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DE2450863A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING ORGANIC NITRILES - Google Patents

PROCESS FOR MANUFACTURING ORGANIC NITRILES

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Publication number
DE2450863A1
DE2450863A1 DE19742450863 DE2450863A DE2450863A1 DE 2450863 A1 DE2450863 A1 DE 2450863A1 DE 19742450863 DE19742450863 DE 19742450863 DE 2450863 A DE2450863 A DE 2450863A DE 2450863 A1 DE2450863 A1 DE 2450863A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sulfide
copper
butadiene
nitrile
hydrogen cyanide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19742450863
Other languages
German (de)
Inventor
Graham Robert Crooks
Dhafir Yusuf Waddan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB5060473A external-priority patent/GB1482909A/en
Application filed by Imperial Chemical Industries Ltd filed Critical Imperial Chemical Industries Ltd
Publication of DE2450863A1 publication Critical patent/DE2450863A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/08Preparation of carboxylic acid nitriles by addition of hydrogen cyanide or salts thereof to unsaturated compounds
    • C07C253/10Preparation of carboxylic acid nitriles by addition of hydrogen cyanide or salts thereof to unsaturated compounds to compounds containing carbon-to-carbon double bonds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

PATENTANWALTS BÜRO 24 5G863PATENT AGENCY OFFICE 24 5G863 TlEDTKE - BüHLING - KlNNETlEDTKE - Bühling - KlNNE

TEL. (089) 53 9653-56 TELEX: 524845 tipat CABLE ADDRESS: Germaniapatent MünchenTEL. (089) 53 9653-56 TELEX: 524845 tipat CABLE ADDRESS: Germaniapatent Munich

8000 München 28000 Munich 2

Bavariaring 4Bavariaring 4

Postfach 20 2403 > 25· Oktober 1974P.O. Box 20 2403 > 25 October 1974

case H 26550/26722 - B 6281case H 26550/26722 - B 6281

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, GroßbritannienIMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, United Kingdom

Verfahren zur Herstellung organischer NitrileProcess for the production of organic nitriles

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung organischer Nitrile insbesondere durch Umsetzung von olefinischen Verbindungen mit Cyanwasserstoff in Gegenwart eines Katalysators.The invention relates to a method of manufacture organic nitriles, in particular by reacting olefinic compounds with hydrogen cyanide in the presence a catalyst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von organischen Nitrilen ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Olefin mit Cyanwasserstoff in Gegenwart von einer katalytischen Menge eines Kupfersalzes, insbesondere eines Kupfer(I)-salzes und eines Sulfids oder Thiols umsetzt.The inventive method for the preparation of organic nitriles is characterized in that one an olefin with hydrogen cyanide in the presence of a catalytic amount of a copper salt, especially one Reacts copper (I) salt and a sulfide or thiol.

Das zusammen mit dem Kupfer(I)-salz verwendete Sulfid oder Thiol ist vorzugsweise organisch, jedoch kann auch Kupfersulfid oder irgendein Sulfid verwendet werden, undThe sulfide or thiol used together with the copper (I) salt is preferably organic, but can also Copper sulfide or any sulfide can be used, and

(No) 503819/1180(No) 503819/1180

Deutsche Bank (MQnchen) Kto. 51/61 070 Dresdner Bank (Manchen) Kto. 3939 844 Posticheck (München) Kto. 670 43-804Deutsche Bank (MQnchen) Account 51/61 070 Dresdner Bank (Manchen) Account 3939 844 Posticheck (Munich) Account 670 43-804

zwar insbesondere solche, die mit dem Kupfer(l)-salz unter Bildung von Kupfersulfid reagieren, wie speziell Alkalimetallsulfide.especially those with the copper (l) salt react with the formation of copper sulfide, as special Alkali metal sulfides.

Das Kupfer(I)-salz wird vorzugsweise in löslicher Form verwendet. Wenn ein organisches Thiol oder Sulfid verwendet wird, ist das Kupfer(l)-salz vorzugsweise ein im Thiol oder Sulfid lösliches Salz und insbesondere ein Kupfer(I)-halogenid, speziell Kupferchlorid oder Kupferbromid. The copper (I) salt is preferably more soluble in Shape used. When an organic thiol or sulfide is used, the cuprous salt is preferably one Salt soluble in the thiol or sulfide and in particular a copper (I) halide, especially copper chloride or copper bromide.

Wenn ein nicht-organisches Sulfid, wie beispielsweise Kupfersulfid, verwendet wird, kann eine Lösung eines Kupfer (I)-halogenids beispielsweise durch Auflösen des Kupfer (I)-halogenids in einer wässrigen Lösung einer anorganischen Verbindung, in welcher es löslich ist, erhalten werden. Besonders geeignete Lösungsmittel für Kupfer(I)-halogenide sind konzentrierte wässrige Lösungen, insbesondere gesättigte Lösungen, von Ammoniumhalogeniden, insbesondere Ammoniumchlorid, Alkalimetallhalogeniden oder -cyaniden insbesondere Lithiumchlorid oder Lithiumcyanid und Aluminiumchlorid.If a non-organic sulfide such as copper sulfide is used, a solution of a copper (I) halide, for example, by dissolving the copper (I) halide in an aqueous solution of an inorganic Compound in which it is soluble can be obtained. Particularly suitable solvents for copper (I) halides are concentrated aqueous solutions, especially saturated solutions, of ammonium halides, in particular Ammonium chloride, alkali metal halides or cyanides, in particular lithium chloride or lithium cyanide and aluminum chloride.

Zur Klasse der organischen Thiole oder Sulfide gehören organische Verbindungen die HS- oder -S-Gruppen enthalten, wobei die Strichsymbole Bindungen mit Kohlenstoffatomen symbolisieren sollen. Zu dieser Klasse gehören insbesondere Verbindungen der Formeln:The class of organic thiols or sulfides includes organic compounds with the HS or -S groups contain, the dash symbols bonds with carbon atoms to symbolize. This class includes in particular compounds of the formulas:

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SH und R1SR2 SH and R 1 SR 2

wobei R1 und Rp aliphatisch^, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Reste sind und im Falle von Sulfiden gleich oder verschieden und miteinander verbunden sein können, wobei das S-Atom dann einem schwefelhaltigen heterocyclischen Ring angehört. Die Reste R1 und R2 können Substituenten tragen wie beispielsweise Hydroxyl, Alkoxyl, Carboxylester und Halogen-Substituenten und die aliphatischen und cycloaliphatischen Reste können ungesättigte bzw. Mehrfachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen, und insbesondere äthylenische Doppelbindungen enthalten. Darüber hinaus können die schwefelhaltigen heterocyclischen Ringe ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und andere Heteroatome, insbesondere Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefelatome enthalten. Die heterocyclischen · Ringe sind vorzugsweise 5-, 6- oder 7-gliedrig insbesondere 5- oder 6-gliedrig.where R 1 and Rp are aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic radicals and, in the case of sulfides, can be identical or different and bonded to one another, the S atom then belonging to a sulfur-containing heterocyclic ring. The radicals R 1 and R 2 can carry substituents such as hydroxyl, alkoxyl, carboxyl ester and halogen substituents and the aliphatic and cycloaliphatic radicals can contain unsaturated or multiple bonds between carbon atoms, and in particular ethylenic double bonds. In addition, the sulfur-containing heterocyclic rings can contain unsaturated carbon-carbon bonds and other heteroatoms, in particular nitrogen, oxygen or sulfur atoms. The heterocyclic rings are preferably 5-, 6- or 7-membered, in particular 5- or 6-membered.

Zu besonders geeigneten aromatischen Thiolen und Sulfiden gehören solche der obigen allgemeinen Formeln, bei denen R1 und R2 Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, die im Falle von Sulfiden gleich oder verschieden sein können und insbesondere gleich sind.. Besonders geeignet sind auch Thiophen und Sulfide der obigen allgemeinen Formel, bei denen R1 und R2 zusammen Tetramethylen- oder Pentamethylengruppen bilden. Als Beispiele für solche be-Particularly suitable aromatic thiols and sulfides include those of the above general formulas in which R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms which, in the case of sulfides, can be the same or different and, in particular, are the same. Thiophene are also particularly suitable and sulfides of the above general formula in which R 1 and R 2 together form tetramethylene or pentamethylene groups. As examples of such

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-A--A-

sonders geeigneten Verbindungen sind Methylmercaptan, Äthylmercaptan, Propylmercaptan, Butylmercaptan, Amylmercaptan, Hexylmercaptan, Dimethylsulfid, Diäthylsulfid, Dipropylsulfid, Dibutylsulfid, Diamylsulfid, Dihexylsulfid, Methyläthylsulfid, Thiophen, Tetrahydrothiophen und Pentamethylensulfid zu nennen.particularly suitable compounds are methyl mercaptan, Ethyl mercaptan, propyl mercaptan, butyl mercaptan, amyl mercaptan, Hexyl mercaptan, dimethyl sulfide, diethyl sulfide, Dipropyl sulfide, dibutyl sulfide, diamyl sulfide, dihexyl sulfide, Methyl ethyl sulfide, thiophene, tetrahydrothiophene and pentamethylene sulfide should be mentioned.

Zu weiteren geeigneten Verbindungen gehören Cyclohexy'lmercaptan, Benzylmercaptan, Thiophenol, Dicyclohexylsulfid, Dibenzylsulfid, Diphenylsulfid, Ditolylsulfid, Thiodiglykol und Thiomorpholin.Other suitable compounds include cyclohexyl mercaptan, Benzyl mercaptan, thiophenol, dicyclohexyl sulfide, dibenzyl sulfide, diphenyl sulfide, ditolyl sulfide, Thiodiglycol and thiomorpholine.

Das organische Thiol oder Sulfid kann einen Komplex mit dem Kupfer(I)-salz bilden. Auf alle Fälle wird bevorzugt, daß das Thiol oder Sulfid in zumindest stöchiometrischer Menge bezogen auf das Kupfer verwendet wird. Wesent-' lieh mehr als die stöchiometrische Menge kann jedoch auch verwendet werden. Bevorzugt wird die Auflösung des Kupfer(I)-salzes in einer minimalen Menge des Thiols oder Sulfids. So können beispielsweise für jeden Gewichtsteil Kupfer(I)-salz 0,5 bis 5 Gew.-teile Thiol oder Sulfid zur Bildung einer Lösung verwendet werden.The organic thiol or sulfide can form a complex with the copper (I) salt. In any case it is preferred that the thiol or sulfide is used in at least a stoichiometric amount based on the copper. Essential However, borrowed more than the stoichiometric amount can also be used. It is preferred to dissolve the copper (I) salt in a minimal amount of the thiol or Sulfide. For example, 0.5 to 5 parts by weight of thiol or sulfide can be used for each part by weight of copper (I) salt can be used to form a solution.

Wenn Kupfersulfid verwendet wird, ist es vorzugsweise Kupfer(I)-sulfid wie es beispielsweise durch Zugabe eines Alkalimetallsulfids (z.B. Natriumsulfids) zu einer wässrigen Lösung eines wasserlöslichen Kupfersalzes (z.B. Kupfer(II)-sulfat oder Kupfer(II)-halogenid) erhalten werden kann.If copper sulfide is used, it is preferably copper (I) sulfide, for example by adding a Alkali metal sulfide (e.g. sodium sulfide) to an aqueous solution of a water-soluble copper salt (e.g. copper (II) sulfate or copper (II) halide) can be obtained.

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Das Verhältnis von Kupfersulfid, zum Kupfer(I)-salz ist nicht kritisch: Gewichtsverhältnisse innerhalb des Bereichs von 1:1 bis 10:1 sind passend.The ratio of copper sulfide to copper (I) salt is not critical: weight ratios within the range from 1: 1 to 10: 1 are suitable.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann über einen weiten Temperaturbereich durchgeführt werden, beispielsweise von -25°C bis 2000C. Wegen des "Verfalls" des Katalysators bei höheren Temperaturen und wegen der geringen Reaktionsgeschwindigkeit bei niedrigeren Temperaturen wird jedoch ein Arbeiten im Temperaturbereich von 50 bis 16O°C und insbesondere von 90 bis 135 C bevorzugt, wobei Temperaturen von etwa 1200C sehr geeignet sind. In Anbetracht der Flüchtigkeit und Toxizität von Cyanwasserstoff wird die Reaktion vorzugsweise in einem geschlossenen Gefäß unter dem selbst entwickelten Druck oder nach Wunsch unter absichtlich erhöhtem Druck, wie beispielsweise bei ' Drucken von 1 bis 50 at durchgeführt. Nach Wunsch kann ein Lösungsmittel wie beispielsweise ein Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel wie Benzol, Toluol oder Xylol oder ein Nitril-Lösungsmittel wie Acetonitril, Propionitril, Benzonitril oder Adiponitril verwendet werden. Einfe) Bewegung bzw. Durchrühren der Reaktanten ist erwünscht. Die Reaktion •wird für eine ausreichende Zeit fortgesetzt zur Erzielung einer geeigneten Umsetzung. Bei chargenweisera Betrieb wird die Zeit normalerweise zwischen einer Stunde und einer Periode von mehreren Tagen, beispielsweise 5 Tagen, liegen.The inventive method can be performed over a wide temperature range, for example from -25 ° C to 200 0 C. Due to the "deterioration" of the catalyst at high temperatures and because of the low reaction rate at lower temperatures, however, a work in the temperature range of 50 to 16O preferred ° C and especially from 90 to 135 C, where temperatures are very suitably from about 120 0 C. In view of the volatility and toxicity of hydrogen cyanide, the reaction is preferably carried out in a closed vessel under the self-developed pressure or, if desired, under intentionally increased pressure, such as, for example, at pressures of 1 to 50 atm. If desired, a solvent such as a hydrocarbon solvent such as benzene, toluene or xylene, or a nitrile solvent such as acetonitrile, propionitrile, benzonitrile or adiponitrile can be used. Some agitation or stirring of the reactants is desirable. The response • will continue for a sufficient time to achieve an appropriate implementation. In the case of batchwise operation, the time will normally be between one hour and a period of several days, for example 5 days.

Das Olefin und der Cyanwasserstoff können in äqui-5OS 3· 19/1180 The olefin and the hydrogen cyanide can be equivalently 5OS 3 · 19/1180

molaren Mengenverhältnissen angewandt werden oder es kann ein Überschuß von einem der beiden vorgesehen werden, der insbesondere im molaren Bereich von Olefin zu Cyanwasserstoff von 2:1 bis 1:1O liegt. Das Kupfer(I)-salz wird in katalytischer Menge verwendet: Diese fällt normalerweise in den Bereich von 0,0005 bis 0,1 Mol pro Mol Olefin. Bevorzugt wird ein Anteil dieses Salzes von 0,005 bis 0,05 Mol pro Mol Olefin.molar proportions are used or an excess of one of the two can be provided, which is in particular in the molar range of olefin to hydrogen cyanide from 2: 1 to 1: 1O. The copper (I) salt is used in a catalytic amount: this usually falls in the range of 0.0005 to 0.1 moles per Moles of olefin. A proportion of this salt of from 0.005 to 0.05 mol per mol of olefin is preferred.

Das bei dem Verfahren gebildete organische Nitril kann von der Reaktionsmischung abgetrennt werden, indem man zunächst irgendeinen Überschuß an Olefin und/oder Cyanwasserstoff durch Destillation oder einfache Belüftung der Apparatur entfernt. Das organische Nitril kann dann vom Kupfer(I)-salzrückstand und dem organischen Thiol oder Sulfid nach herkömmlichen Verfahren wie Filtrieren mit oder ohne Extraktion mit Lösungsmitteln oder Destillation abgetrennt werden. Das. Verfahren kann einem kontinuierlichen Betrieb glatt angepaßt werden.The organic nitrile formed in the process can be separated from the reaction mixture by any excess of olefin and / or hydrogen cyanide is first obtained by distillation or simple aeration removed from the apparatus. The organic nitrile can then be derived from the copper (I) salt residue and the organic thiol or sulfide by conventional methods such as filtration with or without extraction with solvents or distillation be separated. That. Process can be adapted smoothly to continuous operation.

Das gemäß der Erfindung verwendete Olefin ist vorzugsweise ein konjugiertes Diolefin wie beispielsweise Butadien, Isopren, Piperylen, Hexa-2,4-dien und 2,3-Dimethylbutadien. The olefin used according to the invention is preferably a conjugated diolefin such as, for example Butadiene, isoprene, piperylene, hexa-2,4-diene and 2,3-dimethylbutadiene.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders wertvollThe method according to the invention is particularly valuable

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für die Monohydrocyanierung von Butadien zu 3-Penten-nitril. In einigen Fällen kann irgendeine Bis-Hydrocyanierung zum Adiponitril (Adipindinitril) stattfinden.for the monohydrocyanation of butadiene to 3-pentene nitrile. In some cases some bis-hydrocyanation can be used to adiponitrile (adipin dinitrile) take place.

In der US-PS 2 509 859 wird die Umsetzung von Butadien mit Cyanwasserstoff in Gegenwart von beispielsweise Kupfer-. ·(I)-chlprid zum 3-Penten-nitril beschrieben. Obgleich die Reaktion als katalytisch bezeichnet wird, werden gute Ausbeuten an 3-Penten-nitril nur erhalten, wenn im wesentlichen äquimolare Mengenverhältnisse von Butadien und Kupfer(I)-salz verwendet werden. Mit katalytisehen Mengen-Verhältnissen wie beispielsweise 0,006 Mol Kupfer(I)-Chlorid pro Mol Butadien sind sowohl die Butadienumwandlung als auch die Ausbeute an 3-Penten-nitril gering. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ergeben jedoch katalytische Mengen an Kupfer(I)-salz bei Verwendung in Verbindung mit einem organischen Thiol oder Sulfid gute Butadienumwandlungen und gute Ausbeuten an 3-Penten-nitril (Penten-(3)-nitril).In US Pat. No. 2,509,859, the reaction of butadiene with hydrogen cyanide in the presence of, for example, copper. · (I) -chlprid to 3-pentene-nitrile described. Although the Reaction is referred to as catalytic, good yields of 3-pentenonitrile are only obtained if essentially Equimolar proportions of butadiene and copper (I) salt are used. With catalytic proportions such as, for example, 0.006 mol of copper (I) chloride per mole of butadiene, both the butadiene conversion and the yield of 3-pentenonitrile are low. When the invention However, processes yield catalytic amounts of cuprous salt when used in conjunction with one organic thiol or sulfide good butadiene conversions and good yields of 3-pentene nitrile (pentene (3) nitrile).

. . Es wurde bereits vorgeschlagen, Butadien und Cyanwasserstoff in Gegenwart von katalytischen Mengen von gewissen Katalysatoren wie beispielsweise gewissen Katalysatoren mit nullwertigem Nickel umzusetzen, wie es beispielsweise in der GB-PS 1 104 140 beschrieben wird. Derartige Verfahren ergeben Mischungen von linearen Pentennitrilen, die durch weitere Reaktion mit Cyanwasserstoff zum Adiponitril umwandelbar sind und verzweigtenMethyl-. . It has been suggested to use butadiene and hydrogen cyanide in the presence of catalytic amounts of to implement certain catalysts such as certain catalysts with zero-valent nickel, such as for example in GB-PS 1 104 140 is described. Such processes result in mixtures of linear pentenenitriles, which by further reaction with hydrogen cyanide are convertible to adiponitrile and branched methyl

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butennitrilen, die nicht direkt zum Adiponitril umgewandelt werden können. Das bei diesen Verfahren auftretende Mengenverhältnis von linearen Pentennitrilen zu den erzeugten verzweigten Methylbutennitrilen liegt normalerweise nicht weit über 70 Gew.-% (oder Mol %). Es ist ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens, daß das gebildete Verhältnis von direkt zum Adiponitril umwandelbarem linearen 3-Penten-nitril viel höher ist und üblicherweise bei zumindest 80 Gew.-% (oder Mol %) liegt, d.h. das Verhältnis von 3-Penten-nitril zu verzweigten Methylbutennitrilen liegt zumindest, bei 4:1. Im übrigen sind die bei älteren Verfahren verwendeten Katalysatoren mit nullwertigem Nickel feuchtigkeitsempfindlich, während das für die erfindungsgemäßen Katalysatoren nicht zu trifft. Wasserfreie Bedingungen sind somit nicht erforderlich und es ist daher beispielsweise nicht notwendig, das Olefin und den Cyanwasserstoff besonders zu trocknen.butenenitriles, which cannot be converted directly to adiponitrile. The problem encountered with these methods ratio of linear pentenenitriles to the generated branched Methylbutennitrilen is normally not more than 70 wt -.% (Or mole%). It is an advantage of the present process that the formed ratio of linear 3-pentene nitrile which is directly convertible to adiponitrile is much higher and is usually at least 80% by weight (or mol %) , ie the ratio of 3-pentene- nitrile to branched methylbutenenitriles is at least 4: 1. In addition, the catalysts with zero-valent nickel used in older processes are sensitive to moisture, while this is not the case for the catalysts according to the invention. Anhydrous conditions are therefore not required and it is therefore not necessary, for example, to particularly dry the olefin and the hydrogen cyanide.

3-Penten-nitril ist für die weitere Umsetzung mit Cyanwasserstoff in Gegenwart eines Katalysators zur Erzielung von Adiponitril besonders wertvoll. Adiponitril kann zum Hexamethylendiamin, einem wertvollen Zwischenprodukt für die Polykondensation mit Dicarbonsäuren zu Polyamiden hydriert werden. So ergiiit etwa insbesondere Adipinsäure mit Hexamethylendiamin Polyhexamethylenadipamid (Nylon 6,6), d.h. ein für die Fertigung von Formkörpern und für Spinnverfahren aus der Schmelze zur Erzielung von3-pentenonitrile is necessary for the further reaction with hydrogen cyanide in the presence of a catalyst to achieve of adiponitrile is particularly valuable. Adiponitrile can form hexamethylenediamine, a valuable intermediate for the polycondensation with dicarboxylic acids to be hydrogenated to polyamides. This is particularly beneficial, for example Adipic acid with hexamethylene diamine Polyhexamethylene adipamide (nylon 6,6), i.e. one for the production of moldings and for melt spinning processes to achieve

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synthetischen Fasern allgemein bekanntes Polyamid. .synthetic fibers well known polyamide. .

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert, . ;. ,The invention is explained below with the aid of examples. ; . ,

Beispiel 1 ' Example 1 '

Eine Mischung von 30 ml (19,5 g) Butadien, 15 ml Cyanwasserstoff und einer Lösung von 1,8 g wässerfreiem ''' Kupfer(I)-chlörid in 3 ml Thiophen wurde in einem geschlossenen Behälter 17 Stunden lang auf 1200C erhitzt. Nach Entfernung von überschüssigem Butadien und Cyanwas- ■ serstoff durch Abdampfen wurde die Prodüktflüssigkeit (22,8 g) destilliert zur Erzielung einer ersten Fraktion (1,7 g), die hauptsächlich aus niedrig-siedendem Material einschließlich Thiophen'bestand, in der jedoch ein Gehalt ' von 4,1 % (0,07 g) 3-Penten-nitril gefunden wurde und einer zweiten Fraktion (14,2 g), bei der ein Gehalt von 74,5 %' (10,1 g)'3-Penten-nitril und 6,7 % (0,9 g) 2-Methyl-3-buten-nitril'gefunden wurde. Der Rückstand betrug 4,7 g.^ Die Umwandlung vom Butadien in Mononitrile lag bei 40%und die Ausbeute an 3-Penten-nitril (bezogen auf das so umgewandelte Butadien) lag bei 91,6 % und an"2-Methyl-3-bütennitril bei 8,4 %'. " ' ' '■ " "A mixture of 30 ml (19.5 g) of butadiene, 15 ml of hydrogen cyanide and a solution of 1.8 g water-free '''copper (I) -chlörid in 3 ml of thiophene was 17 hours in a closed container at 120 0 C heated. After removing excess butadiene and hydrogen cyanide by evaporation, the product liquid (22.8 g) was distilled to obtain a first fraction (1.7 g), which mainly consisted of low-boiling material including thiophene, but which contained a Content 'of 4.1 % (0.07 g) 3-pentenonitrile was found and a second fraction (14.2 g), in which a content of 74.5 %' (10.1 g) '3- Pentene nitrile and 6.7 % (0.9 g) 2-methyl-3-buten-nitrile was found. The residue was 4.7 g. The conversion of butadiene into mononitrile was 40% and the yield of 3-pentenonitrile (based on the butadiene converted in this way) was 91.6 % and that of 2-methyl-3 -Butene nitrile at 8.4 % '. "''' ■ ""

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Beispiel 2Example 2

Eine Mischung von 10,4 g Butadien, 7 ml Cyanwasserstoff und einer Lösung von 1,2 g wasserfreiem Kupfer(l)-chlorid in 2 ml Di-n-propyl-sulfid wurde in einem geschlossenen Behälter 17 Stunden lang auf 1450C erhitzt. Nach Entfernen von überschüssigem Butadien und Cyanwasserstoff durch Abdampfen wurde, die Produktflüssigkeit (14,6 g) destilliert unter Erzielung von 11,34 g Destillat und einem Rückstand von 2,11 g. Im Destillat wurde ein Gehalt von 66 % (7,48 g) 3-Penten-nitril und 3,7 % (0,42 g) 2-Methyl-3-buten-nitril gefunden. Die Umwandlung von Butadien in Mononitrile lag bei 50,6 % und die Ausbeute an 3-Penten-nitril (bezogen auf das so umgewandelte Butadien) lag bei 94,8 % und an 2-Methyl-3-butennitril bei 5,2 %. A mixture of 10.4 g of butadiene, 7 ml of hydrogen cyanide and a solution of 1.2 g of anhydrous copper (I) chloride in 2 ml of di-n-propyl sulfide was heated to 145 ° C. for 17 hours in a closed container . After removing excess butadiene and hydrogen cyanide by evaporation, the product liquid (14.6 g) was distilled to give 11.34 g of distillate and a residue of 2.11 g. A content of 66 % (7.48 g) 3-pentene-nitrile and 3.7% (0.42 g) 2-methyl-3-buten-nitrile was found in the distillate. The conversion of butadiene into mononitrile was 50.6 % and the yield of 3-pentenonitrile (based on the butadiene thus converted) was 94.8 % and of 2-methyl-3-butenenitrile was 5.2 %.

Beispiel 3Example 3

Wasserfreies Kupfer(l)-chlorid (0,6 g) wurde in 0,9 ml Di-n-propyl-sulfid (bzw. der in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Verbindung) gelöst und die Lösung in ein stickstoffgefülltes Rohr gegeben. Nach Durchspülen mit Stickstoff wurden 5 ml Cyanwasserstoff (redestilliert von Phosphorpentoxid) bei -78 C in das Rohr kondensiert und dann wurden 10 ml Butadien (gereinigt durch HindurchleitenAnhydrous copper (I) chloride (0.6 g) was added in 0.9 ml Di-n-propyl sulfide (or the compound given in the table below) dissolved and the solution in a given nitrogen-filled tube. After flushing with nitrogen, 5 ml of hydrogen cyanide (redistilled from Phosphorus pentoxide) condenses in the tube at -78 C and then 10 ml of butadiene (purified by passing through

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durch eine Ionenaustauschersäule) in das Rohr destilliert, das dann verschlossen wurde. Die Mischung wurde magnetisch gerührt und für die (in der Tabelle angegebene) Reaktionsdauer auf die Reaktionstemperatur erhitzt. Das Rohr wurde dann auf -780C abgekühlt und geöffnet. Nicht-umgesetztes Butadien und Cyanwasserstoff wurden abdestilliert und die verbliebene Flüssigkeit vom festen Katalysator abfiltriert. Die Flüssigkeit wurde dann durch Gas-Flüssig-Chromatographie auf 3-Penten-nitril, 2-Methyl-3-buten-nitril und Adiponitril analysiert.through an ion exchange column) distilled into the tube, which was then sealed. The mixture was stirred magnetically and heated to the reaction temperature for the reaction time (indicated in the table). The tube was then cooled to -78 0 C and opened. Unreacted butadiene and hydrogen cyanide were distilled off and the remaining liquid was filtered off from the solid catalyst. The liquid was then analyzed for 3-pentene-nitrile, 2-methyl-3-buten-nitrile and adiponitrile by gas-liquid chromatography.

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Verbindunglink Reaktionsbedin
gungen
Reaction conditions
worked
Dauer
(Std)
duration
(Hours)
Anteile in der Produktflüssigkeit
(Gew. ?0
Shares in the product liquid
(Weight? 0
2-Methyl-
3-buten-
nitril
2-methyl
3-butene
nitrile
Adipo-
nitril
Adipo-
nitrile
Verhältnis:
3-Penten-nitril :
2-Methyl-3-buten-
nitril
Relationship:
3-pentene nitrile:
2-methyl-3-butene
nitrile
-
DimethylsulfidDimethyl sulfide Temp.
(°c)
Temp.
(° c)
1717th 3-Penten-
nitril
3-pentene
nitrile
1,71.7 — ■- ■ 14,314.3 13,613.6
DiäthylsulfidDiethyl sulfide 100100 1717th 24,524.5 1,991.99 --- 11,8511.85 9,059.05 Di-n-propyl-
sulfid
Di-n-propyl
sulfide
100100 1717th 23,623.6 4,524.52 --- 7,457.45 -
IlIl 100100 1717th 33,733.7 3,243.24 ■ —■ - 17,517.5 3,723.72 IlIl 130130 1717th 57,157.1 5,485.48 - 11,811.8 Di-isoamylsulficDi-isoamylsulfic 145145 1717th 64,664.6 - - - DiphenylsulfidDiphenyl sulfide 100100 1717th 16,016.0 1,231.23 - 16,516.5 ThiodiglykolThiodiglycol 100100 1717th 20,320.3 - 3,03.0 ηη 10Q10Q 2626th 2,42.4 ____ 3,63.6 ThiophenThiophene 100100 1717th . 7,9. 7.9 4,164.16 0,950.95 IlIl 100100 1717th 56,456.4 6,26.2 Spurentraces ThiophenölThiophene oil 160160 1717th 56,056.0 Spurentraces 3,43.4 Di-n-propyl-
sulfid
Di-n-propyl
sulfide
100100 1717th 24,524.5 4,84.8 1,51.5
6565 17,817.8

: ■ 2A508-63; : ■ 2A508-63;

Beispiel '4 . ' Example '4 . '

Wasserfreies Kupfer(l)-chlorid (0,6 g) wurde in 1 ml Di-n-propyl-sulfid in einem mit Stickstoff gefüllten Rohr gelöst und dann wurden 8,2 g Isopren zugegeben. Nach Durchöpülen mit Stickstoff wurden 5 ml Cyanwasserstoff (destilliert von Phosphorpentoxid) hinzugefügt und das Rohr verschlossen. Die Mischung wurde magnetisch gerührt und-17 Stunden lang auf 110 C erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Rohr geöffnet, überschüssiges flüchtiges Material abdestilliert und der Rückstand destilliert zur Erzielung von 8,2 g Mononitrilen(71»7 % Isoprenumwandlung) mit mehr als 95 % davon an 4-Methyl-3-penten-nitril.Anhydrous copper (I) chloride (0.6 g) was dissolved in 1 ml of di-n-propyl sulfide in a tube filled with nitrogen and then 8.2 g of isoprene was added. After purging with nitrogen, 5 ml of hydrogen cyanide (distilled from phosphorus pentoxide) were added and the tube was closed. The mixture was stirred magnetically and heated to 110 ° C. for 17 hours. After cooling, the tube was opened, excess volatile material was distilled off and the residue was distilled to obtain 8.2 g of mononitriles ( 71-7% isoprene conversion) with more than 95 % of it in 4-methyl-3-pentene-nitrile.

Beispiel 5Example 5

Bei einem ähnlich wie in Beispiel 4 durchgeführten Versuch, nur daß 1,74 g wasserfreies Kupfer(l)-bromid, 2 ml'Di-n-propyl-sulfid, 13 g Butadien und 10 ml Cyanwasserstoff verwendet und 14 Stunden lang auf 1000C erhitzt wurden, lag die Umwandlung von Butadien zu Mononitrilen bei 14,5 % und 3-Penten-nitril wurde als Produkt in einer Ausbeute von 95 % (bezogen auf das umgewandelte Butadien) erhalten.In an experiment carried out similarly to Example 4, except that 1.74 g of anhydrous copper (I) bromide, 2 ml of di-n-propyl sulfide, 13 g of butadiene and 10 ml of hydrogen cyanide were used and to 100 0 for 14 hours C., the conversion of butadiene to mononitriles was 14.5 % and 3-pentenonitrile was obtained as the product in a yield of 95 % (based on the converted butadiene).

Beispiel 6Example 6

Bei einem ähnlich wie in Beispiel 4 durchgeführtenIn a similar to Example 4 carried out

5 0 9 8 19/11805 0 9 8 19/1180

Versuch wurden als Reaktanten 0,6 g wasserfreies Kupfer(I)-chlorid, 1,0 g Dibenzylsulfid, 6 g Butadien und 5 ml Cyanwasserstoff verwendet und 4 Stunden lang auf 1000C erhitzt. Auf diese Weise wurde ein gelbes Produkt mit einer Ausbeute von 4,45g Mononitrilen bei der Destillation erhalten (entsprechend einer Butadienumwandlung von 49,4 %), das zu 94,2 % aus 3-Penten-nitril und zu 5,8 % aus 2-Methyl-3-buten-nitril bestand.Experiment 0.6 g of anhydrous copper (I) chloride, 1.0 g of dibenzyl sulfide, 6 g of butadiene and 5 ml of hydrogen cyanide were used as reactants and the mixture was heated to 100 ° C. for 4 hours. In this way, a yellow product with a yield of 4.45 g of mononitriles was obtained in the distillation (corresponding to a butadiene conversion of 49.4 %), 94.2 % from 3-pentenonitrile and 5.8 % from 2 -Methyl-3-buten-nitrile.

Beispiel 7Example 7

Bei einem ähnlich wie in Beispiel 4 durchgeführten Versuch wurden als Reaktanten 0,8 g wasserfreies Kupfer(I)-bromid, 1 ml Thiophen, 6,5 g Butadien und 5 ml Cyanwasserstoff verwendet und 17 Stunden lang auf 1000C erhitzt. Dabei wurde eine Umwandlung von Butadien zu Mononitrilen von 48 % erreicht und 3-Penten-nitril in einer Ausbeute von 82,2 % und 2-Methyl-3-buten-nitril in einer Ausbeute von 17,8 % (bezogen auf das umgewandelte Butadien) erhalten. In an experiment carried out similarly to Example 4, 0.8 g of anhydrous copper (I) bromide, 1 ml of thiophene, 6.5 g of butadiene and 5 ml of hydrogen cyanide were used as reactants and the mixture was heated to 100 ° C. for 17 hours. A conversion of butadiene to mononitriles of 48 % was achieved, 3-pentenonitrile in a yield of 82.2 % and 2-methyl-3-butenonitrile in a yield of 17.8 % (based on the converted butadiene ) obtain.

Beispiel 8Example 8

Bei einem ähnlich wie in Beispiel 4 durchgeführten Versuch wurden als Reaktanten 0,6 g wasserfreies Kupfer(I)-chlorid, 1 g Dibenzylsulfid, 8 g'Isopren und 5 ml Cyan-In an experiment carried out similarly to Example 4, 0.6 g of anhydrous copper (I) chloride, 1 g of dibenzyl sulfide, 8 g of isoprene and 5 ml of cyano

5 0 3 8 19/11805 0 3 8 19/1180

wasserstoff verwendet und 20 Stunden lang auf 1400C erhitzt, das flüssige Produkt vom festen Katalysator abfiltriert und destilliertczur Erzielung von 4,93 g 4-Methyl-3-penten-nitril mit einem Siedepunkt von 158 bis i62°C und mehr als 97 %±ger Reinheit. Die Isopren-Umwandlung lag bei 44,1 %. hydrogen is used and heated to 140 0 C for 20 hours, filtered off the liquid product from the solid catalyst and distilled c to obtain 4.93 g of 4-methyl-3-pentene-nitrile having a boiling point of 158 to I62 ° C and more than 97 % ± low purity. The isoprene conversion was 44.1 %.

Beispiel 9Example 9

Kupfer(l)-sulfid (0,5 g) wurde zu einer Lösung von wasserfreiem Kupfer(I)-chlorid (0,5 g) in 3 ml einer bei 20°C gesättigten Lösung von Ammoniumchlorid in Wasser hinzugegeben. Cyanwasserstoff (6 ml) und Butadien (2 ml) wurden dann hinzugefügt und die Mischung 12 Stunden lang in einem geschlossenen Behälter auf 75 C erhitzt. Nach dem Abkühlen auf gewöhnliche Temperatur wurde der Behälter belüftet zur Entfernung von Butadien und Cyanwasserstoff und das flüssige Produkt vom Katalysator getrennt und durch Gas-Flüssig-Chromatographie analysiert. Es wurde eine Umwandlung von Butadien von 18 % gefunden und das Produkt enthielt 3-Penten-nitril und Adiponitril in einem Gewichtsverhältnis von 8:1.Copper (I) sulfide (0.5 g) became a solution of anhydrous copper (I) chloride (0.5 g) in 3 ml of a saturated solution of ammonium chloride in water at 20 ° C added. Hydrogen cyanide (6 ml) and butadiene (2 ml) were then added and the mixture heated to 75 ° C for 12 hours in a closed container. After cooling to ordinary temperature, the container was ventilated to remove butadiene and hydrogen cyanide and the liquid product separated from the catalyst and analyzed by gas-liquid chromatography. A conversion of butadiene of 18% was found and the product contained 3-pentenonitrile and adiponitrile in a weight ratio of 8: 1.

509819/1180509819/1180

Claims (3)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Herstellung von organischen Nitrilen durch Umsetzung eines Olefins mit Cyanwasserstoff inGegenwart eines Kupferkatalysators, dadurch ge kennzeichnet , daß als Katalysator ein Kupfer (I)-salz in Verbindung mit einem Sulfid oder Thiol verwendet wird.1. Process for the production of organic nitriles by reacting an olefin with hydrogen cyanide in the presence of a copper catalyst, thereby ge indicates that the catalyst used is a copper (I) salt in conjunction with a sulfide or thiol is used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sulfid oder Thiol ein organisches Sulfid oder Thiol verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the sulfide or thiol is an organic sulfide or Thiol is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sulfid Kupfersulfid verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that copper sulfide is used as the sulfide. 509819/1180509819/1180
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005073178A3 (en) * 2004-01-29 2005-09-22 Basf Ag Method for hydrocyanation

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KR101222342B1 (en) * 2004-01-29 2013-01-14 바스프 에스이 Method for hydrocyanation

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FR2249874B1 (en) 1978-04-28
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