DE1568161A1 - Verfahren zur Herstellung von alpha,ss-Dichlorpropionitril - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von alpha,ss-DichlorpropionitrilInfo
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Description
BORG-WARNER CORPORATION
200 South Michigan Avenue 12. August I966
Verfahren zur Herstellung von. 06 >
[3 Dichlorpropionitril
Diese Erfindung betrifft die Herstellung von oC ,' /3 -Diohlorpropionitril,
insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der nachstehenden Formel
Gl Gl
H-G-O-GH
I I
H H
ob , O -Dichlorpropionitril ist ein sehr geschätztes
Handelsprodukt und ist besonders wertvoll als Zwischenprodukt zur Herstellung anderer Verbindungen, einschließlich o£ -Chlor acrylnitril. Viele Verfahren zur Herstellung
von 06 , /3 -Dichlorpropionitril sind bereits vorgeschlagen
worden. Sinige der gebräuchlicheren Verfahren waren die
umsetzung von Chlor mit Acrylnitril in einer Pyridinlösung,
die durch Licht katalysierte Chlorierung von Acrylnitril
in Masse, die lichtkatalysierte Chlorierung von Acrylnitril
in organischen Lösungsmitteln, wie Tetrachlorkohlenstoff,
und die direkte Chlorierung von Acrylnitril im wässrigen Medium, ^
909886/1595 . bad
Das vielleicht beste Verfahren zur Herstellung von O^,yS-Diohlorpropionitril vor dieser Erfindung war die
Photochlorierung in lösung (Lösungen von Tetrachlorkohlenstoff)
.
Alle diese vorerwähnten Verfahren waren dadurch etwas eingeschränkt, daß durch sie die Gewinnung von o£,/5-Dichlorpropionitril
in hohen Ausbeuten, z. B. über 70 # bis
100 i» Umsetzung, nicht möglich war. Auch hatten alle
bekannten Verfahren zur Herstellung von oLt /3-Dichlorpropionitril
die Neigung, unerwünschte Nebenprodukte, wie z. B. oCfC&fyS-Trichlorpropionitril, /j-Chlorpropionitril und
eiigomere der Struktur CICJI2OHCN(GH2CHGN)xGI zu bilden.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung vonoij/S-Dichlorpropionitril durch PhotοChlorierung
in Masse bei hoher Umsetzung gerichtet, worin die Bildung von Nebenprodukten vermieden wird undo£,/3-Chlorpropionitrilausbeuten
in Höhe von etwa 96 i* erhalten werden. Allgemein
gesagt ist es die Photochlorierung von Acrylnitril in Masse in Gegenwart von verhältnismäßig hohen Chlorkonzentrationen
und einem schwach basischen Säureakzeptor.
Bei der Photochlorierungsreaktion dieser Erfindung kann das Chlorgas direkt aus einem Zylinder, der 4» die komprimierte
Flüssigkeit enthält, durch ein Strömungsmeßgerät in eine Säule oder einem Kolben mit flüssigem Acrylnitril eingeleitet
werden. Das flüssige Acrylnitril und das Chlor reagieren in Gegenwart von Licht? welches als Katalysator
wirkt. Die Reaktion kann ausgeführt werden entweder durch sehr schnelles Umsetzen kleiner stüchiometrisoher Mengen
909886/1S9S bad original
... ■-.* * ~ - i Sie ill
zu 1ÖÖ $äiger Umwandlung üftä Abziehen des Prödüktis ifi'
Gegenwart iinSä schwach basischen Säüreakszieptörsj bevor i
durch Säure eingeleitete Nebenreäktionen stattfinden j>
öde:r die Iliiöetiauag kann in &egeüwarii eihös Sjäureäkzep-fcors äBiaUfeii#
Wäiiiönd eine hohe Köiizöntratidn an <üiiümgesetztea OHior
wähiend der Reaktion aufreöllteriiäiten wiid» Unter hoher
Konzentration ist eine äquimolare Menge Chlor gemeint# Bs
ist weeentlich» daß während der Reaktion freieBj nicht
umgesetztes Chlor anwesend ist* jedoch gibt es keine
Anzeichen dafür, öaß ein molarer Überschuß erforderlich
ist. Die hohe Chlorkonzentration hemmt die Bildung telomerer Nebenprodukte, während der schwach basische Säureakzeptor
das gebildete oi/ȧ-Diohlorpropionitril stabilisiert und
dadurch die Bildung monomerer Nebenprodukte hemmt.
Ber Säureakzeptor, der zugegeben werden kann, ist eine
schwache Base»wie bereits erwähnt, und irgendein Säureakzeptor,
welcher in Wasser einen pH zwischen etwa 6 und etwa 9 hat, kann verwendet werden. Säureakzeptoren, wie
Dinatriumhydrogenphosphat oder Natriumacetat sind als
wirksam befunden worden. Wenn die Reaktion in einer Säule I
oder einem Kolben stattfindet, entweder in Gegenwart oder
in Abwesenheit eines' Säureakzeptors, werden die Reaktanten
in-der Säule oder dem Kolben mit sichtbarem Licht einer
Mazda-Lampe oder UV-Licht einer Standard-Sonnenlampe be-, strahlt. Wenn das Produkt in Abwesenheit eines Säureakaeptors
gebildet worden ist, ist ein schwach basischer Säureakzeptor sofort danach zuzusetzen, um das Produkt zu
stabilisieren und die Bildung monomerer Nebenprodukte zu
verhüten. '
- * 9 09 8 8 6 /1595 · - , - -^ —- ·
ÖAD ORIGINAL
Die Wellenlänge des zur Katalysierung der Reaction verwendeten
Iiiohtes liegt im Bereich von etwa 250 bis etwa 75Q Millimikron.
Die Wellenlänge des lichtes ist im Bereich des ÜY-Mohtes am wirksamsten, jedoch geht die Reaktion vor
sich, wenn das Licht eine Wellenlänge im Bereich von-i250
bis 750 Millimikron hat. Der wirksamste Bereich des Lichtes
ist der von etwa 250 bis 300 Millimikron.
Die Geschwindigkeit des Chlorstromes (Chlorkonzentration)
ist ein kritischer Faktor bei der Reaktion, unabhängig
davon, wann der Säureakzeptor zugegeben wird, und es ist gefunden worden, daß, je höher die Chlorkonzentration, z. B.
bis zu und über die stö'chiometrischen Mengen hinaus, ist,
desto höher ist die Ausbeute an 06 >
/3 -Dichlorpropionitril und entsprechend niedriger die Ausbeuten an telomeren
Nebenprodukten. Es sollte noch darauf hingewiesen werden, daß höhere Ausbeuten erhalten werden, wenn die Temperatur der
Reaktion herabgesetzt ist. Dieses Ergebnis erklärt sich durch das Ansteigen der Chlorkonzentration bei niedrigen
Temperaturen. So kann die Chlorkonzentration erhöht werden entweder durch Senken der Temperatur oder durch Erhöhen
des Druckes, unter welchem die Reaktion stattfindet.
Die folgenden Beispiele zeigen die Herstellung von o6 »^»Dichlorpropionitril unter Verwendung einer>in
Masse oder Säulenchlorierungsreaktion, wie sie oben beschrieben
worden ist· *
955 g (18 Mol) Acrylnitril und 162 g (1,13 Mol) Dinatrimn-
9 09866/1596 <-^—^ _
! hydrοgenphosphat wurden in einen '2000 ml-Dreihalskolben
···- gegeben, der mit einem Rührer, einem Kühlbad, einem Ghlor-.
einleiturigsrohr, einem Thermometer, einem Rüekflußkühler
.-■" und einer Trockeneis-Aceton-Falle ausgerüstet war0
1280 g (Ί8 Mol) Chlor wurden mit einer Geschwindigkeit von
190 g/Std. eingeleitet. Die Reaktion wurde-kontinuierlich
bei einer auf 15 0G gehaltenen Temperatur gerührt. Der Kolben
1 wurde mit zwei 200 Watt Glühlampen beleuchtet. Nach S
Stunden wurde die Reaktion abgebrochen. Die- Ausbeute an
^(, ,ß-Dichlorpropionitril betrug 85 #.
Photochlorierung von Acrylnitril in Masse ·
Unter Verwendung der gleichen Reaktanten wurde die Reaktion
nach Beispiel 1 bei 0 0C durchgeführt; die Ausbeute an
cL f /3-Dichlorpropionitril betrug ca. 95 $.
Photochlorierung von Acrylnitril in Masse
:
Unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1
wurden 106 g (2 Mol) Acrylnitril und 15 g (0,11 Mol)
Dinatriumhydrogenphosphat in den Reaktionskolben eingeführt.
Der Kolben wurde mit zwei 200 Watt Glühlampen bestrahlt.
Der Reaktionskolben wurde auf -70 0C mittels Trockeneis/Aeeton
gekühlt. 142 g (2 Mol) Chlor wurden über einen Zeitraum von
2 Stunden zugefügt. Die Ausbeute an oC, /3—Dichlorpropionitril
betrug 99 °h\
von Acrylnitril in Säule
954 g.('i.8 Mol) Acrylnitril wurden in eine wassergekühlte
: 909886/ 1 69S / . r_lj
SAD
38 cm lange Säule eines Innendurchmessers von 5 emv ä±e mit
3,175 mm großen Glasfüllkörpern gefüllt war und mit einem Irockeneis/Aceton-Kühler verbunden war, eingeführt. Die Säule
wurde in einen 2 1-Auffangkolben, der Dinatriumhydrogenphosphat
enthielt, entleert. Während der Zugabe der Reaktanten
wurde die Säule mit drei 200 Watt Glühbirnen bestrahlt. Bin gleichmäßiger Chlorgasstrom wurde auf einem optimalen
Maß gehalten durch chromatographische Analyse des Säuleneluats. Die Ausbeute betrug 98-99 ί° oC ,/3-Dichlorpropionitril.
Aus den obigen Beispielen ist zu ersehen, daß diese Erfindung ein Verfahren schafft, mit welchem extrem hohe Ausbeuten an
oC ,/3-Dichlorpropionitril ohne störende Nebenreaktionen,
d.h. ohne Bildung monomerer oder telomerer nebenprodukte,
erhalten werden. Obgleich diese Beispiele nicht bei hohem Druck vorgenommen wurden, sondern stattdessen bei niedriger
!Temperatur, versteht es sich von selbst, daß entweder höherer Druck oder verminderte Temperatur die Chlorkonzentration
erhöht, was zur Erhöhung der Ausbeute an o6 , jS-Dichlorpropionitril führt.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vorstehend beschrieben ist, liegt es für jeden Fachmann auf der
Hand, daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken
abzuweichen.
909886/1595
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung yon 06,/S-Diohlorprppionitril,
dadurch gekennzeichnet, daß eine hohe Chlorkonzentration
mit Acrylnitril in Gegenwart von Licht
und in Kontakt mit einem gehwach "basischen Säureakzeptor umgesetzt wird. .
2· Verfahren nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Umsetzung von Acrylnitril mit Chlor in
Gegenwart von Licht hohe Chlorkonzentrationen aufrechterhalten werden und danach das Reaktionsprodukt
mit einem schwach 'basischen Säureakzeptor in Kontakt gebracht wird.
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine äquimolareMenge Chlor mit Acrylnitril in
G-egenwart eines Säureakzeptors und Licht umgesetzt
wird, wobei der Säureakzeptor in wässriger Lösung einen pH-Bereich von 6 bis 9 und das einfallende Licht
eine Wellenlänge von etwa 250 bis etwa750 Millimikron
,hat. . t
- - - · BAD
909886/159 5
4. Verfahren noch Anspruch 1, cadurch gekennzeichnet, daß
bis au einer a>uiniuluren Uen^e -Jhior mit Acrylnitril
bei einer l'eiiperatur zwischen etwa -70 una 23 0G in
Gegenwart eines Säure ak^e ^. tors und licht zur Erhaltung
von >' , 'v'-i,iChIOr1 rc-pionitril in einer Ausleute *von
D.ühi' als Jt - «er l'heorie umgesetzt v.eraen.
1J,, Y erfahr en nach Anspruch 1, uaaurch ^ekennseichnet,
daiö EiiiKi-.-tuns eine a.iuimolare !.!enge Chlor nat
.'icrylnitril bei einer Temperatur zwischen etwa -70 C
und Z'ö C in Gegenwart einev^ Säureakzeptcrs und Licht
zur .erhaltung von ■>
, ;i-Lichlor{iropionitril in einer
Aucrbeute von n;ehr als 9b '*,= der !heorie umgesetzt v/ird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gelcennzeiclinet,
daß ein molarer Überschui;: von Chlor mit Acrylnitril
bei einer Temperatur zwischen etwa -70 und 23 0G in
ixe genwart eines Säureakzeptors, nämlich Dinatrium-•
hydro^enphosphat oder ITatriumacetat, und Licht zu
. ,/■-Dichlorpropionitril in einer Ausbeute von mehr
al? t)iJ /- der Theorie umgesetzt v/erden.
Bad 909886/1595
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DE1568161B2 DE1568161B2 (de) | 1974-08-15 |
DE1568161C3 DE1568161C3 (de) | 1975-04-03 |
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- 1966-08-26 NL NL6612041A patent/NL151695B/xx unknown
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