DE1643370C3 - Verfahren zur Herstellung von omega-Aminoalkannitrilen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von cj-Aminoalkannitrilendurch Umsetzung entsprechender Lactame mit überschüssigem Ammoniak bei erhöhter Temperatur in der Gasphase an Feststoffkatalysatoren. Während bisher für diese Umsetzung z. B. Kupfer auf Silicagel, Koalin, Aluminiumoxid (US-PS 28 30 072) oder Aluminiumphoshat (japanische Patentanmeldung 14092/66) oder Phosphorsäure auf einem Träger als Katalysator verwendet wird, ist das Verfahren der Erfindung durch die Verwendung von Magnesium-, Calcium-, Zink-, Aluminium-, Mangan- oder/und Eisensilikat und/oder fluoriertem Aluminiumsilikat als Katalysator gekennzeichnet

Die genannten Silikate können für sich allein, in Mischung und bzw. oder Verbindung miteinander, mit oder ohne Träger verwendet werden.

Für die Herstellung der m-Aminoalkannitrile ist es besonders vorteilhaft, wenn die genannten Katalysatoren Fluor enthalten. Sie liefern dann noch höhere Ausbeuten an ^-Aminoalkannitrilen als die entsprechenden fluorfreien Verbindungen.

Die fluorierten Silikate können dadurch erhalten werden, daß man die Silikate mit Flußsäure oder mit deren neutralen oder sauren Salzen oder mit kornplexen fluorhaltigen Säuren oder deren Salzen oder mit. Fluor enthaltenden Gasen behandelt. Auch kann man die Silikate aus einer fluorhaltigen Lösung fällen. Nach dem Trocknen können die Katalysatoren gegebenenfalls zwischen etwa 100 und 600⁰C calciniert werden. Der Fluorgehalt kann in weiten Grenzen schwanken, er liegt zweckmäßig zwischen etwa 0,1 und etwa 10 Gewichtsprozent.

Während die bisher verwendeten Katalysatoren entweder nur geringe Ausbeuten an Nitrilen oder beachtliehe Mengen Nebenprodukte (vgl. auch BE-PS 6 87 588) liefern oder nur geringe Aktivität besitzen oder sehr sauerstofiempfindüch sind (US-PS 30 36 113), besitzen die erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren diese Nachteile nicht.

Die Umsetzung der Lactame mit dem Ammoniak wird zweckmäßig unter normalem Druck im Temperaturbereich von etwa 250 bis etwa 400⁰C, vorzugsweise zwischen etwa 300 und etwa 360⁰C, durchgeführt

Die Ammoniakmenge beträgt zweckmäßig mehr als 5 Mol, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 20 Mol/Mol Lactam.

Die Katalysatoren können als Festbettkatalysator oder als Wirbebchichtkatalysator verwendet werden.

Hat die Aktivist des Katalysators nachgelassen, so kann man diese durch Erhitzen des Katalysators mit Sauerstoff bzw. Luft wieder herstellen.

Für das Verfahren geeignete Lactame sind z. B. Butyrolactam, Valerolactam, Önanthlactam und Laurinlactam; von technisch überwiegender Bedeutung istjedoch die Überführung des ε-Caprolactams in das <r-Aminocapronitril. Man kann auch das durch Depolymerisation von Polycaprolactam gewonnene, sogenannte SpaJtJactam verwenden.

Die 1,-Aminoalkannitrile haben als Zwischenprodukte zur Herstellung z. B. der entsprechenden Diamine durch Hydrieren oder zur Herstellung von Schädlingsbekämpfungsmitteln Bedeutung.

Beispiele 1 bis 6

Die Silikate der Elemente Calcium, Magnesium, Zink, Mangan, Aluminium und Eisen werden entweder zu Pillen gepreßt oder mit Wasser zu einer Paste angeteigt und anschließend getrocknet, um so zu körnigem Material zu gelangen. Die Trocknung der Paste erfogte in üblicher Weise im Trockenschrank, d. h. bei einer Temperatur von etwa 100 bis 12O⁰C Dadurch wurde ein Trockenkuchen erhalten, der anschließend zerbröckelt wurde und aus dem die Körnerderangegebenen Korngröße ausgesiebt wurden. Die Wirkung dieser Silikate als Katalysatoren bei der Umsetzung von ε-Caprolactam mit Ammoniak zu T-Aminocapronsäurenitril wurde unter verschiedenen Bedingungen geprüft. Das Reaktionsprodukt enthält noch einen Teil der Ausgangsstoffe sowie <r-Aminocapronsäurenitril. Wasser und Nebenprodukte. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

In den Spalten 8, 9 und 10 der Tabelle ist die Zusammensetzung des organischen Anteils des Reaktionsgemisches angegeben. In den Beispielen 1 und 3 beträgt die Versuchsdauer je 6 Stunden, in den übrigen Beispielen je 2 Stunden.

Bei	Katalysator	Kataly-	Korngröße	Ammo	Capro-	Tem	Reaktionsgemisch	Amino-	Neben
spiel		sator-		niak	lactam	peratur	Lactam	capronsäure-	produkte
		menge						nitril
								Gewichts	Gewichts
		g	mm	Nl/h	g/h	0C	Gewichts	prozent	prozent
							prozent	39,2	0,1
1	Ca-Silikat	70	1 bis 5	40	13,4	340	60,7	51	0,5
2	Mg-Silikat	20	0,5 bis 5	40	16,5	360	48,5	33,3	0,3
3	Zn-Silikat	60	1	40	12,5	320	66,4	27,7	0,3
4	Mn-Silikat	30	5	40	21,5	380	72,0	39	1
5	Al-Silikat	30	0,5 bis 1	40	10,5	300	60	31	0.6
6	FeÜD-Silikat	40	5	40	20	360	68.4

Beispiel 7

gleiche Aluminiumsilikat, das im Beispiel 5 als Katalysator verwendet wurde, wird fluoriert. Es hat eine Körnung von 0,6 bis 1 mm, eine spezifische Oberfläche von 485 nr/g und enthält 15,4 Gewichtsprozent A1;O:,. 300 g dieses Aluminiumsilikats werden mit einer Lösung von 75 g NH₄HF₂ in 450 ml Wasser bei Raumtemperatur getränkt und etwa 16 Stunden unter Wasserstrahlvakuum aufbewahrt. Anschließend wird der Feststoff von der Flüssigkeit abgetrennt und bei 120⁰C getrocknet Über 100 g des so erhaltenen Katalysators werden bei 340⁰C innerhalb von 2 Stunden etwa 12 g Ξ-Caprolactam zusammen mit44Nl Ammoniak geleitet. Der organische Anteil des Reaktionsproduktes besteht aus 61,7 Gewichtsprozent <i-Aminocapronsäurenitril und 383 Gewichtsprozent Lactam. Der Anteil der Nebenprodukte liegt hier — im Gegensatz ^u Beispiel 5 — unter 0,1 Gewichtsprozent.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von m-Aminoaikannitrilen durch Umsetzung von Lactamen mit einem Überschuß an Ammoniak bei erhöhter Temperatur in der Gasphase in Gegenwart von Feststoffkatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Magnesium-, Calcium-, Zink-, Aluminium-, Mangan- oder/und Eisensilikat und/ oder fluoriertem Aluminiumsilikat als Katalysator durchführt.