KR840000418B1 - Process for the preparation of 2,3-dihalopropionitrile - Google Patents

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Abstract

Alkali and alkali earth carbonates, bicarbonates, and hydrogen phosphates catalyzed the reaction of acrylonitrile with halogens to yield 2,3-dihalopropionitriles. Thus, Cl gas was introduced in a mixt. of 53.1g acrylonitrile, 40 ppm hydroquinone, and 12.7g anhyd. Na2CO3 at 5˜10≰C to give 119.2g 2,3-dichloropropionitrile (b.p=62˜63oC; 150mmHg).

Description

2, 3-디할로 게노프로피오니트릴의 제조방법Method for preparing 2,3-dihalo genopropionitrile

본 발명은 중합체 또는 아미노산류와 같은 생체 활성물질, 농약 및 약학제용 물질로서 유용한 화합물인 2, 3-디할로게노프로 피오니트릴을 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing 2, 3-dihalogenopropionitrile, which is a compound useful as a substance for bioactive substances, pesticides and pharmaceuticals such as polymers or amino acids.

아크릴로 니트릴을 할로겐화하여 2, 3-디할로 게노프로피오니트릴의 제조하는 데에는, 이를 테면 촉매의 존재 또는 부재하에 광-라디칼 반응을 이용하는 여러가지 방식의 종래의 방법이 행해져 왔다.Various conventional methods have been used to produce 2, 3-dihalo genopropionitrile by halogenating acrylonitrile, such as using photo-radical reactions in the presence or absence of a catalyst.

촉매의 부재하에 아크릴로 니트릴을 직접 할로겐화하는 여러가지 방법들이 제안되어 왔다. 이를테면, 물존재하의 아클리로 니트릴중에 염소 가스를 도입시켜 2, 3-디클로로프로피오니트릴을 제조하는 방법이 미합중국 특허 공고번호 제2,231,360호 및 독일연방공화국 특허 공고번호 제842,193호에 기술되어 있다. 그러나 이 방법은 생성수율이 26 내지 29% 정도로 낮기 때문에 공업적으로는 실시할 수가 없다. 또 클로로포름이나 사염화탄소용매 중에서 아크릴로니트릴을 할로게노하제로 직접 할로겐화하여 2, 3-디할로 게노프로피오니트릴을 제조하는 방법이 미합중국 특허 공고번호 제2,298,739호 ; C. Mourey and R. L. Brown, Bull. Soc. Chim, Fr., 제27권 901페이지(1920) 및 L. Petit and P. Touratier, Bull. Soc. Chim. Fr., 제3권 1136페이지(1968)에 기재되어 있으나, 이 방법은 용매를 회수해야만 하기 때문에 공업적으로 실시하는데 있어 부적당하다. 또 아크릴로니트릴에 브롬을 직접 작용시켜 2, 3-디브로모프로피오니트릴을 제조하는 방법이 M.A. Naylor and A.W. Anderson, J. Am. Chem. Soc., 제75권 590페이지(1954) 및 미합중국 특허 공고번호 제2,710,304호에 기재되어 있으나, 이 방법에 따르면 수율이 70 내지 89% 정도로 낮은 결점이 있다. 또 전술한 방법들 외에도 할로겐화제로서 디옥산디브로마이드를 사용하여 아크릴로니트릴을 디브롬화하는 방법이 A. V. Dombrovskii, Zhur. obshch. Khim, 제24권 610페이지(1954)에 기재되어 있으나, 이 방법에 따르면 특수한 할로겐화제를 사용해야만 되기 때문에 제조원가가 더 들고, 생성물의 수율도 50 내지 55% 정도로 낮은 결점이 있어 공업적으로 실시할 수가 없다.Several methods of directly halogenating acrylonitrile in the absence of a catalyst have been proposed. For example, a process for the preparation of 2,3-dichloropropionitrile by introducing chlorine gas into acrylonitrile in the presence of water is described in US Patent Publication No. 2,231,360 and German Patent Publication No. 842,193. However, this method cannot be industrially performed because the production yield is as low as 26 to 29%. In addition, a method for producing 2,3-dihalogenopropionitrile by directly halogenating acrylonitrile in a chloroform or a carbon tetrachloride solvent with a halogenoase is disclosed in US Patent Publication No. 2,298,739; C. Mourey and R. L. Brown, Bull. Soc. Chim, Fr., Vol. 27, p. 901 (1920) and L. Petit and P. Touratier, Bull. Soc. Chim. Fr., Vol. 3, page 1136 (1968), but this method is inadequate for industrial practice because the solvent must be recovered. In addition, a method of producing 2,3-dibromopropionitrile by directly acting bromine on acrylonitrile is described in M.A. Naylor and A.W. Anderson, J. Am. Chem. Soc., Vol. 75, page 590 (1954) and U.S. Patent Publication No. 2,710,304, according to this method have a low yield of about 70 to 89%. In addition to the aforementioned methods, a method of dibrominating acrylonitrile using dioxane dibromide as a halogenating agent is described in A. V. Dombrovskii, Zhur. obshch. Although described in Khim, Vol. 24, p. 610 (1954), this method requires a special halogenating agent, which leads to higher manufacturing costs and lower product yields of 50 to 55%. I can't.

또 촉매를 이용하는 방법들이 제안되어 왔는데, 이를테면 피리딘촉매 존재하에 아크릴로니트릴을 할로겐화하는 방법이 H. Brintzinger, K. Pfannstiel and H. Koddebusch, Angew. Chem., 제 A(60)권 311페이지(1948) ; W. H. Jura and R. J. Gaul, J. Am. Chem. Soc., 제80권 5402페이지(1958) ; S.S Ivanov and M. M. Koton, Zhur, Obshch. Khim., 제28권 139페이지(1959) 및 N.O. Pastushak, A.V. Dombrovskii and L. I. Pogovik, Zhur. Obshch, Khim., 제34(7)권, 2243페이지 (1964)에 기재되어 있다. 이 방법에 따르면 반응으로 얻어지는 반응 생성물중의 피리딘 촉매를 제거하기 위해 물로 세척하여야만 하기 때문에 생성되는 2, 3-디할로게노프로피오니트릴의 일부가 미반응의 아크릴로니트릴과 함께 수중에 용해되어 목적물의 수율이 감소되는 결점 외에도 폐수처리상에 문제점도 생긴다. 또 N, N-디메틸포름아미드 촉매존재하에 아크릴로니트릴을 할로겐화하는 방법이 I. P. Losev, O.V. Smirnova and L. M. Lutsenko, Trudy Moskov. Khim, Tekhnel, Inst. im. D.I. Mendeleeva, 제29권 17페이지(1959) 및 M.A. Askarov, K.A. Avlyanov and A.B. Alovildinov, Uzbeksk, Khim, Zh., 제7(5)권, 50페이지(1963)에 기재되어 있다. 이 방법에 있어서는 아크릴로니트릴에 3중량 %의 N, N-디메틸포름아미드를 첨가하고 염소화시킴으로서 2, 3-디클로로프로피오니트릴이 92.3%의 수율로 얻어진다고 서술되어 있으나, 본 발명자들이 전술한 방법을 검토한 결과 N, N-디메틸포름아미드량이 3중량 %일 때에는 아크릴로니트릴의 전환율이 40 내지 45% 정도로 낮다는 것을 발견하였다. 따라서 이 방법도 공업적으로 실시가 불가능한 것이다.Methods using catalysts have also been proposed, such as the method of halogenating acrylonitrile in the presence of a pyridine catalyst is described by H. Brintzinger, K. Pfannstiel and H. Koddebusch, Angew. Chem., Vol. A (60), page 311 (1948); W. H. Jura and R. J. Gaul, J. Am. Chem. Soc., Vol. 80, 5402 (1958); S.S Ivanov and M. M. Koton, Zhur, Obshch. Khim., Vol. 28, p. 139 (1959) and N.O. Pastushak, A.V. Dombrovskii and L. I. Pogovik, Zhur. Obshch, Khim., Vol. 34 (7), page 2243 (1964). According to this method, part of the resulting 2,3-dihalogenopropionitrile is dissolved in water together with unreacted acrylonitrile because it must be washed with water to remove the pyridine catalyst in the reaction product obtained by the reaction. In addition to the drawback of reducing the yield of the target, there are also problems in wastewater treatment. In addition, the method of halogenating acrylonitrile in the presence of N, N-dimethylformamide catalyst is described in I. P. Losev, O. V. Smirnova and L. M. Lutsenko, Trudy Moskov. Khim, Tekhnel, Inst. im. D.I. Mendeleeva, Vol. 29, pp. 17 (1959) and M.A. Askarov, K.A. Avlyanov and A.B. Alovildinov, Uzbeksk, Khim, Zh., Vol. 7 (5), 50 pages (1963). In this method, it is stated that 2, 3-dichloropropionitrile is obtained in a yield of 92.3% by adding and chlorinating 3% by weight of N, N-dimethylformamide to acrylonitrile. As a result of examination, it was found that the conversion rate of acrylonitrile was as low as 40 to 45% when the amount of N and N-dimethylformamide was 3% by weight. Therefore, this method is also impossible industrially.

광 라디칼 반응에 의한 2, 3-디할로게노프로피오니트릴의 제조방법에 대해서는 이를테면 W.W. Moyer Jr., T. Anyos and J. L. Dennis Jr., J. Org. Chem., 제31(4)권, 1014페이지(1966) 및 독일연방공화국공개특허 공고번호 제6,612,041호에 기재되어 있다. 이 방법에 따르면 이온 반응 억지게로서 인산 수소 알카리금속을 사용하여 아크릴로니트릴을 광라디칼 반응을 수행하며는 2, 3-디할로게노프로피오니트릴이 얻어진다. 또 첨가제의 부재하에 아크릴로니트릴을 과염소화심을 특징으로 하는 방법이 미합중국 특허공고번호 제2,390,470호 및 N.B. Lorette, I. Org. Chme., 제26권 2324페이지(1961)에 기재되어 있다. 그러나 광라디칼 반응을 채용하는 이들 방법들에 있어서는 2, 3-할로게노프로피오니트릴의 수율이 낮고, 광반응을 수행하여야 하는 반응 장치가 복잡하기 때문에 공업적으로 실시하는 데 있어서 여러가지의 문제점을 지니고 있다.Processes for the preparation of 2,3-dihalogenopropionitrile by photoradical reactions are described, for example, in W.W. Moyer Jr., T. Anyos and J. L. Dennis Jr., J. Org. Chem., Vol. 31 (4), page 1014 (1966), and in German Patent Application Publication No. 6,612,041. According to this method, photoradical reaction of acrylonitrile is carried out using hydrogen phosphate alkali metal as an ionic reaction inhibitor to obtain 2,3-dihalogenopropionitrile. In addition, a process characterized by acrylonitrile perchlorination core in the absence of additives is disclosed in U.S. Patent Nos. 2,390,470 and N.B. Lorette, I. Org. Chme., Vol. 26, page 2324 (1961). However, in these methods employing a photoradical reaction, the yield of 2,3-halogenopropionitrile is low and the reaction apparatus to perform the photoreaction is complicated. I have it.

본 발명의 목적은 2, 3-디할로게노프로피오니트릴을 공업적으로 유리하게 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.It is an object of the present invention to provide a process for industrially advantageously producing 2,3-dihalogenopropionitrile.

본 발명자들은 광범위한 연구를 행한 결과 실질적으로 광부존재하에 할로겐 촉매로서 알카리 또는 알카리토금속의 탄산염, 탄산수소염 또는 인산염의 존재하에 아크릴로니트릴을 할로겐화제로 할로겐화시킴을 특징으로 하는 2, 3-디할로게노프로피오니트릴의 제조방법을 제공하기에 이르렀다.The inventors have conducted extensive research and have shown that a 2, 3-dihalogenov is characterized by halogenating acrylonitrile with a halogenating agent in the presence of carbonate, hydrogencarbonate or phosphate of alkali or alkaline earth metal substantially in the absence of light. It has come to provide a method for preparing lopionitrile.

본 발명에 있어서의 할로겐화 반응은 광화학 반응이 아니기 때문에 특수한 반응장치를 필요로 하지 않는다. 또 부산물이 거의 생성하지 않고 2, 3-디할로게노프로피오니트릴이 정량적인 수율로 얻어지기 때문에 본 발명의 방법은 공업적으로 우수한 방법인 것이다.Since the halogenation reaction in this invention is not a photochemical reaction, a special reaction apparatus is not needed. In addition, since little by-product is produced and 2, 3-dihalogenopropionitrile is obtained in a quantitative yield, the method of the present invention is an industrially superior method.

본 발명의 방법에 있어서는 사용한 촉매가 반응 혼합물에 불용성인 무기염이기 때문에 단순한 여과 등의 조작에 의해 반응 생성물로부터 촉매를 용이하게 분리할 수가 있다. 따라서 본 발명의 방법은 공지 방법들보다도 공업적으로 우수한 방법인 것이다.In the method of the present invention, since the catalyst used is an inorganic salt insoluble in the reaction mixture, the catalyst can be easily separated from the reaction product by simple filtration or the like. Therefore, the method of the present invention is industrially superior to the known methods.

본 발명의 방법에 사용되는 할로겐화제를 예시하면 브롬, 염소, 요오드 및 플루오르와를 열거할 수가 있다.Illustrative halogenating agents used in the process of the present invention may include bromine, chlorine, iodine and fluoride.

알카리 또는 알카리토금속의 탄산염 또는 탄산수소염으로서는 나트륨, 칼륨, 리튬, 마그네슘 및 칼슘의 탄산염 또는 인산수소염을 예시할 수가 있다. 통상으로 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨 및 탄산수소칼륨을 사용한다.Examples of the carbonate or hydrogen carbonate of an alkali or alkaline earth metal include carbonates or hydrogen phosphates of sodium, potassium, lithium, magnesium and calcium. Usually, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate are used.

알카리 또는 알카리토금속인산수소 염의 예로서는 인산수소이칼륨, 인산수소이나트류 및 인산수소칼슘을 들 수가 있다.Examples of alkali or alkaline earth metal phosphate salts include dipotassium hydrogen phosphate, sodium hydrogen phosphate, and calcium hydrogen phosphate.

전술한 무기염류는 단독으로 또는 2이상을 혼합하여 사용하여도 좋다.The inorganic salts mentioned above may be used alone or in combination of two or more.

반응 용액중에 잔존하는 촉매는 반응용액중에 불용성인 무기염이기 때물에 물로 추출하여 회수할 수가 있으나, 간단한 여과나 또는 경사 분리 조작에 의해 용이하게 회수할 수가 있다. 알카리 또는 알카리토금속 인산 수소염을 촉매로 사용한 경우에는 회수한 촉매를 강알카리로 처리하여 용이하게 재생할 수가 있다.The catalyst remaining in the reaction solution can be recovered by extracting it with water in an inorganic salt which is insoluble in the reaction solution, but can be easily recovered by simple filtration or decantation. When alkali or alkaline earth metal phosphate salt is used as a catalyst, the recovered catalyst can be easily regenerated by treating with strong alkali.

촉매로서의 알카리 또는 알카리토금속 탄산염, 탄산수소염 또는 인산수소염은 아크릴로니트릴 1몰에 대하여 0.05 내지 2몰량으로 사용한다. 실제에 있어서는 0.05 내지 1.0몰의 양을 사용하면 충분하다.Alkali or alkaline earth metal carbonate, hydrogen carbonate or hydrogen phosphate as a catalyst is used in an amount of 0.05 to 2 moles per 1 mole of acrylonitrile. In practice, an amount of 0.05 to 1.0 mole is sufficient.

본 발명의 방법에 있어서 아크릴로니트릴의 할로겐화는 통상용매의 부재하에 수행하나, 필요에 따라서는 할로겐화에 통상 사용되는 유기용매, 이를테면 클로로포름 또는 사염화탄소 중에서 수행할 수도 있다.Halogenation of acrylonitrile in the process of the present invention is carried out in the absence of a common solvent, but if necessary, it can also be carried out in an organic solvent commonly used for halogenation, such as chloroform or carbon tetrachloride.

본 발명의 방법은 통상 실질적으로 무수 상태하에서 수행한다. 그러나 결정수를 함유하는 촉매나 또는 약간의 물을 함유하는 아크릴로니트릴 공업품을 사용하는 경우에 있어서도 실용상 문제점은 야기되지 않는다.The process of the invention is usually carried out under substantially anhydrous conditions. However, even in the case of using a catalyst containing crystal water or an acrylonitrile industrial product containing some water, practical problems are not caused.

본 발명의 방법에 있어서의 아크릴로니트릴의 할로겐화 조작과 반응 생성물의 임의 증류조작은 통상중합억지제의 존재하에 수행하는 것이 바람직하다. 중합 억지제의 예로서는 히드로퀴논, 페닐-p-나프틸아민, 디페닐-p-페닐렌디아민, 제3부틸카테콜, 피크린산, 페노티아진, 황, 화합물, 구리 및 구리 화합물 등을 열거할 수 있으며, 중합 억지제의 사용량은 아크릴로니트릴에 대하여 5 내지 100ppm을 사용하는데, 실용에 있어서는 20 내지 60ppm을 사용하더라도 충분하다.The halogenation operation of acrylonitrile and the optional distillation operation of the reaction product in the method of the present invention are preferably carried out in the presence of a polymerization inhibitor. Examples of polymerization inhibitors include hydroquinone, phenyl-p-naphthylamine, diphenyl-p-phenylenediamine, tert-butylcatechol, picric acid, phenothiazine, sulfur, compounds, copper and copper compounds, and the like. The amount of the polymerization inhibitor is 5 to 100 ppm with respect to acrylonitrile, but 20 to 60 ppm is sufficient in practical use.

할록겐화 조작은 통상 대기압하에서 수행하는데, 필요에 따라서는 가압 또는 감압하에서 수행하여도 약 효과가 나타나지 않는다. 반응 온도는 -70 내지 100℃이고, 반응 시간은 2 내지 20시간이다. 공업적으로 실시하는 데에 있어서는 -20 내지 40℃에서 4 내지 10시간 수행하는 것이 바람직하다.The halogenation operation is usually carried out under atmospheric pressure, and if necessary, no effect is obtained even under pressure or reduced pressure. The reaction temperature is -70 to 100 ° C, and the reaction time is 2 to 20 hours. In industrial implementation, it is preferable to carry out at -20-40 degreeC for 4 to 10 hours.

본 발명의 방법에 있어서는 할로겐화 조작에 플러스 광 조사를 필요로 하지 않기 때문에 실질적인 광 부재하에서도 반응이 진행된다. 그러나 필요에 따라서는 유리를 통과한 산란광의 존재하에서도 할로겐화 조작을 수행하여도 좋다.Since the method of the present invention does not require positive light irradiation for the halogenation operation, the reaction proceeds even in the absence of substantial light. However, if necessary, the halogenation operation may be performed even in the presence of scattered light passing through the glass.

반응의 종료점은 반응 혼합물을 가스 크로마토그래피에 의해 정량적으로 분석하거나 또는 반응 혼합물의 중량증가를 측정하거나, 혹은 반응 혼합물의 비중을 측정하여 용이하게 확인할 수가 있다.The end point of the reaction can be easily confirmed by analyzing the reaction mixture quantitatively by gas chromatography, by measuring the weight increase of the reaction mixture, or by measuring the specific gravity of the reaction mixture.

반응 혼합물의 가스 크로마토그래피의 분석은 내경 2mm, 높이 1m인 탑에 충전제(Porapak Q, 80 내지 100메시)를 충전하고 운반 가스실로 질소를 사용함과 동시에 탑온도를 190℃로 유지시키면서 수행한다.Analysis of the gas chromatography of the reaction mixture is carried out while filling the filler (Porapak Q, 80 to 100 mesh) into a tower having an inner diameter of 2 mm and a height of 1 m, using nitrogen as a carrier gas chamber and maintaining the tower temperature at 190 ° C.

본 발명의 방법에 있어서 할로겐화 반응과 2, 3-디할로게노프로피오니트릴에 대한 임의의 감압증류조작은 산소를 함유하지 않는 분위기 중에서 수행하는 것이 바람직하다. 실제의 조작에 있어서는 상기반응과 증류조작은 질소가스 또는 이산화가스 등의 불활성 가스의 분위기에 중에서 수행한다.In the process of the present invention, the halogenation reaction and any distillation under reduced pressure for 2,3-dihalogenopropionitrile are preferably carried out in an atmosphere containing no oxygen. In actual operation, the reaction and distillation operation are carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or dioxide gas.

본 발명의 방법에 사용하는 반응 장치의 재질은 할로겐, 할로겐화수소 및 생성물의 부식공격을 받지 않고 재질이면 어떠한 재질이라도 좋다. 일반으로 유리 또느 유리질로 피복한 재질을 사용한다.The material of the reaction apparatus used in the method of the present invention may be any material as long as it is a material that is not subjected to corrosion attack of halogen, hydrogen halide and products. Generally, glass or glass-coated materials are used.

반응종료 후에는 반응 혼합물을 여과, 경사분리 또는 물로 추출하여 촉매를 제거한다. 감압하에 증류를 행하여 2, 3-디할로게노프로피오니트릴을 정량적으로 얻는다. 물론 증류 조작 후에 정제를 행하면 보다 고급의 순도를 갖는 2,3-디할로게노프로피오니트릴을 얻을 수가 있다.After completion of the reaction, the reaction mixture is filtered, decanted or extracted with water to remove the catalyst. Distillation under reduced pressure yields 2,3-dihalogenopropionitrile quantitatively. Of course, purification may be performed after the distillation operation to obtain 2,3-dihalogenopropionitrile having higher purity.

본 발명의 방법에 있어서는 부산물이 거의 생성되지 않기 때문에 반응 혼합물은 여과나 또는 수추출을 행하여 촉매를 제거하면 2, 3-디할로게노니트릴을 출발물질로 하는 여러가지 반응의 출발물질로 사용할 수가 있다.In the process of the present invention, almost no by-products are generated, so that the reaction mixture can be used as a starting material for various reactions using 2,3-dihalogenonitrile as a starting material when the catalyst is removed by filtration or water extraction.

하기에 실시예들을 열거하여 본 발명을 보다 상세하게 서술하겠다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

[실시예 1]Example 1

온도계, 교반기, 유리구 필터 부착된 가스 송풍관 및 환류용축기가 장치된 300ml들이용 갈색플라스크내에 히드로퀴논 40ppm을 함유하는 아크릴로니트릴 53.1g(0.1몰)과 무수탄산나트륨 12.7g(0.12몰)과를 도입시켰다. 반응기내부를 질소가스 일소하면서 반응혼합물을 빙수에 의해 5℃로 냉각시켰다. 플라스크의 내부온도 5℃로 되었을 때 반응용액에 유리구 필터를 통하여 0.23 내지 0.24g/분의 속도로 염소가스를 도입시키고 5 내지 10℃에서 약 5시간 동안 반응을 계속 행하였다. 반응혼합물을 가스 크로마토그래피로 분석을 행하여 반응 혼합물중의 출발물질인 아크릴로니트릴이 미량만으로 잔존했을 때의 시간을 반응 종료점으로 간주하였다.Introduced 53.1 g (0.1 mol) of acrylonitrile containing 40 ppm of hydroquinone and 12.7 g (0.12 mol) of anhydrous sodium carbonate in a 300 ml brown flask equipped with a thermometer, agitator, a gas blower with a glass ball filter, and a reflux condenser. I was. The reaction mixture was cooled to 5 ° C. by ice water while nitrogen gas was purged inside the reactor. When the internal temperature of the flask reached 5 ° C., chlorine gas was introduced into the reaction solution through a glass ball filter at a rate of 0.23 to 0.24 g / min, and the reaction was continued at 5 to 10 ° C. for about 5 hours. The reaction mixture was analyzed by gas chromatography, and the time when the starting material acrylonitrile in the reaction mixture remained only in a small amount was regarded as the end point of the reaction.

반응 종료후 염소 가스의 도입을 중단하고 질소가스를 반응에용액 송풍시켜 반응 용액중에 용해된 염소가스를 제거하였다. 반응 용액을 실온에서 여과하여 탄산나트륨을 분리시켰다. 질소기류 중에서 여액 122.7g(무색 투명한 액체)를 감압하에 증류하여 비점이 43 내지 45℃(150mmHg)인 제1의 유분 1.6g(아크릴로니트릴에 대한 수율 2.2%)과 비점이 62 내지 63℃(150mmHg)인 제2의 유분인 2, 3-디클로로프로피오니트릴 119.2g(아크릴로니트릴에 대한 수율 96.5%)을 얻었다.After the completion of the reaction, the introduction of chlorine gas was stopped and nitrogen gas was blown into the reaction solution to remove chlorine gas dissolved in the reaction solution. The reaction solution was filtered at room temperature to separate sodium carbonate. In a nitrogen stream, 122.7 g of a filtrate (colorless transparent liquid) were distilled under reduced pressure to obtain 1.6 g of a first oil having a boiling point of 43 to 45 ° C. (150 mmHg) (yield 2.2% for acrylonitrile) and a boiling point of 62 to 63 ° C. 119.2 g of 2, 3-dichloropropionitrile (yield 96.5% with respect to acrylonitrile) as a second fraction of 150 mmHg) were obtained.

[실시예 2]Example 2

무수탄산나트륨12.6g(0.15몰)의 존재하의 -10 내지 -5℃에서 실시예 1에서와 같은 방법으로 아크릴로니트릴(53.1g)을 염소화시켰다. 반응 조요후에 반응 혼합물을 실시예 1에서와 동일한 조작에 의해 탈염소화, 여과 및 진공증류를 행하여 2, 3-디클로로프로피오니트릴 120.5g(아크릴로니트릴에 대한 수율97.2%)을 얻었다. 2-클로로아크릴로니트릴의 생성은 관찰되지 않았다.Acrylonitrile (53.1 g) was chlorinated in the same manner as in Example 1 at -10 to -5 ° C in the presence of 12.6 g (0.15 mol) of anhydrous sodium carbonate. After the reaction, the reaction mixture was dechlorinated, filtered and vacuum distilled in the same manner as in Example 1 to give 120.5 g of 2,3-dichloropropionitrile (yield of acrylonitrile: 97.2%). No production of 2-chloroacrylonitrile was observed.

[실시예 3]Example 3

실시예 1에서와 같은 조작으로 아크릴로니트릴 53.1g과 무수탄산칼륨 13.8g(1.0몰)을 플라스크에 도입시키고, 0 내지 5℃에서 3시간 동안 브롬 159.8g(1.0d2몰)을 적가하였다. 이 온도에서 2시간 반응을 수행하고 반응 종류후에 반응용액을 물 100ml로 3회 세척하고 무수 황산마그네슘 상에서 탈수시킨 다음 감압 증류하였다. 그 결과, 비점이 70 내지 80℃(14mmHg)인 2, 3-디브로모프로피오니트릴 209.3%(아크릴로니트릴에 대한 수율 98.3%)을 얻었다.In the same manner as in Example 1, 53.1 g of acrylonitrile and 13.8 g (1.0 mol) of anhydrous potassium carbonate were introduced into the flask, and 159.8 g (1.0 d 2 mol) of bromine were added dropwise at 0? 5 占 폚 for 3 hours. The reaction was carried out at this temperature for 2 hours, and after the reaction, the reaction solution was washed three times with 100 ml of water, dehydrated on anhydrous magnesium sulfate, and then distilled under reduced pressure. As a result, 209.3% of 2,3-dibromopropionitrile (98.3% of yield for acrylonitrile) having a boiling point of 70 to 80 ° C (14 mmHg) was obtained.

[실시예 4]Example 4

실시예 1에서와 같은 방법으로 하여 무수탄산칼슘 20.0g(0.2몰)의 존재하의 20 내지 25℃에서 아크릴로니트릴 53.1g을 염소화시켰다. 반응용액의 중량이 개산량으로 하여 2, 3-디클로로프로피오니트릴중량 124g에 달했을 때 반응을 중지시켰다. 반응 용액중에 용해된 염소를 질소로 제거하였다. 이 때 반응생성물의 중량은 116.6g이었다. 여과를 행하여 촉매를 제거하고 반응용액을 감압 증류하여 비점이 23℃(100mmHg)인 제1유분인 아크릴로니트릴 0.7g과 비점이 43 내지 44℃(150mmHg)인 제2의 유분 2-클로로아크릴로니트릴 3.1g(아크릴로니트릴에 대한 수율 4.2%) 및 비점이 62 내지 63℃(13mmHg)인 제3유분 2, 3-디클로프로피오니트릴(아크릴로니트릴에 대한 수율 90.5%)을 얻었다.In the same manner as in Example 1, 53.1 g of acrylonitrile was chlorinated at 20 to 25 ° C. in the presence of 20.0 g (0.2 mol) of anhydrous calcium carbonate. The reaction was stopped when the weight of the reaction solution reached 124 g of 2,3-dichloropropionitrile as the estimated amount. Chlorine dissolved in the reaction solution was removed with nitrogen. At this time, the weight of the reaction product was 116.6 g. Filtration was carried out to remove the catalyst, the reaction solution was distilled under reduced pressure, and 0.7 g of acrylonitrile having a boiling point of 23 ° C. (100 mmHg) and a second oily 2-chloroacryl having a boiling point of 43 to 44 ° C. (150 mmHg) were used. 3.1 g nitrile (yield 4.2% for acrylonitrile) and a third fraction 2, 3-diclopropionitrile (yield 90.5% for acrylonitrile) having a boiling point of 62 to 63 ° C. (13 mmHg) were obtained.

[실시예 5]Example 5

실시예 1에서 사용한 바와 동일한 플라스크내에 히드로퀴논 0.2% 중량을 함유하는 아크릴로니트릴 53.1g과 인산수소이나트륨 17.4g을 도입시키고, 반응기내부를 질소 가스로 일소시킨 다음 염소 가스를 10 내지 15℃에서 유리구필터를 통해 플라스크 내에 도입시켰다. 이 온도에서 염소를 5 내지 6시가농안 송입시키고 용액의 비중(d20)이 1.37에 달한 것을 확인하여 염소의 송입을 중지시켰다. 반응 용액을 1시간 교반하여 용액중에 용해된 염소대신에 질소로 치환시켰다. 반응생성물을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 2, 3-디클로로프로피오니트릴 98.0%, 2-클로로아크릴니트릴 1.6% 및 미반응의 아크릴로니트릴 0.3%가 함유된 것이 발견되었다. 반응 용액을 여과하여 촉매를 제거하고 13mmHg의 감압하의 62 내지 63℃의 잔사를 갈색 유리 증류장치 내에서 증류를 행하여 비중(d20)이 1.35인 2, 3-디클로로프로피오니트릴 120.0g(아크릴로니트릴에 대한 수율 96.8%)을 얻었다.Into the same flask as used in Example 1, 53.1 g of acrylonitrile containing 17% by weight of hydroquinone and 17.4 g of sodium hydrogen phosphate were introduced, the inside of the reactor was purged with nitrogen gas, and chlorine gas was released at 10 to 15 ° C. It was introduced into the flask through a filter. Chlorine was fed at 5 to 6 o'clock at this temperature, and it was confirmed that the specific gravity (d 20 ) of the solution reached 1.37. The reaction solution was stirred for 1 hour to replace nitrogen with chlorine dissolved in the solution. Analysis of the reaction product by gas chromatography found that 98.0% 2, 3-dichloropropionitrile, 1.6% 2-chloroacrylonitrile and 0.3% unreacted acrylonitrile were contained. The reaction solution was filtered to remove the catalyst, and the residue of 62 to 63 DEG C under reduced pressure of 13 mmHg was distilled in a brown glass distillation apparatus to obtain 120.0 g of 2,3-dichloropropionitrile having a specific gravity (d 20 ) of 1.35 (acrylo) Yield 96.8% for nitrile).

[실시예 6]Example 6

실시예 1에서와 같은 방법으로 하여 인산수소이칼륨의 존재하에 아크릴로니트릴 53.1g을 염소화시켰다. 반응 온도를 0 내지 5℃로 유리시키면서 반응계에 염소가스를 6 내지 7시간 동안 송입시켰다. 반응 종료점에 도달된 것을 가스크로마토그래피에 의해 확인하여 촉매를 반응 혼합물과 여과를 행하여 분리시킴으로서 2, 3-디클로로프로피오니트을 99.7%의 수율로 얻었다. 부산물로서는 2-클로로아크릴로니트릴이 0.3% 생성되었다.In the same manner as in Example 1, 53.1 g of acrylonitrile was chlorinated in the presence of dipotassium hydrogen phosphate. Chlorine gas was fed to the reaction system for 6 to 7 hours while the reaction temperature was maintained at 0 to 5 ° C. Reaching the end point of the reaction was confirmed by gas chromatography, and the catalyst was separated from the reaction mixture by filtration to obtain 2,3-dichloropropionite in a yield of 99.7%. As a byproduct, 0.3% of 2-chloroacrylonitrile was produced.

[실시예 7]Example 7

실시예 1에서서와 같은 방법으로 하여 플라스크내에 아크릴로니트릴 53.1g과 인산수소이나트륨 12수화물(Na2HPO4·12H2O)을 도입시켰다. 반응온도를 20 내지 25℃5로 유지하면서 5시간에 걸쳐 브롬 160g을 적가하였다.In the same manner as in Example 1, 53.1 g of acrylonitrile and disodium hydrogen phosphate hexahydrate (Na 2 HPO 4 .12H 2 O) were introduced into the flask. 160 g of bromine was added dropwise over 5 hours while maintaining the reaction temperature at 20 to 25 ° C.

이 온도에서 혼합물을 1 내지 2시간 동안 교반하고 물 100g을 첨가시켜 Na2HPO4·12H2O를 용해시켰다. 반응 혼합물을 수층과 분리시키고 무수황산마그네슘 상에서 탈수시키고 15mmHg의 감압하 90 내지 91℃에서 증류를 행하여 2, 3-디브로모프로피오니트릴 206.5g(아크릴로니트릴에 대한 수율 97.0%, 비중 d202.11)At this temperature the mixture was stirred for 1-2 h and 100 g of water were added to dissolve Na 2 HPO 4 .12H 2 O. The reaction mixture was separated from the aqueous layer, dehydrated on anhydrous magnesium sulfate and distilled under reduced pressure of 15 mmHg at 90-91 ° C. to 206.5 g of 2,3-dibromopropionitrile (yield 97.0% for acrylonitrile, specific gravity d 20 2.11)

수층을 45%수 산화나트륨 수용액 50g과 함께 가열하고 감압농축시켰다. 석출물을 여취하고 건조한 다음 건조 생성물을 다음 반응의 촉매로서 다시 사용할 수가 있었다.The aqueous layer was heated with 50 g of 45% aqueous sodium oxide solution and concentrated under reduced pressure. The precipitate was filtered off and dried and the dried product could be used again as catalyst for the next reaction.

[실시예 8]Example 8

실시예 1에서와 같은 방법으로 하여 플라스크내에 아크릴로니트릴 53.1g, 인산수소이나트륨 8.5g 및 인산수소이나트륨 10.5g을 도입시켰다. 30 내지 40℃온도하의 암소에서 플라스크에 5시간에 걸쳐 브롬 160g을 적가하였다. 첨가종료후 반응 혼합물을 상기 온도에서 1시간 동안 교반한 다음 촉매를 여과제거하였다. 가스크로마토그래피에 의해 분석한 결과, 이 생성물은 2, 3-디브로모프로피오니트릴 99.2%, 2-브로모아크릴로니트릴 0.7% 및 미반응의 아크릴로니트릴 미량의 함유됨이 나타났다.In the same manner as in Example 1, 53.1 g of acrylonitrile, 8.5 g of sodium hydrogen phosphate, and 10.5 g of sodium hydrogen phosphate were introduced into the flask. 160 g bromine was added dropwise to the flask over 5 hours in the dark at a temperature between 30 and 40 ° C. After the addition was complete the reaction mixture was stirred at this temperature for 1 hour and then the catalyst was filtered off. Analysis by gas chromatography showed that this product contained 99.2% of 2, 3-dibromopropionitrile, 0.7% of 2-bromoacrylonitrile and traces of unreacted acrylonitrile.

Claims (1)

아크릴로니트릴 1몰에 대하여 알카리 또는 알카리 토금속의 탄산염, 탄산수소염 또는 임산수소염 촉매존재하 -10℃ 내지 110℃에서 할로겐화제로서 할로겐화시킴을 특징으로 하는 2, 3-디할로게노프로피오니트릴의 제조방법.2,3-dihalogenopropionitrile characterized by halogenation as a halogenating agent at -10 ° C to 110 ° C in the presence of a carbonate, hydrogencarbonate or hydrogen chloride catalyst of an alkali or alkaline earth metal per mole of acrylonitrile. Manufacturing method.
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