DE1543839A1

DE1543839A1 - Verfahren zur Herstellung von Aminonitrilen

Info

Publication number: DE1543839A1
Application number: DE19661543839
Authority: DE
Inventors: Yves Colleuille
Original assignee: Rhone Poulenc SA
Current assignee: Rhone Poulenc SA
Priority date: 1965-09-30
Filing date: 1966-09-30
Publication date: 1970-01-02
Also published as: CH458382A; FR1458642A; ES331797A1; NL6613412A; GB1121038A; LU52063A1; BE687588A

Description

Dr. F. Zurmtein - Dr. E.. Assmann

Dr. R. Koenigsberger
Dipl. Flv's. R. HoYouuer

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MGndien 2, Liuuhaussiroye 4/IH

SC 2769

RH(MIE-POULEKCr S.A.» Paris, Frankreich Verfahren zur Herstellung von Aminonitrilen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aliphatischen Aminonitrilen aus Lactonen. Insbesondere be« trifft sie ein Verfahren zur Herstellung von 6-Aminohexannitril aus Caprolactara.

Die O-Aejinonitrile sind wertvolle Produkte, da sie einen vorteilhaften Zugangsweg zu Diaminen und 6?-Aminosäuren darstellen, die Üblicherweise bei der Herstellung von Polymeren verwendet werden.

Es 1st bekannt, CO -Aminonitrile nach verschiedenen Verfahren (selektive Reduktion von Dinitrilen, Einwirkung von Ammoniak auf C£~Chlornitrile) herzustellen. Es ist auch bekannt, sie herzustellen, indem die entsprechenden Lactame mit Ammoniak in der

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Dampfphase in Gegenwart eines Wasserabspaltungekatalysators umgesetzt werden (französische Patentschrift Nr. 1 163 699), wobei eine unerlässliche Bedingung für einen guten Reaktionsverlauf ist»dass dieser Katalysator eine neutrale Reaktion in Wasser hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines vorteilhaften Verfahrens zur Herstellung von Aminonitrilen.

Za wurde nun gefunden, dass man aliphatische O-Aminonitrile der Formel HgN-R-CN, in der R einen Alkylenrest bedeutet, herstellen kann, indem man Lactame mit Ammoniak bei Temperaturen in der Grössenordnung von 250 bis 450*C in Gegenwart eines Waseerabepaltungskatalysators mit saurer Reaktion in Wasser umsetzt«

Die Lactame, die man erfindungsgemäss behandeln kann, entsprechen der allgemeinen Formel

in der R eine gegebenenfalls substituierte Gruppierung bedeutet, wobei η einen Wert zwischen 3 und 12 darstellt. Man kann so beispielsweise Caprolactam, Capryllactam oder Lauryllactam behandeln.

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Die Katalysatoren sind Katalysatoren mit saurer Reaktion in Wasser» wie beispielsweise Phosphorsäure auf einem Träger» Borphosphat» Gemische von anorganischen Säuren und/oder deren Anhydriden. Man verwendet diese Katalysatoren in granulärer Form» wobei die Grosse der Körner t bis 10 mm betragen kann» wobei diese Angabe jedoch keine Beschränkung darstellt.

Die Reaktion entspricht der Gleichung K I ■+ NH, *- HoN-R CN «■ HoO

j + NH₅ *- H₂N=R CN <■ H₂

Praktisch setzt man eine Überschüssige Menge Ammoniak ein und verwendet vorzugsweise 6 bis 20 Mol NH, je Mol Lactam, da ein AmmoniakOberschuss einen erhöhten Umwandlungsgrad begünstigt und die Bildung von Nebenprodukten vermeidet.

Die Reaktion wird vorteilhafterweise durchgeführt» indem das Ge misch von Laeteindampfen und gasförmigem Ammoniak über den auf eine Temperatur von 250 bis 450⁶C und vorzugsweise von 350 bis 4iO^eC gebrachten Katalysator zirkuliert wird. Die Zuführung der Reaktionskomponenten in das Reaktlonsgefäss erfolgt in einer solchen Menge» dass die Kontaktzeit in der katalytischen Zone einige Sekunden beträgt. Am Ausgang des Reaktionsgefässes kondensiert man die organischen Produkte und trennt das gewünschte

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Aainonitril und dae nlchtumgewandelte Lactam durch Destillation,

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

In ein Rohr aus Pyrexglas mit einem Durchmesser von 40 am und einer Höhe von 7¹K) mn bringt man in die mittlere Zone 126 g eines Katalysators (Höhe des katalytischen Bettes 160 ran) ein, der durch elnsttindiges Calcinieren eines Gemische von 376 g 86 jiiger Phosphorsäure und 186 g Borsäure bei 600*C und anschliessendes Zerkleinern zu Körnern von 1,25 bis 2 mn erhalten wurde, über dem katalytisahen Bett, das auf eine« Rost ruht, wird eine Schicht von Raschig-Ringen aus Glas in einer Höhe von 280 mm Hg angeordnet, die zum Vorerhitzen der Reaktionskomponenten dient« Am oberen Teil des Rohrs führt man gleichzeitig auf JTO⁰C vorerhitztes Ammoniak¹ in einer Menge, gemessen bei 20*C und normalen Druck, von 200 l/Stunde und auf 100*C vorerhitztes flüssiges Caprolaotam in einer Menge von 60 g/Stunde ein. Die Kontaktzeit Dampf /Katalysator beträgt somit 1,4 Sekunden und das Molverhältnis Anmoniak/Caprolactam 15,5. Das Rohr wird mittels eines Ofens erhitzt, und die Temperaturen betragen in der Vorerhitzungszone 317 bis 382⁰C und in den Katalysatorbett 382 bis 402'Co Die au« dem Rohr austretenden Produkte werden In einem abgekühlten Kolben aufgefangen, in dea sich die

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Reaktionsprodukte kondensieren* während das sich abtrennende und an oberen Teil des Kolbens austretende Ammoniak anachlleseend in einer mit Raaohig-Ringen gefüllten, kontinuierlich mit Äthylalkohol berieselten Kolonne absorbiert wird. Nach 3 Stunden bricht aan den Arbeitsgang ab* wobei man so 182 g Caprolactam behandelt hat. Man vereinigt dann die in den Kolben kondensier» ten Produkte mit dem Waschalkohol, entfernt den Äthylalkohol durch Verdampfen und destilliert das verbleibende Produkt. Man isoliert so eine erste Fraktion vom Kp^ » 105 bis 120*C, die

117*9 g wiegt, und eine streite Fraktion von Kp_n , » 87 bis 112*C,

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die 59»1 g wiegt und nur aus niohtumgewandeltem Caprolaotam besteht. Bine Bestinnung durch Gasphasenchronatographie zeigt, dass die erste Fraktion aus 114 g Cd-Anlnocapronltril, 2,7 S Hexen-(5)-nitril und 1,2 g Caprolactam besteht.

Die Ausbeute an CO-Aneinocapronitril beträgt sonit 9**3 %* bezogen auf verbrauchtes Carpolaotam, wobei der Umwandlungsgrad des Caprolactams 67 % beträgt.

Beispiele 2 bis 5

Man arbeitet wie in Beispiel 1, variiert jedoch gewisse Reaktionsbedingungen und erhJElt so die in der nachfolgenden Tabelle zu* sannengesteilten Ergebnisse:

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Beispiel 6

In eine Apparatur* die mit der von Beispiel 1 identisch ist* bringt 156 g eines Katalysators ein, der aus auf Kieselgur aufgebrachter Phosphorsäure (Gehalt an P₂ ⁰K⁵ 57 £) ^mit einer Korngrösse von 6 bis 8 ma besteht. Während das Rohr bei 36O bis 567^eC gehalten wird, setzt man Caprolactam und Ammoniak unter den Bedingungen von Beispiel 1 um. Man erhält GJ-Aminocapronitril in einer Ausbeute von 90 % bei einem Umwandlungs= grad von 20 £ und nur 3 % Hexen~(5)-nitril.

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Claims

Patentanspruch

Vorfahren zur Herstellung von allphatisohen Aninonitrllen der Ponael HgN-R-CN, in der R einen gegebenenfalls substituierten Alkylenrest bedeutet» dadurch gekennzeichnet« dass nan ein Caprolactan der Formel

■it Ammoniak bei einer Temperatur von 250 bis *50*C in Kontakt nit einen Wasserabspaltungekatalysator« der in wässrigen Medium eine saure Reaktion gibt» »setzt.

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