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DE2019261B2 - Process for the preparation of alkanone or cycloalkanone oximes by partial reduction of nitroalkanes or nitrocycloalkanes - Google Patents

Process for the preparation of alkanone or cycloalkanone oximes by partial reduction of nitroalkanes or nitrocycloalkanes

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DE2019261B2
DE2019261B2 DE2019261A DE2019261A DE2019261B2 DE 2019261 B2 DE2019261 B2 DE 2019261B2 DE 2019261 A DE2019261 A DE 2019261A DE 2019261 A DE2019261 A DE 2019261A DE 2019261 B2 DE2019261 B2 DE 2019261B2
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DE
Germany
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weight
oxime
reduction
copper
nitroalkanes
Prior art date
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Application number
DE2019261A
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German (de)
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DE2019261C3 (en
DE2019261A1 (en
Inventor
John Frederick Wappinger Falls N.Y. Knifton (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from DE19702019261 external-priority patent/DE2019261C3/en
Publication of DE2019261A1 publication Critical patent/DE2019261A1/en
Publication of DE2019261B2 publication Critical patent/DE2019261B2/en
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Publication of DE2019261C3 publication Critical patent/DE2019261C3/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung betrifft die partielle·Reduktion von Nitro-(cyclo-)alkanen zu den entsprechenden Oximen unter Bedingungen, bei denen die Oxime im wesentlichen frei von Aminen und in guter Ausbeute erhalten werden.The invention relates to the partial reduction of nitro (cyclo) alkanes to the corresponding oximes under conditions in which the oximes are obtained essentially free of amines and in good yield will.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verwendung von Kupfersalzen zur Durchführung dieser im wesentlichen quantitativ und unter milden Bedingungen ablaufenden Reduktionsreaktion.The invention particularly relates to the use of copper salts for implementation this reduction reaction, which takes place essentially quantitatively and under mild conditions.

Oxime stellen wertvolle Produkte und Zwischenprodukte dar. Beispielsweise setzen sie sich mit Cyanwasserstoff zu Hydroxyaminonitrilen um, lassen sich der Beckmannschen Umlagerung unterwerfen und sich zu wertvollen Produkten acylieren.
' (CycloJ-Alkanon-oxime werden gewöhnlich durch Umsatz von Ketonen mit Hydroxyamin-Hydrochlorid (oder -Sulfat) in Gegenwart einer anorganischen Base hergestellt. Diese Reaktion ist jedoch reversibel, und obwohl sie die gewünschten Produkte liefert, entstehen gleichzeitig unerwünschte Begleitstoffe, die abgetrennt werden müssen. Ferner sind die Keton-Ausgangsstoffe nicht immer verfügbar oder verhältnismäßig kostspielig herzustellen. Es ist deshalb wünschenswert, die (Cyclo-)Alkanonoxime aus Nitro-(cyclo-)alkanen herzustellen, die in großen Mengen leicht zugänglich sind.
Oximes are valuable products and intermediate products. For example, they react with hydrogen cyanide to form hydroxyaminonitriles, can be subjected to the Beckmann rearrangement and acylated to form valuable products.
'(CycloJ-alkanone oximes are usually prepared by reacting ketones with hydroxyamine hydrochloride (or sulfate) in the presence of an inorganic base. However, this reaction is reversible, and although it yields the desired products, undesirable accompanying substances are formed at the same time, which are separated off Furthermore, the ketone starting materials are not always available or are relatively expensive to produce. It is therefore desirable to produce the (cyclo) alkanone oximes from nitro (cyclo) alkanes, which are readily available in large quantities.

Es sind daher bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Oximen aus Nitro-(cyclo-)alkanen beschrieben worden, aus verschiedenen Gründen sind sie jedoch nicht völlig zufriedenstellend. So ist z. B. die direkte Reduktion von Nitroalkanen mit Essigsäure und Zink bekannt, sie liefert jedoch infolge des gleichzeitigen Anfalls von vollreduziertem Amin geringe Ausbeuten.There are therefore already various processes for the preparation of oximes from nitro (cyclo) alkanes have been described, but for various reasons they are not entirely satisfactory. So is z. B. the direct reduction of nitroalkanes with acetic acid and zinc is known, but it delivers as a result of the simultaneous production of fully reduced amine low yields.

Es ist auch bekannt, die Reduktion von Nitrocyclohexan in Gegenwart von Kupfer vorzunehmen.It is also known the reduction of nitrocyclohexane in the presence of copper.

das von chelatbildenden Seitenketten eines Polymerisats gebunden vorliegt. Bei diesem Katalysator muß eine sehr große molare Menge Kupfer, bezogen auf die zu reduzierende Nitroverbindung, eingesetzt werden. Das gewünschte Oxim wird in schlechten Ausbeuten erhalten; neben dem Oxim werden erhebliche Mengen Keton gebildet. Schließlich ist noch ein Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanonoxim zu nennen, bei dem man vom Alkalisalz des Nitrocyclo-which is bound by chelating side chains of a polymer. With this catalyst must a very large molar amount of copper, based on the nitro compound to be reduced, can be used. The desired oxime is obtained in poor yields; in addition to the oxime will be significant Amounts of ketone formed. Finally, there is a method for making cyclohexanone oxime too call, in which one of the alkali salt of nitrocyclo-

hexans ausgeht und mit Kohlenmonoxid reduziert. Nachteilig ist, daß die Reduktion bei verhältnismäßig hoher Temperatur und hohem Druck vorgenommen werden muß, und auch bei diesem Verfahren lassen die Ausbeuten an Cyclohexanonoxim zu wünschen übrig.hexane runs out and reduced with carbon monoxide. The disadvantage is that the reduction is relatively high temperature and high pressure must be carried out, and even in this process let the Yields of cyclohexanone oxime leave something to be desired.

Es sind auch andere indirekte Verfahren bekannt, sieThere are other indirect methods known to them

erfordern jedoch gewöhnlich mehrere Stufen, bereitenhowever usually require several stages to prepare

Schwierigkeiten in der Isolierung der Produkte oderDifficulties in isolating the products or

erfordern eine besondere Ausrüstung.require special equipment.

Es ist deshalb besonders notwendig, ein direktes Reduktionsverfahren zu schaffen, das von den verhältnismäßig billigen und leicht zugänglichen Nitro-(cyclo-)alkanen ausgeht und in guten Auslauten zu einem Oxim fuhrt, das von Aminen im wesentlichen frei ist. Dieses Verfahren sollte unter milden Temperatür- und Druckbedingungen durchführbar sein und sich gleichermaßen anwenden lassen für Nitroalkane in reiner Form oder in Gestalt ihrer rohen Nitrierungsgemische. It is therefore particularly necessary to create a direct reduction process that is based on the relatively cheap and easily accessible nitro (cyclo) alkanes and in good finals too leads to an oxime which is essentially free of amines. This procedure should be carried out under mild temperature and pressure conditions must be feasible and equally applicable to nitroalkanes in pure form or in the form of their crude nitration mixtures.

Ein weiterer Vorteil würde die Verwendung von langlebigen und verhältnismäßig preiswerten Hydrierkatalysatoren in den gegenwärtig vorhandenen Anlagen sein. Ein selektives Reduktionsverfahren, das die meisten dieser Anforderungen erfüllt, würde daher einen wesentlichen Fortschritt für die synthetische organische Chemie darstellen.Another advantage would be the use of long-lived and relatively inexpensive hydrogenation catalysts be in the facilities currently in place. A selective reduction process that Satisfying most of these requirements would therefore be a significant advance for the synthetic represent organic chemistry.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ein Katalysatorsystem, das aus Kupfersalzen, einem komplex bildenden aliphatischen Amin eines pKa- Wertes von mindestens 9,5, sowie Wasser besteht und zur vollständigen Reduktion aromatischer Nitroverbindungen zu ihren Aminen an sich bekannt ist, in der Weise abgewandelt werden kann, daß es bestimmte Nitro-(cyclo-)alkane quantitativ, selektiv und partiell zu den Oximen reduzieren kann, wobei kein oder wenig Aminoalkan entsteht. Dieses Verhalten des an sich bekannten Katalysatorsystems war um so weniger zu erwarten, als die veröffentlichten Arbeitsbedingungen nicht nur die Verwendung des Katalysators zur partiellen Reduktion von Acrylnitroverbindungen zuIt has now surprisingly been found that a catalyst system which consists of copper salts, a complex-forming aliphatic amine with a pK a value of at least 9.5, and water and is known per se for the complete reduction of aromatic nitro compounds to their amines, is known in this way can be modified so that it can quantitatively, selectively and partially reduce certain nitro (cyclo) alkanes to the oximes, with little or no aminoalkane being formed. This behavior of the catalyst system known per se was all the less to be expected since the published working conditions not only permit the use of the catalyst for the partial reduction of acrylonitro compounds

ihren Oximen nicht nahelegen.sondern die gewünschten (Cyclo-)Alkanonoxime auch nicht liefern. Durch sorgfältige Regelung der Konzentration und des gegenseitgen Verhältnisses von Kupfersalz, Stickstoffbase und Wasseranteil des Katalysatorsystems konntenot suggest their oximes. but the desired ones (Cyclo) alkanone oximes also do not deliver. By carefully regulating the concentration and the mutual ratio of copper salt, nitrogen base and water content of the catalyst system

die Anmelderin jedoch ein Verfahren schaffen, mit dem man das gewünschte Oxim in bester Ausbeute und frei von Amin-Begleitstoffen im allgemeinen innerhalb kurzer Reaktionszeit erhalten kann.the applicant, however, create a process with which the desired oxime can be obtained in the best possible yield and can generally be obtained free of amine accompanying substances within a short reaction time.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Herstellung von Alkanon- oder Cycloalkanonoximen durch partielle Reduktion von Nitroalkanen oder Nitrocycloalkan[en], das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein, mindestens 3 Kohlenstoffatome enthaltendes Nitroalkan oder Nitrocycloalkan[en] in einer Kohlenmonoxidatmosphäre bei 60 bis 150n C und 0 bis 17,6 atü in Gegenwart einer wäßrigen, 0,5 bis 20 Gewichtsprozent eines gelösten Kupfersalzes enthaltenden, mindestens 60gewichtsprozentigen Lösung einesThe invention therefore provides a process for the preparation of alkanone or cycloalkanone oximes by partial reduction of nitroalkanes or nitrocycloalkanes, which is characterized in that a nitroalkane or nitrocycloalkane containing at least 3 carbon atoms is added in a carbon monoxide atmosphere at 60 to 150 n C and 0 to 17.6 atmospheres in the presence of an aqueous, 0.5 to 20 percent by weight of a dissolved copper salt containing, at least 60 percent by weight solution of a

aliphatischen Amins eines pKa-Wertes von mindestens keit unmeßbar gering, während oberhalb von 105 bisaliphatic amine a pK a value of at least speed immeasurably low, while above 105 to

9,5 umsetzt9.5 converts

Als Nitro-icyclo-Jalkane sind für das erfindungsgemäße Verfahren alle nichtaromatischen Verbindungen, die wenigstens 3 Kohlenstoflatome und zumindest eine oder mehrere Nitrogruppen pro Molekül enthalten, geeignet. Die brauchbarsten Substrate sind die einfach nitrierten geradkettigen und ringförmigen Alkane, wie Nitrohexane, Nitrocyclohexane, Nitro-110:C die Flüchtigkeit von Wasser und des aliphatischen Amins ein druckfestes System erfordert, um die Verdampfungsverluste herabzusetzen. Das Verfahren kann grundsätzlich zwischen etwa 60 und etwa 150"C oder mehr durchgeführt werden. Da das beste Verhältnis von Ausbeute und Reaktionszeit bei etwa 80 bis 1 \5C C unter atmosphärischem Druck sich einstellt, stellt dieses den bevorzugten Bereich der Arbeits-All non-aromatic compounds which contain at least 3 carbon atoms and at least one or more nitro groups per molecule are suitable as nitro-icyclo-alkanes for the process according to the invention. The most useful substrates are the singly nitrated straight-chain and ring-shaped alkanes, such as nitrohexanes, nitrocyclohexanes, nitro-110 : C the volatility of water and the aliphatic amine requires a pressure-resistant system to reduce evaporation losses. The method may in principle be carried out between about 60 and about 150 "C or more. Since the best balance of yield and reaction time at about 80-1 \ 5 C C at atmospheric pressure sets in, then this the preferred range of working

heptane, Nitrooctane, Nitrononane, Nitrodecane, Ni- i0 temperatur dar.heptane, nitrooctane, nitrononane, nitrodecane, Ni-i 0 temperature.

troundecane, Nitrododecane und ihre höheren Homo- Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einemtroundecane, nitrododecane and their higher homo- The process according to the invention can be carried out in one

logen. Die bevorzugten Nitroparaffine sind Nitro- Reaktor bei atmosphärischem Druck oder Uber-lied. The preferred nitro-paraffins are nitro-reactor at atmospheric pressure or over-

cyclohexane und die 10 bis 20 Kohlenstoffatome druck durchgeführt werden. Aus bisher ungeklärtencyclohexane and the 10 to 20 carbon atoms pressure can be carried out. From previously unexplained

enthaltenden Nitroparaffine, entweder in Form der Gründen verzögern Drücke von etwa 17 bis 70atücontaining nitroparaffins, either in the form of reasons retard pressures of about 17 to 70atü

reinen Einzelverbindungen oder ihrer Gemische oder 15 die Umwandlungsgeschwindigkeit und sollten deshalbpure individual compounds or their mixtures or the rate of conversion and should therefore

• Gestalt ihrer rohen Nitrierungsgemische. Diese ..—~:—1— .„^a~~ 'jxk.™ nriirl·,. prfm-rtern hesnn-• Shape of your raw nitration mixtures. This ..— ~: —1— . "^ A ~~ 'jxk. ™ nriirl · ,. prfm-rtern hesnn-

2020th

Gruppe von Nitroparaffinen wird bevorzugt, weil sie sich unter verhältnismäßig milden Reduktionsbedingungen innerhalb kurzer Reaktionszeiten im wesentlichen vollständig in die Alkanon- oder Cycloalkanonoxime umwandeln lassen. Außerdem sind diese Nitroalkane in großen Mengen und zu geringen Kosten leicht zugänglich.Group of nitroparaffins is preferred because they are under relatively mild reduction conditions within short reaction times essentially completely converted into the alkanone or cycloalkanone oximes. Also are these nitroalkanes are readily available in large quantities and at low cost.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft am schnellsten in Abwesenheit eines inerten Verdünnungsmittels ab. Häufig ist es jedoch erwünscht, die rohen oder teilweise gereinigten Nitrierungsgemische einzusetzen, die man durch Dampf-Flüssigphasen-Niirierung von n-Alkanen als Ausgangsstoffe ohne Abtrennung der nichtumgesetzten n-Alkane erhält. Weiterhin erleichtert die Gegenwart eines mit Wasser nicht mischbaren Verdünnungs- oder Lösungsmittels die Isolierung des Oxim-Produkts durch Anreicherung des Produkts in der organischen Phase. Aus diesen Gründen kann man inerte Verdünnungs- oder Lösungsmittel verwenden, ohne den Umwandlungsgrad zum Oxim zu beeinträchtigen. Allgemein lassen sich alle Flüssigkeiten, in denen das Nitro-(cyclo-)alkan Substrat löslich ist und das sich gegen Reduktion unter den erfindungsgemäßen Arbeitsbedingungen inert verhält, als Verdünnungsmittel verwenden. Diese umfassen die Alkyläther, wie Diäthyläther, Dibutyläther, Aromaten wie Benzol, Toluol und Xylol sowie die obenerwähnten flüssigen Alkane. Werden die Nitroalkane in Abwesenheit solcher Verdünnungsmittel reduziert, kann man eines oder mehrere davon dazu benutzen, das Oxim-Produkt aus der Reaktionsmischung zu extrahieren und die Reinigung zu erleichtern. Besonders nützlich für diesen Zweck sind die Dialkyläther.The process of the invention runs fastest in the absence of an inert diluent away. However, it is often desirable to use the crude or partially purified nitration mixtures, which are obtained by vapor-liquid-phase nitration of n-alkanes as starting materials without separation the unreacted n-alkanes obtained. It also facilitates the presence of one with water immiscible diluents or solvents isolate the oxime product by enrichment of the product in the organic phase. For these reasons, one can use inert diluents or Use solvents without affecting the degree of conversion to oxime. Let general all liquids in which the nitro- (cyclo-) alkane substrate is soluble and which are against reduction behaves inertly under the working conditions according to the invention, use as diluent. These include the alkyl ethers such as diethyl ether, dibutyl ether, aromatics such as benzene, toluene and xylene as well the liquid alkanes mentioned above. Will the nitroalkanes in the absence of such diluents reduced, one or more of them can be used to extract the oxime product from the reaction mixture to extract and facilitate cleaning. Are especially useful for this purpose the dialkyl ethers.

Nach den bisherigen Feststellungen scheint Kohlenoxid das beste Schutzgas zu sein, das einen hohen Umwandlungsgrad in das Oxim innerhalb kurzer Reaktionsdauer und ohne wesentliche Aminbildung gesti'f'et Stickstoff oder Wasserstoff allein sind unbefriedigend, und Reduktionen, die in Gemischen aus CO mit Wasserstoff oder Stickstoff erfolgten, liefen entweder unerwünscht langsam ab oder ließen merkliche Mengen Amin entstehen.Based on the findings so far, carbon oxide seems to be the best protective gas that has a high level Degree of conversion into the oxime within a short reaction time and without substantial amine formation gesti'f'et nitrogen or hydrogen alone are unsatisfactory, and reductions made in mixtures of CO with hydrogen or nitrogen either ran undesirably slow or gave rise to noticeable amounts of amine.

Gewöhnlich wird Kohlenoxid in den Reaktor geleitet, nachdem alle flüssigen Komponenten der Reaktionsmischung zugesetzt sind, bis die Luft aus dem System verdrängt ist. Dann wird das Erhitzen in der CO-Atmosphäre fortgesetzt, bis die gewünschte Reduktion stattfindet.Usually carbon oxide is fed into the reactor after all liquid components of the Reaction mixture are added until the air is displaced from the system. Then the heating continued in the CO atmosphere until the desired reduction takes place.

Die Reaktionstemperatur ist für das erfindungsgemäße Verfahren in doppelter Hinsicht kritisch. Unterhalb von 4011C ist die Reduktionsgeschwindigvermieden werden. Höhere Drücke erfordern besonders druckfeste Reaktoren und erhöhen ohne entsprechenden Nutzen die Betriebsgefahr. Aus diesen Gründen wird ein Druck zwischen Atmosphärendruck und etwa 18 atü angewandt.The reaction temperature is critical for the process according to the invention in two respects. Below 40 11 C the reduction rate should be avoided. Higher pressures require particularly pressure-resistant reactors and increase the operational risk without any corresponding benefit. For these reasons, a pressure between atmospheric pressure and about 18 atm is used.

Die zur Herstellung der Oxime erforderliche Reaktionszeit hängt hauptsächlich ab von der Ansatzmenge, der Konzentration des Kupferkatalysators, der Konzentration des komplexbildenden Amins im Ansatz und der Anzahl reduzierbarer Nitrogruppen im Molekül. Wenn die Konzentration des Amins wenigstens 60 Gewichtsprozent und das Molverhältnis von Kupfersalz zu Mononitro-(cyclo-)alkan wenigstens 1 :4 beträgt, ist die Reduktion innerhalb 12, gewöhnlich innerhalb 6 Stunden vollständig. Di- und höher nitrierte (Cyclo-)Alkane können längere Reaktionszeiten erfordern.The reaction time required to produce the oximes depends mainly on the amount of batch, the concentration of the copper catalyst, the concentration of the complexing amine in the Approach and the number of reducible nitro groups in the molecule. When the concentration of the amine at least 60 percent by weight and the molar ratio of copper salt to mononitro (cyclo) alkane at least 1: 4, the reduction is complete within 12, usually within 6 hours. Di- and higher nitrated (cyclo) alkanes may require longer reaction times.

Das Katalysatorsystem besteht aus dem Kupfersalz, des zu seiner Komplexbildung dienenden Amins und dem Wasser. Die Parameter des Katalysators, bezogen auf die Reduktion eines Mononitro-(cyclo-)alkans, werden unten noch näher angegeben. Di- und höher nitrierte (Cyclo-)Alkane können ein etwas abweichendes Verhältnis der einzelnen Komponenten des Katalysatorsystems notwendig machen.The catalyst system consists of the copper salt, the amine used to form the complex and the water. The parameters of the catalyst, based on the reduction of a mononitro (cyclo) alkane, are specified in more detail below. Di- and higher nitrated (cyclo) alkanes can be a little different Make ratio of the individual components of the catalyst system necessary.

Wie bereits erwähnt, können Kupfersalze, die in den wäßrigen Lösungen von aliphatischen Aminen eines pKa-Wertes von mindestens 9,5 löslich sind, als Kupfersalz-Komponente verwendet werden. Diese umfassen die Kupfersalze von Säuren wie Mono-, Di- und Polycarboxylsäuren, z. B. Kupferacetat, -formiat, -tartrat, -citrat, sowie die Kupfersalze starker Säuren, z. B. Kupfer(II)- und Kupfer(I)-chlorid und Kupfer(II)-sulfat. Obwohl beide Arten von Kupfersalzen annähernd gleiche Ausbeute geben, sind die Reaktionszeiten im allgemeinen kürzer, wenn die Kupfersalze von schwachen Säuren verwendet werden, so daß diese die bevorzugten Kupfersalze darstellen. Die Konzentration der Kupfersalze in dem wäßrigen aliphatischen Amin beläuft sich gewöhnlich auf etwa 0,5 bis 20 Gewichtsprozent oder mehr. Der bevorzugte Bereich beträgt 5 bis 15 Gewichtsprozent.As already mentioned, copper salts which are soluble in the aqueous solutions of aliphatic amines having a pK a value of at least 9.5 can be used as the copper salt component. These include the copper salts of acids such as mono-, di- and polycarboxylic acids, e.g. B. copper acetate, formate, tartrate, citrate, and the copper salts of strong acids, e.g. B. copper (II) - and copper (I) chloride and copper (II) sulfate. Although both types of copper salts give approximately the same yield, the reaction times are generally shorter when the copper salts of weak acids are used, so that these are the preferred copper salts. The concentration of the copper salts in the aqueous aliphatic amine is usually about 0.5 to 20 percent by weight or more. The preferred range is 5 to 15 weight percent.

Allgemein sind die aliphatischen Amine geeignet, die in wäßriger Lösung pKa-Basenstärken von wenigstens 9.5 (gemessen bei 25 bis 300C) haben, wie Äthylendiamin, 1.2-Propandiamin, 1,3-Propandiamin,3,3'-Diaminodipropylamin, 1,6-Hexandiamin, Triäthylentetramin u. dgl., die leicht zugänglich und daher bevorzugt sind. Ammoniak, Pyridin, Tetramethyläthylendiamin, Morpholin und Diäthanolamin sind ungeeignet. Die Rolle der Base im Reduktionsablauf ist nicht geklärt. Es findet jedoch keine nennenswerte Reduktion statt, bis nicht wenigstens etwa 60Ge-Generally, the aliphatic amines are suitable which have a pK in aqueous solution -Basenstärken of at least 9.5 (measured at 25 to 30 0 C), such as ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,3-propanediamine, 3,3'-diaminodipropylamine, 1 , 6-hexanediamine, triethylenetetramine and the like, which are easily accessible and therefore preferred. Ammonia, pyridine, tetramethylethylenediamine, morpholine and diethanolamine are unsuitable. The role of the base in the reduction process has not been clarified. However, there is no significant reduction until at least about 60

6060

wichtsprozent des aliphatischen Amins im Reaktionsgemisch anwesend ist. Vorzugsweise sollten sogar mindestens 75 Gewichtsprozent der Base in der Reaktionsmischung vorhanden sein, damit optimale Ausbeuten des Oxims in der kürzest möglichen Reaktionszeit erhalten werden.weight percent of the aliphatic amine is present in the reaction mixture. Preferably even should at least 75 percent by weight of the base must be present in the reaction mixture for optimum yields of the oxime can be obtained in the shortest possible reaction time.

Die Konzentration von Wasser im Reaktionsgemisch ist notwendig, da es wahrscheinlich die Quelle des zur Reduktion benötigten Hydroxyl-Ions darstellt. Wenn andererseits zu viel Wasser anwesend ist, wird es zum Verdünnungsmittel für das Amin, und die Reduktion zum Oxim findet entweder nicht statt oder ihre Geschwindigkeit ist wesentlich herabgesetzt. Deshalb ist die Anwesenheit von Wasser für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens notwendig, und bevor nicht das Wasser-Basen-Verhältnis die erforderliche Konzentration von 60 Gewichtsprozent des Amins erreicht hat, verläuft die Reduktion äußerst langsam.The concentration of water in the reaction mixture is necessary as it is likely the source represents the hydroxyl ion required for reduction. On the other hand, if too much water is present it becomes the diluent for the amine and the reduction to the oxime either does not take place or its speed is significantly reduced. Therefore the presence of water is necessary for the successful implementation of the procedure, and before the water-base ratio, the required concentration of 60 percent by weight of the amine, the reduction is extremely slow.

Das erfindungsgemäße Reduktionsverfahren wird gewöhnlich folgendermaßen durchgeführt:The reduction process according to the invention is usually carried out as follows:

Ein druckfestes Reaktionsgefäß, daß mit einem Gaseinlaß, Kühler und Rührer versehen ist, wird pro Äquivalent des Nitro-(cyclo-)alkans gefüllt mit 0,05 bis 100 Äquivalenten Kupfersalz, 0,1 bis 500Äquivalenten des aliphatischen Amins und 0,1 bis 500 Äquivalenten Wasser, wobei der Wasseranteil nicht mehr als 25 Gewichtsprozent der Basenlösung beträgt. Dann leitet man Kohlenoxid ein, sättigt die Kaulysatorlösung und schafft eine CO-Atmosphäre. Das erhaltene Reaktionsgemisch, das durch den Kupfer-Amin-Komplex dunkelblau ist, wird auf etwa 80 bis 115°C für bis zu 12 Stunden erhitzt, wobei die Drucke sich zwischen annähernd Atmosphärendruck bis zu etwa 17,6 atü belaufen, bis das gewünschte Oxim entstanden ist. Falls ein inertes Verdünnungsmittel vorhanden ist, sammelt sich das Oxim in der organischen Phase, falls nicht, wird das Reaktionsgemisch mit Dialkyläther oder einem aromatischen Lösungsmittel extrahiert, um das Oxim abzutrennen In jedem Falle wird das Rohprodukt im organischen Lösungsmittel mehrmals mit Wasser gewaschen und dann im Vakuum destilliert. Durch Elementaranalyse, Infrarot- und NMR-Spektren läßt sich sicherstellen, daß das gewünschte Oxim erhalten worden ist.A pressure-tight reaction vessel that is provided with a gas inlet, condenser and stirrer is pro Equivalent of the nitro (cyclo) alkane filled with 0.05 to 100 equivalents of copper salt, 0.1 to 500 equivalents of the aliphatic amine and 0.1 to 500 equivalents of water, the water content no longer than 25 percent by weight of the base solution. Then carbon oxide is introduced and the catalyst solution is saturated and creates a CO atmosphere. The resulting reaction mixture caused by the copper-amine complex is dark blue, is to about 80 to 115 ° C heated for up to 12 hours, with pressures varying between approximately atmospheric up to about 17.6 atm until the desired oxime is formed. If an inert diluent is present, if the oxime collects in the organic phase, if not, the reaction mixture is mixed with dialkyl ether or an aromatic solvent to separate the oxime in each case the crude product washed several times with water in the organic solvent and then in vacuo distilled. Elemental analysis, infrared and NMR spectra can be used to ensure that the desired Oxime has been obtained.

Wie die vorstehende Beschreibung und die zahlreichen Beispiele zeigen, ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Reduktionsverfahrens sowohl vorteilhaft wie unerwartet. So sind beispielsweise die Oxim-Ausbeuten nicht nur gut, sondern die Reduktion verläuft rasch, und das Oxim ist im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren im wesentlichen frei von vollständig reduzierten Aminoalkanen. Ferner sind die Reaktionsbedingungen mild, der Katalysator ist beständig und verhältnismäßig preiswert, und die übliche Ausrüstung läßt sich verwenden.As the above description and the numerous examples show, the sequence is according to the invention Reduction process both beneficial and unexpected. Such are the oxime yields, for example not only well, but the reduction is rapid, and the oxime is in contrast to the previously known processes essentially free of completely reduced aminoalkanes. Furthermore are the reaction conditions are mild, the catalyst is stable and relatively inexpensive, and the Usual equipment can be used.

Die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Reduktionsverfahrens sind unerwartet im Hinblick auf die bereits erwähnte Veröffentlichung im Journal American Chemical Society, Vol. 32 (1967), S. 2021 und 2022. Diese Arbeit beschreibt die Verwendung eines Kupfersalz-Amin-Katalysatorkomplexes zur vollständigen Reduktion von Aryl-Nitroverbindungen zu ihren entsprechenden Aminen in einer CO-Atmosphäre. Wie jedoch aus Beispiel 15 hervorgeht, waren Versuche, die in Tabelle 1 der besagten Schriftstelle wiedergegebenen Verfahren unter Verwendung von Nitroalkanen nachzuarbeiten, erfolglos. Es wird als höchst überraschend angesehen, daß sich das bekannte Verfahren auf die erfindungsgemäßen Substrate nicht anwenden läßt, bevor man nicht ein kritisches Verhältnis des Amins zu Wasser anwendet.The results of the reduction process according to the invention are unexpected in view of the already mentioned publication in the Journal American Chemical Society, Vol. 32 (1967), pp. 2021 and 2022. This work describes the use of a copper salt amine catalyst complex for the complete reduction of aryl nitro compounds to their corresponding amines in a CO atmosphere. However, as can be seen from Example 15, the experiments were as given in Table 1 of the said reference Reworking the method using nitroalkanes, unsuccessful. It is considered supreme It is considered surprising that the known process does not apply to the substrates according to the invention before not using a critical amine to water ratio.

Während das Verhältnis von aliphatischem Amin zu Wasser für das Verfahren der Erfindung kritisch ist, ist das neue Verfahren in anderer Hinsicht verhältnismäßig flexibel, d. h., Substrate, Lösungsmittel, Reaktionstemperaturen und -drucke lassen sich abwandeln, ίο Die nachfolgenden Beispiele sollen das Verfahren der Erfindung weiter erläutern:While the ratio of aliphatic amine to water is critical to the process of the invention, the new method is relatively flexible in other respects, i. i.e., substrates, solvents, reaction temperatures and prints can be modified, ίο The following examples are intended to illustrate the process further explain the invention:

Beispiel 1example 1

Herstellung von n-Dodecanoxim aus einemProduction of n-dodecane oxime from one

Nitrododecan/n-DodecangemischNitrododecane / n-Dodecane mixture

In einen Reaktor, der mit Überdruck-Heiz-, Kühl-, Rühr- sowie Destillationseinrichtungen versehen ist, werden 1 Gewichtsteil eines nitrierten Ausgangsmaterials, das 25,9 Gewichtsprozent Nitrododecan (0,25 Mol) und 64,1 Gewichtsprozent n-Dodecan enthält, sowie 2 Gewichtsteile einer wäßrigen, 87 Gewichtsprozent Äthylendiamin enthaltenden Lösung,In a reactor which is provided with overpressure heating, cooling, stirring and distillation devices, 1 part by weight of a nitrided starting material containing 25.9 percent by weight nitrododecane (0.25 mol) and 64.1 percent by weight of n-dodecane, and 2 parts by weight of an aqueous, 87 percent by weight Solution containing ethylenediamine,

die 5% (Gewichts-/Raumteile) Kupferacetat (0,25 Mol) enthält, gegeben. Das Molverhältnis Kupfersalz zu Nitrododecan beträgt 1:1. Zur Schaffung einer Gasatmosphäre wird CO in den Reaktor eingeleitet und das Reaktionsgemisch in der CO-Atmosphäre aufthe 5% (parts by weight / volume) copper acetate (0.25 mol) contains, given. The molar ratio of copper salt to nitrododecane is 1: 1. To create a gas atmosphere CO is introduced into the reactor and the reaction mixture in the CO atmosphere

900C erhitzt. Nach 4 Stunden ist die Reduktion vollständig, und man läßt das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlen. Beim Abkühlen bilden sich zwei Phasen, eine untere wäßrige blaue Phase und eine obere, gelbliche, organische Phase. Die90 0 C heated. After 4 hours the reduction is complete and the reaction mixture is allowed to cool to room temperature. On cooling, two phases form, a lower aqueous blue phase and an upper, yellowish, organic phase. the

organische, das Oxim enthaltende Phase wird abgetrennt und mit überschüssigem Wasser gewaschen. Die organische Phase ergibt bei der Vakuumdestillation das Oxim in quantitativer Ausbeute. Mittels Gaschromatographie, Infrarot- und NMR-Spektrenorganic phase containing the oxime is separated off and washed with excess water. The organic phase gives the oxime in quantitative yield in the vacuum distillation. Means Gas chromatography, infrared and NMR spectra

wurde die Identität des Oxims und die Abwesenheit von Aminen oder anderen Begleitstoffen der Reduktion nachgewiesen.became the identity of the oxime and the absence of amines or other substances accompanying the reduction proven.

Beispiele 2 bis 4Examples 2 to 4

Reduktion des gleichen Nitrododecan-n-Dodecan-Gemisches unter abweichenden
Reaktionsbedingungen
Reduction of the same nitrododecane-n-dodecane mixture with different ones
Reaction conditions

Unter Verwendung des gleichen AusgangsmaterialsUsing the same starting material

derselben Reaktions- und Aufarbeitungsverfahren wiesame reaction and work-up procedures as

im Beispiel 1 wurde das Oxim unter Abwandlungin example 1 the oxime was modified

des Verhältnisses von Kupfersalz zu Nitroalkan und der Reaktionstemperatur hergestellt:the ratio of copper salt to nitroalkane and the reaction temperature prepared:

Beispielexample

Nr.No.

Reaktionszeit reaction time

(Stunden)(Hours)

2020th

Molverhältnis Kupfersalz zu
Nitroalkan
Molar ratio of copper salt to
Nitroalkane

1 :2
1 :4
1:10
1: 2
1: 4
1:10

Temperaturtemperature

Umwand
lungsgrad
Conversion
degree of efficiency

82°C
83—88° C
80—95° C
82 ° C
83-88 ° C
80-95 ° C

100
100
100
100
100
100

Wiederum wurde durch IR-NMR-Spektren, Gaschromatographie und Vergleich des Oxims mit anderweitig hergestellten Standards das gewünschte Oxim nachgewiesen.Again, by IR-NMR spectra, gas chromatography and comparing the oxime with otherwise prepared standards the desired oxime proven.

7 «Ί 87 «Ί 8

Beispiele 5 bis 15Examples 5-15

Einfluß von Änderungen der Katalysator-Konzentration und der Zusammensetzung des Lösungsmittels auf das erhaltene OximInfluence of changes in the catalyst concentration and the composition of the Solvent on the oxime obtained

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Abweichung, daß die Konzentration von Kupfersalz, Äthylendiamin und Wasser geändert wurde. Tabelle 1 zeigt die erhaltenen Ergebnisse:The procedure of Example 1 was repeated with the difference that the concentration of copper salt, Ethylenediamine and water was changed. Table 1 shows the results obtained:

Tabelle 1Table 1

Beispielexample Kupferacetal-Copper acetal MolverhältnisMolar ratio 44th Athylen-Ethylene Temperaturtemperature CO-DruckCO pressure ZeitTime UmwandlungsConversion Nr.No. Konzentrationconcentration ICupferacetatI copper acetate 22 diamin-diamine grad (%) vondegree (%) of !U Nitro-! U nitro Konzentrationconcentration NitrododecanNitrododecane lodecanlodecan in Oximin oxime (Gewichts(Weight (Volum(Volume C-C)C-C) (atm)(atm) (Std.)(Hours.) prozent)·)percent)·) prozent)percent) 55 11 :10: 10 9090 8585 11 66th 3535 66th 2,52.5 9090 8585 11 66th 5252 77th 55 11 9090 85 ■85 ■ 11 5,55.5 100100 88th 1010 11 9090 8585 11 5,55.5 9595 99 20 :20: I. I. 9090 8585 11 66th 6666 1010 1010 100100 8585 11 2,52.5 100100 1111th 1010 9595 8585 11 2,52.5 100100 1212th 1010 8080 8585 11 66th 4848 1313th 1010 :: 7070 8585 11 66th 3838 1414th 1010 :: 6060 8585 11 66th 1515th 1515th 1010 :: 5050 8585 11 66th keineno Reaktionreaction *) (Gewicht/Volumen).*) (Weight / volume).

Wie der Tabelle I zu entnehmen ist, geben Konzentrationen von Äthylendiamin zwischen 60 und 70% geringere Umwandlungsgrade, während Konzentrationen von 50% keine meßbare Reduktion ergeben.As can be seen in Table I, concentrations of ethylenediamine between 60 and 70% lower degrees of conversion, while concentrations of 50% give no measurable reduction.

Beispiele 16 bis 29Examples 16 to 29

Herstellung des Oxims von Beispiel 1
unter Verwendung verschiedener Amine
Preparation of the oxime of Example 1
using various amines

Das Verfahren von Beispiel 1 wird mit der Abweichung wiederholt, daß an Stelle von ÄthylendiaminThe procedure of Example 1 is repeated with the difference that instead of ethylenediamine

Tabelle IITable II

das gleiche Volumen der folgenden, in Tabelle Il wiedergegebenen Amine verwendet wird. Alle angeführten aliphatischen Amine sind mit Wasser mischbar und bringen Kupfersalze in Lösung. Wie Tabelle II zeigt, sind von den aufgeführten Aminen nur diejenigen geeignete Lösungsmittel für die Reduktion von Nitroalkanen zu Oximen, die pKa-Werte von 9,5 und darüber besitzen. Aliphatische Amine mit Basenstärken wesentlich unter 9,5 erzeugen kein Oxim produkt.the same volume of the following amines shown in Table II is used. All listed aliphatic amines are miscible with water and dissolve copper salts. As Table II shows, only those amines listed are suitable solvents for the reduction of nitroalkanes to oximes which have pK a values of 9.5 and above. Aliphatic amines with base strengths significantly below 9.5 do not produce an oxime product.

Beispielexample Lösungsmittelsolvent PKa*)PKa *) MolMole Amin zuAmine too Temperaturtemperature ZeitTime OximOxime Nr.No. verhältnisrelationship Wasser-Water- erhaltenobtain Kupfercopper Volumen-Volume- acetat zuacetate too verhältnisrelationship SubstratSubstrate CC)CC) (Std.)(Hours.) 1616 PyridinPyridine 5,175.17 1:21: 2 9:19: 1 8585 55 neinno 1717th Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyl-Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetramethyl- 5,855.85 1:21: 2 9:19: 1 8585 66th neinno äthylendiaminethylenediamine 1818th MorpholinMorpholine 8,368.36 1:21: 2 9:19: 1 8080 66th neinno 1919th Ammoniakammonia 9,219.21 1:11: 1 3:73: 7 60—8060-80 55 neinno 2020th DiäthanolaminDiethanolamine 9,359.35 1:11: 1 9:19: 1 8585 66th neinno 2121 1,2-Diaminopropan1,2-diaminopropane 9,789.78 1 :11: 1 9:9: 8585 88th jaYes 2222nd TriäthylentetraminTriethylenetetramine 9,929.92 1:21: 2 9:9: 8585 66th jaYes 2323 ÄthylendiaminEthylenediamine 9,989.98 1:21: 2 9:9: 9090 2,52.5 jaYes 2424 n-Hexylaminn-hexylamine 10,4010.40 1:11: 1 9:9: 8585 3,53.5 jaYes 2525th 1,3-Diatninopropan1,3-dietino propane 10,5410.54 1:11: 1 9:9: 8585 88th jaYes 2626th n-Butylaminn-butylamine 10,5910.59 1 :11: 1 9:9: 7575 2,52.5 jaYes 2727 3,3'-Iminobispropylamin3,3'-iminobispropylamine 10,7010.70 1:21: 2 9:9: 8585 66th jaYes 2828 1,6-Diaminohexan1,6-diaminohexane 11,1111.11 1:11: 1 8585 88th jaYes 2929 PiperidinPiperidine 11,2211.22 1:11: 1 7070 66th jaYes 9:19: 1 9:19: 1

•I Erste Säuredissoziationskonstante bei 25'C in wäßriger Lösung.• I First acid dissociation constant at 25'C in aqueous solution.

509 542509 542

(ο(ο

ίοίο

Beispiele 30 bis 40 Einfluß abweichender Temperaturen und GasatmosphärenExamples 30 to 40 Influence of different temperatures and gas atmospheres

In diesen Beispielen wird das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt, jedoch die Gasatmosphäre und Reaktionstemperatur abgeändert. Tabelle III zeigt die erhaltenen Ergebnisse. Es sei bemerkt, daß man im Bereich von 70 bis 14O0C gute Ausbeuten erhält.In these examples, the procedure of Example 1 is repeated, but the gas atmosphere and reaction temperature are changed. Table III shows the results obtained. It should be noted that is obtained in the range of 70 to 14O 0 C, good yields.

Die raschesten Umwandlungen werden zwischen 8(1 und 115°C erhalten. Die Verwendung von Wasserstoff oder Gemischen von Wasserstoff und CO oder Stickstoff scheint keine Vorteile gegenüber CO allein zu bieten.The fastest conversions are obtained between 8 (1 and 115 ° C. The use of hydrogen or mixtures of hydrogen and CO or nitrogen does not seem to have any advantages over CO alone to offer.

Tabelle IIITable III Kupferacetat- MolverhältnisCopper acetate molar ratio Nitro-Nitro (Gewichts(Weight 11 Äthylen-Ethylene Temperaturtemperature Konzentrationconcentration (C)(C) prozent)percent) B ei s piFor example 140140 Druckpressure ZeitTime % Umwandlung% Conversion Beispielexample Konzentration KupferacetatConcentration of copper acetate dodecandodecane prozent)*)percent)*) diamin-diamine 9090 Einfluß >Influence> 115115 NitrododecanNitrododecane Nr.No. zuto 10 110 1 (Volum(Volume 9090 105105 10 110 1 9090 9595 10 110 1 9090 8585 (Std.)(Hours.) 10 110 1 9090 7070 10 110 1 9090 4040 1 atm CO1 atm CO 66th 100100 3030th 10 110 1 9090 1 atm CO1 atm CO 22 100100 3131 10 110 1 105105 1 atm CO1 atm CO i'/4 i '/ 4 100100 3232 9595 8585 1 atm CO1 atm CO l3/4l 3/4 100100 3333 10 110 1 9090 1 atm CO1 atm CO 55 9494 3434 10 110 1 8585 1 atm CO1 atm CO 66th 5151 3535 9090 8585 1 atm CO1 atm CO 66th keineno 3636 10 110 1 9090 Reaktionreaction 10 110 1 ele 41 bis 46ele 41 to 46 1 atm CO1 atm CO %% 100100 3737 'Volumen).'Volume). /on überdruck/ on overpressure 1 atm 33/CO1 atm 33 / CO 66th 5151 3838 67/H,67 / H, 1 atm H1 1 atm H 1 66th 3737 3939 1 atm N2 1 atm N 2 66th 1818th 4040 *) (Gewicht*) (Weight

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurden Reduktionsversuche mit einem Einsatzmaterial durchgeführt, daß aus 12 bis 15 Gewichtsprozent Nitroalkan mit 10 bis 14 C-Atomen und 88 bis 85 Gewichtsprozent eines n-Alkans mit 10 bis 14 C-Atomen bestand, wobei eine Konzentration von Äthylendiamin in Wasser von 90 Volumprozent und der Kupfer-Katalysator von Beispiel 1 in einem Molverhältnis von 1:4Following the procedure of Example 1, reduction tests were carried out on a feedstock that from 12 to 15 percent by weight nitroalkane with 10 to 14 carbon atoms and 88 to 85 percent by weight of an n-alkane with 10 to 14 carbon atoms consisted, with a concentration of ethylenediamine in water of 90 percent by volume and the copper catalyst of Example 1 in a molar ratio of 1: 4

zum Nitroalkan angewandt wurden. Die Reduktionei wurden bei 85 bis 900C unter CO-Drücken von 0 bi: 70 atü durchgerührt. Nach 4 Stunden wurden dii Reaktionsmischungen abgekühlt und der Grad de Umwandlung in das gewünschte Oxim gaschromato graphisch analysiert. Wie die folgende Tabellen zeigt, setzten Drücke über 17,6 atü die Umwandlungs geschwindigkeit herab.were applied to the nitroalkane. The reductions were carried out at 85 to 90 ° C. under CO pressures of 0 to 70 atmospheres. After 4 hours, the reaction mixtures were cooled and the degree of conversion to the desired oxime was analyzed by gas chromatography. As the following tables show, pressures above 17.6 atmospheres reduce the rate of conversion.

Tabelle IVTable IV Reaktor-TypReactor type Kataly-Catalysis Konzentriertes Äthylen-Concentrated Ethylene TempeTempe Druckpressure ReakReak Nitro-Nitro Beispielexample sator-sator diamin-Lösungsrftlteldiamine solution raturrature tionsions alkan-Umalkane-um Nr.No. Konzen-Concentration zeitTime wandlunüwandlunü trationtration (Ge
wichts
(Ge
weight
(Volumprozent)(Volume percentage) (C)(C) (Std.)(Hours.) (%)(%)
prozent)*)percent)*) GlasGlass 1010 90% in Wasser90% in water 8585 1 atm CO1 atm CO 44th 49,649.6 4141 RührautoklavStirred autoclave IGIG 90% in Wasser90% in water 9090 17,6 atü CO17.6 atmospheres CO 44th 51,551.5 4242 RührautoklavStirred autoclave 1010 90% in Wasser90% in water 9090 35,2 atü CO35.2 atmospheres CO 44th 33.833.8 4343 SchüttelautoklavShaking autoclave 1010 90% in Wasser90% in water 8585 14,1 atü CO14.1 atmospheres CO 44th 46,946.9 4444 SchüttelautoklavShaking autoclave 1010 90% in Wasser90% in water 8585 35,2 atü CO35.2 atmospheres CO 44th "8,1"8.1 4545 SchüttelautoklavShaking autoclave 1010 90% in Wasser90% in water 8585 70,3 atü CO70.3 atmospheres CO 44th 37.037.0 4646 *) !Gewicht Volumen).*)! Weight volume).

Beispiel 47Example 47

Abwandlung der Zusammensetzung des KupfersalzesModification of the composition of the copper salt

Bei diesen Versuchen wurde das nitrierte n-Dodecan-Substrat von Beispiel 1 unter den gleichen Reaktionsbedingungen und unter Verwendung der gleichen Mengen von Amin, Wasser und Kupfersalzen reduziert. Die einzige Abweichung bestand in allen drei Versuchen in dem Ersatz des Kupferacetats durch die gleiche Gewichtsmenge Kupfer(I)-chlorid, Kupfer(II)-sulfat und Kupfer(II)-chlorid. In allen Fällen betrug der Umwandlungsgrad zum Oxim 50% innerhalb von 2 Stunden und 90% nach 10 Stunden.In these experiments, the nitrided n-dodecane substrate of Example 1 was used under the same reaction conditions and reduced using equal amounts of amine, water and copper salts. The only difference in all three experiments was the replacement of the copper acetate with the equal amount by weight of copper (I) chloride, copper (II) sulfate and copper (II) chloride. Fraud in all cases the degree of conversion to oxime 50% within 2 hours and 90% after 10 hours.

1515th

Beispiel 48Example 48

Reduktion von Nitrocyclohexan zuReduction of nitrocyclohexane too

CyclohexanonoximCyclohexanone oxime

Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde 1 Gewichtsteil Nitrocyclohexan in einem Reaktor mit 1 Gewichtsteil Kupferacetat, 1 Gewichtsteil Wasser und 9 Gewichtsteilen Äthylendiamin gemischt. In die Reaktionsmischung wurde bei Atmosphärendruck CO eingeleitet und die Reaktionsmischung unter Rühren 3 Stunden lang auf 100° C erhitzt, wobei eine 90%ige Umwandlung in Cyclohexanonoxim eintrat. Nach der Abkühlung wurde das Oxim aus dem Reaktionsgemisch zweimal mit 5 Gewichtsteilen Benzol extrahiert und ergab einen tiefroten Extrakt. Bei der Vakuumdestillation wurde das Oxim in Form weißer Kristalle erhalten. Durch Elementaranalyse, IR-, NMR-Spektren sowie Gaschromatographie wurde die Struktur des gewünschten Produkts sichergestellt. Following the procedure described in Example 1, 1 part by weight of nitrocyclohexane was added to a reactor mixed with 1 part by weight of copper acetate, 1 part by weight of water and 9 parts by weight of ethylenediamine. CO was passed into the reaction mixture at atmospheric pressure and the reaction mixture heated with stirring to 100 ° C. for 3 hours, during which time a 90% conversion to cyclohexanone oxime occurred. After cooling, the oxime was removed from the reaction mixture twice with 5 parts by weight of benzene extracted and gave a deep red extract. Upon vacuum distillation, the oxime was in shape white crystals obtained. Through elemental analysis, IR, NMR spectra and gas chromatography the structure of the desired product was ensured.

Dieses Produkt ließ sich durch saure Hydrolyse quantitativ in Caprolactam überführen, ein Zwischenprodukt für die technische Herstellung von Nylon-6.This product could be converted quantitatively into caprolactam, an intermediate product, by acid hydrolysis for the technical production of nylon-6.

Beispiel 49Example 49

Reduktion von C10—C14-Nitro-n-alkanen in
C10—CM-n-Alkanon-oxime
Reduction of C 10 -C 14 -nitro-n-alkanes in
C 10 -C M n -alkanone oximes

Ein Gewichtsteil einer Mischung, die aus 15 Gewichtsteilen C10—C14-Nitroalkanen, 3 Gewichtsteilen Oxidationsprodukten und 82 Gewichtsteilen von C10—C^-Paraffinen bestand und durch Dampf-Flüssigphasen-Nitrierung von C10—C^-n-Alkanen mit NO2 erhalten wurde, wurde in einen Reaktor gegeben. der mit Heiz-, Kühl-, Destillier- und Rühreinrichtungen versehen war, zusammen mit 0,15 Gewichtsteilen Kupferacetat, 0,1 Gewichtsteilen Wasser und 1,2 Gewichtsteilen Äthylendiamin, sodann wurde die erhaltene Reaktionsmischung mit CO gespült, bis sich eine CO-Atmosphäre eingestellt hatte. Das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren 2 Stunden lang bei 1050C gehalten und dann abgekühlt, wobei es sich in eine leichtere organische und in eine blaue wäßrige Phase trennte. Die organische Phase wurde abgetrennt, mit überschüssigem Wasser gewaschen und im Vakuum destilliert, wobei man die Alkanon-oxime in 90%iger Ausbeute erhielt. Wie sich durch IR-, NMR-Spektren, Elementaranalyse und Gaschromatographie bestätigen ließ.One part by weight of a mixture consisting of 15 parts by weight of C 10 -C 14 nitroalkanes, 3 parts by weight of oxidation products and 82 parts by weight of C 10 -C ^ paraffins and by vapor-liquid phase nitration of C 10 -C ^ n-alkanes with NO 2 obtained was placed in a reactor. which was provided with heating, cooling, distilling and stirring devices, together with 0.15 parts by weight of copper acetate, 0.1 parts by weight of water and 1.2 parts by weight of ethylenediamine, then the resulting reaction mixture was flushed with CO until a CO atmosphere had set. The reaction mixture was kept with stirring for 2 hours at 105 ° C. and then cooled, whereupon it separated into a lighter organic phase and a blue aqueous phase. The organic phase was separated off, washed with excess water and distilled in vacuo, the alkanone oximes being obtained in 90% yield. As confirmed by IR, NMR spectra, elemental analysis and gas chromatography.

Beispiel 50Example 50

Reduktion von C16—C20-Nitroalkanon zu
C16—Cjo-Alkanon-oximen
Reduction of C 16 -C 20 nitroalkanone to
C 16 -Cjo-alkanone oximes

Nach dem im Beispiel 49 beschriebenen Verfahren wurde ein Ansatz von 0,3 Gewichtsteilen nitrierter C16—C2o-n-Alkane, die 25 Gewichtsprozent C16—C20-Nitroalkane in 75 Gewichtsprozent C16—C20-n-Alkane enthielt, eingesetzt. Die Reduktion wurde bei Atmosphärendruck unter Erhitzen auf 900C und Rühren 48 Stunden lang durchgeführt; eine Umwandlung von 70% wurde erhalten. Bei der Vakuumdestillation (0,4 bis 1,5 mm Druck) wurde ein gereinigtes Oxim-Produkt erhalten, dessen Elementaranalyse, Gaschromatogranhie, IR- sowie NMR-Werte bestätigten, daß es sich um das gewünschte Produkt handelte.According to the method described in Example 49, a batch of 0.3 parts by weight of nitrated C 16 -C 2 one-alkanes containing 25% by weight of C 16 -C 20 -nitroalkanes in 75% by weight of C 16 -C 20 -n-alkanes was used . The reduction was carried out at atmospheric pressure with heating to 90 ° C. and stirring for 48 hours; a conversion of 70% was obtained. In the vacuum distillation (0.4 to 1.5 mm pressure) a purified oxime product was obtained, whose elemental analysis, gas chromatography, IR and NMR values confirmed that it was the desired product.

Beispiel 51Example 51

Reduktion von C14 Reduction of C 14

C14—C15-n-Alkanon-oximenC 14 -C 15 n-alkanone oximes

C15-n-Nitroalkanen zuC 15 -n-nitroalkanes to

Nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein Ansatz von 10 Gewichtsteilen nitrierter C14—C15-n-Alkane, die 25 Gewichtsprozent C14—C15-Nitroalkane enthielten, in den im Beispiel 49 beschriebenen Reaktor eingegeben. Die rohe, saure Nitriermischung war erhalten worden durch Dampf-Flüssigphasen-Nitrierung von C14—C15-n-Alkanen mit NO2.According to the method described in Example 1, a batch of 10 parts by weight of nitrated C 14 -C 15 -n-alkanes containing 25 percent by weight of C 14 -C 15 -nitroalkanes was introduced into the reactor described in Example 49. The crude, acidic nitriding mixture was obtained by vapor-liquid-phase nitration of C 14 -C 15 -n-alkanes with NO 2 .

Der Katalysator bestand aus 0,6 Gewichtsteilen Kupferacetat, 10 Gewichtsteilen Äthylendiamin und 1 Gewichtsteil Wasser. Die Reduktion wurde in CO-Atmosphäre durchgeführt. Es wurde 2 Stunden lang bei 1000C und Atmosphärendruck erhitzt. Wie die IR-, Gaschromatographie- und NMR-Analysen bestätigten, wurde C14—C15-Alkanon-oxim in einer Ausbeute von 97% erhalten.The catalyst consisted of 0.6 parts by weight of copper acetate, 10 parts by weight of ethylenediamine and 1 part by weight of water. The reduction was carried out in a CO atmosphere. It was heated for 2 hours at 100 ° C. and atmospheric pressure. As confirmed by the IR, gas chromatography and NMR analyzes, C 14 -C 15 alkanone oxime was obtained in a yield of 97%.

40 Beispiel 52
Reduktion von Nitrodecan zu seinem Oxim
40 Example 52
Reduction of nitrodecane to its oxime

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde ein Ansatz aus 5 Gewichtsteilen Kupferacetat. 90 Gewichtsteilen Äthylendiamin und 10 Gewichtsteilen Wasser kräftig gerührt und mit CO gesättigt. Zu der erhaltenen tiefblauen Lösung wurden unter starkem Rühren 10,5 Gewichtsteile Nitrodecan hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wurde 5 Stunden lang auf 85° C erhitzt, abgekühlt und mit Diäthyläther extrahiert. Der Ätherextrakt wurde unter einem Vakuum von 5 mm destilliert und hinterließ einen rötlichgefärbten Rückstand, dessen IR- sowie NMR-Werte die erwartete Oxim-Struktur bestätigten.Following the procedure of Example 1, a batch of 5 parts by weight of copper acetate was made. 90 parts by weight Ethylenediamine and 10 parts by weight of water stirred vigorously and saturated with CO. To the The deep blue solution obtained was added with vigorous stirring 10.5 parts by weight of nitrodecane. The reaction mixture was heated to 85 ° C. for 5 hours, cooled and extracted with diethyl ether. The ether extract was distilled under a vacuum of 5 mm and left a reddish color Residue, the IR and NMR values of which confirmed the expected oxime structure.

55 Beispiel 53
Reduktion anderer Nitroalkane
55 Example 53
Reduction of other nitroalkanes

Unter Verwendung der gleichen Mengen Kupfei acetat, Äthylendiamin und Wasser wurden nach dei Verfahren von Beispiel 1 10 Gewichtsteile von Nitrc propan und Nitrobutan selektiv zu den entsprechende Oximen reduziert, nachdem die gerührte Reaktion:Using the same amounts of copper acetate, ethylenediamine and water were after dei Procedure of Example 1 10 parts by weight of Nitrc propane and nitrobutane selective to the corresponding Oximes reduced after the stirred reaction:

mischung mit CO gesättigt worden war. In beiden Fa len wurden Temperaturen von 85° C angewandt, un die Reduktion lief über 8 Stunden. Die Identität di Oxim-Produkts wurde wiederum durch IR- ur NMR-Spektren nachgewiesen.mixture was saturated with CO. In both companies Temperatures of 85 ° C. were used and the reduction lasted 8 hours. The identity di Oxime product was again detected by IR and NMR spectra.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur herstellung von Alkanon- oder Cycloalkanonoximen durch partielle Reduktion von Nitroalkanen oder Nitrocycloalkan[en] mit Kohlenmonoxid, dadurch gekennzeichnet, daß man ein, mindestens 3 Kohlenstoffatome enthaltendes Nitroalkan oder Nitrocydoalkanfen] in einer Kohlenmonoxidatmosphäre bei 60 bis 150° C und 0 bis 17,6 atü in Gegenwart einer wäßrigen, 0,5 bis 20 Gewichtsprozent eines gelösten Kupfersalzes enthaltenden, mindestens 60gewichtsprozentigen Lösung eines aliphatischen Amins eines pKa-Wertes von mindestens 9,5 umsetzt. 1. A process for the preparation of alkanone or cycloalkanone oximes by partial reduction of nitroalkanes or nitrocycloalkane [s] with carbon monoxide, characterized in that one, at least 3 carbon atoms containing nitroalkane or nitrocydoalkanfen] in a carbon monoxide atmosphere at 60 to 150 ° C and 0 to 17.6 atmospheres in the presence of an aqueous, 0.5 to 20 percent by weight of a dissolved copper salt containing at least 60 percent by weight solution of an aliphatic amine having a pK a value of at least 9.5. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Nitroalkan oder Nitrocycloalkan[en] in einem inerten Verdünnungsmittel gelöst umsetzt.2. The method according to claim 1, characterized in that the nitroalkane or nitrocycloalkane [s] reacted dissolved in an inert diluent. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kupfersalz das Salz einer schwachen Säure und als aliphatisches Amin Äthylendiamin einsetzt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the salt is used as the copper salt a weak acid and ethylenediamine as an aliphatic amine. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch von Nitroalkanen mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen einsetzt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that there is a mixture of nitroalkanes with 10 to 20 carbon atoms is used.
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