DE1276041B - Verfahren zur Herstellung von 2, 2, 4, 4, 6-Penta-methyl-2, 3, 4, 5-tetrahydropyrimidin - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von 2,2,4,4,6-Pentamethyl-2,3,4,5-tetrahydropyrimidin Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von 2,2,4,4,6-Pentamethyl-2,3,4,5-tetrahydropyrimidin, im folgenden Acetonin genannt, durch Umsetzung von Aceton mit Ammoniak in Gegenwart von bestimmten sauren, fest angeordneten Katalysatoren bei gegebenenfalls erhöhtem Druck und erhöhten Temperaturen.
• Es ist bekannt, Acetonin aus Aceton und Ammoniak in Gegenwart saurer Katalysatoren zu synthetisieren. So wird beispielsweise nach einem Verfahren in eine Suspension von gemahlenem Calciumchlorid in Aceton bei 250 C Ammoniak so eingeleitet, daß ständig ein Überdruck von 20 cm Wassersäule aufrechterhalten bleibt. Es bilden sich zwei Schichten im Reaktionsgefäß, von denen die organische Schicht nach Beendigung des Versuchs abgetrennt und destillativ aufgearbeitet wird. Der Katalysator löst sich im Laufe der Reaktion in dem entstandenen Wasser. Die Ausbeute beträgt etwa 80 O/o der Theorie.
• Nach einer weiteren bekannten Arbeitsweise werden über die Verwendung von Calciumchlorid als Katalysator hinausgehend alle sauer reagierenden Salze bzw. die ihnen zugrunde liegenden Säuren mit einbezogen. Auch in diesem Fall wird Aceton mit Ammoniak bei Raum- oder erhöhter Temperatur, unter Normal- oder erhöhtem Druck chargenweise zur Reaktion gebracht, wobei als wesentliche Aufarbeitungsstufe eine Entwässerung des Reaktionsgemisches durch Zugabe von Atzkali oder Benzol und eine Neutralisation der abgezogenen organischen Phase angegeben wird, bevor man sie destillativ reinigt. Die Ausbeute beträgt etwa 50010.
• Im Gegensatz zu den obengenannten Verfahren werden erfindungsgemäß als saure Katalysatoren solche verwendet, die montmorillonitartige Mineralien in einem hohen Anteil enthalten, fest angeordnet sind und weder in den Einsatzprodukten noch in der wasserhaltigen Reaktionsmischung löslich sind. Dieser Umstand ist Voraussetzung für eine einfache kontinuierliche Verfahrensweise, da der Zusatz von Säuren oder sauren Salzen immer eine Phasentrennung, zumindest aber eine Neutralisation und Abtrennung des zugesetzten Katalysators und damit einen zusätzlichen Verfahrensschritt vor der destillativen Aufarbeitung notwendig macht.
• Bei den obengenannten unlöslichen Katalysatoren, die sich selbstverständlich auch für einen Chargenbetrieb eignen, handelt es sich insbesondere um solche, die Bentonit enthalten. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren können neben einem hohen Anteil an montmorillonitartigen Mineralien gegebenenfalls noch Beidellit, Nontronit, Hectorit, Saponit und Sauconit enthalten. Gut geeignet ist beispielsweise der unter der Bezeichnung K 306 handelsübliche Katalysator der Südchemie, München, bei dem es sich um ein aus Montmorillonit gewonnenes Aluminiumhydrosilikat handelt. Die Azidität der Kontakte muß ausreichen, um die Reaktion zwischen Aceton und Ammoniak zu katalysieren. Je nach den übrigen Reaktionsbedingungen ist eine Raumgeschwindigkeit von etwa 0,2 bis 1,0 pro Stunde erforderlich. Die optimalen Reaktionstemperaturen liegen bei 20 bis 1300 C, insbesondere bei 50 bis 1000 C, jedoch können auch Temperaturen außerhalb dieser Grenzen noch durchaus zulässig sein.
• Der Katalysator kann in beliebiger Form eingesetzt werden. Bevorzugt werden Katalysatorkörper in Form von Kugeln, Zylindern oder Tabletten.
• Um bei den angegebenen Reaktionstemperaturen ein Vergasen des Ammoniaks und damit eine Turbulenz vor allem in den Reaktionsräumen möglichst zu vermeiden, empfiehlt es sich, unter erhöhtem Druck zu arbeiten. Es kommen Drücke von 10 bis 100 atü in Frage.
• Das Verhältnis Aceton zu Ammoniak sollte mindestens stöchiometrisch, d. h. 3 : 2 sein. Bessere Ausbeuten erhält man jedoch mit einem großen Ammoniaküberschuß.
• Das aus dem Reaktor austretende Produkt stellt, da es keine gelösten Salze enthält, ein homogenes Gemisch dar, das direkt der destillativen Aufarbeitung zugeführt werden kann.
• Das Verfahrensprodukt Acetonin hat neben seiner Eignung als Härter für Epoxyharze und als Fungizid wertvolle Eigenschaften als Zwischenprodukt, insbesondere zur Herstellung von 2,4-Diamino-2-methylpentan.
• Beispiel In einem Druckreaktor von 101 Inhalt, der mit 8 1 des oben definierten sauren Kontakts mit der Handelsbezeichnung K 306 (kugelförmig, etwa 5 mm Durchmesser) gefüllt ist, werden pro Stunde 4 1 einer Mischung aus 17,4kg Aceton und 34,0 kg Ammoniak von unten eingepumpt. Die Temperatur im Reaktor beträgt 850 C. Durch Aufdrücken eines Inertgases wird ein Druck von 50 atü eingestellt.
• Das am Kopf des Reaktionsofens austretende Produkt wird über ein Vorlagegefäß einer Reihe von Destillationskolonnen zugeführt, in denen zunächst überschüssiges Ammoniak und nicht umgesetztes Aceton abgetrennt und in die Reaktion zurückgeführt werden. Eine dritte Kolonne liefert über Kopf ein teilweise azeotropes Gemisch aus Reaktionswasser, Diacetonalkohol, Mesityloxid und anderen Nebenprodukten, während am Kopf der vierten Kolonne reines Acetonin abgezogen werden kann. Siedepunkt bei 50 Torr 850 C; n25 = 1,4560. Man gewinnt pro Stunde durchschnittlich 157 g Aceton zurück, entsprechend einem Umsatz von 82,5°/o. Bezogen auf diesen Umsatz beträgt die durchschnittliche Acetoninausbeute 600 g/Std., entsprechend 91,7 O/o der Theorie.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von 2,2,4,4,6-Pentamethyl-2,3,4,5-tetrahydropyrimidin aus Aceton und Ammoniak in Gegenwart saurer Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man als saure Katalysatoren solche verwendet, die montmorillonitartige Mineralien in einem hohen Anteil enthalten, fest angeordnet sind und weder in den Einsatzprodukten noch in der Reaktionsmischung löslich sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Journal of the Chemical Society, 1947, S. 1394ff.; Helvetica chimica acta, Bd. 31, 1948, S. 617.