CH247714A

CH247714A - Process for the preparation of 6-caprolactam.

Info

Publication number: CH247714A
Authority: CH
Inventors: Ag Bata
Original assignee: Ag Bata
Priority date: 1941-12-05
Filing date: 1942-11-27
Publication date: 1947-03-31

Description

  

  Verfahren     zur    Herstellung von     6-Kaprolaktam.       Man kann zyklische     Amide    der     a)-Amido-          earbonsäuren,    z. B. der     a-Aminocapronsäuren,     herstellen, indem     Hydroxylaminsulfat    mit  einem zyklischen     Keton,    z. B.     Cyklohexanon,     längere Zeit ohne Wärmezufuhr gerührt und  dann die Temperatur auf 90-150 C erhöht  wird, wonach das     Laktam    in üblicher     Weise     isoliert wird.

      Es wurde nun gefunden, dass dieses     Ver-          f        ahr    en noch weitgehend verkürzt und verein  facht werden kann, wenn     erfindungsgemäss     eine Suspension von     Hydroxylaminsulfat    in       Cyklohexanon    unter ständigem Rühren in  vorgewärmte Schwefelsäure     bezw.    in die  schwefelsaure     Isoximlösung    gegossen     wird,     wonach, gegebenenfalls nach dem     Verdünnen          mit    Wasser oder Eis, die Reaktionsprodukte  in beliebiger Weise isoliert werden.

   Vorteil  haft wird der Schwefelsäure     Oleum    zuge  setzt. um das     Reaktionswasser    vollständiger  zu binden. Durch freiwerdende     Reaktions-          wärme    kann die Temperatur im Reaktions  gefäss auf der erforderlichen Höhe gehalten  werden. Bei raschem Zulauf der     Suspension     muss das     Reaktionsgemisch    gekühlt werden.  Diese Kühlung wird vorteilhaft mittels einer  warmen Flüssigkeit, welche durch die Reak  tionswärme zum Sieden gebracht wird, be  sorgt. Durch geeignete Wahl der Kühlflüs  sigkeit und durch die Regulation des Zu  laufes kann die grösste     Leistung    bei     günstiger     Temperatur erzielt werden.

      Im Vergleich mit dem oben erwähnten  Verfahren, welches ungefähr 8     Stunden    er  forderte,     dauert    die Verarbeitung derselben  Menge gemäss vorliegender Erfindung nur  1 Stunde, wobei Ausbeuten bis über 90  erreicht werden. Das neue Verfahren kann  im beliebigen     Massstabe    periodisch oder un  unterbrochen gefahrlos und regelmässig be  trieben werden.  



  Die Isolierung der     Isoxime    kann in be  liebiger Weise durchgeführt werden. Die       Temperatur    wird zweckmässig durch Kühlen  und durch     Regulierung    des Zulaufes auf  90-150  C eingestellt.  



  <I>Ausführungsbeispiel:</I>  In einem Kolben wurde 100     cm@        konz.     Schwefelsäure (D. 1,84) am siedenden Was  serbade auf 95-97  C erwärmt. Der     Kolben     wurde mit einem     Rührer,    Thermometer und       Tropftrichter    versehen. Der Tropftrichter  enthielt ein     Gemisch    von     technischem        Cyklo-          hexanon    (98,-g) mit festem     Hydroxylamin-          sulfat    (82 g), welches durch ständiges Rüh  ren in homogener Suspension gehalten wurde.

    Der Zulauf der Suspension wurde so geregelt,  dass die Temperatur im     Innern    des Kolbens  102-105  C betrug. Während     1/2        Stunde    floss  die     Suspension    vollständig in das Gefäss.  Dann wurde der Kolbeninhalt noch     1/2    Stunde  am siedenden Wasserbade erwärmt. Die Lö  sung wurde nach dem Abkühlen auf 1600 g  Eis gegossen und mittels konzentrierter Soda-           lösung    auf     pH    7     neutralisiert.    Das Thermo  meter zeigte dabei - 9 bis     +    3  C.

   Die Lö  sung wurde dann mittels Aktivkohle entfärbt  und 12mal mit je 80 cm?     Chloroform    extra  hiert. Der Extrakt wurde nach dem Aus  trocknen mit     kalziniertem        Natriumsulfat     durch     Destillation    von Chloroform befreit;  rohes     a-Kaprolaktam    wurde einer Destilla  tion unter Luftleere unterworfen. Die Aus  beute betrug 85 % der     theoretischen,    auf  reines     Cy        klohexanon    berechneten Ausbeute.  



  Natürlich kann das neue Verfahren in  verschiedener Weise durchgeführt werden.  Bei     ununterbrochenem,    Verfahren kann z. B.  die     Suspension    von     Hydroxylaminsulfat    in       Cyklohexanon        einerseits,        Schwefelsäure        bezw.          Oleum    anderseits in das Reaktionsgefäss zu  fliessen. Das Gefäss ist von Anfang an mit       vorgewärmter    Schwefelsäure     bezw.    mit       schwefelsaurer        Isoximlösung    gefüllt.

   Der  Inhalt wird unten ständig abgeführt und in  der oben beschriebenen Weise weiter ver  arbeitet.     Gegebenenfalls    kann die     Reaktion     in einem andern angeschlossenen Gefäss,  welches beispielsweise als äusserlich geheizte  Spirale angeordnet werden kann, beendet  werden. .



  Process for the preparation of 6-caprolactam. You can use cyclic amides of a) -amido carboxylic acids, for. B. the a-aminocaproic acids, produce by hydroxylamine sulfate with a cyclic ketone, e.g. B. Cyclohexanone, stirred for a long time without supply of heat and then the temperature is increased to 90-150 C, after which the lactam is isolated in the usual way.

      It has now been found that this Verf ahr s can still largely be shortened and simplified if, according to the invention, a suspension of hydroxylamine sulfate in cyclohexanone with constant stirring in preheated sulfuric acid or. is poured into the sulfuric acid isoxime solution, after which, optionally after dilution with water or ice, the reaction products are isolated in any manner.

   Advantageously, oleum is added to the sulfuric acid. to bind the water of reaction more completely. The heat of reaction released can keep the temperature in the reaction vessel at the required level. If the suspension is fed in rapidly, the reaction mixture must be cooled. This cooling is advantageously provided by means of a warm liquid which is brought to the boil by the heat of reaction. The best performance can be achieved at a favorable temperature by a suitable choice of the cooling liquid and by regulating the inflow.

      In comparison with the above-mentioned process, which required about 8 hours, the processing of the same amount according to the present invention only takes 1 hour, with yields of over 90 being achieved. The new process can be operated periodically or without interruption on any scale, safely and regularly.



  The isoximes can be isolated in any way. The temperature is expediently set to 90-150 ° C. by cooling and by regulating the feed.



  <I> Exemplary embodiment: </I> 100 cm @ conc. Sulfuric acid (D. 1.84) heated to 95-97 ° C. in the boiling water bath. The flask was fitted with a stirrer, thermometer and dropping funnel. The dropping funnel contained a mixture of technical-grade cyclohexanone (98, -g) with solid hydroxylamine sulfate (82 g), which was kept in a homogeneous suspension by constant stirring.

    The feed of the suspension was regulated so that the temperature inside the flask was 102-105 ° C. The suspension flowed completely into the vessel for 1/2 hour. The contents of the flask were then heated in a boiling water bath for a further 1/2 hour. After cooling, the solution was poured onto 1600 g of ice and neutralized to pH 7 using concentrated soda solution. The thermometer showed - 9 to + 3 C.

   The solution was then decolorized with activated carbon and 12 times with 80 cm? Chloroform extra here. After drying with calcined sodium sulfate, the extract was freed from chloroform by distillation; Crude α-caprolactam was subjected to vacuum distillation. The yield was 85% of the theoretical yield calculated on pure cyclohexanone.



  Of course, the new method can be carried out in various ways. In the case of uninterrupted processes, e.g. B. the suspension of hydroxylamine sulfate in cyclohexanone on the one hand, sulfuric acid respectively. On the other hand, oleum to flow into the reaction vessel. The vessel is filled with preheated sulfuric acid from the start. filled with sulfuric acid isoxime solution.

   The content is continuously removed below and processed further in the manner described above. If necessary, the reaction can be ended in another connected vessel, which can be arranged, for example, as an externally heated spiral. .

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of 6-caprolactam, characterized in that a suspension. of hydroxylamine sulphate in cyclohexanone is poured into a preheated liquid containing sulfuric acid with constant stirring and the 6-caprolacta.m is then isolated. SUBCLAIMS 1.

Method according to claim, characterized in that a preheated, sulfuric acid lactam solution is used from the start. 2. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that oleum is added. 3.

A method according to claim, characterized in that a reaction vessel on the one hand a hydroxylamine sulfate suspension in cyclohexanone and sulfuric acid are fed, while on the other hand the reaction solution is continuously removed from the reaction vessel. 4. The method according to claim and dependent claim 3, characterized in that oleum is also added. 5.

Method according to claim, characterized in that the temperature is set to 90-150 ° C by cooling and by regulating the inflow. 6. The method according to claim and dependent claim 5, characterized in that the cooling is carried out by means of boiling liquid speed. 7. The method according to claim, characterized in that the reaction is ended by heating the solution in another vessel.