BE529100A - - Google Patents

Description

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   La présente invention se rapporte à un phtalonitrile nouveau et supérieur, à savoir le 5-butyle.(tert.)-isophtalonitrile. 



   Les phtalonitriles constituent des agents plastifiants, parasiticides et de modification des résines alkydes, ainsi que des intermédiaires dans la production de composés chimiques importants tels que les diamines et les diisocyanates applicables à la fabrication des matières plastiques synthétiques. Dans le cas des   plastifiants,   des parasiticides et des agents modifiants des résines   alkydes,   etc., il est désirable que le phtalonitrile soit généralement compatible avec d'autres matières utilisées dans ces compositions.

   En tant qu'intermédiaires dans la fabrication de composés chimiques importants tels que les dimaines et les diisocyanates, les phtalonitriles doivent être capables de fournir des rendements élevés en produit désiré sans donner lieu à des réactions secondaires provoquant des pertes de réactifs et la formation d'impuretés difficiles à séparer du produit. 



   Il a été découvert selon l'invention que le 5-butyl   (tert.)-iso-   phtalonitrile, phtalonitrile nouveau résiste remarquablement bien à la formation de réactions secondaires quand on l'utilise a titre d'intermédiaire dans la fabrication de composés chimiques importants tels que des diamines et des diisocyanates et qu'il présente de nombreux autres avantages par rapport aux autres phtalonitriles, y compris un degré élevé de compatibilité avec les matières généralement employées dans les compositions plastifiantes et parasiticides. 



   Ce   phtalonitrile   nouveau et supérieur possède la formule déve- loppée suivante : 
 EMI1.1 
 Bien que ce composé ait été dénommé   "5-butyl(tert.)-isophtalonitrile"   dans la présente description pour des raisons de commodité, il peut être également dénommé "1.3-dicyano-5-butyl(tert.)-benzène" ou "5-butyl(tert.)-isophtalodinitrile". 



   La nature exceptionnelle et supérieure du   5-butyl(tert.)-isoph-   talonitrile suivant l'invention peut être attribué à sa structure nouvelle. 



  Une excellente illustration de ce fait est représentée par le processus d'hydrogénation du 5-butyl(tert.)-isophtalonitrile en 5-butyl(tert.)-m-kylylène diamine, qui constitue un réactif intéressant dans la fabrication des matiè-res plastiques artificielles. Ordinairement, dans la réduction des nitriles en   amines,   l'imine intermédiaire tend à réagir avec l'amine produite pour former des amines secondaires indésirables (brevet des Etats-Unis d'Amérique N  2. 166.183). Les nitriles aromatiques semblent particulièrement exposés à ces réactions secondaires.

   Dans le cas du 5-butyl(tert.)isophtalonitrile suivant l'invention, au contraire le groupe butyle tertiaire inhibe d'une matière efficace les réactions bimoléculaires entre les imines intermédiaires et l'aminé produite, ce qui assure une forte augmentation des rendements en 5-butyl(tert.)-m-xylylène diamine tout en évitant une perte de réactifs et la formation de sous-produits   à   titre d'impuretés. 



   Les matières premières propres à la préparation du 5-butyl-(tert.) -isophtalonitrile suivant l'invention sont l'acide   1.3.5-butyl(tert.)-isoph-   talique et ses sels d'ammonium et amides. On donne la préférence aux sels d'ammonium parce qu'ils sont inertes à l'atmosphère ammoniacale sous laquelle ils sont généralement introduits pour des raisons de commodité et pour éviter l'agglomération au début du processus, 
L'acide 1.3.5-butyl- (tert.)-isophtalique ou ses sels d'ammonium 

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 ou amides sont chargés dans le procédé à l'état solide. Ces acides, sels d'ammonium ou amides sont vaporisés en présence d'ammoniac et d'un catalyseur de déshydratation.

   Il est bon qu'il y ait au moins un équivalent d'ammoniac par groupe de sel ou d'amide de l'acide et environ 5 à 15 équivalents d'ammoniac sont considérés comme les plus satisfaisants. Ces catalyseurs de déshydratation sont connus dans l'industrie et ont été décrits par exemple dans   "Catalysis"   par Berkman, Morrell et Egloff. On a utilisé dans les présentes expériences de l'alumine activée sur support d'"Alundum", mais on considère également comme satisfaisants les catalyseurs formés de silice, d'oxyde de thorium, de   zirconium,   de glycinium, de tungstène et de vanadium et le sulfate basique d'aluminium, également à l'état de lits fluides. 



     On   peut opérer à toute température suffisante pour maintenir l'acide 1.3.5-butyl(tert.)-isophtalique, ses sels d'ammonium et ses amides en phase vapeur. Des températures dé 315 à 482 C. sont considérées comme particulièrement avantageuses, et singulièrement de 370 à 427 C., dans le cas présent. Bien que le plus commode soit généralement d'opérer sous des pressions atmosphériques, la réaction peut être également effectuée sous des pressions inférieures ou supérieures à la pression atmosphérique. 



   L'exemple qui suit est fourni à titre d'illustration de la préparation du 5-butyl(tert.)-isophtalonitrile suivant l'invention. Les proportions représentent des poids, sauf indications contraires. 



   Exemple - 
On pulvérise finement 104 g. d'acide 5-butyl(tert.)-isophtalique (acide   1.3.5.butyl(tert.)-isophtalique)   et on les place dans un ballon de 1 litre muni d'un agitateur et de tuyaux d'entrée et de sortie de gaz. 



  On fait passer du gaz ammoniac dans le solide agité jusqu'à cessation d'absorption, ce que montre le changement de débit du gaz dans le barboteur de sortie et la cessation de chaleur provenant de l'exothermicité de la réaction. 



   On charge alors le sel d'ammonium de l'acide 5-butyl (tert.)-   isophtalique   préparé ci-dessus suivant un débit d'environ 2 à 3 g. par minute dans un réacteur en acier inoxydable contenant 100 cc. d'alumine activée sur support d'"alundum". On fait passer du gaz ammoniac dans   l' appa-   reil à la dose de 6 g. par minute. On entretient la température de la réaction entre 385 et 400 C. environ. On recueille au total   80g.   de produit-'des gaz sortants du réacteur au moyen de collecteurs. Ce produit représente un rendement de 92,9% en poids du rendement théorique. 



   Le point de fusion de l'acide 5-butyl(tert.)-isophtalique obtenu ci-dessus est de 137 à 139 G. On fait recristalliser la matière au sein de méthanol de manière à obtenir un solide cristallisé blanc de point de fusion de 138 9-139 6C. Le produit présente la composition élémentaire suivante. 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Calculé <SEP> Trouvé
<tb> c <SEP> 78,26 <SEP> 78,23 <SEP> - <SEP> 78,31
<tb> H <SEP> 6, <SEP> 57 <SEP> 6, <SEP> 46 <SEP> - <SEP> 6, <SEP> 66 <SEP> 
<tb> N <SEP> 15,23 <SEP> 15,21 <SEP> - <SEP> 15,09
<tb> 
 
A titre d'illustration de son efficacité comme intermédiaire dans la production de la xylylène diamine, on procède à l'hydrogénation du 5-butyl(tert.)-isophtalonitrile. On dissout 18,4 g. de   5-butyl(tert.)-isoph-   talonitrile dans 175 g. d'acide acétique et on ajoute 10 g. d'acide sulfurique concentré. On ajoute 1 g. de catalyseur à 5% de palladium sur charbon de bois et on réduit le mélange dans une bombe à secouage sous une pression d'hydrogène de 91 kg./cm2 à la température de 74 c.

   On refroidit la 

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 bombe, on sépare le sulfate de diamine et on le dissout dans 90 ce.   d'eau   chauffée à l'ébullition. On ajoute   29,4   g. d'hydroxyde de baryum octahydraté pour précipiter le sulfate de baryum et obtenir une solution aqueuse 
 EMI3.1 
 limpide de 5-butyl(tert.)-1,3-xylylene diamine (5-butyl(tert.)-m-sylylène diamine).   On   chasse l'eau par distillation sous pression réduite. On poursuit alors la distillation de manière à obtenir 15.9 g. de diamine pure ce qui correspond à un rendement de 82% relativement au dinitrile brut. 



  Il se forme moins de 1% d'amine secondaire que représentent les queues de distillation. 



   A titre de comparaison, on précède à l'hydrogénation de   l'isoph-   talonitrile et du téréphtalonitrile d'une manière identique à ce que dessus; on obtient respectivement de la méta-xylylène diamine et de la   para-xylylène   diamine. Le rendement en métaxylylène diamine n'est que de 71%, avec for- 
 EMI3.2 
 mation de 5% d'amine secondaire. On obtient la para-rlylène diamine avec un rendement de 73% seulement, avec 7% d'aminé secondaire. 



   Le degré élevé de solubilité ou de   compatbilité   du   5-butyl(tert.)   -isophtalonitrile suivant l'invention est démontré par une expérience simple, qui consiste à dissoudre le maximum possible de produit dans le benzène On constate qu'à 25 C., il se dissout environ 20 g. de 5-butyl(tert.)-isophtalonitrile dans 100 g. de benzène. La solubilité de   l'isophtalonitrile,   à titre de comparaison, n'est que de 1,5 g. dans 100 g. de benzène à la même température.

Claims (1)

1. RESUME.

   A titre de composé chimique nouveau, le 5-butyl (tert.)-isophtalonitrile, de formule : EMI3.3