способ получения динитрила малоновой кислоты

Формула изобретения

1. Способ получения динитрила малоновой кислоты, отличающийся тем, что метилизонитрил необязательно в присутствии ацетонитрила подвергают высокотемпературной обработке при 700 - 1000С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что высокотемпературную обработку осуществляют при 800 - 950°С.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к новому способу получения динитрила малоновой кислоты

NC-CH₂-CN (I)

Динитрил малоновой кислоты является основным исходным и промежуточным продуктом для получения множества самых разнообразных активных веществ, например фармацевтических или агрохимических (Ullmann"s Encyklopdie der technischen Chemie, 4-е изд., переработанное и дополненное, изд-во Verlag Chemie Weinheim, том 16, стр. 419-423).

Для получения динитрила малоновой кислоты известны многочисленные способы, однако для осуществления в промышленном масштабе пригодной оказалась лишь высокотемпературная реакция взаимодействия ацетонитрила с хлорцианом при температурах выше 700^oС.

С учетом вышеизложенного в основу изобретения была положена задача разработать альтернативный способ, потенциально пригодный для применения в промышленном масштабе.

Указанную задачу удалось решить с помощью нового способа согласно пункту 1 формулы изобретения.

Согласно изобретению метилизонитрил

CH₃-NC (II)

необязательно в присутствии ацетонитрила общей формулы

CH₃-NC (III)

подвергают высокотемпературной обработке при температуре в интервале от 700 до 1000^oС.

Метилизонитрил является либо коммерчески доступным продуктом, либо может быть синтезирован с помощью способов, известных из литературы (см., например, Angewandte Chemie, 1965, 77, стр.492-504 или Journ. Amer. Chem. Soc., 1981, 103, стр.767-772).

Высокотемпературную реакцию по изобретению осуществляют предпочтительно при температуре в интервале от 800 до 950^oС. Обычно реакцию проводят в трубчатом реакторе высокого давления, оснащенном при необходимости соответствующими насадками. Продолжительность реакции составляет, как правило, несколько секунд. Динитрил малоновой кислоты можно выделять из продукта реакции, например, путем экстракции с помощью соответствующего растворителя.

Пример 1

Синтез и очистка динитрила малоновой кислоты путем термолиза метилизоцианида и апетонитрила

2 мл метилизоцианида разбавляли 3 мл ацетонитрила и с помощью разбрызгивателя вводили в поток пара, образующегося при перегонке ацетонитрила (15 г в течение 20 мин). Этот поток пара пропускали через нагретую до 870^oС кварцевую трубку для пиролиза (длина 30 см, внутренний диаметр 2,5 см). Реакционный продукт собирали в охлажденной до -50^oС ловушке. Затем остаток, собранный в холодной ловушке, концентрировали с помощью ротационно-вакуумного испарителя и методом ¹Н-ЯМР-спектроскопии определяли количественный состав продуктов реакции (516 мг):

Динитрил малоновой кислоты - 18%

Сукцинонитрил - 1%

Нитрил фумаровой кислоты и нитрил малеиновой кислоты - 1%

Сырой продукт экстрагировали хлороформом. В этом экстракте растворимыми были только динитрил малоновой кислоты и сукцинонитрил.

Пример 2

Синтез динитрила малоновой кислоты путем термолиза метилизоцианида и ацетонитрила

2 мл метилизоцианида разбавляли 3 мл ацетонитрила и с помощью разбрызгивателя вводили в поток пара, образующегося при перегонке ацетонитрила (15 г в течение 20 мин). Этот поток пара пропускали через нагретую до 920^oС и удерживаемую в этом рабочем режиме кварцевую трубку для пиролиза (длина 30 см, внутренний диаметр 2,5 см). Реакционный продукт собирали в охлажденной до -50^oС ловушке. Затем остаток, собранный в холодной ловушке, концентрировали с помощью ротационно-вакуумного испарителя и методом ¹Н-ЯМР-спектроскопии определяли количественный состав продуктов реакции (1400 мг):

Динитрил малоновой кислоты - 40%

Сукцинонитрил - 1,5%

Нитрил фумаровой кислоты и нитрил малеиновой кислоты - 9%

Аналогично примеру 2, но при различных температурах кварцевой трубки проводили следующие опыты (см. таблицу).