Способ получения малононитрила Советский патент 1977 года по МПК C07C121/22 C07C120/00 

I

Изобретение относится к способу получения сырья для производства cHHTe тических материалов, а именно к способу получения малононитрила.

этот материал находит разнообразное применение в качестве полупродукта для производства различных сннтетических веществ и лекарственных препаратов.

Известен способ получения малононит рила путем взаимодействия галоидциана и ацетонитрила в присутствии инертногЬ- газа, например азота, водяного пара, при 700-800 С с последующим охлаждением реакционной смеси и выделением целевого продукт дистилляцией. Соотношение галоидциана и ацетонитрила составляет 1:3. Выход малононитрила 16,5%. .

Однако невысокий выход целевого про дукта ограничивает возможности способа. Кроме того, при высоких температурах в качестве промежуточных продуктов образуются хлорпроивводные апк фатических мононитрилов, которые за.тем разлагаются с образованием хлористого водорода и других продуктов разложения, при этом происходят потери нитрила, составляющие до 70% от всех превращенных мононитрилов. Наряд с большими потерями целевого продукта, выделяющийся хлористый водород оказывает корродирующее действи на аппаратуру, что вызывает .необходимость применять для ее изготовления специальные материалы.

С целью повышения выхода малононитрила-: предлагаемом способе процесс ведут ри соотношении галоидциана к ацетонитрилу 1:2-1:10 с быстрым охлаждением реакционной смеси путем введения в нее охлаждающего агента, например ацетонитрила, воды или вод кого ацетонитрила и последующей нейтрализацией реакционной смеси в случае присутствия воды в конденсате и выделением целевого продукта извест ными приемами. Нейтрализацию целесо- образно осуществлять карбонатами или бикарбонатами щелочных или щелочноземельных металлов.

Применяемый ацетонитрил может содержать воды до 5U вес.%.

Оптимальное время реакции лежит в пределах Ч-15 с,, охлаждение реакционной смеси производят непосредственно на выходе из реактора.

В качестве инертных газов применяют преимущественно азот, двуокись углерода или водяной пар. Особенно важным является водяной пар, так ка в результате его конденсации существенно уменьшаиотся потери непрореагиг ровавшего и конечного продукта. Газы, выходящие из реактора, охлаждают с по мощью любого охлаждающего средства, которое не загрязняет конечный продук Для этой цели применяют Жонденсиройан ный динитрил малоновой кислоты, атак |же воду или ацетонитрил, который быть водным. В качестве охлаждают :щего средства применяют ацетонитрил с содержанием воды до 50 вес.%. Охла1к ;дающее вещество вводят в реакционную смесь преимущественно методом разбрыЬ гивания.. В качестве нейтрализующих средств используют карб6на ы-щелочных или щелочноземельных металлов или же бикарбонаты щелочных или щелочноземель Металлов и прежде всего карбонаты или же бикарбонаты лития, магния и кальция. Кроме того,.могут быть использованы вещества, образующие э про цессе хлориды, поглошейщие влагу, и в этом случае получается практически обезвоженный продукт реакции. Пример 1.В реактор из керамического материала подают ацетонитрил с хлорцианом в присутствии азота при средней температуре и максимальной температуре . Газы вводят в молярном соотношении ацетонитрила к хлорциану, к азоту как 5,1:1:2,1. Вре мя нахождения газовой смеси в зоне р акции составляет 6,9 с. Продукты реакции улавливают ацетонитрилом, охлажденньйчледяной водой, и затем дис иллйруют по фракциям в вакууме. Благодаря дистилляции.: выделяют малононитрил с выходом 66,6% по отношению к замещенному хлорциану и 30% с выходом по отношению к замещенному ацётонитрилу в виде жидкого светлого продукта. Пример 2. В реакторе согласно примеру 1 реагирует смесь из ацетонитрила с хлорцианом и водяным паром при средней температуре и при мак- симальной температуре . Количест .во воды составляет 15% от веса ацетс}нитрила. Ацетонитрил и хлорциан присутствуют в молярном отношении друг к другу 5,54:1. Время протекания ре- акции газовой смеси в реакционной зоне составляет 6,9 с. Газообразные продукты, выходящие из реактора, не трализуют во время конденсации кусочками мрамора. Реакционную смесь обрабатывают, как это описано в примере 1. Выход малононитрила составляет 71,6% по отношению к замешеному хлорциану и 60,1% по отношению к замещенному ацетонитрилу. Пример 3. Способ Осуществляют анал.р,гично примеру 2. Ацетонитрил и хлорциан применяют в молярном отношении 5,75:1. Ацетонитрил содержит воду в количестве 27,2%. Время протекания реакции составляет 6,8 с выход малононитрила составляет 67,0% по отношению к замещенному хлорциану и 63% по отношению к зсмещенному ацетонитрилу. Пример 4.В реактор согласно примеру 1 подают ацетонитрил с содержанием 15% волы и хЛорциан при средней температуре 770 С и максимальной температуре . Время протекания реакции газовой смеси в зоне реакции составляет 6,54 с.Молярное отношение ацетонитрила к хлорциану составляет 3,92:1. Выходящие из реактора газы конденсируют благодаря введению водного ацетонитрила и одновременно нейтрализуют карбонатом кальция. Выход малононитрила составляет .74,5% по отношению к ацетонитрилу, Пример 5,В реакторе согласно примеру 1 осуществляют реакцию взаимодействием обезвоженного ацетонитрила с хлорцианом в молярном соотношении 4,2:1 при средней температуре 780с и при максимальной температуре 820°С и с временем пребывания газов в зоне реакции 7,8 с. Газы, выходящие из реактора, конденсируют при одновременной нейтрализации карбонатом кальция путем введения водного ацетонитрила. После обработки выход малононитрила составляет 80,1% по отношению к хлорциану и 65% по отношению к ацетонитрилу , Пример 6. В реактор согласно примеру 1 вводят обезвоженный ацетонитрил с хлорцианом в молярном соотношении 4,45:1 при средней температуре и при максимальной температуре 820°С и с временем пребывания газа в зоне ре акции 7,7 с. Газы, выходящие из реактора, конденсируют путем введения ацетонитрила. В результате фракционирования получают малононитрил, выход 77% по отношению к хлорциану. Пример 7,В реакторе в соответствии с примером 1 проводят реакцию между обезвоженным ацетонитрилом и хлорцианом в молярном соотношении 6,78:1, с временем протекания реакции 8,04с. Газы, выходящие из реактора, конденсируют благодаря циркулированию воды в качестве охлаждающего средства и одновременно нейтрализуют карбонатом кальция. После обработки аналогично римеру 1 выделяют малононитрил с вы одом 80,5% по отношению к превращен ому хлорциану в виде светлого жидкоо продукта. Пример 8.В реактор в соответствии примером 1 вводят ацетонитрил с соержанием воды 15% и хлорциан в моляром соотношении 2,12:1, с временем ротекания реакции 6,25 с. Газы, выодящие из реактора, охлаждают путем введения водяного ацетонитрила и нейтрализуют во время конденсирования карбонатом кальция. Обычная обработка дает выход малононитрила в количеств 66,2 вес.% по отношению к хлорциану и 65,0 вес.% по отношению к ацетонит рилу. Непрореагировавший ацетонитрил пос ле отделения динитрила малоновой кислоты опять возвращают в систему циркуляции для реакции с хлорцианом. Йример 9. В реактор из керамического материала вводят при средней тем пературе реакция П5°С и времени про текания реакции 7,3 с ацетонитрил и хлорцйан в молярном соотношении 3,9: ;1. Ацетонитрил содержит в качестве основных примесей 3,91 вес,% цианистого водорода и 3,43 вес.% воды. Реа ционные газы, выходящие иэ реактора, быстро охлаждают путем впрыскивания воды в циркуляционную систему и одновременно нейтрализуют с помощью кар боната кальция до рН 0,05-1. После об работки органической фазы в вакууме и обратного получения ацетонитрила, растворенного в воде,выход динитрила малоновой кислоты составляет 82,5% по отношению к замещенному хлорциану и 83% по отношению к замещенному аце тонитрилу. Формула изобретения 1.Способ получения малононитрила путем взаимодействия галоидциана, предпочтительно хлорцйан а, и ацетонитрила при 700-800с в случае необходимости в среде инертного газа, нвпример азота или водяного пара, о тли чающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, процесс ведут при соотношении галоид циана к ацвтонитрилу 1:2-10 с быстрьг охлсикдением реакционной смеси путем введения в нее охлаждающего агента, например ацетонитрила воды, водного ацетонитрила, и последующей нейтрализацией реакционной смеси в случае пр сутствия воды в конденсате и выделением целевого продукта известными приемами. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что применяют ацетонитрил с 50%-Hbw содержанием воды. 3.Способ по пп. ) и 2, о т л и ч аю щ и и С я тем, что нейтрализацию осуществляют карбонаиамн или бикарбонатами щелочных или щр.и.чноэомельиых металлов. 4.Способ по п.1 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что нейтрализацию ведут при применении водусодержащего очляждающего агента. 5.Способ по пп,1-4, отличающийся тем, что процесс ведут T-SK, чтобы время реакции составляло 1-15г. 6.Способ по п.1, отличающий с я тем, что охлаждение реакпионной смеси производят непосредствен но на выходе из реактора. Приоритет по пунктам: 05.04.68по пп.1-5; 05.03.69по п.6.