MXPA97009461A - Proceso para la preparacion de 3-(metiltio)propanal y 2-hidroxi-4-(metiltio)butanonitrilo - Google Patents
Proceso para la preparacion de 3-(metiltio)propanal y 2-hidroxi-4-(metiltio)butanonitriloInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a:Describe un proceso catalítico para la preparación de 3-(metiltio) propanal y 2-hidroxi-4-(metiltio)butanonitrilo, usando catalizadores de adición novedosos. Los catalizadores de adición novedosos incluyen:triisopropanlamina, nicotinamida, imidazol, bencimidazol, 2-fluoropiridina, picolina, pirazina, trialquilaminas que tienen desde tres a dieciochoátomos de carbono en cadauno de los substituyentes de alquilo unidos alátomo de nitrógeno, y aminas terciarias que tienen la fórmula (I), en donde A es arilo, R1 y R2 son alquilo, y x, a, b y c son enteros tales que 0<- x<- 3, a<- a<- 3, 0<- b<- 2, 0<- c<- 2, siempre que a + b + c=3.
Description
PROCESO PARA. LA PREPARACIÓN DE 3- (METILT10) PROPANAL Y 2-HIDROXI-4- (METILTIO)BÜTANONITRILO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a procesos catalíticos para la preparación de 3- (metiltio) propanal (en lo sucesivo "MMP") y 2-hidroxi-4- (metiltio) butanonitrilo ("HMBN") . Más particularmente, la presente invención se relaciona a procesos para preparar MMP y HMBN usando catalizadores de adición novedosos. El MMP y el HMBN son intermediarios para la fabricación de ambos, la d, 1-metionina y el ácido 2-hidroxi-4- (metiltio) butanoico ("HMBA") . La metionina es un aminoácido esencial comúnmente deficiente en granos usados en composiciones para alimentación animal. El HMBA proporciona una fuente de metionina, y es ampliamente usada como un suplemento de metionina en formulaciones de alimentos para animales. El MMP es producido por la reacción catalítica entre acroleina y metilmercaptano. En un proceso convencional para la preparación de MMP, la acroleina liquida y el metilmercaptano son introducidos en un reactor que contiene MMP en fase liquida y una base orgánica adecuada, que actúa como un catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano. La reacción toma lugar en la fase liquida. Los catalizadores básicos orgánicos convencionales REF: 26226
para la reacción entre acroleina y metilmercaptano incluyen aminas tales como piridinas, hexametilentetra ina y trietilamina. El catalizador de la reacción de olefina/mercaptano típicamente se combina con un ácido orgánico, tal como ácido acético, para inhibir la polimerización de acroleina y mejorar el rendimiento del producto. El HMBN se produce subsecuentemente por la reacción de adición entre MMP y cianuro de hidrógeno, en presencia de un catalizador de la reacción de adición adecuado, que puede incluir las bases orgánicas usadas para catalizar la reacción entre la acroleina y el metilmercaptano. La metionina puede ser producida haciendo reaccionar el HMBN con un exceso de amoniaco bajo alta presión, para producir 2-amino-4- (metiltio) butanonitrilo, y subsecuentemente hidrolizar al producto usando un ácido mineral para formar la metionina. Alternativamente, la metionina puede ser producida haciendo reaccionar el MMP con carbonato de amonio, para formar una hidantoina, y subsecuentemente hidrolizar la hidantoina con una base para formar la metionina. El HMBA puede ser producido hidrolizando el HMBN usando un ácido mineral. La piridina ha probado ser un catalizador de adición efectivo usado en la preparación de ambos, MMP y HMBN. Sin embargo, seria altamente benéfico identificar catalizadores
de reacción de adición alternativos efectivos para la preparación de estos valiosos intermediarios. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Entre los diversos objetos de la presente invención están la provisión de un proceso para la preparación de MMP por la reacción catalítica entre la acroleina y metilmercaptano; la provisión de un proceso que proporcione un rendimiento de reacción de MMP alto; la provisión de un proceso en el cual la degradación de MMP y la producción de productos secundarios de peso molecular alto se mantenga en niveles aceptablemente bajos; la provisión de un proceso que puede producir MMP de alta calidad, que puede ser usado directamente, sin necesidad de purificación adicional, en la preparación de metionina o HMBA; la provisión de un proceso para la preparación de HMBN por la reacción catalítica entre el producto de reacción de MMP y cianuro de hidrógeno; la provisión de un proceso que proporcione un rendimiento de reacción de HMBN alto; y la provisión de un proceso en el cual el catalizador que permanezca en el producto de reacción de MMP pueda ser usado posteriormente para catalizar la reacción entre MMP y cianuro de hidrógeno para producir HMBN. Brevemente, por lo tanto, la presente invención está dirigida a un proceso para la fabricación de MMP. El proceso comprende hacer reaccionar metilmercaptano con
acroleina en una zona de reacción, en presencia de un catalizador de reacción de adición de olefina/mercaptano novedoso. El catalizador novedoso comprende al menos una base orgánica seleccionada del grupo que consiste de triisopropanolamina, tripropilamina, nicotinamida, imidazol, benzimidazol, 2-fluoropiridina, 4-dimetilaminopiridina, 4-dimetilaminopiridina, picolina, pirazina, trialquilaminas que tienen desde cinco a diez y ocho átomos de carbono en cada uno de los sustituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno, y aminas terciarias que tienen la fórmula:
en donde A es arilo, Ri y R2 son alquilo y x, a, b y c son enteros tales que 0 < x < 3, 1 < a < 3, 0 < b < 2, 0 < c < 2, siempre que a + b + c = 3. Se ha descubierto adicionalmente que el catalizador de reacción de adición de olefina/mercaptano novedoso usado para catalizar la reacción entre la acroleina y metilmercaptano también es útil para catalizar la reacción entre MMP y cianuro de hidrógeno para producir HMBN. Asi, la presente invención está dirigida adicionalmente a un proceso para la fabricación de HMBN, que comprende hacer
reaccionar MMP con cianuro de hidrógeno en presencia de un catalizador de reacción de adición. El catalizador de reacción de adición comprende al menos una base orgánica seleccionada del grupo que consiste de triisopropanolamina, nicotinamida, imidazol, benzimidazol, 2-fluoropiridina, poli-4-vinil-piridina, 4-dimetilaminopiridina, picolina, pirazina, trialquilaminas que tienen desde tres a diez y ocho átomos de carbono en cada uno de los sustituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno, y aminas terciarias que tienen la fórmula:
[.-cc»,,,]-<;;
en donde A es arilo, Ri y R2 son alquilo y x, a, b y c son enteros tales que 0 < x < 3, 1 < a < 3, 0 < b < 2, 0 < c < 2, siempre que a + b + c = 3. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el catalizador de adición novedoso descrito en la presente se usa para catalizar primero la reacción entre el metilmercaptano y la acroleína para producir una mezcla de producto de reacción intermediario que comprende MMP y el catalizador novedoso. Luego, sin una separación previa del catalizador del MMP en la mezcla del producto de reacción intermediario, el producto de reacción de MMP se
hace reaccionar con cianuro de hidrógeno para producir HMBN. Otros objetos y aspectos de esta invención serán en parte aparentes y en parte señalados en lo sucesivo. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS De acuerdo con la presente invención, se produce MMP por la reacción entre acroleina y metilmercaptano en presencia de un catalizador de adición novedoso de olefina/mercaptano. El MMP en la mezcla del producto de reacción puede luego ser hecho reaccionar con cianuro de hidrógeno para producir HMBN, usando el catalizador novedoso presente en la mezcla de producto de reacción de MMP como catalizador de la reacción de adición en la reacción de cianuración. La reacción catalítica entre la acroleína y el metilmercaptano para producir MMP es muy conocida y, en la práctica de la presente invención, esta reacción puede ser llevada a cabo de cualquier manera adecuada sin limitación particular a las diversas condiciones de proceso empleadas. Por ejemplo, puede ser absorbido vapor de acroleina en un medio de reacción liquido que contiene producto de MMP reciclado. La acroleina absorbida en el medio de reacción liquido se hace reaccionar con metilmercaptano en presencia de • un catalizador de la reacción de adición olefina/mercaptano dentro de la zona de reacción de un
reactor adecuado. El metilmercaptano se agrega al medio de reacción liquido en una cantidad al menos sustancialmente estequiométricamente equivalente a la acroleina sobre una base molar. Puede ser empleado un ligero exceso de metilmercaptano. Preferiblemente, cerca de 1 a cerca de 1.02 moles de metilmercaptano se introducen en la zona de reacción por cada mol de acroleina presente en el medio de reacción liquido. El metilmercaptano y la acroleina pueden ser introducidos en el medio de reacción liquido ya sea simultáneamente o sucesivamente. El catalizador de reacción de la adición de olefina/mercaptano puede estar presente ya sea completamente o parcialmente en el MMP, o puede ser introducido en el medio de reacción liquido enteramente o parcialmente junto con la acroleina y el metilmercaptano. La temperatura de la reacción deseablemente se mantiene dentro del intervalo desde cerca de 30 a cerca de 70°C. La presión de reacción no es critica, y puede variar dentro de amplios limites. Sin embargo, para simplificar el aparato de reacción, se prefiere que la reacción se conduzca a cerca de la presión atmosférica, o a una presión solo moderadamente reducida o elevada. La reacción entre la acroleina y metilmercaptano puede ser conducida ya sea de una manera continua o en forma discontinua. En un proceso por lotes, la acroleina en forma de vapor o liquido puede ser agregada al metilmercaptano en
cantidades molares sustancialmente equivalentes. Alternativamente, la acroleina y el metilmercaptano pueden ser simultáneamente introducidos en proporciones de adición sustancialmente estequiométricamente equivalentes en un medio de reacción liquido que comprende MMP. El medio de reacción para un lote dado se proporciona convenientemente para un lote dado dejando un residuo de MMP en el reactor de un lote previo. Asi, el reactor por lotes puede ser operado en un modo semi-continuo, en el cual la acroleina y el metilmercaptano son introducidos en una proporción sustancialmente constante durante una porción significativa del ciclo del lote, y el producto de reacción se retira periódicamente del reactor, dejando un residuo para el siguiente lote. Los procesos totalmente continuos están descritos, por ejemplo, en Biola, Patente Norteamericana No. 4,225,516, Hsu et al., Patente Norteamericana No. 5,352,837 y la solicitud de Patente Norteamericana copendiente, de posesión común con No. de Serie 08/557,699, las cuales están expresamente incorporadas en la presente por referencia. Como se describe en Hsu et al., la reacción continua puede ser llevada a cabo introduciendo vapor de acroleina y metilmercaptano en un medio de reacción fluido de MMP, en cualquiera de una zona de contacto concurrente o a contracorriente de gas/liquido. Alternativamente, la
reacción inicial puede ser llevada a cabo en un reactor de tanque agitado que tiene un enfriador externo a través del cual se hace circular la mezcla de reacción. Si la reacción no se completa en el tiempo de residencia proporcionado en la zona de contacto inicial de gas/liquido, el medio de reacción de MMP que contiene la acroleina y el metilmercaptano que no reaccionaron se envíen a un segundo reactor (por ejemplo un reactor de flujo tapón o un tanque que contiene el lote) para la terminación de la reacción. Preferiblemente, la temperatura de reacción de la reacción no excede de cerca de 70°C en cualquiera de las zonas de reacción. Los catalizadores de adición de olefina/mercaptano para la producción comercial de MMP son preferiblemente evaluados sobre la base de varios criterios, que incluyen
(1) la conversión y rendimiento de MMP; (2) cinética de reacción; y (3) tendencia a catalizar reacciones laterales no deseadas, que producen productos secundarios de peso molecular alto y disminuyen la pureza del producto, ambos durante la reacción del MMP y durante el almacenamiento subsecuente del producto de reacción de MMP. Adicionalmente, tales catalizadores son preferiblemente útiles para catalizar adicionalmente la reacción entre MMP y cianuro de hidrógeno para producir HMBN, de tal manera que la mezcla de producto de reacción de MMP que contiene
el catalizador de adición puede ser tratada directamente con cianuro de hidrógeno para producir HMBN, sin purificación interpuesta. Se ha descubierto que ciertas bases orgánicas que previamente no hablan sido reconocidas como catalizadores de la reacción de adición de olefina/mercaptano viables pueden ventajosamente ser usados para catalizar la reacción entre la acroleina y el metilmercaptano para formar MMP. Por consiguiente, los catalizadores novedosos de la presente invención incluyen al menos una base orgánica seleccionada de ciertas aminas heterociclicas, trialquilaminas y otras aminas terciarias en las cuales uno de los sustituyentes que no son hidrógeno unidos al átomo de nitrógeno de la amina terciaria contienen un grupo arilo. Los catalizadores de reacción de adición de olefina/mercaptano novedosos pueden comprender adicionalmente triisopropanolamina. Las aminas heterociclicas que pueden estar presentes en el catalizador de adición novedoso de olefina/mercaptano de la presente invención se seleccionan del grupo que consiste de nicotinamida, imidazol, benzimidazol, 2-fluoropiridina, 4-dimetilaminopiridina, picolina (por ejemplo 2-picolina, 3-picolina y 4-picolina) y pirazina. Las trialquilaminas que pueden estar presentes en el catalizador de adición de olefina/mercaptano de la presente
invención están caracterizadas por que tienen al menos tres átomos de carbono en cada uno de los sustituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno (por ejemplo, tripropilamina, tributilamina, etc.). Sin embargo, los sustituyentes de alquilo deben contener no más de cerca de diez y ocho átomos de carbono, de manera que la trialquilamina pueda ser suficientemente soluble en la mezcla de reacción de MMP. Los sustituyentes de alquilo pueden ser lineales, ramificados o cíclicos. Para tomar ventaja de la inflamabilidad, toxicidad y volatilidad por lo general disminuidas proporcionadas por las trialquilaminas de peso molecular más alto, y evitar problemas de solubilidad en la mezcla de reacción de MMP, cada uno de los sustituyentes de alquilo de las trialquilaminas presentes en el catalizador de adición de olefina/mercaptano preferiblemente contiene desde cinco a doce átomos de carbono (por ejemplo, tripentilamina, trihexilamina, triheptilamina, trioctilamina, trinonilamina, tridecilamina, triundecilamina, tridodecilamina, etc.). Los catalizadores de la reacción de adición de olefina/mercaptano novedosos de la presente invención pueden incluir adicionalmente ciertas otras aminas terciarias en las cuales al menos uno de los sustituyentes que no son hidrógeno unidos al átomo de nitrógeno contienen
un grupo arilo (por ejemplo, fenilo, naftilo, etc.). Más específicamente, la amina terciaria que contiene arilo que puede ser usada para catalizar la reacción entre acroleina y metilmercaptano tiene la fórmula:
en donde A es arilo, Ri y R2 son alquilo y x, a, b y c son enteros tales que 0 < x < 3, 1 < a < 3, 0 < b < 2, 0 < c < 2, siempre que a + b + c = 3. Las aminas terciarias adecuadas que contienen un grupo arilo para usarse en la presente invención incluyen trifenilamina, tribencilamina y N-metildifenilamina. Preferiblemente, x > 1, de tal manera que hay al menos una unidad de -CH2- que separa los grupo (s) del átomo de nitrógeno. De acuerdo con una modalidad especialmente preferida de la presente invención, x > 1 y a = 2 (por ejemplo, N-metildifenetilamina y N-etil-3, 3'-difenildipropilamina) . Cada una de las aminas mencionadas anteriormente puede adecuadamente ser usada como catalizador de adición de olefina/mercaptano en la producción comercial de MMP. Sin embargo, con referencia al criterio de evaluación del catalizador identificado en la presente, algunas de estas
bases orgánicas han demostrado un desempeño y efectividad general superiores que otros. De acuerdo con una modalidad más preferida de la presente invención, el catalizador de adición de olefina/mercaptano comprende al menos una amina seleccionada del grupo que consiste de triisopropanolamina, imidazol, benzimidazol, picolina, N-metildifenetilamina, N-etil-3, 3'-difenildipropilamina y trialquilaminas que tienen desde cinco a doce átomos de carbono en cada uno de los sustituyentes del alquilo unidos al átomo de nitrógeno. Otras bases orgánicas pueden ser usadas como el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano, para usarse en la preparación de MMP, incluyendo el poli-4-vinilpiridina, t-octilamina, nicotinamida de sodio y 3-fluoropridina. Además de estos catalizadores de base orgánica, pueden ser usadas ciertas sales para catalizar la reacción entre la acroleina y el metilmercaptano, que incluyen acetatos, molibdatos y formatos de metal alcalino, ya sea solos o combinados con un éter de corona o una sal de amonio cuaternaria para mejorar la solubilidad del anión de la sal en la mezcla de reacción de MMP, y sales del ácido etilendiaminotetraacético. Adicionalmente, nosotros hemos examinado el uso de otros compuestos, es decir acetato de zinc, carbonato de zinc, ácido p-toluensulfónico, ácido 4-aminobutirico y cloruro de paladio, como catalizadores en
la preparación de MMP. Sin embargo, estos otros compuestos no son particularmente útiles para catalizar la reacción entre la acroleina y el metilmercaptano y, en el caso del ácido p-toluensulfónico y el cloruro de paladio parecen ser sustancialmente inertes para promover la reacción de MMP. El catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano debe estar presente en el medio de reacción liquido en una cantidad suficiente para catalizar efectivamente la reacción entre la acroleina y el metilmercaptano. Por ejemplo, en un proceso por lotes, la relación molar del catalizador a metilmercaptano cargado a la zona de reacción es desde cerca de 0.001 a cerca de 0.02, preferiblemente desde cerca de 0.001 a cerca de 0.01, especialmente desde cerca de 0.001 a cerca de 0.005. Debe notarse que algunos de los catalizadores de la reacción de adición de olefina/mercaptano novedosos descritos en la presente (por ejemplo, nicotinamida, imidazol, benzimidazol y poli-4-vinilpiridina) son sólidos a las temperaturas de reacción típicas del MMP. Si es suficientemente soluble, tal catalizador sólido puede ser empleado adecuadamente disolviendo el catalizador en la mezcla de reacción liquida del MMP. Si el catalizador es insuficientemente soluble, una cantidad minima de un disolvente adecuado (por ejemplo, agua, ácido orgánico o inorgánico) puede ser agregada a la mezcla de reacción como
un auxiliar de la solubilidad del catalizador, o el catalizador puede simplemente ser suspendido en la mezcla de reacción. Sin embargo, para evitar la formación de una fase acuosa separada y posibles efectos adversos sobre la reacción entre el metilmercaptano y la acroleina, el contenido de agua de la mezcla de reacción de MMP está controlada preferiblemente, de manera que no es más de cerca de 6% por peso, más preferiblemente no más de cerca de 3% por peso, y especialmente no más de cerca de 1.5% por peso. Adicionalmente, si se emplea un catalizador sólido, puede ser ventajoso disolver primero el catalizador en un disolvente adecuado, para formar una premezcla liquida de catalizador, para facilitar la adición del catalizador a la zona de reacción. Los catalizadores novedosos de la reacción de adición de olefina/mercaptano descritos en la presente preferiblemente se combinan con un ácido orgánico o inorgánico en la zona de reacción. La presencia de un ácido se cree que modera la basicidad del medio de reacción liquido orgánico, inhibiendo con esto las reacciones laterales catalizadas por base no deseadas, que disminuyen la calidad del MMP. Por otro lado, el ácido puede mejorar la solubilidad del catalizador sólido en la mezcla de reacción liquida de MMP. Puede ser usada una variedad de ácidos orgánicos, que incluyen el ácido acético, ácido
fórmico, ácido cítrico, ácido grasos de cadena corta y sulfo-ácidos orgánicos (por ejemplo, ácido trifluorometansulfónico) . Los ácidos inorgánicos adecuados incluyen ácidos minerales tales como ácido sulfúrico y fosfórico. Debido a la disponibilidad comercial y a su costo relativamente bajo, se prefiere el ácido acético. La relación molar de base orgánica a ácido acético introducida en la zona de reacción es típicamente desde cerca de 0.5 a cerca de 2.0. Preferiblemente, para asegurar que las reacciones laterales catalizadas por base estén suficientemente inhibidas, la relación molar de base orgánica a ácido acético introducida en la zona de reacción es desde cerca 0.5 a cerca de 1.0. Cuando una o más de las bases mencionadas anteriormente se combina en la zona de reacción con un ácido mineral, el ácido mineral es preferiblemente ácido sulfúrico o ácido fosfórico. La relación molar de la base orgánica al ácido mineral introducido en la zona de reacción es preferiblemente desde cerca de 1 a cerca de 50. Cuando una de las bases orgánicas descritas en la presente se combina con un ácido orgánico o inorgánico en la zona de reacción, el medio de reacción liquido preferiblemente contiene desde cerca de 0.2% a cerca 0.75% por peso de la combinación de base orgánica/ácido. Para simplificar la adición de la combinación de base orgánica/ácido a la zona de reacción,
el catalizador puede primero ser combinado con un ácido orgánico o inorgánico, para formar una premezcla liquida de catalizador, la cual se agrega luego a la zona de reacción. El producto de reacción de MMP puede ser usado directamente para la preparación de HMBN sin destilación previa para la eliminación ya sea de impurezas de punto de ebullición alto o de punto de ebullición bajo. Esto no solo ahorra el gasto de capital y de operación de la destilación, sino también evita la pérdidas de rendimiento que inevitablemente resultan de la formación de compuestos de alto punto de ebullición adicionales en la columna de destilación del MMP. El HMBN puede ser producido haciendo reaccionar el producto de reacción de MMP con cianuro de hidrógeno en presencia de un catalizador de reacción de adición adecuado. Ventajosamente, se ha descubierto que la triisopropanolamina, nicotinamida, imidazol, benzimidazol, 2-fluoropiridina, poli-4-vinilpiridina, 4-dimetilamino-piridina, picolina y pirazina pueden servir como catalizadores de la reacción de adición en la producción de HMBN. Adicionalmente, las trialquilaminas que tienen desde tres a diez y ocho átomos de carbono en cada uno de los sustituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno, y las aminas terciarias en las cuales al menos uno de los sustituyentes que no es hidrógeno unidos al átomo de nitrógeno contienen un grupo arilo, como las descritas en
lo anterior también pueden ser usadas para catalizar la reacción entre el MMP y el cianuro de hidrógeno para producir HNBN. Asi, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, es posible preparar primero MMP haciendo reaccionar metilmercaptano con acroleina en una zona de reacción, en presencia de uno de los catalizadores de reacción de adición de olefina/mercaptano descritos en la presente, ya sea solo o en combinación con un ácido orgánico o inorgánico adecuado, para producir una mezcla de producto de reacción intermediario que contiene MMP y el catalizador. Después de esto, y sin una separación previa del catalizador del MMP en la mezcla de producto de reacción intermediario, el MMP puede ser convertido directamente a HMBN haciendo reaccionar el MMP con cianuro de hidrógeno. En el caso en donde el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano comprende una trialquilamina que tiene desde tres a diez y ocho átomos de carbono en cada uno de los sustituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno, o una amina terciaria que tiene un grupo arilo en al menos uno de los sustituyentes que no son hidrógeno unidos al átomo de nitrógeno, se prefiere sustancialmente convertir inmediatamente el MMP que está en la mezcla del producto de reacción intermediario a HMBN,
para producir HMBN de alta calidad y en un alto rendimiento. La reacción catalítica entre el MMP y el cianuro de hidrógeno para producir HMBN muy conocida y, en la práctica de la presente invención, esta reacción puede ser llevada a cabo de cualquier manera adecuada sin limitación particular a las diversas condiciones de proceso empleadas. El producto de MMP puede ser hecho reaccionar con cianuro de hidrógeno en cualquiera de un sistema de reacción continuo o en forma discontinua. Preferiblemente, el cianuro de hidrógeno está presente en un exceso molar pequeño, de cerca de 2% relativo al MMP. La temperatura de la reacción de cianuración es deseablemente mantenida dentro del intervalo desde cerca de 30 a cerca de 70°C, preferiblemente desde cerca de 50 a cerca de 70°C. Como en la reacción del MMP, la presión mantenida durante la reacción de cianuración no es critica, y puede variar dentro de limites amplios, pero preferiblemente esta cercana a la presión atmosférica. Debido a su efectividad general como catalizadores para ambas, la reacción de adición de olefina/mercaptano y la reacción entre MMP y cianuro de hidrógeno, el catalizador de adición usado para preparar HMBN de esta manera preferiblemente comprende al menos una amina seleccionada del grupo que consiste de triisopropanolamina,
imidazol, benzimidazol, picolina, poli-4-vinilpiridina, N-metildifenetilamina, N-etil-3, 3'-difenildipropilamina y trialquilaminas que tienen desde cinco a doce átomos de carbono en cada uno de los sustituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno. El MMP y el cianuro de hidrógeno deben ser hechos reaccionar en presencia de una cantidad suficiente de catalizador de adición, para promover efectivamente la reacción de cianuración. Para algunos sistemas catalíticos, una mayor cantidad de catalizador de adición puede ser empleada durante la reacción de cianuración que la que está presente durante la reacción entre la acroleina y el metilmercaptano. Asi, un exceso de catalizador de adición puede ser usado inicialmente durante la reacción de MMP, para asegurar que está presente una cantidad suficiente de catalizador en la mezcla del producto de reacción intermediario para catalizar efectivamente la reacción entre MMP y cianuro de hidrógeno. Sin embargo, el uso de un exceso de catalizador de adición en la reacción entre acroleina y metilmercaptano para más tarde lograr una adición óptima de cianuro de hidrógeno puede causar una degradación excesiva del producto de reacción de MMP. En tales casos, se prefiere que una cantidad adicional de un catalizador de base orgánica se introduzca en la mezcla del producto de reacción intermediario inmediatamente antes de
la introducción del cianuro de hidrógeno, para promover adicionalmente la reacción de cianuración. El catalizador agregado a la mezcla del producto de reacción intermediario puede ser seleccionado de cualquiera de los catalizadores de adición descritos en la presente, y puede, de hecho, ser el mismo catalizador usado para catalizar la reacción entre la acroleina y el metilmercaptano. Alternativamente, el catalizador agregado puede comprender un catalizador de base orgánica convencional (por ejemplo, piridina, trietilamina, hexametilentetramina, etc.). Preferiblemente, antes de la introducción del catalizador adicional, la concentración del catalizador de la reacción de adición en la mezcla del producto de reacción intermediaria está entre cerca de 0.01% y cerca de 1% por peso, más preferiblemente entre cerca de 0.05% y cerca de 0.25% por peso, y después de que la cantidad adicional de catalizador se introduce en la mezcla del producto de reacción intermediario, la mezcla de producto de reacción intermediario contiene entre cerca de 0.05% y cerca de 1% por peso, más preferiblemente entre cerca de 0.1% y cerca de 0.5% por peso del catalizador de adición. El HMBN producido por el proceso de la presente invención puede ser convertido directamente sin purificación a HMBA, por cualquiera de los procesos descritos en Ruest et al., Patente Norteamericana No.
4,524,077 o el proceso de Hernández, Patente Norteamericana No. 4,912,257. En el proceso de la patente de Ruest, el HMBN es hidrolizado en ácido sulfúrico, el producto de HMBA se extrae del material hidrolizado usando un disolvente sustancialmente insoluble en agua, y el extracto es destilado con vapor para producir un 85% a 90% por peso de solución acuosa de HMBA. En el proceso de la patente de Hernández, el material hidrolizado se neutraliza con amoniaco, se provoca que se separe en dos fases, la fase orgánica se evapora y se filtra para producir un 85% a 90% por peso de solución acuosa de HMBA. La presente invención está ilustrada por los siguientes Ejemplos, los cuales son meramente para los propósitos de ilustración, y no deben ser considerados como limitantes del alcance de la invención o la manera en la cual puede ser puesta en práctica. EJEMPLO 1 El siguiente procedimiento se usó en este Ejemplo para determinar el desempeño del catalizador propuesto de olefina/mercaptano para la reacción entre acroleina y metilmercaptano para producir MMP. El catalizador que se probó se mezcló con acroleina, y una cantidad de esta mezcla se combinó con un exceso de metilmercaptano en un frasquito de reacción de 2 mi con tapa de septum. El metilmercaptano se transfirió usando
enfriamiento con hielo seco, de ambos el frasquito con mercaptano y el frasquito de la reacción. Se empleó un exceso de metilmercaptano de cerca de 5% a cerca de 15% por peso, basado en la acroleina. La cantidad de catalizador presente en el frasquito de reacción se seleccionó para que proporcionara aproximadamente 0.0033 moles de catalizador por mol de acroleina o producto de MMP. En algunas pruebas, el catalizador se combinó primero con un ácido orgánico o inorgánico en una relación molar de aproximadamente 0.7 (catalizador a ácido) y esta combinación de catalizador/ácido se agregó entonces a la acroleina. También, se agregó a veces agua a la mezcla que estaba en el frasquito de reacción, para mejorar la solubilidad del catalizador. Cuando se empleó una sal del catalizador, este se combinó a veces con un éter de corona o una sal de amonio cuaternaria en una proporción molar sustancialmente equivalente a la sal, para mejorar la solubilidad del catalizador. El frasquito de reacción que contenia la mezcla se mantuvo en un horno mantenido a cerca de 50°C. Después de aproximadamente 30 minutos, se extrajo el frasquito de reacción, y se volvió a pesar para determinar la pérdida de peso durante el calentamiento (normalmente menos de cerca de 0.002 g) . Las muestras de la mezcla de reacción contenidas en el frasquito se analizaron por cromatografía
de gases, para hacerles un análisis y para determinar la cantidad de oligómeros de peso molecular alto presentes en la mezcla. La Tabla 1 contiene un sumario del desempeño de los catalizadores de la reacción del aldehido alternativos, los cuales se evaluaron usando el procedimiento descrito arriba. Las pruebas de control usando piridina y piridina combinada con ácido acético están incluidas para propósitos de comparación. Los criterios para evaluar el desempeño del catalizador incluyeron la conversión de la acroleina, las cantidades de oligómeros de peso molecular alto y la determinación cualitativa de la apariencia del cromatograma apropiado. Idealmente, la mezcla de reacción de MMP contenida en el frasquito mostrará una concentración baja de acroleina (indicando una alta conversión a MMP) , cantidades bajas de oligómeros de peso molecular alto
(indicando reacciones secundarias mínimas) , y una linea base de la cromatografía de gases generalmente plana
(indicando la ausencia de otros polímeros) . Un material de calidad pobre tendrá un máximo amplio y pronunciado, que eluye varios minutos después del máximo del aldehido, el cual no siempre se correlaciona con las concentraciones de oligómero. El trabajo de cromatografía de gases-espectrometría de masas ha demostrado que este máximo amplio es aldehido, indicando que otros componentes se
están rompiendo en el análisis para formar este máximo.
Puesto que en este procedimiento se usó un exceso de metilmercaptano, en rendimiento el aldehido no se consideró un criterio de evaluación significativo. En la Tabla 1, los códigos de línea base de la cromatografía de gases (S), (M) y (U) indican satisfactorio, marginal y no satisfactorio, respectivamente. ND y tr indican "no detectado" y "trazas", respectivamente. Todos los valores están reportadas en por ciento por peso. Tabla 1 Catalizador de MMP Código de la línea base Oligómeros de Peso del ensayo por CG) Acroleina Molecular Alto Piridina (S) 0.5 9.6 Piridina/ácido acético (S) 0.1 0.1 Imidazol/ácido acético (S) tr 1.1 Imidazol/ácido acético (S) 0.3 1.8 Benzimidazol/agua/ácido acético (S) 0.2 1.0 Nicotinamida (U) 0.3 1.7 Nicotinamida (U) 0.9 6.5 Nicotinamida (U) 0.4 3.0 Nicotinamida/agua (U) ND 0.2 Nicotinamida/agua (U) 0.3 5.0
Nicotinamida/ácido acético (S) 5.2 Nicotinamida/ácido acético/agua (S) 0.7 2.8
Nicotinamida/ácido acético/agua (S) ND 4.0
Nicotinamida/agua/ácido sulfúrico (U) 1.6 tr
Nicotinamida/agua/ácido sulfúrico (U) ND 5.0 Nicotinamida/agua/ácido sulfúrico (U) 2.8 < 0.1
Nicotinamida/agua/ácido fosfórico (U) 0.5 4.4
Nicotinamida de sodio (U) 14.6 Nicotinamida de sodio/ácido acético (U) ND 4.9
Poli-4-vinilpiridina (U) 8.1
Poli-4-vinilpiridina/ácido acético (U) 0.1 1.2 Poli-4-vinilpiridina/ácido acético (U) 0.1 2.2
Poli-4-vinilpiridina/ácido acético (U) 0.1 Acetato de sodio/15-corona-5 (M) 2.0 24.8 Acetato de sodio/cloruro de
trioctilmetilamonio (U) 1.3 4.4 Molibdato de sodio (U) 0.1 4.7 Molibdato de sodio/ácido acético (U) 0.3 7.5 Formiato de sodio (U) < 0.1 0.3 EDTA disódico (U) 0.1 1.3 EDTA disódico/ácido acético (U) ND 2.3 Cloruro de paladio (U) ND 0.3 Acido p-toluensulfónico (U) ND 5.8 Acido 4-aminobutírico (U) ND 2.3 Acido 4-aminobutírico/ ácido acético (U) ND 2.8
Acido 4-aminobutírico/ ácido acético/agua (U) ND 2.7 2-Fluoropiridina/ácido acético (S) 0.1 < 0.1
2-Fluoropiridina/ácido acético (U) 0.2 < 0.1
Tripropilamina/ácido acético/ agua (U) < 0.1 < 0.1
Tributilamina/ácido acético (U) < 0.1 0.5 Trifenilamina (U) < 0.1 < 0.1 Trifenilamina/ácido acético (U) < 0.1 0.2 Tribencilamina (U) 0.2 < 0.1 Pirazina/ácido acético (U) < 0.1 0.1
t-Octilamina/ácido acético (U) 0.2 2.0 4-Dimetilaminopiridina/ ácido acético (S) < 0.1 0.5 4-Dimetilaminopiridina/ ácido acético (S) 0.1 0.9 Acetato de zinc (U) 0.4 0.4 Carbonato de zinc (U) 0.3 < 0.1
EJEMPLO 2 El siguiente procedimiento se usó en este Ejemplo para determinar el desempeño de triisopropanolamina y ciertas trialquilaminas y aminas terciarias que contienen un grupo fenilo como catalizadores de la olefina/mercaptano para la reacción entre acroleína y metilmercaptano para producir MMP. En todas las pruebas, el catalizador que se probó se combinó primero con ácido acético en una relación molar de aproximadamente 0.7. Sin embargo, en el caso de tripropilamina, se agregó ácido acético adicional (relación molar de catalizador a ácido acético de 0.54) para conseguir una fase liquida única. La combinación de catalizador/ácido acético se mezcló con acroleína, y una cantidad de esta mezcla se combinó con un exceso de metilmercaptano en un frasquito de reacción de 2 mi con tapa de septum. El metilmercaptano se transfirió usando
enfriamiento con hielo seco de ambos, el frasquito del mercaptano y el frasquito de la reacción. Se empleó un exceso de metilmercaptano de cerca de 0.4% a cerca de 9% por peso basado en la acroleína. La cantidad de catalizador presente en el frasquito de reacción se seleccionó para proporcionar aproximadamente 0.0033 moles de catalizador por mol de acroleína o producto de MMP. El frasquito de reacción que contenía la mezcla se mantuvo en un horno mantenido a cerca de 50°C. Después de aproximadamente 30 minutos, el frasquito de reacción se extrajo y se volvió a pesar para determinar la pérdida de peso durante el calentamiento (normalmente menos de cerca de 0.002 g) . Las muestras de la mezcla de reacción contenidas en el frasquito se analizaron por cromatografía de gases, para analizarlas y para determinar la cantidad de oligómeros de peso molecular alto presentes en la mezcla. La Tabla 2 contiene un sumario del desempeño de este grupo de catalizadores alternativos de la reacción de aldehido, los cuales se evaluaron usando el procedimiento descrito arriba. Se usó el mismo criterio expuesto en el Ejemplo 1 en el Ejemplo presente para evaluar el desempeño del catalizador. En la Tabla 2, los códigos de línea base de la cromatografía de gases (S) , (M) y (U) indican satisfactorio, marginal y no satisfactorio,
respectivamente. Todos los valores están reportadas en por ciento por peso. Tabla 2 Catalizador de MMP (Código de la línea base Oligómeros de Peso del ensayo por CG) Acroleína Molecular Alto Triisopropanolamina/ ácido acético (S) 0.1 0.1 Tripropilamina/ácido acético (S) 0.1 < 0.1
Tripentilamina/ácido acético (S) 0.1 < 0.1 Trioctilamina/ácido acético (S) 0.1 < 0.1 Tridodecilamina/ácido acético (S) 0.1 < 0.1 N-metildifenetilamina/ ácido acético (S) 0.1 < 0.1 N-etil-3, 3 • -difenil- dipropilamina/ácido acético (S) 0.1 0.3 N-metildifenilamina/ ácido acético (U) < 0.1 0.1
EJEMPLO 3 En este Ejemplo, una mezcla representativa del MMP producido usando tripropilamina combinada con ácido acético para catalizar la reacción del aldehido se convirtió a HMBN haciéndolo reaccionar con cianuro de hidrógeno. Se preparó una mezcla de MMP mezclando agua (0.091 g) , MMP destilado (6.91 g) y una solución de catalizador de tripropilamina/ácido acético (0.008 g) que contenía 0.54 moles de tripropilamina por mol de ácido acético. El cianuro de hidrógeno (40 µl, 99.5%) se agregó a 70 µl de esta mezcla de aldehído/agua/catalizador/ácido acético en un frasquito de reacción, usando enfriamiento con hielo húmedo durante la transferencia. El frasquito de reacción se colocó luego en un horno a 50°C por 30 minutos. El catalizador de tripropilamina presente en la mezcla de MMP se usó para catalizar la reacción de cianuración. El frasquito se extrajo luego del horno, y se dejó enfriar. Una mezcla del producto de reacción de nitrilo enfriado contenido en el frasquito se analizó por cromatografía de gases, para su análisis, y para determinar la cantidad de oligómeros de peso molecular alto presentes en la mezcla. La mezcla contenía 98.2% de nitrilo, 0.1% de oligómeros de peso molecular alto y 0.03% de MMP sobre una base de peso.
EJEMPLO 4 En este Ejemplo, se probaron nicotinamida, imidazol, benzimidazol, 2-fluoropiridina, pirazina y 4-picolina, usando el procedimiento descrito abajo para determinar adicionalmente su desempeño como catalizadores de la adición de olefina/mercaptano, para la reacción entre acroleína y metilmercaptano. Acroleina destilada, que tenía un ensayo típico de cerca de 97.3% a cerca de 97.5% por peso de acroleína y cerca de 2.5% por peso de agua se mezcló con hidroquinona para proporcionar una mezcla que tenía una concentración de hidroquinona de cerca de 0.10% a cerca de 0.12% por peso. La mezcla de acroleína destilada e hidroquinona se almacenó a 0 a 5°C. Se empleó metilmercaptano destilado que tenía un ensayo típico de cerca de 99.3% a cerca de 99.5% por peso de metilmercaptano. La reacción del aldehido se condujo en un reactor de acero inoxidable de 1000 mi con serpentines de refrigeración internos para el control de la temperatura, y un agitador. Una cantidad de MMP se preparó primero haciendo reaccionar acroleína y metilmercaptano en presencia de un catalizador particular de aldehido. Este MMP se usó luego como un "residuo" para preparar un lote subsecuente de MMP usando el mismo catalizador. Típicamente, se prepararon varios lotes de MMP usando el
mismo catalizador, y un residuo de MMP del lote precedente, de tal manera que se aproximaron las condiciones del estado estacionario. Para hacer el residuo de MMP, se cargó metilmercaptano al reactor, seguido por el catalizador, usando un tubo de alimentación sub-superficial. El reactor y su contenido se calentaron a temperatura ambiente, y en ese tiempo se alimentó la acroleína al reactor, durante un período de cerca de 25 minutos y a una temperatura de cerca de 50°C. Cerca de 1.005 moles de metilmercaptano y cerca de 0.0033 moles de catalizador se cargaron al reactor por mol de acroleina. Excepto en el caso de la nicotinamida, el catalizador en el reactor se combinó con ácido acético usando una relación molar de cerca de 0.7 (catalizador a ácido acético) . La reacción del aldehido se terminó manteniendo la temperatura del proceso a cerca de 50°C, y agitando el contenido del reactor por cerca de 60 minutos. Una vez que la reacción del aldehido fue completa, el reactor y su contenido se enfrió a 20 a 25°C durante un período de cerca de 10 minutos mientras se continuaba la agitación. El catalizador (0.0033 moles por mol de acroleína) y, excepto en el caso de la nicotinamida, ácido acético (0.7 de relación molar de catalizador a ácido acético) se mezclaron con el residuo de MMP, y se cargaron al reactor
para la preparación de aldehido adicional. El metilmercaptano y la acroleína se alimentaron luego simultáneamente al reactor con agitación durante un período de cerca de 30 minutos, a una temperatura de reacción de cerca de 60°C. Aproximadamente 1.005 moles de metilmercaptano por mol de acroleína se cargaron al reactor. La reacción del aldehido se terminó manteniendo la temperatura del proceso a cerca de 60°C por cerca de 23 minutos. Una vez que la reacción del aldehido fue completa, el reactor y su contenido se enfriaron a 20 a 25°C durante un período de cerca de 10 minutos. Si era necesario, la secuencia de reacción por lotes se repitió usando un catalizador particular y un residuo de MMP del lote procedente, hasta que se aproximaron las condiciones del estado estacionario. Una muestra de la mezcla de reacción del lote final se inyectó en un cromatógrafo de gases para su análisis. Una muestra de esta mezcla de reacción se sujetó también al análisis por cromatografía de gases para determinar la cantidad de oligómeros de alto peso molecular en la mezcla. En algunos casos, se llevaron a cabo estudios limitados de envejecimiento del producto de reacción del MMP, para probar la estabilidad al almacenamiento. La Tabla 3 contiene un sumario del desempeño de los catalizadores alternativos de la reacción del aldehido, los
cuales se evaluaron usando el procedimiento descrito arriba. Los resultados que se encuentran en la Tabla 3 incluyen el por ciento por peso de metilmercaptano, acroleína, MMP y oligómeros de peso molecular alto en la mezcla de reacción del lote final. Los resultados de una prueba de control, usando un catalizador de piridina combinado con ácido acético están incluidos para propósitos de comparación.
Tabla 3 Oligómeros de Peso
Catalizador de MMP MeSH Acroleína MMP Molecular Alto Piridina/ácido acético 0.30 0.23 97.88 1.25 Niootinamida 0.94 0.5 89.74 9.47 Imidazol/ácido acético 0.11 0.5 97.12 1.43 Benzimidazol/ácido acético/agua 0.21 0.17 97.59 1.56 2-Fluorcpiridina/ ácido acético 0.64 0.5 96.50 2.12 Pirazina/ácido acético 0.30 0.23 97.88 2.19 4-picolina/ácido acético 0 0..2211 0.38 98.02 1.14
De los catalizadores evaluados en este Ejemplo, la nicotinamida, pirazina, y 2-fluoropiridina produj eron MMP
que tenían niveles o concentraciones elevadas de oligómeros de peso molecular alto. El MMP producido usando imidazol, benzimidazol y 4-picolina como catalizadores se probaron para determinar su estabilidad al almacenamiento a 45°C. Para propósitos de comparación, el MMP hecho usando piridina combinada con ácido acético también se sometió a envejecimiento a 45°C para determinar su estabilidad al almacenamiento. En un estudio de envejecimiento típico, 40 g del producto de aldehido se colocaron en una botella de vidrio, la cual se transfirió luego a un horno mantenido a 45°C. Periódicamente, se retiraron muestras del producto de la botella, y se analizaron por cromatografía de gases para su análisis. Los resultados del estudio de envejecimiento del MMP están sumerizados en la Tabla 4. Tabla 4 Pérdida de MMP
Catalizador de MMP Días (% por peso de MMP/día)
Piridina/ácido acético 30 0.10 Imidazol/ácido acético 11 3.98 Benzimidazol/ácido acético 11 1.05 4-picolina/ácido acético 10 0.30 4-picolina/ácido acético 21 0.37 4-picolina/ácido acético 31 0.37
A 45°C, el MMP producido usando imidazol, benzimidazol y 4-picolina como catalizadores de adición de olefina/mercaptano mostraron un deterioro más rápido comparado al aldehido hecho usando piridina. El MMP preparado usando imidazol, benzimidazol y 4-picolina combinada con ácido acético como catalizadores de reacción de olefina/mercaptano se convirtieron a HMBN haciéndolo reaccionar con cianuro de hidrógeno usando el catalizador de base orgánica que permanecía en la mezcla del producto de reacción de MMP para catalizar adicionalmente la reacción de cianuración. Para los propósitos de comparación, el MMP preparado usando piridina/ácido acético como el catalizador también se convirtió a HMBN. La reacción de nitrilo se condujo en el mismo reactor de acero inoxidable de 1000 mi con agitador y serpentines de enfriamiento internos para el control de la temperatura. La carga de MMP que contenía el catalizador de base orgánica se peso primero en el reactor. Luego se alimentó el cianuro de hidrógeno (99.5%) al reactor con agitación durante un período de 26 minutos, a una temperatura de cerca de 60°C. Aproximadamente 1.02 moles de cianuro de hidrógeno por mol de MMP se cargaron al reactor. La reacción de nitrilo se terminó manteniendo el lote sin agitación o enfriamiento por cerca de 20 minutos. Una vez
que la reacción del nitrilo fue completa, el reactor y su contenido se enfriaron a 20 a 25°C durante un período de cerca de 10 minutos. Una muestra de la mezcla de reacción se sujetó a análisis por cromatografía de gases para determinar su contenido, MMP y contenido de oligómero. Los resultados de la conversión del nitrilo están sumarizadas en la Tabla 5. Tabla 5 Oligómeros de Peso Catalizador HMBN MMP HMBN Molecular Alto Piridina/ácido acético ND 98.5 0.7 I idazol/ácido acético tr 98.3 1.2 Benzimidazol/ ácido acético ND 94.7 1.3 4-picolina/ácido acético ND 99.3 0.7
EJEMPLO 5 Se usaron acroleína destilada y metilmercaptano para preparar un residuo de MMP y un lote siguiendo la manera del Ejemplo 4. Se usó poli-4-vinilpiridina, suministrada por Reilley (Reillex 425) como el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano. Se cargó poli-4-vinilpiridina (2.7 g) al reactor vacío. Se cargó luego metilmercaptano (88.4 g) al reactor. El reactor y su contenido se calentaron a temperatura ambiente, y en ese
tiempo se alimentó acroleína (100.9 g) al reactor, durante un período de cerca de 50 minutos, a una temperatura de reacción de cerca de 50°C. La reacción del aldehido se terminó como se describe en el Ejemplo 4. Sin adición adicional del catalizador, se alimentaron luego metilmercaptano (196.1 g) y acroleína (235.9 g) simultáneamente al reactor con agitación, durante un período de cerca de 50 minutos, a una temperatura de reacción de cerca de 50°C. La reacción del aldehido se terminó manteniendo la temperatura del proceso a cerca de 50°C por cerca de 30 minutos. Una muestra de la mezcla de reacción del lote se sujetó a análisis por cromatografía de gases. El análisis mostró 89.9% de MMP, 0.4% de acroleína, 0.8% de metilmercaptano, y 0.02% de piridina sobre una base de peso. El producto de MMP que contenía el catalizador de poli-4-vinilpiridina se convirtió al nitrilo en el mismo reactor siguiendo la manera del Ejemplo 4. Se alimentó cianuro de hidrógeno (155.4 g) al reactor que contenía MMP (600.0 g) con agitación durante un período de cerca de 50 minutos a una temperatura de cerca de 50°C. La reacción del nitrilo se terminó manteniendo el lote sin agitación o enfriamiento por cerca de 30 minutos. Una vez que la reacción del nitrilo fue completa, el reactor y sus contenidos se enfriaron a 20-25°C durante un periodo de
cerca de 10 minutos. Una muestra de la mezcla de reacción del nitrilo se sujetó a análisis por cromatografía de gases. El análisis mostró 72.9% de HMBN y 2.6% de MMP sobre una base de peso. En vista de lo descrito arriba, se verá que los diversos objetos de la invención están logrados. Ya que varios cambios podrían ser hechos en el proceso descrito arriba sin apartarse del alcance de la invención, se propone que toda la materia contenida en la descripción de arriba sea interpretada como ilustrativa y no en un sentido limitante.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:
Claims (27)
- [A-teH>'-t;" >! en donde A es arilo, R: y R2 son alquilo, y x, a, b y c son enteros tales que 1 = x = 3, 1 = a = 3, 0 = b = 2, O = c =
- 2, siempre que a + b + c = 3. 2. Un proceso de conformidad con ia reivindicación 1, caracterizado porque a - 2.
- 3. Un proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano comprende al menos una base orgánica seleccionada del grupo que consiste de triisopropanolamina, picolina, N-metildifenetilamina, N-etil-3, 3'-difenildiproilamina y trialquilaminas que tienen desde cinco a doce átomos de carbono en cada uno de los substituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno.
- 4. Un proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano comprende N-metildifenetilamina.
- 5. Un proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano se combina con un ácido orgánico en la zona de reacción.
- 6. Un proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano comprende N-etil-3,3'-difenildipropilamina.
- 7. Un proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano se combina con un ácido orgánico en la zona de reacción.
- 8. Un proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la relación molar de base orgánica a metil mercaptano introducido en la zona de reacción es desde cerca de 0.001 a cerca de 0.02.
- 9. Un proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano se combina con un ácido orgánico en la zona de reacción.
- 10. Un proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el ácido orgánico es ácido acético, y la relación molar de la base orgánica al ácido orgánico introducido en la zona de reacción es desde cerca de 0.5 a cerca de 2.0.
- 11. Un proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la zona de reacción contiene un medio de reacción líquido que comprende 3- (metiltio) propanal y el catalizador, el medio de reacción líquido contiene entre cerca de 0.2 % y cerca de 0.75 % por peso de la combinación de catalizador/ácido orgánico.
- 12. Un proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano se combina con un ácido mineral en la zona de reacción.
- 13. Un proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el ácido mineral se selecciona del grupo que consiste de ácido sulfúrico y ácido fosfórico, y la relación molar del catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano al ácido mineral introducido en la zona de reacción es desde cerca de 1 a cerca de 50.
- 14. Un proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la zona de reacción contiene un medio de reacción líquido que comprende 3- (metiltio) propanal y el catalizador, el medio de reacción liquido contiene entre cerca de 0.2 % y cerca de 0.75 % por peso de la combinación de catalizador/ácido orgánico.
- 15. Un proceso para la fabricación de 2-hidroxi-4- (metiltio)butanonitrilo, caracterizado porque comprende hacer reaccionar metil mercaptano con acroleína en una zona de reacción, en presencia de un catalizador de reacción de adición de olefina/mercaptano, que comprende al menos una base orgánica seleccionada del grupo que consiste de triisopropanolamina, tripropilamina, nicotinamida, imidazol, bencimidazol, 2-fluoropiridina, 4-dimetilaminopiridina, picolina, pirazina, trialquilaminas que tienen desde cinco a dieciocho átomos de carbono en cada uno de los substituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno, y aminas terciarias que tienen la fórmula: [*-""•'»]-< >! en donde A es arilo, Ri y R2 son alquilo, y x, a, b y c son enteros tales que l = x = 3, l = a = 3, 0 = b = 2, O = c = 2, siempre que a + b + c = 3, produciendo con esto una mezcla de producto de reacción intermediario que comprende 3- (metiltio) propanal y el catalizador; y sin una separación previa del catalizador del 3- (metiltio) propanal de la mezcla de producto de reacción intermediario, hacer reaccionar el 3- (metiltio) propanal con cianuro de hidrógeno, para producir 2-hidroxi-4- (metiltio) butanonitrilo.
- 16. Un proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque a = 2.
- 17. Un proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano comprende al menos una base orgánica seleccionada del grupo que consiste de triisopropanolamina, picolina, N-metildifenetilamina, N-etil-3, 3'-difenildiproilamina y trialquilaminas que tienen desde cinco a doce átomos de carbono en cada uno de los substituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno.
- 18. Un proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano comprende N-metildifenetilamina.
- 19. Un proceso de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano se combina con un ácido orgánico en la zona de reacción.
- 20. Un proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano comprende N-etil-3,3'-difenildipropilamina.
- 21. Un proceso de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano se combina con un ácido orgánico en la zona de reacción.
- 22. Un proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano se combina con ácido acético en la zona de reacción.
- 23. Un proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque una cantidad adicional de una base orgánica se introduce en la mezcla de producto de reacción intermediario, para promover la reacción del 3- (metiltio) propanal con cianuro de hidrógeno.
- 24. Un proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la base orgánica introducida en la mezcla de producto de reacción intermediario comprende al menos una base orgánica seleccionada del grupo que consiste de triisopropanolamina, picolina, N-metildifenetilamina, N-etil-3, 3f -difenildipropi lamina y trialquilaminas que tienen desde cinco a doce átomos de carbono en cada uno de los substituyentes de alquilo unidos al átomo de nitrógeno.
- 25. Un proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la base orgánica introducida en la mezcla de producto de reacción intermediario es la misma base orgánica que comprende el catalizador de la reacción de adición de olefina/mercaptano usado para hacer reaccionar el metil mercaptano con la acroleína.
- 26. Un proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la base orgánica introducida en la mezcla de producto de reacción intermediario es piridina.
- 27. Un proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque antes de la introducción de la cantidad adicional de una base orgánica, la mezcla de producto de reacción intermediario contiene entre cerca de 0.01 % y cerca de 1 % por peso de la base orgánica, y después de que se introduce la cantidad adicional de una base orgánica en la mezcla de producto de reacción intermediario, la mezcla de producto de reacción intermediario contiene entre cerca de 0.05 % y cerca de 1 % por peso de la base orgánica.
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