DE4111906A1 - Mono:chloro-acetonitrile prepn. - by chlorination of acetonitrile saturated with hydrogen chloride - Google Patents

Mono:chloro-acetonitrile prepn. - by chlorination of acetonitrile saturated with hydrogen chloride

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Abstract

Prepn. of monochloroacetonitrile (I) comprises chlorination of HCl-satd.-MeCN. (esp. undiluted) with Cl2 at 40-125 deg.C, opt. with irradiation or in the presence of a radical catalyst. Chlorination is carried out by simultaneous addn. of Cl2 and MeCN into an appts. with a turnover of MeCN of 0.1-30%, and removal of chlorinated MeCN from the appts. Use of (I) in synthesis of trichloroacetonitrile (II) by further chlorination, is also claimed. USE - (I) is an intermediate in the synthesis of dye intermediates, substd. pyridines, insecticides and rubber auxiliaries. It may e.g. be reacted with trichloromethyl-isocyanide-dichloride to give tetrachloro-pyrimidine, an important reagent in prepn. of reactive dyes. (II) is useful in organic syntheses. The process gives good yields and is selective. The prepn. of (II) from (I). also gives good yields, unlike known processes for sump chlorination of MeCN which lead to formation of large quantities of a triazine deriv.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung des bekannten Monochloracetonitrils, das als Zwischenprodukt für die Synthese von substituierten Pyridinen, für die Synthese biologisch aktiver Verbindungen wie beispielsweise Insektizide (im speziellen gegen Blattläuse), ferner zur Synthese von Kautschukhilfsmitteln oder von Farbstoff-Zwischenprodukten eingesetzt werden kann.The present invention relates to a new method for producing the known monochloroacetonitrile, which is an intermediate for the synthesis of substituted pyridines, for the synthesis of biologically active compounds such as for example insecticides (especially against aphids), also for the synthesis of Rubber auxiliaries or dye intermediates are used can.

Es ist bereits bekannt daß man Monochloracetonitril durch Gasphasenchlorierung bei erhöhter Temperatur erhalt. Diesem Verfahren haftet jedoch der Mangel an, daß keine großen Durchsätze pro Raum- und Zeiteinheit möglich sind (Lit. DL 841 78.R (H. Seeboth u. R. Nitschke), ebenso Chem. Techn. 23. Jg. Heft 12, 1971; US 31 21 735; Japan 9326/67; JA 71 11 489-R; USSR 5 16 682 (1976); E.M. Movsum. Zade. M.G. Mamedov u. L.A. Shikiev, Khim. Proms-zt. (Mos. 53, 1977, 9662) Bull. Soc. Chim. Belg. 61 366 (1952)), oder daß auch die Chlorierung des Acetonitrils praktisch nur Trichloracetonitril liefert (US 39 23 860 und US 34 18 228).It is already known that monochloroacetonitrile by gas phase chlorination preserved at elevated temperature. However, there is a defect in this process that large throughputs per unit of space and time are not possible (Lit. DL 841 78.R (H. Seeboth and R. Nitschke), as well as Chem. Techn. 23 vol. Issue 12, 1971; US 31 21 735; Japan 9326/67; YES 71 11 489-R; USSR 5 16 682 (1976); E.M. Movsum. Zade. M.G. Mamedov et al. L.A. Shikiev, Khim. Proms-zt. (Mos. 53, 1977, 9662) Bull. Soc. Chim. Belg. 61 366 (1952)), or that the chlorination of Acetonitrile provides practically only trichloroacetonitrile (US 39 23 860 and US 34 18 228).

Es sind aber auch Experimente zur Chlorierung in flüssiger Phase beschrieben. In Houben Weyl, Methoden der organischen Chemie Band V/3. S 634 Georg Thieme Verlag Stuttgart 1962 wird die Chlorierung von Acetonitril in flüssiger Phase unter Bestrahlung mit UV-Licht in Gegenwart von HCl-Gas beschrieben. Man ernält jedoch lediglich Trichloracetonitril. However, experiments on chlorination in the liquid phase are also described. In Houben Weyl, Methods of Organic Chemistry Volume V / 3. S 634 Georg Thieme Verlag Stuttgart 1962 the chlorination of acetonitrile in the liquid phase is under Irradiation with UV light in the presence of HCl gas is described. You feed however only trichloroacetonitrile.  

Ebenso führt die Chlorierung von Acetonitril in Gegenwart von J2 als Katalysator nur zu Trichloracetonitril. Um die Bildung des Trichloracetonitrils zu vermeiden, wurde auch die Chlorierung bei relativ niedrigen Temperaturen versucht, wobei nur bis zu einem bestimmten Umsatz chloriert wird. Die Ausbeute beträgt hierbei jedoch nur 40% d. Th. (US 38 25 581). In dieser Schrift findet man aber auch den Hinweis, daß bei Chlorierung des Acetonitrils oberhalb 50°C, z. B. bei 70°C, nur noch Tri­ chloracetonitril erhalten wird.Likewise, the chlorination of acetonitrile in the presence of J 2 as a catalyst only leads to trichloroacetonitrile. To avoid the formation of trichloroacetonitrile, chlorination at relatively low temperatures was also attempted, with chlorination only up to a certain conversion. However, the yield is only 40% of theory. Th. (US 38 25 581). In this document, however, one also finds the indication that when the acetonitrile is chlorinated above 50 ° C., for. B. at 70 ° C, only tri chloroacetonitrile is obtained.

Weiterhin ist aus EP-9 788 bekannt, daß man Acetonitril in Gegenwart von ver­ dampfbaren Katalysatoren wie SnCl4 chlorieren kann. Dieses Verfahren ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß nach beendeter Chlorierung sich Spuren des Kata­ lysators nur sehr schwer und mit großem Aufwand entfernen lassen, so daß auch die Gefahr der Entstehung von Triazin besteht.Furthermore, it is known from EP-9 788 that acetonitrile can be chlorinated in the presence of vaporizable catalysts such as SnCl 4 . However, this method has the disadvantage that traces of the catalyst can be removed only with great difficulty and with great effort after the chlorination has ended, so that there is also a risk of triazine being formed.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das die direkte Chlorierung des Acetonitrils zu Monochloracetonitril in hoher Selektivität und gleichzeitig hoher Ausbeute gestattet. Die Chlorierung läuft nach folgendem Schema ab:A method has now been found which is the direct chlorination of the acetonitrile to monochloroacetonitrile in high selectivity and at the same time high yield allowed. The chlorination takes place according to the following scheme:

Dabei wird HCl-gesättigtes Acetonitril in einer erfindungsgemäßen, geeigneten Apparatur (im Aufbau vergleichsweise wie bei DE 27 16 896) mit elementarem Chlor bei Temperaturen zwischen etwa 40° und 125°C vorzugsweise unverdünnt, gegebenenfalls unter Belichtung oder in Gegenwart eines Radikal-Katalysators chloriert, wobei die Chlorierung des durch die Chlorierungszone laufenden Acetonitrils bei einem Umsatz zwischen 0,1 und 30% durchgeführt wird, unter gleichzeitiger Zuführung von Chlor und Acetonitril in die Apparatur und Entnahme von chloriertem Acetonitril aus der Apparatur. HCl-saturated acetonitrile is used in a suitable one according to the invention Equipment (comparatively similar to DE 27 16 896 in structure) with elementary Chlorine at temperatures between about 40 ° and 125 ° C, preferably undiluted, optionally under exposure or in the presence of a radical catalyst chlorinated, the chlorination of the running through the chlorination zone Acetonitrile is carried out at a conversion between 0.1 and 30% simultaneous addition of chlorine and acetonitrile to the apparatus and removal of chlorinated acetonitrile from the apparatus.  

Es ist ausgesprochen überraschend, daß diese Flüssigphasenteilchlorierung, in hohen Ausbeuten bei gleichzeitig bevorzugtem Entstehen von Monochloracetonitril abläuft. Vielmehr mußte aus dem zitierten Stand der Technik erwartet werden, daß das Produktverhältnis von Monochloracetonitril zu unerwünschten Produkten, z. B. Trichloracetonitril, sehr viel ungünstiger und eine Aufarbeitung zum gewünschten Monochloracetonitril sehr aufwendig ist.It is extremely surprising that this liquid phase partial chlorination, in high Yields with the preferred formation of monochloroacetonitrile expires. Rather, it had to be expected from the cited prior art that the product ratio of monochloroacetonitrile to undesirable products, e.g. B. Trichloroacetonitrile, much less favorable and a work-up to the desired one Monochloroacetonitrile is very expensive.

Bedingt durch die besondere Reaktionsführung ergibt sich nicht nur eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit, sondern auch eine mindestens 3,5fach höhere Raum/Zeit-Ausbeute, gegenüber EP 9 788.Due to the special reaction procedure, there is not only a higher one Reaction rate, but also at least 3.5 times higher Space / time yield, compared to EP 9 788.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Gegenwart von Verdünnungsmitteln durchgeführt werden, wobei sich die für Halogenierungsreaktionen üblichen inerten Lösungsmittel wie beispielsweise Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlormethan oder Frigene, z. B. Frigen 22, eignen. Bevorzugt verwendet man jedoch Tetra­ chlormethan.The process according to the invention can be carried out in the presence of diluents be carried out, with the usual inert for halogenation reactions Solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride or Frigene, e.g. B. Frigen 22, are suitable. However, tetra is preferably used chloromethane.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch ohne Zusatz von Ver­ dünnungsmitteln sowie vorzugsweise bei Normaldruck durchgeführt.However, the process according to the invention is preferably carried out without adding Ver fertilizers and preferably carried out at normal pressure.

Die direkte Chlorierung von Acetonitril kann gegebenenfalls unter Belichtung mit UV-Licht oder auch durch Zugabe von geeigneten Radikal-Katalysatoren durchgeführt werden.The direct chlorination of acetonitrile can optionally with exposure to UV light or by adding suitable radical catalysts be performed.

Als UV-Lichtquelle kann beispielsweise ein wassergekühlter Quecksilberhoch­ druckbrenner verwendet werden, der als Tauchlampe oder auch von außen ange­ bracht werden kann. Man muß bei der Anbringung der Lampe darauf achten, daß möglichst viel Licht in die Halogenierungszone gelangt. Alle für solche Halogenierungen üblichen Quecksilberhochdruckbrenner lassen sich für das erfindungsgemäße Verfahren einsetzen. Natürlich sind auch andere für solche Halogenierungen geeignete Lichtquellen einsetzbar. For example, a water-cooled mercury high can be used as the UV light source pressure burner can be used as a diving lamp or from the outside can be brought. When attaching the lamp, make sure that as much light as possible enters the halogenation zone. All for such Halogenations customary high-pressure mercury burners can be used for the invention Use procedure. Of course, others are also for such Halogenations suitable light sources can be used.  

Als Radikal-Katalysatoren kann man vorzugsweise Peroxide, wie beispielsweise Cumylperoxid oder Benzoylperoxid, oder Azoverbindungen wie beispielsweise Azoisobuttersäuredinitril (AIBN) verwenden.Peroxide, for example, can preferably be used as radical catalysts Cumyl peroxide or benzoyl peroxide, or azo compounds such as Use azoisobutyronitrile (AIBN).

Falls das Verfahren in Gegenwart von Katalysatoren durchgeführt wird, setzt man, pro Mol Acetonitril im allgemeinen 0,001 bis 1,5 Mol-%, bevorzugt 0,02 bis 1 Mol-%, und besonders bevorzugt 0,1 bis 0,5 Mol-% Katalysator ein.If the process is carried out in the presence of catalysts, per mole of acetonitrile in general 0.001 to 1.5 mol%, preferably 0.02 to 1 mol%, and particularly preferably 0.1 to 0.5 mol% of catalyst.

Die Reaktionstemperaturen können bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man, wie oben angegeben, bei Temperaturen zwischen 40°C und 125°C, bevorzugt zwischen 60°C und 110°C, besonders bevorzugt zwischen 80°C und 100°C. Insbesondere arbeitet man bei Temperaturen, die im Bereich der Siedetemperatur des zu chlorierenden Acetonitrils liegen. Es ist ausgesprochen überraschend, daß in diesem Temperaturbereich Monochloracetonitril nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird und nicht Trichloracetonitril, wie die Literatur (US 34 18 228) voraussagt.The reaction temperatures can be carried out when carrying out the inventive Process can be varied over a wide range. Generally you work as indicated above, at temperatures between 40 ° C and 125 ° C, preferred between 60 ° C and 110 ° C, particularly preferably between 80 ° C and 100 ° C. In particular, one works at temperatures in the boiling range of the acetonitrile to be chlorinated. It is extremely surprising that in this temperature range monochloroacetonitrile according to the invention Process is obtained and not trichloroacetonitrile as the literature (US 34 18 228) predicts.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer "batchweisen" (d. h. diskontinuier­ lichen) (Variante 1) und in einer kontinuierlichen Fahrweise (Variante 2) durchgeführt werden.The process according to the invention can be carried out in a "batchwise" (i.e. discontinuous lichen) (variant 1) and in a continuous driving style (variant 2) be performed.

Das erfindungsgemäße Chlorierungsverfahren von Acetonitril wird nun so be­ gonnen, daß in einer entsprechenden Apparatur Acetonitril am Siedepunkt mit HCl-Gas gesättigt wird und anschließend HCl-gesättigtes Acetronitril unter Belichtung am Siedepunkt oder wenig darunter gleichzeitig mit elementarem Chlor einer gefluteten Reaktionszone zugeführt wird, nach Vermischen (mechanisch oder durch die Strömung) aus dieser ausgetragen, durch geeignete Maßnahmen vor einer Rückmischung mit frischem Chlor geschützt und nach beendeter Chlorierungs­ reaktion einer Kolonne zugeleitet wird.The chlorination process of acetonitrile according to the invention will now be so gonnen that in an appropriate apparatus with acetonitrile at the boiling point HCl gas is saturated and then HCl-saturated acetronitrile under Exposure at or slightly below boiling point with elemental chlorine is fed to a flooded reaction zone after mixing (mechanical or by the current), carried out by appropriate measures in front of a Backmixing protected with fresh chlorine and after chlorination has ended reaction is fed to a column.

Dieses Gemisch aus Edukt und Produkt der Formel (I) wird in der Kolonne auf­ getrennt, wobei sich am Boden der Kolonne das Produkt sammelt und das abge­ trennte Edukt HCl-gesättigt der Chlorierungszone erneut zugeführt wird (Variante 1). Dies erfolgt solange, bis das gesamte eingesetzte Acetonitril umgesetzt ist.This mixture of starting material and product of formula (I) is in the column separated, the product collecting at the bottom of the column and the abge  separated educt saturated with HCl is fed back to the chlorination zone (variant 1). This continues until all of the acetonitrile used has reacted.

Das chlorierte Acetronitril (am Boden der Kolonne gesammelt) kann im Falle genügender Reinheit direkt für weitere Umsetzungen verwendet oder einer Fein­ fraktionierung unterworfen werden.The chlorinated acetronitrile (collected at the bottom of the column) can in the case sufficient purity used directly for further implementations or a fine be subjected to fractionation.

Wird dem aus der Kolonne abgetrennten mit HCl-gesättigten Acetonitril ständig frisches Acetonitril zugefügt und gleichzeitig mit Chlor in der gefluteten Reaktionszone eingetragen, so entsteht ein kontinuierlich arbeitender Prozeß, (Variante 2), bei dem letzlich ständig Edukt und Chlor zugeführt werden und Reaktionsprodukt der Apparatur entnommen wird.Is continuously separated from the column with HCl-saturated acetonitrile fresh acetonitrile added and at the same time with chlorine in the flooded Entered reaction zone, so a continuously working process arises, (Variant 2), in which ultimately educt and chlorine are constantly added and Reaction product is removed from the apparatus.

Es ist nur darauf zu achten, daß nach Vermischung von HCl-gesättigtem Acetonitril und Chlor in der Reaktionszone eine genügend lange Verweildauer bis zur been­ digten Chlorierung und eine Rückmischung mit frischem Chlor sowie ein direktes Entweichen des gebildeten HCl-Gases verhindert wird.It is only important to ensure that after mixing HCl-saturated acetonitrile and chlorine in the reaction zone a sufficiently long residence time until the end chlorination and backmixing with fresh chlorine as well as direct Escape of the HCl gas formed is prevented.

Die Vermischung des Chlors in der Reaktionszone kann z. B. durch Rühren, durch die Strömung der Reaktionspartner bei der Zugabe in einem Venturi-Düsenrohr oder eine Kombination dieser Möglichkeiten sowie anderen möglichen geeigneten Vor­ richtungen erfolgen.Mixing of the chlorine in the reaction zone can e.g. B. by stirring the flow of the reactants when added in a venturi tube or a combination of these possibilities as well as other possible suitable advantages directions.

Die Rückvermischung des Reaktionsgemisches in der Reaktionszone mit frischem HCl-gesättigtem Edukt und Chlor kann durch ständiges Entfernen verhindert wer­ den, wobei das Reaktionsgemisch nach Verlassen der Reaktionszone in ein Gefaß geleitet wird, dessen Geometrie so gestaltet ist daß die Durchflußzeit bzw. Verweildauer unter Belichtung so groß ist oder etwas größer, wie die Zeit, die zur völligen Umsetzung des zugegebenen Chlors notwendig ist beispielsweise kann ein Rohr mit dem geeigneten Durchmesser gegebenenfalls gefüllt mit Glasfüllkörpern, ein solches Reaktiongefäß darstellen. Natürlich sind aber auch andere geeignete Gefäße denkbar. Die Verweildauer der Reaktionsmischung unter Belichtung kann dadurch soweit vergrößert werden, daß das Chlor bis zum Eintritt in die Trennkolonne völlig umgesetzt ist und erst dann gebildetes HCl-Gas aus der Reaktionsmischung entweichen kann.The backmixing of the reaction mixture in the reaction zone with fresh HCl-saturated educt and chlorine can be prevented by constant removal the, the reaction mixture after leaving the reaction zone in a vessel is directed, whose geometry is designed so that the flow time or Dwell time under exposure is as long or slightly longer than the time required for a complete implementation of the added chlorine is necessary, for example Pipe with the appropriate diameter, possibly filled with glass fillers, represent such a reaction vessel. Of course, other suitable ones are also Vessels conceivable. The residence time of the reaction mixture under exposure can thereby be enlarged so far that the chlorine until it enters the  Separation column is fully implemented and only then formed HCl gas from the Reaction mixture can escape.

Die Chlorierung des durch die Chlorierungszone laufenden Acetonitrils wird sowohl bei der batchweisen (Variante 1) als auch bei der kontinuierlichen Fahrlweise (Variante 2) bei einem Umsatz zwischen 0,1 und 30%, vorzugsweise zwischen 2 und 20%, besonders bevorzugt zwischen 5 und 15% durchgeführt, so daß insge­ samt Chlor und Acetonitril der Apparatur zugeführt und chloriertes Acetonitril ohne Edukt der Apparatur entnommen werden.The chlorination of the acetonitrile passing through the chlorination zone is both with batch (variant 1) as well as with continuous driving (Variant 2) with a conversion between 0.1 and 30%, preferably between 2 and 20%, particularly preferably between 5 and 15%, so that in total together with chlorine and acetonitrile supplied to the apparatus and chlorinated acetonitrile without Educt of the apparatus can be removed.

In der Regel wird bei der batchweisen Chlorierung (Variante 1) bis etwa 95% Umsatz (100% eingesetztes Edukt minus noch vorhandenes Edukt nach beendeter Chlorierung) des insgesamt eingesetzten Edukts chloriert. Dann wird die Reaktion abgebrochen und der Ansatz fraktioniert.As a rule, in batchwise chlorination (variant 1) up to about 95% Turnover (100% starting material used minus starting material still present after the end Chlorination) of the total educt used chlorinated. Then the reaction canceled and the approach fractionated.

Die Reaktion kann in beiden Varianten unterbrochen und der Prozeß nach einiger Zeit fortgesetzt werden. Das Reaktonsgemisch kann aber auch zwischengelagert und erst nach einiger Zeit weiterverarbeitet werden.The reaction can be interrupted in both variants and the process after a few Time to be continued. The reaction mixture can also be stored temporarily and can only be processed after some time.

In der Regel wird jedoch ein Ansatz ohne Unterbrechung chloriert und anschließend sofort fraktioniert.As a rule, however, one batch is chlorinated without interruption and then fractionated immediately.

Prinzipiell ist auch die Bromierung von Acetonitril nach diesem Verfahren möglich.In principle, the bromination of acetonitrile is also possible using this process.

Auf diese Weise erhält man gezielt Monochloracetonitril mit hoher Selektivität und Ausbeute, wobei die Bildung von Nebenprodukten gering gehalten wird. Mit einer relativ kleinen Apparatur lassen sich durch die kontinuierliche Verfahrensweise (Variante 2) pro Raum- und Zeiteinheit große Mengen an gewünschtem Produkt synthetisieren, wobei nur geringe Mengen an Di- und Trichloracetonitril als Nebenprodukte entstehen. Die in der Reaktionszone verbleibende Reaktions­ mischung kann bei der batchweisen Chlorierung für weitere Ansätze wiederver­ wendet werden. In this way, monochloroacetonitrile is obtained with high selectivity and Yield, while the formation of by-products is kept low. With a relatively small equipment can be achieved through the continuous procedure (Variant 2) large quantities of the desired product per unit of space and time synthesize, with only small amounts of di- and trichloroacetonitrile as By-products arise. The reaction remaining in the reaction zone The mixture can be reused for further batches in batch chlorination be applied.  

Natürlich ist es auch möglich, Monochloracetonitril nach folgendem Schema nach obigem Verfahren weiter zu chlorieren:Of course, it is also possible to use monochloroacetonitrile according to the following scheme chlorinate the above process further:

Dieses Verfahren liefert dabei gute Ausbeuten an Trichioracetonitril, das für die Synthese organischer Verbindungen als Zwischenprodukt dient. Diese Verbindung läßt sich auch durch Entwässerung von Trichloracetamid herstellen. Außerdem ent­ steht sie auch bei der direkten Sumpfchlorierung von Acetonitril, wobei jedoch ein großer Teil des Trichloracetonitrils sich nach folgender Gleichung zu einem Triazin umsetzt und daher der Ausbeute an isolierbarem Trichloracetonitril verlorengeht. (Lit. JA 71 11 664-R; Bull. Chem. Soc. Japan 44 (1971) 1,148; Bull. Chem. Soc. Japan 42 (1969) 11, 3242).This process provides good yields of trichioracetonitrile, which is used for the Synthesis of organic compounds serves as an intermediate. This connection can also be produced by dewatering trichloroacetamide. Also ent it also stands for the direct bottom chlorination of acetonitrile, although a Much of the trichloroacetonitrile turns into a triazine according to the following equation implemented and therefore the yield of isolable trichloroacetonitrile is lost. (Lit. JA 71 11 664-R; Bull. Chem. Soc. Japan 44 (1971) 1,148; Bull. Chem. Soc. Japan 42 (1969) 11, 3242).

Trichloracetonitril ist ein wichtiges Zwischenprodukt für Farbstoffsynthesen. Monochloracetonitril läßt sich aber auch beispielsweise mit Trichlormethyl-isocyanid-dichlorid zu Tetrachlorpyrimidin, einem wichtigen Baustein zur Synthese von Reaktivfarbstoffen umsetzen (Le A 10 692 = DOS 16 70 854): Trichloroacetonitrile is an important intermediate for dye synthesis. Monochloroacetonitrile can also be used, for example Trichloromethyl isocyanide dichloride to tetrachloropyrimidine, an important Implement block for the synthesis of reactive dyes (Le A 10 692 = DOS 16 70 854):  

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Chlorierung von Acetonitril zu Monochlor­ acetonitril wird durch folgendes Experiment belegt:The process according to the invention for the chlorination of acetonitrile to monochlor Acetonitrile is proven by the following experiment:

Verfahrensvariante 1: Batchweise Chlorierung.Process variant 1: batchwise chlorination.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sei mit Hilfe von Fig. 1 erläutert:An embodiment of the method according to the invention is explained with the aid of FIG. 1:

In den Kopf (3) einer Kolonne (12), die im mittleren Teil eine Zuführung (10) und am Boden (11) eine Ableitung (13) aufweist und die mit Füllkörpern oder Glasböden ausgelegt ist, wird über (1) oder (2) das Edukt eingeleitet.In the head ( 3 ) of a column ( 12 ), which has a feed ( 10 ) in the central part and a discharge ( 13 ) at the bottom ( 11 ) and which is designed with packing or glass trays, is ( 1 ) or ( 2 ) initiated the educt.

Im Kopf (3) der Kolonne verdampft das Edukt, hier HCl-gesättigtes Acetonitril, und wird über die Zuleitung (4) in den Kühler (5) geleitet, wo es kondensiert. Das kondensierte Acetonitril wird über die Zuleitung (7) in den Reaktor (9) eingeleitet, der gegebenenfalls auf die gewünschte Reaktionstemperatur erwärmt oder gekühlt werden kann. Der Reaktor besteht aus einer Belichtungseinheit und einem Reak­ tionsrohr das spiralförmig geformt sein kann. Es ist dabei so ausgestaltet, daß das Reaktionsprodukt, um eine Rück-Vermischung zu vermeiden, möglichst rasch aus der Vermischungszone von Edukt und Chlor entfernt wird. Über die Zuleitung (8) wird gasförmiges Chlor beispielsweise über ein Venturirohr eingespeist. Die Chlorierung erfolgt unter Belichtung in der gesamten, gefluteten Reaktionszone.In the top ( 3 ) of the column, the starting material, here HCl-saturated acetonitrile, evaporates and is fed via the feed line ( 4 ) into the cooler ( 5 ), where it condenses. The condensed acetonitrile is introduced via the feed line ( 7 ) into the reactor ( 9 ), which can optionally be heated or cooled to the desired reaction temperature. The reactor consists of an exposure unit and a reac tion tube which can be spirally shaped. It is designed so that the reaction product is removed as quickly as possible from the mixing zone of starting material and chlorine in order to avoid back-mixing. Gaseous chlorine is fed in via the feed line ( 8 ), for example via a Venturi tube. The chlorination takes place with exposure in the entire flooded reaction zone.

Das entstandene Reaktionsgemisch, das im wesentlichen aus Monochloracetonitril, nicht umgesetztem Acetonitril und Chlorwasserstoff besteht, wird durch die Zuführung (10) in den mittleren Teil der Kolonne (12) geleitet, wo die Auftrennung des Reaktionsgemisches erfolgt. Das nicht umgesetzte Acetonitril und der Chlorwasserstoff werden über den Kopf (3) der Kolonne (12) abgeleitet und über die Zuleitung (4) dem Kühler (5) zugeführt in dem Chlorwasserstoff über den Kopf (6) abgeschieden wird, während das Acetonitril im Reaktionskreislauf weitergeführt wird.The resulting reaction mixture, which consists essentially of monochloroacetonitrile, unreacted acetonitrile and hydrogen chloride, is passed through the feed ( 10 ) into the central part of the column ( 12 ), where the reaction mixture is separated. The unreacted acetonitrile and the hydrogen chloride are discharged via the top ( 3 ) of the column ( 12 ) and fed via the feed line ( 4 ) to the cooler ( 5 ) in which hydrogen chloride is separated off via the top ( 6 ), while the acetonitrile is in the reaction cycle is continued.

Das bei der Reaktion entstandene Monochloracetonitril wird der Apparatur über den Boden (11) der Kolonne (12) über die Ableitung (13) entnommen.The monochloroacetonitrile formed in the reaction is removed from the apparatus via the bottom ( 11 ) of the column ( 12 ) via the discharge line ( 13 ).

855 g Acetonitril werden in einer Apparatur, wie oben beschrieben zunächst mit HCl-Gas gesättigt. Anschließend leitet man Chlor bei Siedetemperatur in die Chlorierungszone der Apparatur unter UV-Belichtung mit einem Hg-Hochdruck­ brenner so ein, daß nur eine Teilchlorierung des in Kreislauf befindlichen Acetotutrilstromes eintritt. Im Zuge des Fortschritts der Chlorierung steigt die Sumpftemperatur bis 120°C an. Die Chlorierung wird durch gaschromatographische Analysen permanent verfolgt und solange durchgeführt bis die Zusammensetzung des Rohproduktes folgende Analysenwerte (in Flächenprozente) anzeigt:855 g of acetonitrile are initially in an apparatus as described above HCl gas saturated. Chlorine is then passed into the at boiling temperature Chlorination zone of the apparatus under UV exposure with a high pressure Hg burner so that only a partial chlorination of the circulating Acetotutril current occurs. As the chlorination progresses, the Bottom temperature up to 120 ° C. The chlorination is by gas chromatography Analyzes permanently tracked and carried out until the composition of the raw product shows the following analytical values (in percentages):

7,3% CH3 CN; 0,5% Cl3 C-CN; 89,6% ClCH2 CN; 2,5% Cl2 HC-CN.7.3% CH 3 CN; 0.5% Cl 3 C-CN; 89.6% ClCH 2 CN; 2.5% Cl 2 HC-CN.

Das Rohprodukt wird dann sorgfältig fraktioniert. Monochloracetonitril siedet bei 125°C. Man erhält nach Refraktionierung des Vorlaufs insgesamt 1309 g Monochloracetonitril, das sind 90,5% d.Th., wobei 7,3% rückgewonnenes Acetonitril von der Ausbeute abgezogen werden.The raw product is then carefully fractionated. Monochloroacetonitrile boils 125 ° C. A total of 1309 g is obtained after refractioning the forerun Monochloroacetonitrile, that is 90.5% of theory, with 7.3% recovered Acetonitrile are deducted from the yield.

Chlorierung des Monochloracetonitril zu TrichloracetonitrilChlorination of the monochloroacetonitrile to trichloroacetonitrile

1043 g Monochloracetonitril, die man gegebenenfalls zuvor mit HCl-Gas sättigt, werden bei 70°C unter Bestrahlung mit UV-Licht (aus einem Hg-Hoch­ druckbrenner) durch direktes Einleiten von Chlor sumpfchloriert. Der Fortgang der Reaktion wird gaschromatographisch verfolgt. Erreicht die Zusammensetzung des Chlorierungsgemisches folgende Werte, wird die Chlorierung abgebrochen: 65,1% Cl3 C-CN; 17,8% Cl3 C-CCl = NCl; +2,1%+5,6%+3,4%+3,5% diverse chlorierte Triazine; 2,5% Edukt.1043 g of monochloroacetonitrile, which may be saturated beforehand with HCl gas, are sump-chlorinated at 70 ° C. under irradiation with UV light (from an Hg high-pressure burner) by directly introducing chlorine. The progress of the reaction is followed by gas chromatography. If the composition of the chlorination mixture reaches the following values, the chlorination is stopped: 65.1% Cl 3 C-CN; 17.8% Cl 3 C-CCl = NCl; + 2.1% + 5.6% + 3.4% + 3.5% various chlorinated triazines; 2.5% educt.

Der Chlorierungsrückstand wird über eine Füllkörperkolonne fraktioniert. Man erhält beim Siedepunkt Kp. 85-86°C 99,9% reines Trichloracetonitril und beim Siedepunkt Kp. 80°C, 51,8 mbar, 98,5% reines N-Chlor-trichloracetimidoylchlorid (W.P. Trompen, J. Greevers, J.Th. Hackmann, Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 1971 90(5), 458).The chlorination residue is fractionated over a packed column. Man receives 99.9% pure trichloroacetonitrile at boiling point 85-86 ° C and at Boiling point bp 80 ° C, 51.8 mbar, 98.5% pure N-chloro-trichloroacetimidoyl chloride (W.P. Trompen, J. Greevers, J.Th. Hackmann, Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 1971 90 (5), 458).

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Monochloracetonitril, dadurch gekennzeich­ net, daß HCl-gesättigtes Acetonitril in einer geeigneten Apparatur mit elementarem Chlor bei Temperaturen zwischen etwa 400 und 125°C, vorzugsweise unverdünnt, gegebenenfalls unter Belichtung oder in Gegenwart eines Radikal-Katalysators chloriert wird, wobei die Chlorierung des durch die Chlorierungszone laufenden Acetonitrils bei einem Umsatz zwischen 0,1 und 30% durchgeführt wird, unter gleichzeitiger Zuführung von Chlor und Acetonitril in die Apparatur und Entnahme von chloriertem Acetonitril aus der Apparatur.1. A process for the preparation of monochloroacetonitrile, characterized in that HCl-saturated acetonitrile is chlorinated in a suitable apparatus with elemental chlorine at temperatures between about 400 and 125 ° C, preferably undiluted, if appropriate with exposure to light or in the presence of a radical catalyst, wherein the chlorination of the acetonitrile passing through the chlorination zone is carried out at a conversion between 0.1 and 30%, with simultaneous addition of chlorine and acetonitrile to the apparatus and removal of chlorinated acetonitrile from the apparatus. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen zwischen 600 und 110°C chloriert.2. The method according to claim 1, characterized in that at Chlorinated temperatures between 600 and 110 ° C. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen zwischen 80° und 100°C chloriert.3. The method according to claim 1, characterized in that at Chlorinated temperatures between 80 ° and 100 ° C. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Peroxide oder Azoverbindungen als Katalysatoren verwendet.4. The method according to claim 1, characterized in that peroxides or azo compounds are used as catalysts. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei dieser Flüssigphasenteilchlorierung Apparaturen verwendet, die die Rückmischung verhindern und gleichzeitig die Verweildauer der Reaktionsmischung unter Belichtung so vergrößern, daß das Chlor bis zum Eintritt in die Trenn­ kolonne völlig umgesetzt ist und erst dann gebildetes HCl-Gas aus der Reaktionsmischung entweichen kann.5. The method according to claim 1, characterized in that one at this Liquid phase partial chlorination equipment used which is the backmix prevent and at the same time the residence time of the reaction mixture Increase the exposure so that the chlorine until it enters the separator column is fully implemented and only then formed HCl gas from the Reaction mixture can escape. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Chlo­ rierung des Acetonitrils batchweise oder kontinuierlich durchführt. 6. The method according to claim 1, characterized in that the Chlo tion of the acetonitrile is carried out batchwise or continuously.   7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorierung des durch die Chlorierungszone laufenden Acetonitrils zwischen 2 und 20% Umsatz gefahren wird.7. The method according to claim 1, characterized in that the chlorination between 2 and 20% of the acetonitrile passing through the chlorination zone Sales is driven. 8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorierung des durch die Chlorierungszone laufenden Acetonitrils zwischen 5 und 15% Umsatz gefahren wird.8. The method according to claim 1, characterized in that the chlorination between 5 and 15% of the acetonitrile passing through the chlorination zone Sales is driven. 9. Verwendung von Monochloracetonitril zur Synthese von Trichloracetonitril durch weitere direkte Chlorierung.9. Use of monochloroacetonitrile for the synthesis of trichloroacetonitrile by further direct chlorination.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114105819A (en) * 2021-12-24 2022-03-01 江苏超跃化学有限公司 Method for synthesizing chloroacetonitrile through photochlorination
CN114163397A (en) * 2021-11-18 2022-03-11 安徽益多康尔医药科技有限公司 2-aminothiazole-4-nitrile and preparation method thereof

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