Methanol 9 g (0,5 Mol) Wasser und 7,5 g (0,125 Mol)

Dimethylformamid vorgelegt Weiteres Vorgehen wie

in Beispiel 1.

Das Reaktionsgemisch zeigt folgende Aminverteilung:

primär 1,8%;
sekundär 98,2%;
tertiär .

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von N-substituierten 3-Aminopropionitrilen der allgemeinen Formel

die alternative Addition ohne Katalysator ist nachteilig durch den dabei anzuwendenden hohen Druck.

Es wurde nun ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von N-substituierten 3-Aminopropionitrilen der allgemeinen Formel