DE714311C - Verfahren zur Herstellung von niedrigmolekularen N-alkylierten Fettsaeureamiden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von niedrigmolekularen N-alkylierten Fettsäureamiden Es wurde gefunden, daß man in sehr vorteilhafterWeise niedrigmolekulare 1\r-alkylierte Fettsäureamide erhalten kann, wenn man Ester aus niedrigmolekularen Fettsäuren und iliedrigrnolekularen Alkoholen in einem Teil einer Kolonne mit niedrigmolekulare Alkylreste enthaltenden primären oder sekundären Alkvlaminen fortlaufend umsetzt, das Umsetzungsgemisch in einem anderen Teil derselben Kolonne auf eine Temperatur bringt, bei der das gebildete Amid flüssig ist, der abgespaltene Alkohol und noch vorhandene niedriger als das Amid siedende Anteile der .lusgangsstoffe dampfförmig sind, und die so voneinander getrennten dampfförmigen und flüssigen Anteile durch entsprechende Leitungen aus der Kolonne abführt. Man kann bei gewöhnlichem oder auch bei schwach erhöhtem oder erniedrigtem Druck arbeiten. Sehr vorteilhaft kann man auf diese `'eise aus Methvlformiat und Dimethylamin das Dimethvlformamid herstellen. Außer Methylformiat und Dimethylamin kommen einerseits z. B. auch Nlethylacetat, Äthylacetat oder Äthvlformiat, andererseits z. B. Monoinethyl-, Monoäthyl- oder Diäthylamin als Ausgangsstoffe in Betracht.
• Eine für die Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung gibt die beiliegende Zeichnung wieder. Ihre Wirkungsweise soll am Beispiel der Dimethvlformamidbildung aus Methvlformiat und Dimethvlamin erläutert «:erden.
• Die Vorrichtung besteht aus einem langen, senkrecht stehenden Rohr, dessen Durchinesser zur Höhe sich z. B. wie z,5 : ioo verhält. In das Rohr wird oben durch die Leitung _4 gasförmiges Dimethylamin und durch die Leitung B flüssiges Methylformiat eingeführt. In der Mitte des Rohres destilliert bei c ' durch einen anschlieflenden Kühler das gebildete Methanol ab, das mit etwas Dimethylforinaniid verunreinigt sein kann, während am unteren Ende bei D das Dimethvlforinamid technisch rein und für viele '#Terwendungsz_wecl:e bereits unmittelbar brauchbar flüssig einn ominen «-erden kann.
• I in oberen Teil E der Kolonne, der zweckmäßig mit Raschigringen gefüllt ist, ein die L'msetzunsteilnehmer auf dem Wege durch diesen Teil der Vorrichtung zur Erzielung möglichst vollständiger Umsetzung in gründliche Berührung miteinander zu bringen, findet die -Umsetzung des Esters finit dein Amin statt. Der Kühlermantel F dient dazu, überschüssige Umsetzungswärme abzuführen. Wenn die Umsetzungsteilnehmer nicht wie im vorliegenden Fall der Dimethylformamidbildung ohne äußere Wärmezufuhr aufeinander einwirken, kann durch den 'Mantel F auch Dampf eingeblasen werden, um die Unisetzung durch Erwärmung in Gang zti bringen oder zu halten.
• Der mittlere Teil der Kolonne dient zur Abtrennung des gebildeten Methanols aus dem Umsetzungsgemisch. Ain oberen Ende dieses Mittelteiles befindet sich ein seitliches .-abführungsrolir C für Methanol. Es genügt im allgemeinen, wenn dieser Teil der Vorrichtung ebenfalls mit Raschigringen gefüllt ist. Wirkungsvoller ist jedoch eine Anordnung, die es gestattet, das Uinsetzuligsgemiscli aus dem PZaum T unter M -ärmeaustausch mit den abziehenden Methanoldämpfen in den lZauin I_ zu überführen.
• In der beiliegenden Zeichnung ist eine derartige vorteilhafte Ausführungsform dargestellt. Hier wird das Umsetzungsgemisch, das z. B. eine Temperatur von 33 bis 6o@' aufweist, im mittleren Teil H des Rohres, das durch den Verdränger G verengt ist, bis in den unteren Teil der Vorrichtung, die gelieizte Zone I_, gefiilirt. In I_ wird das Geinisch bis über den Siedepunkt des Methanols erhitzt. und die Dämpfe steigen durch die *iußere Ringzone des Rohres T empor. Dabei kann mit Hilfe des Kühlers k die Rückflußmenge so eingestellt werden, daß das übergehende Methanol weitgehend von Dimethyliormamid befreit ist.
• EinVorteildieserAnordnung besteht darin, daß das im Hohlraum H herabfließende UmsetzuilgsgeniiscliKiihlung der in I aufsteigenclen 1Methanoldämpfe bewirkt und somit die 1,Virkung des äußeren Iäiililers h unterstützt. Hierdurch wird zugleich eine besonders gute "Trennung des @letliaitol-Dimethylforniamid-Gemisches in dem Raum I gewährleistet. Das bis 6o= warme Umsetzungsgemisch erwärmt sich, während es durch H hindurch-'eht, bis nahe an den Siedepunkt des --Metha-

  nols, :o (Maß die im Heizraten I_ vorzunehmende

  l?rwärmung nur noch gering ist. In den

  lsüliler r wird das Kühlmittel z"veclzmäljig

  oben eingeführt, um eine nach dem Gegen-

  stt-onigedanken wirkende hühlunzu el--

  reichen.

  Im unteren Teil I_ der Kolonne wird das

  L"msetzungs;emisch auf eine Temperatur

  zwischen dein Siedepunkt des 'Methanols

  (63°i und des Diinethylformalnids (153= )

  rwärnit. Zu diesem Zweck wird der mit

  Raschigringen gefüllte Raum I_, z. E. finit

  Wasserdampf, der durch den -.Mantel JI ge-

  fülirt wird, geheizt; vorteilhaft wird dieTeni-

  peratur in I_ zwischen ioound i,#o'' gehalten.

  Mit Hilfe dieser Vorrichtung lassen sich

  leicht unmittelbar -=1inide von hoher Reinheit

  erhalten. Ini allgemeinen ist es zsvechmäliig.

  die Temperatur bei L möglichst hoch, im

  Falle des Diinethylforniainids etwa bei 1-[o

  bis i@o= zu halten. Um zu verhindern, dall

  dann bei C zu viel 1)imethylforinainid init-

  übergeht, kann der Umsetzungsraum durch

  den Kühler F gekühlt werden, so daß das Um-

  @etzungs:;emicc@ beim Durchgang durch den

  13ohlratini H seinerseits eine gute Kühlwir-

  kenauf das übergebende, Dimetliylforniainid

  enthaltende Methanol in T ausübt. Auch

  kann die "Temperatur des Kühlmittels ini

  Kühler K nach den jeweils vorliegenden I:r-

  ;nrclernissen eingestellt «-erden.

  Aufler durch die oben beschriebenen 1M@ti.@-

  nahmen kann man die .lrlieitsl>editi,-ttiigrii

  auch noch durch ;"eignete Abmessung der

  einzelnen Teile der Vorrichtung regeln. Bei-

  spielsweise kann eine Verlängerung des Rohr-

  teiles I. und bzw. oder des Mittelteiles T und

  H zu einer besseren Trennung der C-m-

  setzungserzeugnisse führen.

  Wärmetechnisch besonders giinstig ist eine

  Anordnung, bei der der obere Teil des Rohre:

  (Raum E) wegfällt. Die Ausgangsstoffe tre-

  ten dann unmittelbar in den HohlrauniH oben

  cin, nötigenfalls nach vorheriger Kühlung.

  um sogleich ihre Kühlwirkung auf die ini

  Rauin T aufsteigenden 1Methanoldämpfe aus-

  zuüben. Gegebenenfalls kann dann auf den

  Kühler K verzichtet werden. Auf dein Wege

  durch 1I erwärmen sich die Ausgangsstoffe.

  bis Umsetzung eintritt. Bei -eniigendem

  Schutz gegen Wärmeausstrahlun- reicht die

  auftretende --Umsetzungswärme aus, uni das

  entstehende lletli.tnol zu verdampfen. so daß

  die hierfür nötige Wärnie nicht in I_ zuge-

  führt zu werden !)raucht.

  Die Umsetzung wird zweckinäLllig so -e-

  führt, daß ein. geringer L7berschuß an 1--,stei-

  t orhanden ist. Dadurch wird vermieden, dafc

  das leicht flüchtige Amin in den Umsetzungs-

  stoffen bei C und D als Verunreinigung er-

  scheint. Der L herscliulan Ester v erdampf t

  entweder schon im Raum E oder im Hohlraum H und gelangt, sofern die in der Zeichnung dargestellte- oder eine ähnlich wirkende Anordnung gewählt wurde, nach E zurück. ` Der bei C erhaltene Alkohol kann, gegebenenfalls nach Destillation, als Lösungsmittel verwendet oder in bekannter Weise in Ester übergeführt und für das Verfahren erneut benutzt werden.
• Man hat bereits vorgeschlagen, am Stickstoff zweifach methvlierte Fettsäurealnide herzustellen, indem man in unterbrochener Arbeitsweise einen mit Dimethylamin beladenen Luftstrom durch erhitzte Fettsäuren leitete, wobei das gebildete Wasser abdestilliert wurde. Hierbei wurden beispielsweise aus Ameisensäure bis zu 73 % der Theorie Diinethylamid erhalten, das zur Reinigung, insbesondere Abtrennung der nicht umgesetzten Fettsäure, destilliert werden mußte. Demgegenüber gestattet das neue Verfahren die fortlaufende Gewinnung niedrigmolekularer \-alkylierter Fettsäureamide in einem einzigen Arbeitsgang mit etwa der berechneten Ausbeute in fast reiner, höchstens durch geringe Mengen leicht abtrennbarer Alkohole verdünnter Form. Beispiel In einer finit Raschigringen gefüllten Vorrichtung, deren Länge go cm und deren lichte ., Weite 25 mm beträgt und die im wesentlichen i der oben geschilderten entspricht, in der je- doch die Räume H und I nicht getrennt sind und ein Verdrängungskörper G nicht vorhanden ist, werden stündlich 54. g Methylformiat und .1o, 5 g Dimethylamin umgesetzt. Die Temperatur in dem etwa .4o cm langen oberen Teil der Kolonne, in dem die Umsetzung erfolgt (entsprechend E), wird nicht von außen beeinflußt ; der mittlere, etwa 17 cm lange 'feil unterhalb C wird mit Leitungswasser gekühlt, der untere, etwa 33 cm lange Teil elektrisch auf etwa go° erwärmt. gr °lo der zu erwartenden Menge Dimethylformamid werden zusammen mit wenig Methanol am unteren Ende der Kolonne aufgefangen. Weitere 5 °1o der berechneten Ausbeute destillieren zusammen mit dem Methanol an der seitlichen :"#,bfülirung C im Mittelteil der Kosonne ab. Das Methylformiat hat sich demnach so gut wie vollständig mit dem Dimethylamin zu Dimethylformamid umgesetzt.
• Bei Verwendung einer der oben erläuterten Zeichnung genau entsprechenden Vorrichtung wird eine mindestens ebenso vollständige Umsetzung erreicht und außerdem eine so gut wie vollständige Trennung des Methanols und Dimethylformamids, wobei das Methanol die Vorrichtung bei C, das Dimetbvlformamid bei D_ verläßt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung voll niedrigmolekularen \T-alkylierten Fettsäureamiden, insbesondere von Dimethylformamid, dadurch gekennzeichnet, daß man Ester aus niedrigmolekularen Fettsäuren und niedrigmolekularen Alkoholen in einem `feil einer Kolonne mit niedrigmolekulare AIkylreste enthaltenden primären oder sekundären Alkylaminen fortlaufend umsetzt und das Umsetzungsgemisch in einem anderen Teil der gleichen Kolonne auf eine Temperaturbringt, bei der das gebildete Amid flüssig ist, der abgespaltene Alkohol und noch vorhandene niedriger als das Amid siedende Anteile der Ausgangsstoffe aber dampfförmig sind, und die so voneinander getrennten dampfförmigen und flüssigen Anteile durch entsprechende Leitungen aus der Kolonne abführt. z. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das im Umsetzungsraum entstandene Umsetzungsgemisch durch einen mit der Kolonne verbundenen Gefäßteil geleitet wird, dessen Wandung einen Wärmeaustausch mit den zu fraktionierenden dampfförmigen Anteilen vermittelt. 3. Ausfiihrungsforin des Verfahrens nach Anspruch Z und a, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausgangsstoffe nicht erst in einem besonderen Teil der Kolonne sich umsetzen läßt, sondern sie sofort, nötigenfalls nach Kühlung, in den Teil der Kolonne einführt, der in Wärmeaustausch mit den abdestillierenden Anteilen steht.