DE3701297A1 - Verfahren zur herstellung von pyrrolidon bzw. n-methylpyrrolidon - Google Patents

Verfahren zur herstellung von pyrrolidon bzw. n-methylpyrrolidon

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    • C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/18—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
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    • C07D207/24—Oxygen or sulfur atoms
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pyrrolidon bzw. N-Methylpyrrolidon durch radikalinduzierte Anlagerung von Methylamin bzw. Dimethylamin an Acrylnitril und Ringschluß.
Aus der französischen Patentschrift 14 02 662 ist die Herstellung von N-Alkylpyrrolidonen durch radikalinduzierte Anlagerung von Hexyl- und Decylamin an Methylacrylat beschrieben. Die Reaktion verläuft vermutlich über eine Radikalkette wobei in der Startreaktion sich ein R-CH-NH2- Radikal bildet, wobei als Endprodukt 4-Amyl- bzw. 4-Nonyl-pyrrolidon entsteht. Ein technischer Bedarf besteht jedoch an Pyrrolidon bzw. N-Methylpyrrolidon. Dazu wird als Aminreaktionspartner Methylamin bzw. Dimethylamin benötigt von denen die Bildung des entsprechenden CH2-NH2(CH3)-Radikals nicht bekannt ist. Ferner ist Methylacrylat als Ausgangsmaterial relativ teuer, so daß es wünschenswert war, dieses Ausgangsmaterial durch das billigere Acrylnitril zu ersetzen. Von Acryl­ nitril ist aber bekannt, daß es besonders leicht polymerisiert und daß sich zudem Methylamine zu den entsprechenden Aminopropionitrilen anlagern.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man Pyrrolidon bzw. N-Methylpyrrolidon herstellen kann, wenn man Methylamin bzw. Dimethylamin in Gegenwart eines Peroxid-Radikalstarters mit Acrylnitril bei Temperaturen von 150 bis 220°C umsetzt.
Das Molverhältnis Amin zu Acrylnitril beträgt in der Regel 5:1 bis 20:1, vorzugsweise 10:1 bis 15:1. Die Menge an Peroxid bezogen auf Acrylnitril beträgt im allgemeinen 3 bis 30 Mol%, vorzugsweise 5 bis 20 Mol.%. Der Reaktionsdruck stellt sich durch die Umsetzung im geschlossenen Gefäß durch die gewählte Reaktionstemperatur ein. Je nachdem ob die Reaktion mit oder ohne Lösungsmittel durchgeführt wird, beträgt er ungefähr 40 bis 100 bar. Es ist jedoch auch möglich, durch Aufpressen von inerten Gasen den Druck bis auf z.B. 200 bar zu erhöhen.
Im einzelnen führt man die in flüssiger Phase ablaufende Reaktion beispielsweise so aus, daß man Methyl- bzw. Dimethylamin zusammen mit bezogen auf Acrylnitril mindestens stöchiometrischen Mengen Wasser in einem Autoklav vorlegt und bei der Reaktionstemperatur, d.i. 150 bis 220°C, vorzugsweise 170 bis 200°C, Acrylnitril und gleichzeitig das Peroxid insbesondere Dialkylperoxid wie Dicumylperoxid und insbesondere Di-tert.-butylperoxid gelöst in Dimethylamin zudosiert. Nach Beendigung der Reaktion wird der Autoklav abgekühlt und der Austrag aufgearbeitet. Das als Coprodukt entstehende Dimethylaminopropionitril kann zurück­ gespalten und einem neuen Reaktionsansatz zugeführt werden.
Beispiel
200 g Dimethylamin mit einem Gehalt von 5 Gew.% Wasser werden in einem 0,1 l-Stahlautoklaven auf 180°C erhitzt. Durch zwei seitliche Zuflüsse am Boden des Autoklaven werden gleichzeit 2,4 g Acrylnitril und eine Lösung von 0,42 g Di-tert.-butylperoxid in 4 g Dimethylamin innerhalb 1 Stunde zugepumpt. Der Autoklav wird 3 Stunden bei dieser Temperatur belassen und anschließend abgekühlt. Der Austrag enthält neben Dimethylaminopropio­ nitril als Hauptprodukt N-Methylpyrrolidon.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Pyrrolidon bzw. N-Methylpyrrolidon, dadurch gekennzeichnet, daß man Methylamin bzw. Dimethylamin in Gegenwart eines Peroxid-Radikalstarters mit Acrylnitril bei Temperaturen von 150 bis 220°C umsetzt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Methylamin zu Acrylnitril 5:1 bis 20:1 und die Menge Peroxid 3 bis 30 Mol.%, bezogen auf Acrylnitril, beträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei Temperaturen von 170 bis 200°C durchgeführt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603021B2 (en) 2001-06-18 2003-08-05 Battelle Memorial Institute Methods of making pyrrolidones
US7199250B2 (en) 2002-12-20 2007-04-03 Battelle Memorial Institute Process for producing cyclic compounds

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