DE825267C

DE825267C - Verfahren zur Herstellung N-substituierter beta-Amino-propionitrile

Info

Publication number: DE825267C
Application number: DEP37785D
Authority: DE
Inventors: Elmer William Cook; James Kenneth Dixon
Original assignee: American Cyanamid Co
Current assignee: Wyeth Holdings LLC
Priority date: 1946-01-08
Filing date: 1949-03-25
Publication date: 1951-12-17
Also published as: CH265193A; GB628141A; US2439359A; FR939537A

Description

Verfahren zur Herstellung N-substituierter beta-Amino-propionitrile Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Aminonitrilen, im speziellen ein Verfahren, N-substituierte beta-Amino-propionitrile herzustellen, die folgende allgemeine Formel besitzen in der R ein aliphatisches Kohlenwasserstoffradikal, R' entweder Wasserstoff oder ein aliphatisches Kohlenwasserstoffradikal darstellen, oder R und R' mit dem Stickstoffatom zusammen einen heterocyclischen Ring. bilden können.
Auf Grund der Erfindung wurde ein Verfahren ausgearbeitet, X-substituierte beta-Amino-propionitrile herzustellen; dieses Verfahren besteht in der Umsetzung von Äthylencyanhydrin mit einem hier näher beschriebenen Amin in Gegenwart eines dehydratisierenden Katalysators, der auf einer Temperatur von etwa 225 bis 45o° gehalten wird.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Amin ist entweder ein aliphatisches Amin der Formel oder ein Stickstoff enthaltender heterocyclischer Ring, der ein freies Wasserstoffatom am heterocyclischen N-Atom trägt. Typische Reaktionen können wie folgt dargestellt werden Das beta-Amino-propionitril wird hergestellt, indem man das Amin und Cyanhydrin in dampfförmigem Zustand über einen Dehydratisierungskatalysator innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 225 bis etwa 45o° leitet.
Der Dehydratisierungskatalysator kann aus Stoffen, wie Silicagel, Bauxit, Aluminium-, Titan-, Thorium-, Zirkonoxyd und anderen Oxyden der seltenen Erden oder Mischungen von ihnen bestehen, jedoch nicht aus nicht katalytisch wirkenden Stoffen oder kräftig dehydratisierenden chemischen Verbindungen, wie z. B. Phosphorpentoxyd.
Die Reaktionsstoffe, die am besten in molekularem Verhältnis von etwa i : i zur Anwendung kommen, werden in Dampfform gründlich gemischt, ehe sie die Reaktionszone passieren. Die Ausgangsmischung kann mit einem reaktionsträgen Gas, wie z. B. Stickstoff, verdünnt werden.
Die folgenden Beispiele werden die Erfindung weiter erläutern.
Beispiel i 3,24 Mol Äthylencyanhydrin und 3,73 Mol Dimethylamin wurden durch ein Mischrohr (Verdampfer), das eine Temperatur von etwa 3oo° besaß, geleitet und dann in einem vertikalen Rohr von rostfreiem Stahl (Konverter) gleichmäßig auf 300° erhitzt.
Die untere Hälfte des Konverters enthielt 340 ccm Aluminiumoxyd (8 bis 14 Maschen) und die obere Hälfte diente als Vorwärmer. Das Produkt wurde in einer Vorlage kondensiert, die direkt mit dem Auslauf am' unteren Ende des Konverters verbunden war. Ein wassergekühlter Kondensator war mit dem Vorlagegefäß verbunden und darauf folgend ein Trockeneiskühler, zum Kondensieren von nicht umgesetztem Amin, angebracht. Die Durchgangsdauer betrug etwa 8o Minuten und die Berührungsdauer in bezug auf das Gesamtvolumen des Katalysators 5 Sekunden. Das Produkt aus der Vorlage wurde unter vermindertem Druck destilliert. Beta-Dimethylaminopropionitril, Kp. 80°/2o mm, wurde in einer Ausbeute von 81,5°/o, auf das angewandte Äthylencyanhydrin bezogen, erhalten.
Beispiel 2 Das Verfahren von Beispiel i wurde unter Verwendung von 3,34 Mol Äthylencyanhydrin und 5,14 Mol Monoäthylamin wiederholt. Die Destillation des Produktes aus der Vorlage ergab beta-Äthylaminopropionitril, Kp. 86 '; 20 mm, in einer Ausbeute von 770/0.
Beispiel ,; Das Verfahren von Beispiel i wurde unter Verwendung von 4 Mol Ätliylencyanhydrin und 4 Mol Allylamin wiederholt. Die Destillation des Produktes aus dem Vorlagegefäß ergab eine Ausbeute von 75°/o beta-Allylaminopropionitril mit einem Siedepunkt von 9o° bei 20 mm Druck.
Beispiel 4 Das Verfahren von Beispiel i wurde unter Verwendung von 4,2 Mol Äthylencyanhydrin und 4,2 Mol Piperidin wiederholt. Die Destillation des Reaktionsproduktes ergab beta-Piperidinopropionitril, Kp. 105°/2o mm, in einer Ausbeute von 82°/0.
Beispiel 5 Das Verfahren von Beispiel i wurde unter Verwendung von 3,8 Mol Äthylencyanhvdrin und 3,8 Mol Morpholin wiederholt. Die Destillation des Produktes aus dem Vorlagegefäß ergab in 860;'0iger Ausbeute beta-Morpholinopropionitril, Kp. r30-1i20 mm.
Beispiel 6 Das Verfahren von Beispiel i wurde unter Verwendung von 3,44 Mol Äthylencyanhydrin, 3,42 Mol Dimethylamin und Silicagel als Katalysator im Konverter an Stelle von Aluminiumoxyd wiederholt. Die Destillation des Produktes aus dem Vorlagegefäß ergab in 75°/oiger Ausbeute beta-Dimethylaminopropionitril.
Beispiel Das Verfahren von Beispiel i wurde unter Verwendung von 3,48 Mol Äthylencyanhydrin, 3,62 Mol Dimethylamin und Zirkonoxyd als Katalysator wiederholt. Der Konverter wurde auf einer Temperatur von etwa 350' gehalten. Die Destillation des Produktes aus dem Vorlagegefäß ergab in 66°/oiger Ausbeute beta-Dimethylaminopropionitril. Beispiel 8 Das Verfahren von Beispiel i wurde unter Verwendung von 3,48 Mol Äthylencyanhydrin, 4,25 Mol Monoäthylamin und Zirkonoxyd als Katalysator unter Einhaltung einer Temperatur von etwa 350 bis 4r5° wiederholt. Die Destillation des Produktes aus dem Vorlagegefäß ergab in 44°/oiger Ausbeute beta Äthylaminopropionitril. Beispiel 9 Das Verfahren von Beispiel i wurde unter Verwendung von 3,48 Mol Äthylencyanhydrin, 3,i6 Mol Dimethylamin und Bauxit als Katalysator unter Einhaltung einer Temperatur von 35o bis 39o° wiederholt. Die Destillation des Produktes aus dem Vorlagegefäß ergab in 63°!oiger Ausbeute beta-Dimethylaminopropionitril.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein einfaches und geeignetes Vesfahren, eine Gruppe von Verbindungen herzustellen, die als Zwischenprodukt für die Herstellung keimtötender Mittel und Hilfsmittel für die Textil- und ähnliche Industrien verwendet werden können.
Es versteht sich, daß verschiedene Abänderungen in den beschriebenen Verfahrensstufen vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung N-substituierter beta-Amino-propionitrile, dadurch gekennzeichnet, daß Äthylencyanhydrin in Gegenwart eines Dehydratisierungskatalysators bei etwa 225 bis 45o° ,zusammengebracht wird mit einem Aniin der allgemeinen Formel worin R ein aliphatisches Kohlenwasserstoffradikal, R' ein H-Atom oder ein aliphatisches Kohlenwasserstoffradikal, oder R und R' zusammen mit dem Stickstoff einen heterocyclischen Ring, der ein freies H-Atom am heterocyclischen N-Atom trägt, darstellen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe von Äthylencyanhydrin und dem Amin gemischt über den erhitzten Dehydratisierungskatalysator geleitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemischten Dämpfe durch eine Vorwärmzone und darauf durch die Reaktionszone, die den erhitzten Dehydratisierungskatalysator enthält, geleitet werden.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator aus Aluminiumoxyd besteht.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsstoffe vornehmlich in etwa äquimolekularem Verhältnis angewendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung mit einem reaktionsträgen Gas, wie Stickstoff, verdünnt wird.