JPH0753495A - アミノプロピオニトリルの製法 - Google Patents

アミノプロピオニトリルの製法

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JPH0753495A
JPH0753495A JP6146247A JP14624794A JPH0753495A JP H0753495 A JPH0753495 A JP H0753495A JP 6146247 A JP6146247 A JP 6146247A JP 14624794 A JP14624794 A JP 14624794A JP H0753495 A JPH0753495 A JP H0753495A
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    • C07C255/01Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C255/24Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to acyclic carbon atoms containing cyano groups and singly-bound nitrogen atoms, not being further bound to other hetero atoms, bound to the same saturated acyclic carbon skeleton

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アミノプロピオニトリルの製法 【構成】 一般式I: 【化1】 [式中、Rは水素又はメチルを表す]のアミノプロピオ
ニトリルを、アンモニアと一般式II: 【化2】 [式中、置換基は前記の意味を有する]のアクリロニト
リルと、モル比1:1〜500:1で、不均一系触媒
上、40〜180℃の温度範囲で、かつ10〜350バ
ールの圧力範囲で反応させることにより、製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、過剰アンモニアとアク
リロニトリルとを不均一系触媒上で、高めた温度と圧力
で反応させることによる、アミノプロピオニトリルの新
規改良製法に関する。
【0002】
【従来の技術】J.Chem.Soc.,1369〜1
371(1947)は、ω−ブロモアルキルシアン化物
と、フタルイミドのカリウム塩との反応及び引続くヒド
ラジン水化物との反応を記載している。だが、この方法
は、例えば3−アミノプロピオニトリルの工業用製造に
は不適当である。
【0003】米国特許(US−A)第3174992号
明細書は、エチレンシアンヒドリンとアンモニアとの、
湿潤ラニーニッケル上、約100℃の温度、自己圧の下
での反応を示している。この反応は、54%の収率しか
得られないので、不十分である。
【0004】3−アミノプロピオニトリル及びビス(2
−シアノエチル)アミンもまた、不利な2:1の比率
で、ドイツ特許(DE−A)第1003740号明細書
に記載されているように、技術的に経費のかかる間接的
な方法を経て、2−メトキシプロピオニトリルとアンモ
ニアとを、ラニーコバルトの存在中、65〜80℃の温
度範囲、165バールの圧力下で、反応させることによ
って、得られる。
【0005】アクリロニトリルとアンモニアとの直接反
応による3−アミノプロピオニトリルの製造に関して、
無水アンモニアは、室温ではアクリロニトリルと反応せ
ず、むしろ、アクリロニトリルの安定剤として使用する
ことができることが公知である(米国特許(US−A)
第2432511号明細書)。米国特許(US−A)第
2401429号明細書は、アクリロニトリルとアンモ
ニア水との室温での反応は、2日間の後に、ビス(2−
シアノエチル)エーテル76%に加えて、3−アミノプ
ロピオニトリル11%を生じることを明らかにしてい
る。90℃でアクリロニトリルをアンモニア水と、圧力
下で反応させる場合、アクリロニトリルは特に3−アミ
ノプロピオニトリル12.5%を生じる(ドイツ特許
(DE−A)第598185号明細書)。
【0006】さらに、プロトン性溶剤の添加は、NH3
のアクリロニトリルへの化学的添加に、有利な作用を有
することが公知である。アクリロニトリル−アンモニア
混合物への水蒸気の添加は、例えば、Chem.Abs
tr.Vol.83,26879に記載されている。し
かしながら、通常は、アンモニア水を80〜130℃の
温度範囲で使用する。アンモニア:アクリロニトリル:
水の比が、5〜15:1:5〜20である場合に、ビス
(2−シアノエチル)アミンの他に、3−アミノプロピ
オニトリルが、57〜80%の収率で得られる(例え
ば、米国特許(US−A)第3935256号明細書−
62%、ドイツ特許(DE−A)第2436651号明
細書−70%、米国特許(US−A)第2448013
号明細書−78%、米国特許(US−A)第20199
03号明細書−59%、Org.Syn.27,3〜5
(1947)−57%)。
【0007】アンモニア水を用いるこれらの方法の欠点
は、明らかに生成物の混合物の引続く工程の間に表れ、
それは、以下のことである: ―高いアンモニア濃度が必要であるため、循環の間に、
加えられた水を蒸留により除去すること ―アンモニア/水の分離の間の3−アミノプロピオニト
リルへの選択度が、失われる ―ニトリル基の加水分解―引続く水素添加の間に、触媒
にダメージを与える。
【0008】Przemyst.Chem.44(2)、
85(1965)及び英国特許(GB−A)第64240
9号明細書は、メタノールを15〜20当量の添加が、
3−アミノプロピオニトリルの収率81%を生じさせる
方法を明らかにしている。メチル化による副生成物の形
成は、この方法の工業的利用を妨げる作用を有してい
る。一方、t−ブタノールを3当量添加した場合、3−
アミノプロピオニトリルの68%の収率が得られる(米
国特許(US−A)第2742491号明細書)。
【0009】アンモニアを用いるビス(2−シアノエチ
ル)アミンのアミノリシスによる、3−アミノプロピオ
ニトリルの製造(ドイツ特許(DE−A)第24366
51号明細書に記載)は、130〜170℃の温度を必
要とし、165分間かかる非常に遅い反応速度で進行す
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、前記の欠点を
克服することが、本発明の課題である。
【0011】
【課題を解決するための手段】従って、一般式I:
【0012】
【化3】
【0013】[式中、Rは、水素又はメチルを表す]の
アミノプロピオニトリルの新規かつ改良された製法を発
見し、これは、アンモニアと、一般式II:
【0014】
【化4】
【0015】[式中、置換基は前記の意味を有する]の
アクリロニトリルとを、1:1〜500:1のモル比
で、不均一系触媒上、40〜180℃の温度範囲で、か
つ10〜350バールの圧力範囲で反応させることより
成る。
【0016】本発明の方法を次のように実施することが
できる:反応を、40〜180℃の温度範囲で、かつ1
0〜350バールの圧力範囲で、回分法で又は有利には
連続法で実施することができる。有利な連続的方法は、
40〜150℃の温度範囲かつ10〜200バールの圧
力範囲で、有利には50〜120℃で、150〜230
バールで実施することができる。
【0017】通例、使用アンモニアは、水0〜5重量%
含有し、かつ有利には、実質的に無水(水0〜1重量
%)で、より有利には、水0.1〜1重量%含有し、こ
のアンモニアとアクリロニトリルとのモル比は、1:1
〜500:1、有利には2:1〜100:1、殊に有利
には10:1〜80:1である。反応の間に変化しなか
った、いかなるアンモニアも、アミノプロピオニトリル
の収率を低下させずに、技術的に簡単な方法で、反応に
再循環させることができる(循環方式)。
【0018】一般に、溶剤を使用しないが、アクリロニ
トリルIIに、必要に応じて、不活性溶剤、例えば、エ
ーテル、例えばジブチルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、ジメトキシエーテル又は、例えば炭火水素、例えば
シクロヘクサン、ベンゼン及びトルエンを、0〜500
重量%、有利には50〜200重量%の量で加えること
が可能である。
【0019】1時間あたりの触媒1gあたり、アクリロ
ニトリル0.1〜10g、有利には0.1〜2gの処理
量を保持するのが有利である。
【0020】好適な不均一系触媒は、殊に、酸性及び/
又はアルカリ性又は両性の、第7B族及び第8族元素の
活性酸化物、例えばFe23、MnO2、Co34、M
23、MnO、Re27、Fe34、CoO、NiO
及び有利には、MnO2、Fe23、Co34及び殊に
有利にはFe23である。
【0021】他の、本発明の方法のための他の触媒は、
酸性又はアルカリ性イオン交換体、例えばスチレンをベ
ースとしたゲル−イオン交換体、例えば登録商標名レワ
チット(Lewatit)又はアンバーライト(Amb
erlite)を有するもの、スチレンをベースとした
巨大多孔性(macroporous)イオン交換体、
例えば登録商標名レワチットを持つもの、スチレン又は
アクリリックスをベースとした巨大網状(macror
eticular)イオン交換体、例えば登録商標名ア
ンバーライトを有するもの、又はシロキサンをベースと
した巨大多孔性交換体、例えば登録商標名デロキサン
(Deloxan)を有するもの、殊に有利に、巨大多
孔性イオン交換体である。
【0022】この方法により製造された一般式Iのアミ
ノプロピオニトリルは次のものである:3−アミノプロ
ピオニトリル、3−アミノ−イソブチロニトリル。
【0023】本発明の方法により製造された一般式Iの
アミノプロピオニトリルは、ジアミン、アミノ酸及びア
ミノカルボキシルアミドの製造のための中間体である。
【0024】本発明の方法により製造された一般式Iの
3−アミノプロピオニトリルは、次の物質の製造のため
の中間体としての使用に好適である: ―β−アミノ酸/アラニン→加水分解によるパントテン
酸カルシウムのための出発点(ドイツ特許(DE−A)
第2223236号明細書) ―1,3−プロピレンジアミン、これらは、薬剤、ポリ
アミド及び植物保護剤に、使用される(ドイツ特許(D
E−A)第3248326号明細書、ドイツ特許(D
T)第2004405号明細書)。
【0025】
【実施例】例 1 液体アンモニア210mlとアクリロニトリル19ml
との混合物を、50℃で、150バールの圧力下で、F
23(1〜2mm細片)51gの充填されたカラム反
応器にポンプ導通させた(h~1あたり、触媒g~1あたり
のアクリロニトリル0.3gの処理量)。交換率は90
%だった。22時間の流過時間(on−stream
period)の後に、流出物は、次の組成を有した
(ガスクロマトグラフィー定量分析)。
【0026】 3−アミノプロピオニトリル 57.6重量% ビス(2−シアノエチル)アミン 33.1重量% アクリロニトリル 8 重量%例 2 液体アンモニア215mlとアクリロニトリル19ml
との混合物を、50℃で、180バールの圧力下で、酸
性イオン交換体(アンバーリスト(Amberlys
t)15)29gの充填されたカラム反応器にポンプ導
通させた(h~1あたり、触媒g~1あたりのアクリロニト
リル0.53gの処理量)。交換率は99.4%だっ
た。20時間の流過時間の後、流出物は次の組成を有し
た(ガスクロマトグラフィー定量分析)。
【0027】 3−アミノプロピオニトリル 81.0重量% ビス(2−シアノエチル)アミン 18.2重量% アクリロニトリル 0.48重量%例 3 液体アンモニア215mlとアクリロニトリル19ml
との混合物を、50℃、180バールの圧力下で、アル
カリ性イオン交換体(レワチット(Lewatit)
MP−600)36gの充填されたカラム反応器にポン
プ導通させた(h~1あたり、触媒g~1あたりのアクリロ
ニトリル0.4gの処理量)。交換率は99.4%だっ
た。20時間の流過時間の後、流出物は次の組成を有し
た(ガスクロマトグラフィー定量分析)。
【0028】 3−アミノプロピオニトリル 77.8重量% ビス(2−シアノエチル)アミン 20.2重量% アクリロニトリル 0.48重量%
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランツ メルガー ドイツ連邦共和国 フランケンタール マ ックス−スレフォークト−シュトラーセ 25 (72)発明者 ギド フォイト ドイツ連邦共和国 シュリースハイム ツ ェントグラーフェンシュトラーセ 41 (72)発明者 マルティン ブルーダーミュラー ドイツ連邦共和国 マンハイム ヴェーバ ーシュトラーセ 7 (72)発明者 クラウス−ウルリッヒ プリースター ドイツ連邦共和国 ルートヴィヒスハーフ ェン バナーター シュトラーセ 4 (72)発明者 ヴォルフガング ハーダー ドイツ連邦共和国 ヴァインハイム ベル クヴァルトシュトラーセ 16

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式I: 【化1】 [式中、Rは、水素又はメチルを表す]の、アミノプロ
    ピオニトリルの製法において、アンモニアと一般式I
    I: 【化2】 [式中、置換基は、前記の意味を有する]のアクリロニ
    トリルとを、1:1〜500:1のモル比で、不均一系
    触媒上、40℃〜180℃の温度範囲で、かつ、10〜
    350バールの圧力範囲で、反応させることを特徴とす
    る、一般式Iのアミノプロピオニトリルの製法。
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