CH361808A

CH361808A - Verfahren zur Herstellung von Lactamen

Info

Publication number: CH361808A
Authority: CH
Inventors: Keith Duxbury Frederick; Burchell Edgar Owen
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1956-10-12
Filing date: 1957-10-11
Publication date: 1962-05-15

Description

Verfahren zur Herstellung von Laetamen Bekanntlich können Ester und Ami-ne, beispiels weise beim Erhitzen miteinander, unter Bildung von Ami'den reagieren. Sofern diese Umsetzung eintritt, er geben Verbindungen mit zwei und mehr Ester- oder Amingruppen in deren Molekul Anlass zur Bildung von Produkten, welche meistens polymerer Natur sind.

Es wurde nun gefunden, d@ass Ester von Amino- säuren der Formel NH.- R1 . CO. ORz worin R1 einen Polymethylenrest mit 3-6 Kohlen- stoffatomen, welcher Substituenten tragen kann, .und RI, einen Alkyl- oder Cycloalkylrest bedeuten, sich leicht in die entsprechenden Lactame überführen las sen,

indem man die Aminoester in der Dampfphase, und vorzugsweise in Gegenwart eines die Abspaltung von Alkoholen begünstigenden Katalysators und/oder Wasserdampf, auf eine Temperatur von 250-300 C erhitzt.

.Das Erhitzen kann vorzugsweise durch Hindurch- leiten der Dämpfe des Aminoesters durch ein den Katalysator enthaltendes und .auf die gewünschte Temperatur erhitztes Gefäss erfolgen. Die Aminoester- ,däanp e können einen beliebigen Druck,

gewöhnlich Atmosphärendruck,aufweisen und können .gewün@sch- tenfalls mit einem inerten Gas, z. B. Stickstoff ver- dünnt sein. Der günstigste Druck und Verdünnungs grad hängen von der Flüchtigkeit des verwendeten Aminoesters ab.

Man mischt den Dampf des Aminoesters, vorzugs weise mit einer gewissen Menge Wasserdampf, da auf diese Weise der Reiaktionsverlauf verbessert wird. Der Anteil an Wasserdampf kann :bis zu 70 % betra gen und liegt vorzugsweise zwischen 30 Gew.a/o und 60 Gew.o;

o-, bezogen auf den Aminoester. In der obigen Formel bedeutet R1 wie gesagt einen gegebenenfalls substituierten Polymethylenrest mit 3-6 C-#Atomen;

es handelt sich also um die Ester der co-Amrnnobuttersäure, co-Aminovaleriansäure, co- Aminocapronsäure und w-Aininooenanthsäure und ihrer Substitutionsprodukte, z. B. :die Methyl-,-Äthyl-, Isopropyl- und Cyclohexylester.

iDiese Aminvester lassen sich durch katalytische Hydrierung von Cyanestern nach Angaben im Schwei zer Patent Nr. 361292 oder durch Veresterung der entsprechenden Amino:säuren herstellen.

Als die Abspaltung von Alkoholen begünstigende Katalysatoren kommen vor allem Aluminiumoxyd oder Siliciumdioxydgel in. Frage.

Die nach diesem Verfahren ,erzeugten Lactame sind als Zwischenprodukte ;für die chemische Syn these, z. B. für die Herstellung von Polyamiden, wert voll.

Das :erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere für die, Herstellung von Caprolactam aus Estern der a)-Aminocapronsäure. _ In den folgenden Beispielen sind die Teile sowie die Prozentsätze gewichtsmässig angegeben.

Beispiel l 70 Teile einer wässerigen Lösung, enthaltend 66 fl/a Isopropyl-co-#aminocaproat, werden reit einer Geschwindigkeit von 1,2 Teilen pro Minute ver dampft und der Dampf über 60 Teile aktiviertes Alu miniumoxyd mit einer Maschenzahl von 1,575 bis 3,15 je cm geleitet,

welches eine Temperatur von 250-275 C aufweist. Unter diesen Bedingungen be trägt das Molverhältnis von Aminoester zu Wasser 1: 5, während die Kontaktdauer etwa 5 Sekunden beträgt.

Nach dem Passieren der Reaktionsdämpfe über das werden sie, durch Kühlen kondensiert und Idas kondensierte Produkt hierauf un ter vermindertem Druck fraktioniert destilliert. Man erhält 27 Teile Caprolactam (Sdp. 132 bis 134 C bei 9 mm Quecksilber).

Die Ausbeute beträgt 90 /o der Theorie.

Beispiel 2 69,8 Teile einer wässerigen Lösung, enthaltend 66 % Isopropyl-(,)-aminocaproat, werden mit einer Geschwindigkeit von 0,8 Teilen pro Minute ver dampft und der Dampf über 80 Teile Raschigringe von 0,

32 cm Durchmesser bei einer Temperatur zwi schen 250 und 275 C .geleitet. Unter diesen Bedin- gungen beträgt das Molverhältnis von Aminoester zu Wasser 1 : 5 und die Kontaktdauer beträgt ungefähr 7 Sekunden.

Nach dem Passieren der Rasohigringa werden die Dämpfe durch Kühlen kondensiert und das kondensierte Produkt hierauf unter vermindertem Druck fraktioniert destilliert.

Man erhält dabei 5 Teile Caprolactam (Sdp. 132--134 C,bei 9 mm Hg) nebst 32 Teilen Isopropyl- c -aminocaproat. Die Ausbeute an Caprolactam be- trägt 17 % der Theorie. Beispiel 3 33 Teile Isopropyl-(i)

-aminocaproat werden mit einer Geschwindigkeit von 1,7 Teilen pro Minute verdampft und der Dampf über 30 Teile aktiviertes Aluminiumoxyd von 1,575-3,15 Maschen je cm bei einer Temperatur von 250-275 C geleitet. Unter diesen Bedingungen beträgt die Kontaktdauer 7 Se kunden.

Nach dem Passieren über dem Aluminium- oxyd werden die Dämpfe durch Kühlen kondensiert und das kondensierte Produkt hierauf unter vermin- dertem Druck fraktioniert destilliert. Dabei erhält man 14 Teile Caprolactam (Sdp. 132-134 C bei 9 mm Hg)

sowie 8 Teile Isopropyl-o-#aminocaproat. Die Ausbeute des Caprolactams beträgt 65 %. der Theorie.

Beispiel 4 59,6 Teile einer wässerigen Lösung, enthaltend 68 II/o sek. Butyl-a.)-aminocaproat, werden mit einer Geschwindigkeit von 1,2 Teilen pro Minute ver- dampft und der Dampf über 60 Teilen aktiviertes Aluminiumoxyd von 1,575-3,15 Maschen je cm bei einer Temperatur von 250-275 C geleitet.

Unter diesen Bedingungen beträgt das Molverhältnis von Aminoester zu Wasser1: 5 und die Kontaktlauer etwa 5 Sekunden. Nach dem Passieren über Alumi niumoxyd werden die Dämpfe durch Kühlen kon densiert und das kondensierte Produkt hierauf unter vermindertem Druck fraktioniert :destilliert.

10 Teile Caprolactam (Sdp. 132-134 C bei 9 man Hg) werden auf diese Weise neben 15 Teilen sek.-Butyl-to-aminocaproat erhalten. Die Ausbeute an Caprolaetam :beträgt 41 /o der Theorie.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren -zur Herstellung von Lactamen, da durch gekennzeichnet, dass man einen Aminoester der Formel NH2. R1. CO.

0R2 worin R1 einen 3-6 Kohlenstoffatome enthaltenden Polymethylenrest, w elcher Su!bstituenten tragen kann, und R2 einen Alkyl- oder Cycloalkylrest bedeuten, in der Dampfphase auf eine Temperatur zwischen 250 und 300 C erhitzt. UNTERANSPRÜCHE 1.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Erhitzen in Gegenwart eines die Abspaltung von Alkoholen begünstigenden Kata- lysators erfolgt. 2.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ,das Erhitzen in Gegenwart von Wasserdampf erfolgt. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unter- ,anspruch 2, dadurch .gekennzeichnet, dass die Menge an Wasserdampf .bis zu 7019/G, vorzugsweise zwischen 30 und 60 Gew II/o, bezogen auf den Aminoester, be trägt. 4.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das cyclische Amid Caprolactam ist.