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" PROCEDE DE PREPARATION DE NITRILES "
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La présente invention est relative à un pro- cédé de préparation de nitriles du type RR1R2 CCH2.
CH2CH, où R, R1 et R2 représentent des groupes alkyl, de préférence avec au plus 3 atomes de carbone, lequel procédé est caractérisé en ce qu'un halogénure du type
RR1R2CCH2CH2X, où R, R1 et R2 ont la signification susmentionnée et X représente un atome d'halogène, est mis à réagir avec un cyanure.
Il a été prouvé que cette conversion se pro- duit facilement, ce qui est surprenant, étant donné que les composés de l'homologue immédiatement infé- rieur, RR1R2CCH2X, sont caractérisés par leur réacti- vité extrêmement faible. Cette différence doit être probablement attribuée à la circonstance que les grou- pes alkyl R, R1 et R tendent stéricalement à empêcher les réactions de conversion ordinaires de l'atome d'ha- logène et que cette tendance est spécialement pronon- cée avec les groupes alkyl en position - 3 par rapport à l'atome d'halogène, tandis que d'autre part, lors- qu'ils sont en position - #, ils ont, par suite de leur'plus grande distance à l'atome d'halogène, seule- ment une légère.influence sur une telle conversion.
Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est préférable de faire usage n'une substance ou matériau primaire, consistant, comme sus- mentionné, en halogénure dans lesquels les radicaux R, R1 et R2 contiennent au plus 3 atomes de carbone chacun, par exemple seulement 1 ou 2 atomes de carbone .par groupe alkyl. La réaction est mise en oeuvre à température élevée, de préférence en présence d'un sol- vant pour le cyanure, de façon convenable un solvant
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contenant un hydroxyle ayant un point d'ébullition dif- férant suffisamment de celui du nitrile pour permettre une séparation par distillation.
Si l'on choisit un solvant ayant un point d'ébullition plus élevé que ].'un ou l'autre de l'halogène ou du?nitrile, il sera facile .de suivre comment procède la réaction, attendu que le point d'ébullition du mélange de réaction est changé de celui de l'halogénure en celui du nitrile, à mesure que l'halogénure est consommé dans la réaction.
Des solvants particulièrement appropriés à cet égard sont les glycols ou les polymères de ceux-ci, par exemple l'éthylène-glycol ou des polymères de ce- lui-ci. Il a été prouvé que, lors de l'usage de ces solvants, les chlorures aussi bien que les bromures sont facilement convertis en nitriles, ce qui, en règle générale, n'est pas possible lorsque l'on utilise d'au- tres solvants. Etant donné que les chlorures du type
RR1R2CCH2CH2Cl sont facilement obtenables, le nouveau procédé selon l'invention implique une possibilité sim- ple et convenable d'obtention des nitriles du type au- quel on's'est référé plus haut. De tels nitrilts sont des produits primaires ou des produits intermédiaires de valeur pour là préparation de composés et prépara- tions chimiques et pharmaceutiques.
Le procédé selon l'invention est mieux éclai@ ci grâce aux exemples suivants, qui ne sont' aucunement limitatifs..
EXEMPLE 1
Dans un flacon de 5 litres à trois cols équ, pé avec un mélangeur et un refroidisseur à reflux, on fait bouillir un mélangé de 825 grammes de bromure de néohexyle, (CH3)3CCN2CH2Br, dissous dans 1.500 mil- lilitres d'alcool et 200 grammes de cyanure de sodium
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dans 400 millilitres d'eau, pendant 8 heures. L'alcool est soigneusement enlevé par distillation à travers un colonne et le résidu distillé avec de là vapeur d'eau, Le distillat est séparé et la.phase organique est se- couée avec un volume égal d'acide chlorhydrique concen- tré, séché avec du sulfate de sodium et distillé sous pression réduite. Rendement : 369 grammes de cyanure de néohexyle. Point d'ébullition : 53 - 55 sous 7 millimètres de mercure.
EXEMPLE 2
De la même façon que dans l'exemple 1, mais avec 165 grammes de bromure de néohexyle dissous dans 175 millilitres de méthanol et 60 grammes de cyanure de sodimm dissous.dans 80 millilitres d'eau, on obtient 45 grammes de-cyanure de néohexyle. Point d'ébulli- tion : 58-60 sous 9 millitres de mercure..
EXEMPLE 3
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1.500-millilitres dféthylène g.rçQ,^300 grammes de cyanure de sodium et 825 grammes de bromure de néohexyle sont mélangés dans un flacon.de 5 litres
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à -trois cols équipé avec. un mélaiigeUZ-1Il.'::-re{rO-i:c;t;sseur et' un th"érniomètre-.- Le mélang est'':D.gi té et soi- gneusement chauffé jusqu'à ce que la-. réaction commence, la température.commençant alors à s'élever rapidement, de sorte que le mélange'bout violemment. Le.chauffage est immédiatement arrêté mais la réaction se'poursuit par suite de la chaleur développée par la réaction; on refroidit si la réaction devient trop violente. Lors que la réaction a cessé, on fait bouillir le mélange, 'jusqu'à ce que la température dans le liquide-atteigne
160 .
Le refroidisseur à reflux est remplacé par une colonne courte et un refroidisseur de distillation, et le nitrile est enlevé par distillation en m8me temps qu'uh peu d'éthylène-glycol jusqu'à ce que ce dernier.; passe seul. Le distillat est séparé, la phase organi- - 4 -
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que est lavée d'abord avec de l'eau et ensuite avec do l'acide chlorhydrique concentré puis encore une fois do plus avec de l'eau; on le sèche alors avec CaCl2 et on le distille sous pression réduite.
Rendement : 495 grammes de cyanure.de néohexyle, qui bout à 57 - 59 sous 8 millimètres 'de mercure.
Si, au lieu d'éthylène-glycol, on utilise le propylène-glycol, la réaction aura lieu plutôt plus rapidement-, quoique à d'autres égards le développement sera le même et avec le même rendement.
EXEMPLE 4
Si, au lieu du'bromure de néohexyle de l'exem- ple précédent, on utilise 600 grammes de chlorure de néohexyle, la réaction sera beaucoup moins violente, et après 10 heures d'ébullition la température dans le flacon sera de 150 . Le'nitrile est alors enlevé par distillation et traité comme dans l'exemple 3. Rende- ment : 475 grammes de cyanure de néohexyle.
Si, au lieu d'éthylène-glycol on utilise quelque polymère de celui-ci, tel que du diéthylène- glycol, du triéthylène-glycol ou polyéthylène-glycol (avec un poids moléculaire d'environ 300), la réac- tion sera beaucoup plus rapide qu'avec l'éthylène-gly- col, mais à d'autres égards analogue et avec le même rendement.
EXEMPLE 5
Dans un flacon d'un litre à trois cols équi- pé avec un mélangeur, un refroidisseur à reflux et un thermomètre, on fait bouillir 181 grammes de chlorure
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,de ² r -diméthyl-n-amyle
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84 grammes de cyanure de sodium et 420 millilitres de @ .polyéthylène-glycol (avec un poids moléculaire d'envi- ron 300) pendant une heure et demie. La température--, montera ainsi de 144 à 180 . Après refroidissement, 'le nitrile formé est enlevé par distillation sous pres- sion réduite.
Lors de la redistillation du produit brut, on obtient 136 grammes de cyanure de ##-dimé- thyl-n-amyle,
EXEMPLE 6
De la même façon que dans l'exemple 5., on obtient 110 grammes de cyanure de # -méthyl-# -éthyl... n-amyle à n-amyle à partir de 148 grammes-de chlorure de # -méthyl- -éthyl-n-amyle, 60 grammes de cyanu- re de sodium et 300 millilitres de polyéthylène-glycol.
Point d'ébullition : 93-95 sous 12 millilitres de mercure.
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"PROCESS FOR PREPARING NITRILS"
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The present invention relates to a process for preparing nitriles of the RR1R2 CCH2 type.
CH2CH, where R, R1 and R2 represent alkyl groups, preferably with at most 3 carbon atoms, which process is characterized in that a halide of the type
RR1R2CCH2CH2X, where R, R1 and R2 have the above meaning and X represents a halogen atom, is reacted with a cyanide.
This conversion has been shown to occur easily, which is surprising, since the compounds of the immediately lower homolog, RR1R2CCH2X, are characterized by their extremely low reactivity. This difference is probably to be attributed to the circumstance that the alkyl groups R, R1 and R tend sterically to prevent the ordinary conversion reactions of the halogen atom and that this tendency is especially pronounced with the groups. alkyl in position - 3 with respect to the halogen atom, while on the other hand, when they are in position - #, they have, owing to their 'greater distance from the atom of halogen, only a slight influence on such conversion.
When carrying out the process according to the invention, it is preferable to use a substance or primary material, consisting, as mentioned above, of a halide in which the radicals R, R1 and R2 contain at most 3 atoms. of carbon each, for example only 1 or 2 carbon atoms per alkyl group. The reaction is carried out at elevated temperature, preferably in the presence of a solvent for the cyanide, suitably a solvent.
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containing a hydroxyl having a boiling point sufficiently different from that of the nitrile to allow separation by distillation.
If one chooses a solvent having a higher boiling point than either halogen or nitrile, it will be easy to follow how the reaction proceeds, as the boiling point The boiling reaction mixture is changed from that of the halide to that of the nitrile, as the halide is consumed in the reaction.
Particularly suitable solvents in this regard are glycols or polymers thereof, for example ethylene glycol or polymers thereof. It has been proven that in the use of these solvents both chlorides and bromides are readily converted to nitriles, which, as a rule, is not possible when other solvents. Since chlorides of the type
RR1R2CCH2CH2Cl are easily obtainable, the new process according to the invention involves a simple and suitable possibility of obtaining nitriles of the type referred to above. Such nitrites are valuable primary products or intermediates for the preparation of chemical and pharmaceutical compounds and preparations.
The process according to the invention is better illustrated by the following examples, which are in no way limiting.
EXAMPLE 1
In a 5 liter three-necked flask, equipped with a mixer and reflux cooler, a mixture of 825 grams of neohexyl bromide, (CH3) 3CCN2CH2Br, dissolved in 1,500 milliliters of alcohol and 200 grams of sodium cyanide
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in 400 milliliters of water, for 8 hours. The alcohol is carefully removed by distillation through a column and the residue distilled off with steam. The distillate is separated and the organic phase is mixed with an equal volume of concentrated hydrochloric acid, dried. with sodium sulfate and distilled under reduced pressure. Yield: 369 grams of neohexyl cyanide. Boiling point: 53 - 55 under 7 millimeters of mercury.
EXAMPLE 2
In the same way as in Example 1, but with 165 grams of neohexyl bromide dissolved in 175 milliliters of methanol and 60 grams of sodimm cyanide dissolved in 80 milliliters of water, 45 grams of neohexyl cyanide are obtained . Boiling point: 58-60 in 9 milliters of mercury.
EXAMPLE 3
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1,500-milliliters of g.rçQ ethylene, ^ 300 grams of sodium cyanide and 825 grams of neohexyl bromide are mixed in a 5-liter flask.
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three-necked equipped with. a mixtureUZ-1Il. ':: - re {rO-i: c; t; ssor and' a th "erniometer -.- The mixture is '': D.gi ty and carefully heated until the The reaction begins, the temperature then beginning to rise rapidly, so that the mixture ends violently. The heating is immediately stopped but the reaction continues owing to the heat developed by the reaction; it is cooled if the reaction becomes too violent. When the reaction has ceased, the mixture is boiled, until the temperature in the liquid reaches
160.
The reflux cooler is replaced by a short column and a distillation cooler, and the nitrile is removed by distillation along with a little ethylene glycol until the latter. pass alone. The distillate is separated, the organic phase - 4 -
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that is washed first with water and then with concentrated hydrochloric acid and then again with water; it is then dried with CaCl2 and distilled under reduced pressure.
Yield: 495 grams of neohexyl cyanide, which boils at 57-59 in 8 millimeters of mercury.
If, instead of ethylene glycol, propylene glycol is used, the reaction will take place rather more rapidly, although in other respects the development will be the same and with the same yield.
EXAMPLE 4
If, instead of the neohexyl bromide of the previous example, 600 grams of neohexyl chloride are used, the reaction will be much less violent, and after 10 hours of boiling the temperature in the flask will be 150. The nitrile is then removed by distillation and treated as in Example 3. Yield: 475 grams of neohexyl cyanide.
If, instead of ethylene glycol, some polymer thereof, such as diethylene glycol, triethylene glycol or polyethylene glycol (with a molecular weight of about 300) is used, the reaction will be much. faster than with ethylene glycol, but in other respects similar and with the same yield.
EXAMPLE 5
In a one-liter three-necked flask fitted with a mixer, reflux cooler and thermometer, 181 grams of chloride are boiled.
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, ² r -dimethyl-n-amyl
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84 grams of sodium cyanide and 420 milliliters of polyethylene glycol (with a molecular weight of about 300) over an hour and a half. The temperature--, will rise from 144 to 180. After cooling, the nitrile formed is removed by distillation under reduced pressure.
Upon redistillation of the crude product, 136 grams of ## - dimethyl-n-amyl cyanide are obtained,
EXAMPLE 6
In the same way as in Example 5, 110 grams of # -methyl- # -ethyl ... n-amyl to n-amyl cyanide are obtained from 148 grams of # -methyl- - chloride. ethyl-n-amyl, 60 grams of sodium cyanide and 300 milliliters of polyethylene glycol.
Boiling point: 93-95 under 12 milliliters of mercury.