DE951984C

DE951984C - Process for the production of ª € -chloric or ª € -cyanvaleric acid

Info

Publication number: DE951984C
Application number: DEC8125A
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Baxmann; Dr Walter Franke
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1953-08-30
Filing date: 1953-08-30
Publication date: 1956-11-08

Description

Verfahren zur Herstellung von <5-Chlor- oder d-Cyanvaleriansäure Bei der Behandlung von Halogenhydrinen, die endständiges Halogen und mindestens 5 Kohlenstoffatome zwischen den funktionellen Gruppen enthalten, mit starker Salpetersäure bei niederer Temperatur oder mit Stickoxyden, zweckmäßig in Gegenwart von Sauerstoff und von Sauerstoff übertragenden Verbindungen, wie Vanadinsäure, eptsfehen die entsprechenden w-Halogencatbonsäniren.Process for the production of <5-chloro or d-cyanovaleric acid When treating halohydrins, the terminal halogen and at least Containing 5 carbon atoms between the functional groups, with strong nitric acid at low temperature or with nitrogen oxides, expediently in the presence of oxygen and oxygen-transferring compounds, such as vanadic acid, contain the corresponding w-halogenated carbonates.

In analoger Weise erhält man aus Cyanhydrinen mit endständigen Cyangruppen, die in der Kette mehr als 3 Kohlenstoffatome zwischen den funktionellen Gruppen. tragen, die entsprechenden a-co-Cyancarbonsäuren (vgl. die deutschen Patentschriften 867 243, 862 747). Man hat auch bereits cs-Cyancarbansäuren (nach Patent 805 758) durch katalytische Umsetzung aliphatischer Dicarbonsäuren mit deren Diamiden oder (nach Patent 806 454) aus den Diamiden aliphatischer Dicarbonsäuren durch Erhitzen in Gegenwart freier Säuren hergestellt. In beiden Fällen enthalten die Reaktionsprodukte gewisse Mengen der entsprechenden Dinitrile, die nur sehr schwierig und mit großem apparativem Aufwand von den Hauptprodukten abgetrennt werden können. Außerdem sind die Ausgangsstoffe zur Herstellung der rn-Cyancarbonsäure, nämlich Adipinsäure bzw. deren Diamid, nur auf recht umständlichem Wege über mehrere Zwischenstufen zu gewinnen.In an analogous manner, one obtains from cyanohydrins with terminal cyano groups, those in the chain have more than 3 carbon atoms between the functional groups. carry the corresponding a-co-cyanocarboxylic acids (see. The German patents 867 243, 862 747). There are already cs-cyanocarboxylic acids (according to patent 805 758) by catalytic reaction of aliphatic dicarboxylic acids with their diamides or (according to patent 806 454) from the diamides of aliphatic dicarboxylic acids by heating produced in the presence of free acids. In both cases contain the reaction products certain amounts of the corresponding dinitrile, which are very difficult and with great can be separated from the main products using equipment. Also are the starting materials for the production of rn-cyanocarboxylic acid, namely adipic acid or their diamide, which can only be obtained in a rather laborious way through several intermediate stages.

Auch die nach »Comptes rendus des Séances de l'Academie des Sciences«, Bd. 231 (I950), S. 703, als Ausgangsstoffe verwendeten α-#-Chlor-Brom-Kohlenwasserstoffe sind nur über eine Reihe von Zwischenstufen erhältlich und führen auderdem bei der Umsetzung mit Natriumcyanid zu Gemischen von Chlor- und Bromvaleronitril, die naturgemäß wiederum Gemischte von Chlor- und Brom,valeriansäure ergeben, die schwierig voneinander zu trennen sind. Even those according to "Comptes rendus des Séances de l'Academie des Sciences", Vol. 231 (1950), p. 703, α - # - chlorine-bromine hydrocarbons used as starting materials are only available through a number of intermediate levels and also perform at the Reaction with sodium cyanide to form mixtures of chloro- and bromovaleronitrile, which naturally Again, mixtures of chloric and bromine, valeric acid give rise to difficult one another are to be separated.

Es wurde nun gefunden, daß man #-Chlor- oder <-Cyanvaleriansaure erhalten kann, wenn man Äther der allgemeinen Formel X (CH2)4 . OR, in der X = C1 oder C N und R einen Alkylrest bedeutet, mit starker Salpetersäure oder Stickoxyden, gegebenenfalls in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases, bei mäßig erhöhter Temperatur behandelt. It has now been found that # -chloro- or <-cyanvaleric acid can be obtained by using ethers of the general formula X (CH2) 4. OR, in which X = C1 or C N and R is an alkyl radical, with strong nitric acid or nitrogen oxides, optionally in the presence of an oxygen-containing gas at a moderately elevated temperature treated.

Es war nicht vorauszusehen, daß bei diesem Verfahren eine Oxydation der Äthergruppe stattfindet, bevor die Nitrilgruppe bzw. das Chlor in Reaktion tritt, denn bekanntlich ist eine aliphatische Äthergruppe gegen Oxydation sehr beständig. It was not foreseeable that this process would lead to oxidation of the ether group takes place before the nitrile group or chlorine reacts, for, as is well known, an aliphatic ether group is very resistant to oxidation.

Als Ausgangsstoffe kommen I-Alkoxy-5-chlorpentane bzw. 1 -Alkoxypentannitrile- (5) in Frage. The starting materials are I-alkoxy-5-chloropentanes or 1 -alkoxypentanenitrile- (5) in question.

Da der Alkoxyrest bei der Behandlung mit Salpetersäure abgespalten wird, verwendet man zweckmäßig als Ausgangsmaterialien Verbindungen, die einen Methoxyrest enthalten, doch lassen sich auch Verbindungen, die einen Äthoxy-, Propoxy-, Butoxyrest usw. enthalten, verwenden.Since the alkoxy group is split off when treated with nitric acid is expediently used as starting materials compounds which have a methoxy radical contain, but compounds that have an ethoxy, propoxy, butoxy radical can also be used etc. included, use.

Verbindungen dieser Art können z.B. erhalten werden aus dem bei der Acetylenerzeugung als Nebenprodukt anfallenden Diacetylen und Methanol über das Methoxybutenin (CM3 O CM = CM - C = C M), das durch Anlagern von Formaldehyd in Methoxypenteninol (C M3O . CH=CH-C #C-CH2OH) übergeführt wird, aus dem durch Hydrieren Methoxypentanol (C H,O-C H2 C H2 -CH2 . CH2 . CH2OH) entsteht, das z. B. mit Thionylchlorid I -Methoxy-5 -chlorpentan gibt. Durch Umsetzen von I-Methoxy-5-ehlorpentan mit Alkalicyaniden entsteht 1 -Methoxypentannitril- (5). Compounds of this type can be obtained, for example, from the Acetylene generation as a by-product of diacetylene and methanol via the Methoxybutenine (CM3 O CM = CM - C = C M), which is produced by the accumulation of formaldehyde in Methoxypenteninol (C M3O. CH = CH-C # C-CH2OH) is converted, from which by hydrogenation Methoxypentanol (C H, O-C H2 C H2 -CH2. CH2. CH2OH) is formed. B. with thionyl chloride I-methoxy-5-chloropentane there. By reacting I-methoxy-5-chloropentane with alkali metal cyanides 1 -Methoxypentanenitril- (5) is formed.

Um die genannten Ausgangsstoffe I-Methoxy-5-chlorpentan bzw. I-Methoxypentannitril-(5) in die 5-Chlor- bzw. s-Cyanvaleriansäure überzuführen, wendet man etwa die fünffache Gewichtsmenge an 8o0/oiger Salpetersäure an, wobei die optimale Temperatur für das I-Methoxy-s-chlorpentan bei etwa 300, für das I-Methoxypentannitri1- (5) mit Rücksicht auf die empfindliche Nitrilgruppe bei etwa 200 liegt. Die Wirkang der Salpetersäure kann durch Mitverwenden geringer Mengen von Sauerstoffüberträgern, z. B. Vanadinpentoxyd, noch verstärkt werden. Außerdem kann man gleichzeitig sauerstoffhaltiges- Gas einleiten. Die erhaltenen Carbonsäuren können z. B. als Zwischenprodukte für die Herstellung von Kunststoffen, insbesondere von Polyamiden, verwendet werden. In order to use the mentioned starting materials I-methoxy-5-chloropentane or I-methoxypentanenitril- (5) To convert it into 5-chloro or s-cyanvaleric acid, about five times as much is used Weight of 80% nitric acid, with the optimal temperature for the I-methoxy-s-chloropentane at about 300, for I-methoxypentannitri1- (5) with consideration on the sensitive nitrile group is around 200. The action of nitric acid can by using small amounts of oxygen carriers, z. B. Vanadium pentoxide, to be strengthened. In addition, oxygen-containing gas can be introduced at the same time. The carboxylic acids obtained can, for. B. as intermediate products for manufacture of plastics, in particular of polyamides, can be used.

Beispiel I 50 Gewichtsteile I-Methoxy-5-chlorpentan werden unter Rühren und Kühlen in dem Maße zu 200 Gewichtsteilen 80%iger Salpetersäure, die 0,5 Gewichtsteile Vanadinpentoxyd enthält, gegeben, daß die Temperatur 300 nicht überschreitet. Example I 50 parts by weight of I-methoxy-5-chloropentane are under Stirring and cooling to the extent of 200 parts by weight of 80% nitric acid, the 0.5 Contains parts by weight of vanadium pentoxide, given that the temperature does not exceed 300.

Man hält danach noch 3 Stunden bei 300 und entfernt im Vakuum die nitrosen Gase. Der Rückstand wird bei 100 mit 50 Gewichtsteilen 30%iger Natronlauge versetzt, dabei scheidet sich eine Ölschicht ab, die abgetrenrit wird, während die Restlösung mit Chloroform extrahiert wird. Öl und Chloroformschicht werden vereint und destilliert. Man erhält beim Kp.5 110° 43 Gewichtsteile #-Chlorvaleriansäure, ft2D0 I,4542 (80°/o der Theorie).It is then held at 300 for a further 3 hours and the nitrous gases. The residue is at 100 with 50 parts by weight of 30% sodium hydroxide solution offset, thereby separating a layer of oil, which is separated while the Residual solution is extracted with chloroform. The oil and chloroform layer are combined and distilled. 43 parts by weight of # -chlorovaleric acid are obtained at b.p. 5 110 °, ft2D0 I, 4542 (80 ° / o of theory).

Beispiel 2 30 Gewichtsteile I-Methoxypentannitril-(5) werden unter Rühren und Kühlen zu 150 Gewichtsteilen 80%iger Salpetersäure, die o, I 5 Gewichtsteile Vanadinpentoxyd enthält, in dem Maße gegeben, daß die Temperatur sich bei etwa 200 hält. Man hält dann noch 41/2 Stunden bei 200, saugt im Vakuum die nitrosen Gase ab, versetzt dann mit 50 Gewichtsteilen 30%iger Natronlauge und extrahiert mit Methylenchlorid. Man erhält 27 Gewichtsteile reine <3-Cyanvaleriansäure, Kops 5 I44 bis I480; nD20 I,4490 (900/0 der Theorie). Example 2 30 parts by weight of I-methoxypentanenitrile- (5) are under Stirring and cooling to 150 parts by weight of 80% nitric acid, the 0.15 parts by weight Contains vanadium pentoxide, given that the temperature is around 200 holds. It is then held at 200 for another 41/2 hours and the nitrous gases are sucked in under vacuum from, then mixed with 50 parts by weight of 30% sodium hydroxide solution and extracted with methylene chloride. This gives 27 parts by weight of pure <3-cyanovaleric acid, Kops 5 I44 to I480; nD20 I, 4490 (900/0 of theory).

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of <3-chloro- or # -cyanvaleric acid, characterized in that I-alkoxy-5-chloropentane or I-alkoxypentanenitril- (5) with strong nitric acid or nitrogen oxides, optionally in the presence of one oxygen-containing gas, treated at a moderately elevated temperature.