CH630331A5 - Verfahren zur herstellung von orthoessigsaeurealkylestern. - Google Patents
Verfahren zur herstellung von orthoessigsaeurealkylestern. Download PDFInfo
- Publication number
- CH630331A5 CH630331A5 CH1230977A CH1230977A CH630331A5 CH 630331 A5 CH630331 A5 CH 630331A5 CH 1230977 A CH1230977 A CH 1230977A CH 1230977 A CH1230977 A CH 1230977A CH 630331 A5 CH630331 A5 CH 630331A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- reaction
- alcoholate
- alcoholysis
- stage
- added
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 title description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 title description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 34
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- -1 imidoester hydrochloride Chemical class 0.000 claims description 23
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 claims description 21
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 16
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 10
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 7
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims 1
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N methyl red Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1C(O)=O CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 4
- 150000002905 orthoesters Chemical class 0.000 description 4
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(I) nitrate Inorganic materials [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 4
- PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N vertaline Natural products C1C2C=3C=C(OC)C(OC)=CC=3OC(C=C3)=CC=C3CCC(=O)OC1CC1N2CCCC1 PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001348 alkyl chlorides Chemical class 0.000 description 2
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 150000001983 dialkylethers Chemical class 0.000 description 2
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006140 methanolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- NDQXKKFRNOPRDW-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-triethoxyethane Chemical compound CCOC(C)(OCC)OCC NDQXKKFRNOPRDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDPNBNXLBDFELL-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trimethoxyethane Chemical compound COC(C)(OC)OC HDPNBNXLBDFELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNXOCHURRQWXLY-UHFFFAOYSA-N 1-methoxyethane-1,1-diol Chemical compound COC(C)(O)O PNXOCHURRQWXLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- HHFAWKCIHAUFRX-UHFFFAOYSA-N ethoxide Chemical compound CC[O-] HHFAWKCIHAUFRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 238000010534 nucleophilic substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
- C07C41/60—Preparation of compounds having groups or groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Orthoessigsäurealkylestern der Formel
O-R
/o \-R
in welcher R ein gesättigter, gegebenenfalls verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen ist, durch Umsetzung von Acetonitril mit den entsprechenden wasserfreien Alkoholen und trockenem Chlorwasserstoff in einer Zweistufenreaktion in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, wobei in der ersten Stufe die Umsetzung zu dem entsprechenden Imidoesterhydrochlorid erfolgt (Gleichung I), welches in säurefreiem Zustand in einer zweiten Stufe einer Alkoholyse unterworfen wird (Gleichung II) und wobei anschliessend das dabei gebildete Ammonchlorid vor der Destillation der Reaktionslösung abgetrennt wird. _
0
NH,
5 CH3CN + HCI + R-OH ►CH3-C^ eie (I)
Nd-r
NH,
O-R
10CH3-C^ C1S + 2ROH-»CH3—C^O—R + HN4.CI (II) O-R O-R
Die Darstellung von Orthocarbonsäureestern durch Umsetzung 15 von Carbonsäurenitrilen mit Alkanolen und Chlorwasserstoff zum entsprechenden Imidoalkylesterhydrochlorid und dessen Alkoholyse ist bekannt (vgl. H. Meerwein in Houben-Weyl, Bd. 6/3, S. 300-324, 1965). Die Ausbeuten nach diesem sehr allgemein anwendbaren Verfahren werden durch eine Reihe von Nebenreaktionen in verschiede-20 nem Umfange beeinträchtigt: Das Imidoalkylesterhydrochlorid ist sehr wärmeempfindlich. So kann es in Acetamid und Alkylchlorid (Gleichung III) zerfallen. Mit Alkohol reagiert es in zwei Nebensre-aktionen zu Dialkyläther, Acetamid und HCl (Gleichung IV) sowie zu Dialkyläther, Essigsäurealkylester und Ammonchlorid (Glei-25 chung V). Es ist ausserdem die Bildung von Alkylchlorid durch eine nucleophile Substitutionsreaktion zwischen dem Alkohol und der Salzsäure möglich (Gleichung VI).
30
NH2
CH3-C' cie-
\
O-R
O
CH3-C^ +RC1 (III)
"NvTH,
35
CH3-C^ Cl© + ROH - ROR + CH3 -+HC1 O-R SnNH2 (IV)
40
nh2 o
✓ ✓ -
CH3-C C19+2ROH-CH3-C' + HN4C1 + ROR
^OR OR (V)
ROH + HC1-
rci + h2o
(VI)
Zur Erzielung hoher Orthoesterausbeute ist ein Zurückdrängen 50 dieser Nebenreaktionen unbedingt erforderlich.
In der genannten Literaturstelle wird auf Seite 300 vorgeschlagen, bei der Herstellung des wärmeempfindlichen Imidoesterhydroch-lorids nach Gleichung I bei sehr tiefen Temperaturen, nämlich bei 0 bis 30° C, zu arbeiten. Als organisches Lösungsmittel wird Äther ss empfohlen. Das nach 48stündigem Stehenlassen des Reaktionsgemisches bei — 30° C ausgefallene Imidoesterhydrochlorid wird abgesaugt und mit auf — 40° C gekühltem Äther ausgewaschen, und mehrmals bis zur Säurefreiheit mit tiefgekühltem Äther (—40° C) digeriert und anschliessend getrocknet.
60 Zur Alkoholyse des Imidoesterhydrochlorids nach Gleichung II geht man gemäss Seite 302 der oben genannten Literaturstelle so vor, dass eine Mischung von 0,2 mol Imidoesterhydrochlorid mit 3 mol Alkohol (das 7,5fache der stöchiometrisch erfolderlichen Menge Alkohol) unter Zusatz von Äther (Vol. Verhältnis Alkohol / Äther = 65 1:1) 6 h zum Sieden erhitzt wird (46° C). Die Reaktionsmischung wird dann auf 0° C abgekühlt und filtriert.
Hinsichtlich der Raum-Zeit-Ausbeute befriedigen diese Verfahrensweisen nicht. Die Ausbeuten liegen, bezogen auf Acetonitril, bei
3
630331
etwa 64 bis 74%, und die Reaktionszeit — alleine für die Herstellung des Imidoesterhydrochlorids — beträgt 48 h. Nachteilig ist weiterhin, dass die beschriebenen Verfahren sich nicht zur Herstellung von Orthoessigsäurealkylestern in technischem Massstab eignen, da sie sehr umständlich und aufwendig sind. Ausserdem erfordert das Arbeiten mit derart leicht entzündlichen Stoffen wie Äther aus Sicherheitsgründen einen erheblichen apparativen Aufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes, handhabungssicheres Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von Orthoessigsäurealkylestern in hoher Ausbeute und in technischem Massstab ermöglicht.
Durch die vorliegende Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass man als organisches Lösungsmittel bei der Zweistufenreaktion ein inertes Lösungsmittel mit einer Dielektrizitätskonstanten von g 2,6, gemessen bei 25° C, einsetzt und dass man dem Imidoesterhydrochlorid und HCl enthaltenden Reaktionsgemisch vor der Alkoholyse ein Alkali- und/oder Erdalkalialkoholat zusetzt.
Die inerten organischen Lösungsmittel werden im allgemeinen im Gewichtsverhältnis Lösungsmittel: Acetonitril wie 1:1 bis 5:1 eingesetzt.
Bevorzugt werden solche Lösungsmittel mit den genannten Dielektrizitätskonstanten, deren Siedepunkte oberhalb der jeweiligen Arbeitstemperaturen bei der Durchführung des Verfahrens liegen. Geeignete Lösungsmittel sind z.B. o-, m-, oder p-Xylol, Toluol, Tetrachlorkohlenstoff, Cyclohexan, n-Hexan, Isooctan, Dekalin, Pe-troläther einzeln oder im Gemisch.
Die Verwendung des erfindungsgemäss eingesetzten organischen Lösungsmittels bei der Umsetzung von Acetonitril mit Alkanolen und Chlorwasserstoff (Gleichung I) ermöglicht ein Arbeiten bei höheren Temperaturen. Überraschenderweise werden die Ausbeuten dabei nicht nur nicht erniedrigt, sondern sogar erhöht, wenn man die für das jeweils herzustellende Imidoesterhydrochlorid zulässigen maximalen Arbeitstemperaturen nicht überschreitet.
Im allgemeinen arbeitet man in der ersten Reaktionsstufe bei Temperaturen von > 0 bis 35° C, vorzugsweise 25 bis 30° C, insbesondere bei der Herstellung der Orthoessigsäuremethyl- und -äthyle-ster. Ein Überschreiten der oberen Grenze führt unter anderem auch zu einem unerwünschten spontanen Auskristallisieren des Imidoesterhydrochlorids.
Es ist zweckmässig, bei der Reaktion nach Gleichung I mit einem bis etwa 10 mol %igen Überschuss an HCl zu arbeiten, bezogen auf Acetonitril. Ein zu hoher HCl-Überschuss setzt die Orthoesterausbeute herab, obwohl vçr Beginn der Alkoholyse die überschüssige HCl neutralisiert wird. Optimale Ausbeuten werden bei etwa bis zu 5 mol % HCl-Überschuss (bezogen auf Acetonitril) erreicht.
Es wurde des weiteren gefunden, dass die Acetamidbildung bei der Alkoholyse des Imidoalkylesterhydrochlorids (Gleichung II) auf ein Minimum reduziert werden kann, wenn die Alkoholyse bei Temperaturen unter 40° C und in Gegenwart der erfindungsgemäss eingesetzten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische mit einer Dielektrizitätskonstanten < 2,6 (25° C) ist, durchgeführt wird.
Im allgemeinen arbeitet man bei Temperaturen von 30 bis <40°C, vorzugsweise bei 35° C, insbesondere bei der Herstellung der C,- und C2-Ester.
Es wurde ausserdem gefunden, dass die Acetamidbildung und insbesondere die Essigesterbildung auch durch Einwirken von NH4C1 auf Orthoacetate ab 100° C eintritt. Erhitzt man Orthoacetat in Xylol in Gegenwart von NH4C1 auf 100° C, so bildet sich auf Kosten des Orthoesters Essigsäurealkylester und Acetamid. Entsprechende Verhältnisse liegen bei der destillativen Aufarbeitung der Reaktionslösung vor. Das NH4C1 wird zwar vor der Destillation z.B. durch Zentrifugieren oder Filtrieren abgetrennt, jedoch enthält das Filtrat noch ca. 1 Gew.% gelöstes NH4C1, welches unter Destillationsbedingungen den Acetamid- und Essigesteranteil erhöht. Durch restloses Entfernen des NH4C1 wird dieser Effekt ausgeschaltet, was durch Aussalzen oder noch besser durch Zugabe von überschüssigem Alkoholat (bezogen auf Rest NH4C1) vor der Destillation erreicht wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäs-
sen Verfahrens ist daher vorgesehen, der Reaktionslösung nach dem Abtrennen des bei der Alkoholyse ausgefallenen Ammonchlorids vor der Destillation ein Alkali- und/oder Erdalkalialkoholat zuzusetzen.
Das zur Entsäuerung der Reaktionsmischung vor der Alkoholyse verwendete Alkoholat wird zweckmässig in einer solchen Menge zugegeben, d^s die Lösung (gegen Methylrot) neutral bis schwach basisch ist.
Bevorzugt werden Alkali- und/oder Erdalkalialkoholate, die in der jeweiligen Reaktionslösung gut löslich sind. Bevorzugt werden Natriumalkoholate.
Die Alkoholate leiten sich von gesättigten gegebenenfalls ver-zweigtkettigen Cr bis C8-Monoalkanolen her.
Die vor der Alkoholyse zuzusetzenden Alkoholate leiten sich von den gleichen Alkoholen her, die in der ersten Reaktionsstufe (Unset-zung zum Imidoesterhydrochlorid) verwendet werden. Bevorzugt werden der zu destillierenden Lösung ebenfalls solche Alkoholate zugesetzt, die sich von den gleichen Alkoholen herleiten wie sie zur Umsetzung und/oder Alkoholyse verwendet werden, obwohl grundsätzlich die Verwendung anderer Alkoholate nicht ausgeschlossen werden soll.
Das vor der Destillation zuzugebende Alkoholat wird im allgemeinen im Molverhältnis Alkoholat: gelöstem Ammonchlorid > 1 eingesetzt. Überschüssige Mengen werden bevorzugt, insbesondere 5 bis 10 mol % Überschuss.
Zum Umsetzung nach Gleichung I und Alkoholyse nach Gleichung II werden bevorzugt die gleichen Alkanole eingesetzt.
Die Reaktionskomponente Alkanol wird zur Imidoalkylesterhy-drochloridbildung vorzugsweise in bis zu 10 mol % Überschuss, vorzugsweise 5 mol %, und die Reaktionskomponente HCl zur Imidoal-kylesterhadrochloridbildung vorzugsweise in bis zu 5 mol % Überschuss eingesetzt.
Bei der Alkoholyse des Imidoalkylesterhydrochlorids zum Or-thoessigester kann das Alkanol im stöchiometrischen Verhältnis, vorzugsweise aber in bis zum 1 Vi fachen der stöchiometrisch erforderlichen Menge eingesetzt werden. Insbesondere wird die 1 Vi fache Menge eingesetzt.
Es ist zweckmässig, den Chlorwasserstoff in eine gekühlte Lösung von Acetonitril, Alkanol und inerten organischen Lösungsmittel einzuleiten. Dabei soll die Temperatur ca. 10° C, vorzugsweise ca. 5° C nicht überschreiten, um eine vorzeitige Imidoesterhydrochloridbil-dung zu vermeiden.
Nach Beendigung der HCl-Einleitung wird die Reaktionstem-peratur auf die optimale Arbeitstemperatur, z.B. 30° C angehoben, wobei die Hydrochloridbildung einsetzt. Wenn die Hydrochloridbil-dung abgeschlossen ist (z.B. nach 10- bis 15stündigem Rühren der Mischung) neutralisiert man gegen Methylrot mit entsprechendem Alkoholat. Dann wird zur Alkoholyse des Imidoalkylesterhydrochlorids das entsprechende Alkanol zugegeben und z.B. 4 bis 6 h bei z.B. 35° C gerührt. Das entstandene NH4C1 wird abgetrennt, vorzugsweise abzentrifugiert, der Rest NH4C1-Gehalt in der Lösung durch Titration mit AgN03 bestimmt und die erforderliche Menge Alkoholat, vorzugsweise im Überschuss, zugegeben und nach Filtration fraktioniert destilliert.
Bei der Umsetzung nach Gleichung I und bei der Alkoholyse nach Gleichung II werden die Reaktionsgemische zweckmässig in ständiger Bewegung gehalten, beispielsweise mittels einer Rührvorrichtung oder durch Umwälzen, z.B. mittels einer Umwälzpumpe. Die Reaktionsstufen 1 und 2 werden bei Normaldruck durchgeführt. Die destillative Abtrennung der Ortoessigsäurealkylester aus den Lösungen kann bei Normaldruck gegebenenfalls aber auch bei Unterdruck erfolgen.
Das im Destillationsrückstand verbleibende organische Lösungsmittel, z.B. Xylol, wird zweckmässig, bevor es wieder eingesetzt wird, von Acetamid, das als hauptsächliche Verunreinigung vorhanden ist, befreit, z.B. durch azeotrope Destillation.
Die Zweistufenreaktion und die weitere Aufbereitung der Reaktionslösung wird zweckmässig unter Ausschluss von Feuchtigkeit
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
durchgeführt. Auch die eingesetzten Komponenten sollten möglichst wasserfrei sein.
Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren erzielten Ausbeuten liegen im allgemeinen bei über 80%, bezogen auf eingesetztes Acetonitril.
Auch die Raum-Zeit-Ausbeuten sind wesentlich besser1als bei den bisher bekannten Verfahren.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Umsetzung und die Alkoholyse in einem Zuge, d.h. ohne eine Unterbrechung des Verfahrensablaufs durchgeführt werden kann. Die Isolierung des entstandenen Imidoesterhy-drochlorids und dessen Waschung bis zur Säurefreiheit ist beispielsweise nicht erforderlich.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass die sichere Handhabung der Reaktionslösungen keiner besonderen apparativen Anforderungen bedarf.
Im allgemeinen arbeitet man bei Temperaturen unterhalb des Siedepunktes des Reaktionslösungen. Eventuell sich bildende Lösungsmitteldämpfe können z.B. in einer mit dem Reaktor verbundenen Kühlfalle kondensiert werden.
Gegebenenfalls kann aber auch die Umsetzung in der Siedehitze erfolgen. In diesem Falle wird unter Rückfluss gearbeitet.
Orthoessigsäurealkylester sind wertvolle Zwischenprodukte für organische Synthesen, insbesondere für die Herstellung von Phar-mazeutica und Insekticiden.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1:
Eine Lösung von 845 g (20,61 mol) Acetonitril und 692 g (21,63 mol) Methanol in 1,500 g o-Xylol wird auf — 10°C abgekühlt" und dann innerhalb von 100 min 789 g (21,62 mol) wasserfreier Chlorwasserstoff unter Rühren direkt in die Lösung eingeleitet, wobei die Temperatur bis auf +10° C ansteigt. Nach Beendigung des Einleitungsvorganges erwärmt man die Reaktionslösung auf 30°C; nach ca. 3 h kristallisiert das Imidomethylesterhydrochlorid aus; dann wird 8 h bei 30° C weitergerührt. Danach gibt man zur Me-thanolyse 1,530 g (47,8 mol) Methanol zu und neutralisiert die überschüssige HCl gegen Methylrot mit 130 g 30 Gew.%iger methanolischer NaOCH3. Nach der Neutralisation steigert man die Temperatur auf 35 'C und rührt noch 4 h. Dann wird auf 10°C abgekühlt und das NH4C1 abzentrifugiert. Der Feststoff wird mit o-Xylol ausgewaschen und im vereinigten Filtrat der Restgehalt an gelöstem NH4C1 (0,2298 mol) durch Titration mit AgN03 bestimmt, und dann NaOCH3 im Überschuss zugegeben (43 g einer 30%igen methanolischen NaOCH3-Lösung). Aus dem so behandelten Filtrat werden durch Fraktionierung über eine Füllkörperkolonne 2,134 g (17,79 mol = 86,3% Ausbeute auf eingesetztes CH3CN bezogen, 90% auf umgesetztes CH3CN bezogen) gewonnen, Sdp. 108 bis 109°C.
Das im Destillationsrückstand zurückbleibende o-Xylol enthält als Verunreinigung hauptsächlich Acetamid, welches durch azeo-trope Destillation entfernt wird. Das so gereinigte o-Xylol kann wieder eingesetzt werden.
630 331
Beispiel 2:
Eine Mischung aus 410 g (10,0 mol) Acetonitril, 336 g (10,5 mol) Methanol und 1,000 g Isooctan werden auf — 10°C abgekühlt und innerhalb von 90 min 383 g (10,5 mol) wasserfreier Chlorwasserstoff unter Rühren direkt in die Lösung eingeleitet, so dass die Temperatur auf + 5° C ansteigt.
Nach beendetem Einleitungsvorgang wird auf 30°C erwärmt. Nach ca. 2 h kristallisiert das Imidomethylesterhydrochlorid aus, dann wird noch 10 h bei 30° C weitergerührt. Anschliessend gibt man zwecks Methanolyse 800 g (25 mol) Methanol zu und neutralisiert die überschüssige HCl gegen Methylrot mit 66 g 30%iger methanolischer NaOCH3. Nach der Neutralisation steigert man die Temperatur auf 35° C und rührt noch 5 h. Dann wird auf 0° C abgekühlt und das NH4CI abzentrifugiert. Der Feststoff wird mit Isooctan ausgewaschen und im vereinigten Filtrat der Restgehalt an gelöstem NH4C1 (0,075 mol) durch Titration mit AgN03 bestimmt und dann NaOCH3 im Überschuss, bezogen auf gelöstes NH4C1, zugegeben (14 g einer 30%igen methanolischen NaOCH3-Lösung).
Das so behandelte Filtrat wird einer fraktionierten Destillation unterworfen. Zunächst gehen die Leichtsieder und Isooctan über, dann wird das Trimethylorthoacetat über Kopf abgenommen. Der zurückbleibende kristalline Rückstand, der zum grössten Teil aus Acetamid besteht, wird noch einmal mit Isooctan gewaschen um Orthoesterreste zu entfernen. Diese werden bei einem darauffolgenden Ansatz mitaufgearbeitet.
Ausbeute an Orthoessigsäuremethylester: 1,028 g (8,57 mol) = 85,7% auf eingesetztes Acetonitril bezogen, 89,5% auf umgesetztes Acetonitril bezogen.
Beispiel 3:
410 g (10 mol) Acetonitril und 483 g (10,5 mol) Äthanol werden in 900 g Dekalin gelöst und die Mischung auf —10° C abgekühlt. Unter Rühren werden 383 g (10,5 mol) wasserfreier Chlorwasserstoff direkt in die Lösung eingeleitet. Die Einleitungsdauer beträgt 80 min, dabei steigt die Temperatur trotz weiterer Kühlung auf +7°C. Nach Beendigung des Einleitungsvorganges wird die Temperatur auf 30° C erhöht; nach 2,5 h kristallisiert das Imidoäthylesterhydrochlorid aus; danach wird noch 11 h bei 30° C weitergerührt. Die Suspension wird anschliessend mit 1,150 g (25 mol) Äthanol versetzt und gegen Me-thylrot mit 115 g 20%iger äthanolischer Na-Äthylatlösung neutralisiert. Nach der Neutralisation wird die Temperatur auf 35° C angehoben und 5 h gerührt. Nach Abkühlen auf 10° C wird das Ammonchlorid abzentrifugiert und mit Dekalin gewaschen. Die vereinigten Filtrate werden nach entsprechender Chloridbestimmung (Titration mit AgN03) mit einem entsprechenden Überschuss Na-Äthanolat versetzt (35 g 20%iges äthanolisches Na-Äthanolat). Das so behandelte Filtrat wird an einer Füllkörperkolonne im Vakuum destilliert.
Man erhält 1,414 g (8,73 mol) = 87,3%, bezogen auf eingesetztes Acetonitril und 91,2%, bezogen auf umgesetztes Acetonitril/Triä-thylorthoacetat (Sdp. 66 bis 68°C/41 Torr).
Nach Abfiltration des Acetamids aus der Sumpfphase, kann das so gereinigte Dekalin wieder eingesetzt werden.
4
s
10
15
20
25
30
35
40
45
50
R
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Orthoessigsäurealkylestern der Formel
/
O-R
CH,—C7-O—R.
\
O-R
in welcher R ein gesättigter, gegebenenfalls verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen ist, durch Umsetzung von Acetonitril mit den entsprechenden wasserfreien Alkoholen und trockenem Chlorwasserstoff in einer Zweistufenreaktion in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, wobei in der ersten Stufe die Umsetzung zu dem entsprechenden Imidoesterhydrochlorid erfolgt, welches in säurefreiem Zustand in einer zweiten Stufe einer Alkoholyse unterworfen wird, und wobei anschliessend das dabei gebildete Ammonchlorid von der Destillation der Reaktionslösung abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man als organisches Lösungsmittel bei der Zweistufenreaktion ein inertes Lösungsmittel mit einer Dielektrizitätskonstanten von rg 2,6, gemessen bei 25° C, einsetzt und dass man dem Imidoesterhydrochlorid und HCl enthaltenden Reaktionsgemisch vor der Alkoholyse ein Alkali- und/oder Erdalkalialkoholat zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionslösung nach dem Abtrennen des bei der Alkoholyse entstandenen festen Ammonchlorids vor der Destillation weiteres Al-kali- und/oder Erdalkalialkoholat zugegeben wird.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsgemisch vor der Alkoholyse soviel Alkoholat zugegeben wird, dass die Lösung neutral bis schwach alkalisch ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vor der Destillation zuzugebende Alkoholat im Molverhältnis Alkoholat: gelöstem Ammonchlorid > 1 eingesetzt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die eingesetzten Alkoholat von den gleichen bei der Umsetzung und/oder Alkoholyse als Reaktionskomponente verwendeten Alkoholen herleiten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkoholat Natriumalkoholat ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reaktionsstufe bei Temparaturen >0 bis
35 C, vorzugsweise 25 bis 30° C und die Reaktionsstufe zwei bei Temperaturen von 30 bis <40° C, vorzugsweise bei 35° C, durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis organisches Lösungsmittel: Acetonitril 1:1 bis 5:1 ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2645477A DE2645477C2 (de) | 1976-10-08 | 1976-10-08 | Verfahren zur Herstellung von Orthoessigsäurealkylestern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH630331A5 true CH630331A5 (de) | 1982-06-15 |
Family
ID=5990021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH1230977A CH630331A5 (de) | 1976-10-08 | 1977-10-07 | Verfahren zur herstellung von orthoessigsaeurealkylestern. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4182910A (de) |
| JP (1) | JPS5346911A (de) |
| BE (1) | BE859479A (de) |
| CH (1) | CH630331A5 (de) |
| DE (1) | DE2645477C2 (de) |
| DK (1) | DK446277A (de) |
| FR (1) | FR2367041A1 (de) |
| GB (1) | GB1550775A (de) |
| IT (1) | IT1112095B (de) |
| NL (1) | NL7711044A (de) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1209431B (it) * | 1980-11-28 | 1989-07-16 | Angeli Inst Spa | Imidazolilfenil amidine, processi per la loro preparazione e loro impiego farmaceutico, ed intermedi di preparazione. |
| US5268008A (en) * | 1982-12-27 | 1993-12-07 | Union Oil Company Of California | Hydrocarbon fuel composition |
| US4748280A (en) * | 1985-11-07 | 1988-05-31 | Pfizer Inc. | Certain chlorination process for preparing 2-chloro-1,1,1-(C1 -C6) |
| US5290325A (en) * | 1990-02-28 | 1994-03-01 | Union Oil Company Of California | Hydrocarbon fuel composition containing alpha-ketocarboxylate additive |
| US5401885A (en) * | 1993-06-01 | 1995-03-28 | Huls America, Inc. | Method of preparing ortho esters and 1.1-dialkoxycycloalkanes |
| TWI546306B (zh) * | 2007-04-11 | 2016-08-21 | 第一三共股份有限公司 | 神經胺酸衍生物之製造方法 |
| CN102924244A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-02-13 | 南通天泽化工有限公司 | 一种高品质原乙酸三甲酯的生产工艺 |
| CN102924245A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-02-13 | 南通天泽化工有限公司 | 一种原乙酸三甲酯的醇解工艺 |
| CN103483165B (zh) * | 2013-09-25 | 2016-02-24 | 河北诚信有限责任公司 | 制备原甲酸酯的绿色清洁工艺 |
| CN104072346A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-01 | 常州吉恩化工有限公司 | 一种原酸酯类化合物的制备方法 |
| CN114605234B (zh) * | 2020-12-09 | 2023-12-26 | 南通天泽化工有限公司 | 一种原乙酸三甲酯的制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD28942A (de) * | ||||
| GB637757A (en) * | 1946-12-21 | 1950-05-24 | Gen Aniline & Film Corp | Process for preparation of orthoformic esters |
| US2527494A (en) * | 1946-12-21 | 1950-10-24 | Gen Aniline & Film Corp | Process for preparation of orthoformic esters |
| SU105467A1 (ru) * | 1956-01-02 | 1956-11-30 | В.И. Зарецкий | Способ получени эфиров ортокарбоновых кислот |
| GB853405A (en) * | 1958-04-18 | 1960-11-09 | Lonza Electric & Chem Works | Improvements in or relating to the production of orthoformic acid esters |
| DE1126854B (de) * | 1958-04-18 | 1962-04-05 | Lonza Ag | Verfahren zur Herstellung von Orthoameisensaeureestern |
| AT291958B (de) * | 1968-12-03 | 1971-08-10 | Knapsack Ag | Verfahren zur Herstellung von Orthoameisensäurealkylestern |
-
1976
- 1976-10-08 DE DE2645477A patent/DE2645477C2/de not_active Expired
-
1977
- 1977-10-06 FR FR7730155A patent/FR2367041A1/fr active Granted
- 1977-10-06 IT IT51304/77A patent/IT1112095B/it active
- 1977-10-06 US US05/840,186 patent/US4182910A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-10-07 BE BE181536A patent/BE859479A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-10-07 CH CH1230977A patent/CH630331A5/de not_active IP Right Cessation
- 1977-10-07 JP JP12080177A patent/JPS5346911A/ja active Pending
- 1977-10-07 DK DK446277A patent/DK446277A/da not_active Application Discontinuation
- 1977-10-07 GB GB41737/77A patent/GB1550775A/en not_active Expired
- 1977-10-07 NL NL7711044A patent/NL7711044A/xx not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE859479A (fr) | 1978-02-01 |
| DE2645477A1 (de) | 1978-04-13 |
| NL7711044A (nl) | 1978-04-11 |
| FR2367041A1 (fr) | 1978-05-05 |
| FR2367041B1 (de) | 1984-10-19 |
| DK446277A (da) | 1978-04-09 |
| GB1550775A (en) | 1979-08-22 |
| JPS5346911A (en) | 1978-04-27 |
| IT1112095B (it) | 1986-01-13 |
| DE2645477C2 (de) | 1982-03-04 |
| US4182910A (en) | 1980-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1583733B1 (de) | Verbessertes verfahren zur kontinuierlichen herstellung von alkyl(meth)acrylaten mit mehrfacher katalysatorrezyklierung | |
| EP0790230A1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Alkylestern der (Meth)acrylsäure | |
| CH630331A5 (de) | Verfahren zur herstellung von orthoessigsaeurealkylestern. | |
| EP0591798B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von O-substituierten Hydroxylammoniumsalzen | |
| EP0415214B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von alpha-Fluoracrylsäurederivaten | |
| DE3015641C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von 2',6'-Dialkyl-N-(alkoxymethyl)-2-chloracetaniliden | |
| EP0365777B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von hochsiedenden Acrylaten bzw. Methacrylaten | |
| EP0070425B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von N-substituierten Acryl- und Methacrylamiden | |
| DE2802292C3 (de) | Bis-Tetrahalophthalate und Verfahren zu deren Herstellung | |
| EP0028758B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Pivaloylbrenztraubensäurealkylestern und -cycloalkylestern | |
| DE2028459C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von fluorhaltigen Alkoholen | |
| DE19610323C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von N-Lauroyl-L-glutaminsäure-di-n-butylamid | |
| DE3811059A1 (de) | Verfahren zur trennung von butanol und butoxyacetaldehyd | |
| EP0048914A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 3-Brom-4-fluor-benzylalkohol, neue Zwischenprodukte hierfür und Verfahren zur Herstellung dieser Zwischenprodukte | |
| EP0061629B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von substituierter alpha-Halogenpropionsäure und ihren Derivaten; substituiertes Vinylidenchlorid | |
| DE720080C (de) | Verfahren zur Herstellung von Titansaeureestern | |
| DE2845037C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Tetronsäuremethylester | |
| EP0137175A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von benzokondensierten, tetrachlorierten, heterocyclischen Verbindungen | |
| CH623023A5 (en) | Process for the preparation of perfluoroalkylacetyl chlorides | |
| EP0110432A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Fluoren-9-carbonsäure | |
| DE2706823C2 (de) | ||
| DE2407460C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Methylphosphinoxiden | |
| DE2921220C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von 2.3.4.4.-Tetrachlor-3-butensäurealkylestern | |
| DE3325976C2 (de) | ||
| DE1124047B (de) | Verfahren zur Herstellung von wasserloeslichen Alkanolaminverbindungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased | ||
| PL | Patent ceased |