DE2906606A1

DE2906606A1 - Verfahren zur herstellung von n,n,n'- tetraacetylaethylendiamin

Info

Publication number: DE2906606A1
Application number: DE19792906606
Authority: DE
Inventors: Rudolf Aigner; Guenther D Mueller-Schiedmayer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1979-02-21
Filing date: 1979-02-21
Publication date: 1980-09-04

Description

Verfahren zur Herstellung von N,N,N',N'-Tetra-
acetyläthylendiamin (Zusatz zu Patent .. .. ...; Patentanmeldung P 28 16 174.2) Gegenstand des Patents .. .. ... (der Patentanmeldung P 28 16 174.2) ist ein Verfahren zur Herstellung von N,N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin durch Acetylierung von N,N'-Diacetyläthylendiamin mit Essigsäureanhydrid bei einer Temperatur von 120 bis 170 "C, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man a) N,N'-Diacetyläthylendiamin und Essigsäureanhydrid im Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 10 einsetzt, b> die Acetylierung vor der Einstellung des Reaktionsgleichgewichtes zwischen N,N' -Diacetyläthylendiamin und N,N,N' ,N' -Tetraacetyläthylendiamin abbricht, c) das erhaltene braungefärbte Reaktionsgemisch, nach oder vor der Abtrennung von N,N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin durch Kristallisation, einer Reinigung zur Entfernung der färbenden Verunreinigungen unterwirft und d) die gereinigten und zurückgewonnenen, nicht vollständig zu NjN,N' ,N' -Tetraacetyläthylendiamin umgesetzten Reaktionskomponenten wieder der Acetylierung zuführt.
Da die Farbqualität von N,N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin im wesentlichen von der Dauer der Reaktionszeit und der Höhe der Reaktionstemperatur abhängt, ist es ein wesentlicher-Vorteil dieses vorgeschlagenen Verfahrens, daß die Reaktion vor der Einstellung des Reaktionsgleichgewichtes zwischen N,N' -Diacetyläthylendiamin und N ! N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin abgebrochen werden kann, vorzugsweise bei Erreichen eines Umsetzungsgrades von 20 bis 70 Mol-%, insbesondere von 40 bis 60 Mol-%, an N,N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin1 bezogen auf eingesetztes N,N'-Diacetyläthylendiamin. Eine nahezu quantitative Ausbeute an N,N,N' ,N' -Tetraacetyläthylendiamin wird dennoch erreicht, da die nicht vollständig umgesetzten Reaktionskomponenten nach Aufarbeitung -und- Reinigung wieder in die Reaktion zurückgeführt werden.
Es wurde nun gefunden, daß insbesondere die Raum-Zeit-Ausbeute verbessert und die Reaktionszeit verkürzt werden kann, wenn das Verfahren nach Patent .. ..- ... (Patentanmeldung P 28 16 174.2) dadurch weiter ausgebildet wird, daß im Schritt a) 0,01 bis 0,3 Gew.-Teile Keten pro 1 Gew.-Teil N,N'-Diacetyläthylendiamin zugesetzt werden.
Aus der DE-AS 20 52 852 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man N,N,N' ,N' -Tetraacetyläthylendiamin mittels Acetylierung von N,N' -Diacetyläthylendiamin oder N,N-Diacetyläthylendiamin dadurch erhält, daß man 1 Mol des Diacetyläthylendiamins bei 40 bis 150 OC mit 1 bis 50 Mol Essigsäureanhydrid und 1 bis 3 Mol Keten umsetzt. Dabei werden die Ausgangsstoffe Essigsäureanhydrid und Keten mit dem Ausgangs stoff N,N'- oder N,N-Diacetyläthylendiamin in stöchiometrischer Menge oder im überschuß, vorzugsweise in einem Verhältnis von 2,5 bis 50, insbesondere 2 bis 5 Mol Essigsäureanhydrid und 1 bis 3 Mol Keten pro 1 Mol Diacetyläthylendiamin umgesetzt. Die reine Tetraacetylverbindung ohne wesentliche Mengen an Triacetylverbindung wird allerdings (vgl. Spalte 3, Zeilen 11 bis 27) erst bei einem jeweils mehr als 8fachen Überschuß Essigsäureanhydrid allein über die stöchimetrische Menge oder einem 0,2fachen überschuß an Keten bei der stöchiometrischen Menge Essigsäureanhydrid erhalten. Eine Umsetzung mit geringeren Mengen der beiden Ausgangsstoffe ergibt einen wachsenden Gehalt an der nicht erwünschten Triacetylverbindung unter starker Verminderung der Ausbeute an Tetraacetyläthylendiamin.
Eine wirtschaftlich befriedigende Ausbeute an N,N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin kann also nur erreicht werden, wenn entweder a) bei einem Einsatz von Keten unterhalb der stöchiometrischen Menge der überschuß an Essigsäureanhydrid sehr stark erhöht wird, was unzweckmäßig ist, da das überschüssige Essigsäureanhydrid bzw. die gebildete Essigsäure destillativ abgetrennt und aufgearbeitet werden müssen, wobei der Aufwand mit wachsendem Überschuß dafür steigt, ferner gleichzeitig eine Verlängerung der Reaktionszeit in Kauf genommen werden muß, die zur Verschlechterung der Farbqualität des Produkts führt, odero ß) wenn bei einem geringeren überschuß an Essigsäureanhydrid der Einsatz von teurem und schwer zu handhabendem Keten erhöht wird. Dabei ist es unerheblich, ob das Keten direkt in die flüssige Reaktionsphase oder in den Dampfraum einer Kolonne über dem Reaktionsgemisch eingeführt wird.
Diese Nachteile brauchen nicht in Kauf genommen zu werden, wenn nach der oben geschilderten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens nach Patent .-. .. ... (Patentanmeldung P 28 16 174.2) Keten zugesetzt wird. Hier ergibt sich bereits bei Einsatz von etwa der Hälfte der stöchiarnetrischen laengean Keten oder insbesondere wesentlich weniger, berechnet auf Diacetyläthylendiamin, die oben beschriebene Verkürzung der Reaktionszeit unter Verbesserung der Raum-Zeit-Ausbeute.
Keten wird dabei im Gewichtsverhältnis von 0,01 : 1 bis 0,03 : 1, vorzugsweise von 0,1 : 1 bis 0,2 : 1, bezogen auf N,N'-Diacetyläthylendiamin, eingesetzt. Dieses Gewichtsverhältnis bezieht sich dabei auf die zu Beginn der Reaktion anwesenden Anteile an N,N'-Diacetyläthylendiamin, gegebenenfalls auch auf solche Anteile, die als nicht umgesetzte Reaktionskomponenten zurückgeführt werden. Die Acetylierung wird nach Erreichen eines Umsetzungsgrades an N,N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin von 20 bis 70 Mol-t, vorzugsweise von 40 bis 60 Mol-%, bezogen auf eingesetztes N,N'-Diacetyläthylendiamin, abgebrochen. Das Gewichtsverhältnis von N,N'-Diacetyläthylendiamin und Essigsäureanhydrid beträgt 1 : 1 bis 1 : 10, vorzugsweise 1 : 1 bis 1 : 5 und insbesondere 1 : 1 bis 1 : 2,5. Im übrigen wird die Reaktion bei einer Temperatur von 120 bis 170 °C, vorzugsweise 130 bis 160 OC, bei Normaldruck oder schwach erhöhtem Druck diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt, wie in Patent .. .. ... (Patentanmeldung P 28 16 174.2) ausführlich beschrieben. Bei der diskontinuierlichen Verfahrensweise wird das Keten vorzugsweise nach Erreichen der Reaktionstemperatur zugesetzt, wobei die angestrebten Umsetzungsgrade in der Regel nach 1 bis 2 Stunden erreicht sind Bei der kontinuierlichen Verfahrensweise, die zweckmäßig in mehreren hintereinandergeschalteten, zu einer Kaskade angeordneten Reaktionsbehältern durchgeführt wird, erfolgt die Zuschleusung des Ketens vorzugsweise im ersten Reaktionsbehälter. Das Keten wird während der Reaktion vollständig umgesetzt und ist daher in den zurückgeführten Reaktionskomponenten nicht enthalten.
Beispiel: 72,1 g N,N'-Diacetyläthylendiamin werden mit 306 g Essigsäureanhydrid gemischt und unter Rühren äm Rückfluß 2 Stunden bei 140 °C umgesetzt. Während der Reaktionszeit werden 12 g Keten eingeleitet. Die Reaktionsmischung wird auf 0 0C abgekühlt, das gebildete N,N,N' ,N' -Tetraacetyläthylendiamin wird als farblose Kristallmasse abfiltriert, mit Wasser nachgewaschen und getrocknet. Der Umsetzungsgrad beträgt 61 Mol-%, bezogen auf eingesetztes N,N'-Diacetyläthylendiamin, die Ausbeute beträgt 69,5 g, die Raum-Zeit-Ausbeute etwa 85 g/l h. Die in der Mutterlauge verbliebenen nicht vollständig umgesetzten Ausgangsprodukte werden der Reaktion nach'Reinigung wieder zugeführt.

Claims

Patentansprüche: X Weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von N,N,N' ,N' -Tetraacetyläthylendiamin durch Acetylierung von N,N'-Diacetyläthylendiamin mit Essigsäureanhydrid bei einer Temperatur von 120 bis 170 OC, wobei a) N,N'-Diacetyläthylendiamin und Essigsäureanhydrid im Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 10 eingesetzt wird, b) die Acetylierung vor der Einstellung des Reaktionsgleichgewichtes zwischen N,N'-Diacetyläthyendiamin und N,N,N' ,N'-Tetraacetyläthylendiamin abgebrochen wird, c) das erhaltene braungefärbte Reaktionsgemisch, nach oder vor der Abtrennung von N,N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin durch Kristallisation, einer Reinigung zur Entfernung der färbenden Verunreinigungen unterworfen wird und d) die gereinigten und zurückgewonnenen, nicht vollständig zu N,N,N' ,N' -Tetraacetyläthylendiamin umgesetzten Reaktionskomponenten wieder der Acetylierung zugeführt werden, nach Patent .. .. ... (Patentanmeldung P 28 16174.2), dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) 0,01 bis 0,3 Gew.-Teile Keten pro 1 Gew.-Teil N,N'-Diacetyläthylendiamin zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Acetylierung nach Erreichen eines Umsetzungsgrades an N,N,N',N'-Tetraacetyläthylendiamin von 20 bis 70 Mol-%, bezogen auf eingesetztes N,N'-Diacetyläthylendiamin, abgebrochen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) 0,1 bis 0,2 Gew.-Teile Keten pro 1 Gew.-Teil N,N'-Diacetyläthylendiamin zugesetzt werden.