DE19803515A1 - Verfahren zur Herstellung von beta-Alkoxy-nitrilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von β-Alkoxy-nitrilen durch Umsetzung von niedermolekularen α,β-unge­ sättigten Nitrilen, z. B. mit bis zu 40 C-Atomen, mit ein-, zwei- oder dreiwertigen Alkoholen, z. B. mit jeweils einer Molmasse von bis zu 2,5.10³ g/Mol, in Gegenwart basischer Katalysatoren bei Temperaturen von -20 bis +200°C.

Die 1,4-Addition von ein- oder mehrwertigen Alkoholen an α,β-un­ gesättigte Nitrile ist eine bekannte Reaktion und wird aufgrund des Reaktionsmechanismus' in J. March, Advanced Organic Chemistry, 3rd Ed., Seite 665, J. Wiley & Sons, 1985, als eine "Michael-type-addition" bezeichnet.

Wie zum Beispiel in H. A. Bruson, Organic Reactions, Vol. 5, Chapt. 2, Seite 89, R. Adams (Ed.), J. Wiley, 1949, ausgeführt, benötigt diese Additionsreaktion gewöhnlicherweise einen basi­ schen Katalysator, um befriedigende Reaktionsgeschwindigkeiten zu erzielen.

In vielen Fällen werden die Reaktionsmischungen, die das 1,4-Additionsprodukt enthalten, ohne Reinigungsmaßnahmen direkt in einem zweiten Verfahrensschritt durch eine anschließende kata­ lytische Hydrierung in γ-Alkoxy-amine überführt. Eine Übersicht über die bekannten Verfahren findet sich beispielsweise in Hou­ ben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 11/1, Seite 341 ff, 4. Auflage (1957).

Da die 1,4-Addition von Alkoholen an α,β-ungesättigte Nitrile zu β-Alkoxy-nitrilen reversibel ist, gilt es zu vermeiden, daß in der evtl. nachgeschalteten Hydrierstufe in Gegenwart des basi­ schen Katalysators eine Rückspaltung des β-Alkoxy-nitrils statt­ findet (vergl. auch: H. A. Bruson, Organic Reactions, Vol. 5, Seite 90, 3. Absatz, Zeilen 8-11). Eine Abtrennung der in gerin­ gen Mengen eingesetzten basischen Katalysatoren vor der Hydrier­ stufe ist unwirtschaftlich und deshalb müssen sie mit einer Säure neutralisiert werden. In der evtl. nachgeschalteten katalytischen Hydrierung des β-Alkoxy-nitrils darf es nicht zu einer Schädigung des Hydrierkatalysators durch den 1,4-Additions-Katalysator bzw. seine neutralisierte Form kommen.

Typische Katalysatoren für die 1,4-Addition von Alkoholen an α,β- ungesättigte Nitrile sind, wie ebenfalls in H. A. Bruson, Organic Reactions, Vol. 5, Seite 81 und 89 ausgeführt, beispielsweise die Metalle Natrium und Kalium oder deren Oxide, Hydroxide, Hydride, Cyanide und Amide. Die Katalysatoren werden üblicherweise in Men­ gen von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Alkohol, eingesetzt.

In P. William et al., J. Am. Chem. Soc. 67, 1505-6, wird Natrium­ methanolat als basischer Katalysator verwendet.

Der Einsatz von Alkalimetallen bringt erhebliche Probleme mit der Handhabung dieser reaktiven Katalysatoren mit sich. Weiterhin sind auch Alkalimetall-hydride, -amide und -alkoholate sehr feuchtigkeitsempfindlich und nur unter aufwendigen Maßnahmen technisch handhabbar. Eine Kontrolle der chemischen Zusammen­ setzung dieser Katalysatoren vor deren Einsatz zur Ermittlung ih­ rer Aktivität ist unerläßlich.

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, Katalysatoren zu finden, die im technischen Maßstab einfach handhabbar sind und zugleich eine genügend hohe Aktivität aufweisen, um die 1,4-Additionsreak­ tion mit möglichst guten Raum-Zeit-Ausbeuten zu ermöglichen.

Die DE-A-20 61 804 beschreibt, daß bei der 1,4-Addition von β- thio- oder β-sulfoxid-substituierten Ethanolen an α,β-ungesät­ tigte Nitrile als basische Katalysatoren u. a. organische sekun­ däre oder tertiäre Amine, wie zum Beispiel Piperidin oder Tri­ ethylamin, eingesetzt werden können. Sekundäre Amine sind jedoch nur bedingt als Katalysatoren geeignet, da sie selbst mit α,β-un­ gesättigten Nitrilen reagieren.

In der DE-A-35 22 906 wird erwähnt, daß sowohl für die Herstel­ lung von 2,2'-Dicyanodiethylether (NC-(CH₂)₂-O-(CH₂)₂-CN) aus Acrylnitril und Wasser als auch für die Synthese von β-Alkoxy-ni­ trilen aus 2,2'-Dicyanodiethylether und einem Alkohol als basi­ sche Katalysatoren u. a. tertiäre Amine, wie zum Beispiel Tri­ ethylamin oder Pyridin, verwendet werden können.

Für die 1,4-Addition von Formaldehydcyanhydrin an Acrylnitril unter Bildung von β-(Cyanomethoxy)-propionitril wurde in der US 2,333,782 Tributylamin als Katalysator offenbart.

Als basische Katalysatoren für die 1,4-Addition von Alkoholen an α,β-ungesättigte Nitrile sind häufig quartäre Tetraalkylammonium­ hydroxide bzw. Lösungen hiervon, wie zum Beispiel Benzyltrimethy­ lammoniumhydroxid (= Triton® B), beispielsweise beschrieben in US 3,493,598 und W. P. Utermohlen, J. Am. Chem. Soc. 67, 1505-6 (1945), oder Tetrakis-(2-hydroxyethyl)-ammoniumhydroxid, bei­ spielsweise beschrieben in DE-A-21 21 325 und DE-A-22 17 494, eingesetzt worden.

Wie allgemein bekannt ist, sind Tetraalkylammoniumhydroxide ther­ misch nicht stabil und zersetzen sich zu einem Trialkylamin, Al­ ken und Wasser (Hofmann-Eliminierung; siehe z. B.: R.T. Morrison und R.N. Boyd, Organic Chemistry, 6th Ed., 1992, Seite 854 unten bis Seite 855 oben).

Auch Tetraalkylammoniumhydroxide mit 1 bis 4 β-Hydroxy-Substi­ tuenten sind thermisch instabil und zersetzen sich durch intra- und/­ oder intermolekulare Reaktionen (siehe z. B.: A. R. Doumaux et al., J. Org. Chem. 38, 3630-2 (1973) und A. C. Cope et al. in "Organic Reactions", Vol. 11, Chapter 5, Wiley, New York, 1960).

Daher sind diese Katalysatoren bzw. deren Lösungen nur bedingt lagerfähig und es ist auch hier eine Kontrolle ihrer chemischen Zusammensetzung vor deren Einsatz zur Ermittlung ihrer Aktivität erforderlich.

Aufgrund der thermischen Labilität von Tetraalkylammoniumhydroxi­ den sind bei ihrem Einsatz als Katalysatoren für die 1,4-Addition von Alkoholen an (α,β-ungesättigte Nitrile bei den üblichen Reaktionstemperaturen von 35 bis 140°C (H. A. Bruson, Organic Reactions, Vol. 5, Chapt. 2, Seite 89, 90 und 93) die Ausbeuten an den 1,4-Additionsprodukten oft verbesserungsbedürftig. Ein ge­ wichtiger Nachteil ist weiterhin die Tatsache, daß ein thermisch teilweise zersetzter Katalysator bzw. dessen Lösung ein verspäte­ tes Anspringen der 1,4-Additionsreaktion bewirkt. Dies kann zur Folge haben, daß sich im Reaktionsgefäß, in dem die Additions­ reaktion durch Zugabe des α,β-ungesättigten Nitrils, z. B. Acryl­ nitril, zum Alkohol durchgeführt wird, eine sicherheitstechnisch gefährlich hohe Nitril-Konzentration einstellt, die im Extremfall zu einer Polymerisation des α,β-ungesättigten Nitrils unter star­ ker Wärmeentwicklung führen kann.

Weitere Nachteile der quartären Ammoniumhydroxide sind ihre Nich­ teinsetzbarkeit bei der 1,4-Addition von mehrwertigen Alkoholen an α,β-ungesättigte Nitrile (siehe DE-A-22 17 494), die Tatsache, daß die 1,4-Additionsprodukte oftmals eine unerwünschte Verfär­ bung aufweisen, und die Notwendigkeit, sie nach erfolgter 1,4-Additionsreaktion durch Säurezugabe zu neutralisieren und das entstehende Salz abzutrennen, wenn die β-Alkoxy-nitrile direkt einer katalytischen Hydrierung zur Gewinnung von γ-Alkoxy-aminen unterworfen werden sollen (siehe DE-A-21 36 884).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein verbesser­ tes Verfahren zur 1,4-Addition von ein-, zwei- oder dreiwertigen Alkoholen an α,β-ungesättigte Nitrile zu finden, das die oben be­ schriebenen Nachteile nicht aufweist und das es auch ermöglicht, die erhaltene Reaktionsmischung, die die 1,4-Additionsprodukte enthält, direkt in einem zweiten Verfahrensschritt durch eine Hy­ drierung in Gegenwart eines Hydrierkatalysators in γ-Alkoxy-amine zu überführen, ohne daß eine vorherige Abtrennung oder Neutrali­ sation des Katalysators für die 1,4-Addition notwendig ist.

Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von β-Alkoxy-nitri­ len durch Umsetzung von α,β-ungesättigten Nitrilen mit beispiels­ weise 3 bis 40 C-Atomen mit ein-, zwei- oder dreiwertigen Alkoho­ len mit beispielsweise jeweils einer Molmasse von bis zu 2,5.10³ g/Mol in Gegenwart basischer Katalysatoren bei Temperaturen von -20 bis +200°C gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Katalysator ein Diazabicycloalken der Formel I

in der 1 bis 4 H-Atome unabhängig voneinander durch die Reste R¹ bis R⁴, wobei
R¹, R², R³, R⁴ C_1-20-Alkyl, C_6-20-Aryl oder C_7-20-Arylalkyl
bedeuten,
substituiert sein können sowie n und m ganze Zahlen von 1 bis 6 bedeuten, verwendet.

Die Reste R¹, R², R³ und R⁴ haben unabhängig voneinander folgende Bedeutung:

• - C_1-20-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, Cyclopentyl, Cyclopentyl­ methyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, Cyclohexyl, n-Heptyl, iso-Heptyl, Cyclohexylmethyl, n-Octyl, iso-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Un­ decyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Pentadecyl,
  bevorzugt C₁- bis C₈-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pen­ tyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, Cyclohexyl, Cyclopentyl­ methyl, n-Heptyl, iso-Heptyl, Cyclohexylmethyl, n-Octyl, iso- Octyl,
  besonders bevorzugt C₁- bis C₄-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n- Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.- Butyl,
• - C_6-20-Aryl, wie Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl bevorzugt Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, besonders bevorzugt Phenyl,
• - C_7-20-Arylalkyl, bevorzugt C_7-12-Phenylalkyl, wie Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 1-Phenylpropyl, 2-Phenylpropyl, 3-Phenylpropyl, 1-Phenylbutyl, 2-Phenylbutyl, 3-Phenylbutyl und 4-Phenylbutyl, besonders bevorzugt Benzyl.

Die genannten Reste können unter den Reaktionsbedingungen inerte Substituenten tragen, wie eine oder mehrere Alkylreste, z. B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.- Butyl, tert.-Butyl.

Die Indices n und m in der Formel I bedeuten unabhängig voneinan­ der jeweils ganze Zahlen von 1 bis 6. Bevorzugt bedeutet n eine ganze Zahl von 1 bis 3 und in eine ganze Zahl von 1 bis 3. Beson­ ders bevorzugt bedeutet n 1, 2 oder 3 und m ist gleich 2.

Als Beispiele für Katalysatoren der Formel I seien genannt:
1,5-Diazabicyclo[4.3.0]nonen-5 (DBN), 1,8-Diazabi­ cyclo[5.4.0]undecen-7 (DBU), 1,6-Diazabicyclo[5.5.0]dodecen-6, 1,7-Diazabicyclo[6.5.0]tridecen-7, 1,8-Diazabi­ cyclo[7.4.0]tridecen-8, 1,8-Diazabicyclo[7.5.0]tetradecen-8, 1,5-Diazabicyclo[4.4.0)decen-5 (DBD), 1,8-Diazabi­ cyclo[5.3.0]decen-7, 1,10-Diazabicyclo[7.3.0)dodecen-9, 1,10-Diazabicyclo[7.4.0]tridecen-9, 2-Methyl-1,5-diazabi­ cyclo[4.3.0]nonen-5, 3-Methyl-1,5-diazabicyclo[4.3.0)nonen-5, 7-Methyl-1,5-diazabicyclo[4.3.0)nonen-5, 7-Benzyl-1,5-diazabi­ cyclo[4.3.0)nonen-5, 11-Methyl-1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecen-7, 10-Methyl-1, 8-diazabicyclo[5.4.0]undecen-7, 6-Methyl-1,8-diazabi­ cyclo[5.4.0]undecen-7, 6-Benzyl-1,8-Diazabicyclo[5.4.0)undecen-7, 2-Methyl-1,5-diazabicyclo[4.4.0]decen-5, 3-Methyl-1,5-diazabi­ cyclo[4.4.0]decen-5, 7-Methyl-1,5-diazabicyclo[4.4.0)decen-5, 7-Benzyl-1,5-diazabicyclo[4.4.0]decen-5.

Bevorzugt sind DBN, DBD und DBU, besonders bevorzugt sind DBU und DBN, da diese Verbindungen leicht zugänglich sind.

Auch Mischungen von Verbindungen der Formel I, z. B. eine Mischung bestehend aus DBU und DBN, sind als Katalysatoren ein­ setzbar.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren der Formel I sind im Gegen­ satz zu den bisher als Katalysator verwendeten quartären Ammoniumverbindungen auch gut für die vollständige Umsetzung al­ ler Hydroxylgruppen von zwei- bzw. dreiwertigen Alkoholen durch 1,4-Addition an α,β-ungesättigte Nitrile einsetzbar.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die 1,4-Additionsprodukte, also die β-Alkoxy-nitrile, wesentlich geringere Verfärbungen aufweisen als bei der Verwendung der quar­ tären Ammoniumverbindungen des Stands der Technik als Katalysatoren.

Diazabicycloalkene der Formel I können nach verschiedenen Metho­ den hergestellt werden. Bekannt ist zum Beispiel die Addition von Acrylnitril an Lactame unter Bildung von Cyanoethyl-lactamen, die anschließend zu Aminopropyl-lactamen hydriert und zuletzt unter sauer katalysierter Wasserabspaltung zu den Diazabicycloalkenen zyklisiert werden (H. Oediger et al., Synthesis, S. 591-8 (1972); H. Oediger et al., Chem. Ber. 99, S. 2012-16 (1966).; L. Xing- Quan, J. Nat. Gas Chem. 4, S. 119-27(1995)).

Die ältere deutsche Patentanmeldung Nr. 197 52 935.6 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Diazabicycloalkenen durch Umsetzung von Lactonen mit Diaminen unter Wasserabspaltung.

Diazabicycloalkene der Formel I kommen als starke Basen, die auf­ grund ihrer geringen Nukleophilie gegenüber gewöhnlichen tert. Aminen wie z. B. Triethylamin oder N,N-Dimethylanilin eine beson­ dere Stellung einnehmen, in einer Reihe organischer Reaktionen zur Anwendung, beispielsweise in Halogenwasserstoff-Eliminie­ rungsreaktionen (siehe obengenannte Lit.).

Die hervorragende Aktivität von Diazabicycloalkenen der Formel I als Katalysatoren für die 1,4-Addition von Alkoholen an α,β-unge­ sättigte Nitrile ist insofern überraschend, als aus der JP-A-5-25201/93 (Beispiel 1) bekannt war, daß für die Reaktion von bereits zu 85% cyanethyliertem Pullulan mit Acrylnitril (ACN) ein extrem hoher Überschuß von ca. 30 Mol ACN pro Mol Hy­ droxylgruppe, eine große Menge von 6 Gew.-% des Katalysators 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undecen-7 (DBU) sowie eine lange Reakti­ onszeit von zehn Tagen notwendig waren.

Pullulan ist ein aus D-Maltotriose-Einheiten aufgebautes Polymer mit einer Molmasse im Bereich von 5.10⁴ bis 2.10⁶ g/Mol (Lit.: A. Jeanes in "Extracellular Microbial Polysaccharides" (P.A. Sandford und A. Laskin, Ed.), Seite 288, 289 und 292, Am. Chem. Soc., Washington, DC (1977)).

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich wie folgt durchführen:
Bei einer diskontinuierlichen Verfahrensweise wird der Alkohol zusammen mit dem Katalysator der Formel I, gegebenenfalls in einen inerten Lösungsmittel gelöst, in einem Reaktionsgefäß unter Normaldruck oder erhöhtem Druck vorgelegt und das α,β-ungesät­ tigte Nitril zudosiert. Als Reaktionsgefäße kommen beispielsweise Rührreaktoren oder Rührbehälterkaskaden in Betracht.

Bei einem kontinuierlichen Verfahren werden beispielsweise Rühr­ behälter-, Schlaufen- oder Rohrreaktoren eingesetzt, oder eine Kombination dieser Reaktoren, gegebenenfalls bei jeweils unter­ schiedlichen Temperaturen, in die die beiden Reaktanden und der Katalysator der Formel I hineinbefördert werden.

Bevorzugt ist unter sicherheitstechnischen Gesichtspunkten eine kontinuierliche Verfahrensweise.

Durch die hohe Aktivität der Katalysatoren der Formel I setzt die Reaktion unter Wärmeentwicklung und Bildung der β-Alkoxynitrile ohne Verzögerung ein und die Konzentration an α,β-ungesättigtem Nitril im Reaktionsgefäß wird somit sehr niedrig gehalten, da es sofort mit dem Alkohol abreagiert. Dies wirkt sich zum einen vor­ teilhaft auf die Selektivität der 1,4-Additionsreaktion aus und zum anderen werden die oben beschriebenen Sicherheitsrisiken durch Polymerisationsreaktionen von unumgesetztem α,β-ungesättig­ ten Nitril vermieden.

Der Katalysator kann vorteilhaft in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Alkohol, eingesetzt werden. Bei geringe­ ren Mengen werden längere Reaktionszeiten oder höhere Reaktions­ temperaturen benötigt, größere Mengen sind aus wirtschaftlichen Gründen weniger interessant. Die erfindungsgemäßen Katalysatoren zeichnen sich durch eine hohe Aktivität aus und können daher auch in geringen Mengen von 0,05 bis 3, bevorzugt 0,05 bis 2, beson­ ders bevorzugt 0,1 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf den Alkohol, ein­ gesetzt werden.

Die beiden Edukte, der Alkohol und das α,β-ungesättigte Nitril, werden üblicherweise in einem molaren Verhältnis derart einge­ setzt, daß das molare Verhältnis von umzusetzender Hydroxylgruppe zu (α,β-ungesättigtem Nitril im Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 10, bevor­ zugt 1 : 0,8 bis 1 : 2, besonders bevorzugt 1 : 0,9 bis 1 : 1,2, liegt. Setzt man weniger als 1 Mol α,β-ungesättigtes Nitril pro Mol um­ zusetzender Hydroxylgruppe ein, so erhält man einen unvollständi­ gen Umsatz dieser Hydroxylgruppe und es liegt nach der Umsetzung so gut wie kein freies α,β-ungesättigtes Nitril mehr vor, was sicherheitstechnische Vorteile ergeben kann. Ein molarer Über­ schuß an α,β-ungesättigtem Nitril bezogen auf vorhandene Hydroxylgruppen bewirkt zwar einen vollständigen Umsatz des Alkohols, bringt jedoch dann Probleme bei der Aufarbeitung der Reaktionsanträge mit sich, da diese noch, zumeist toxische, unum­ gesetzte α,β-ungesättigte Nitrile enthalten.

Die erfindungsgemäßen Katalysatoren der Formel I zeichnen sich zusätzlich dadurch aus, daß sie auch bei molaren Verhältnissen von Hydroxylgruppe zu α,β-ungesättigtem Nitril im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 1,1 noch einen vollständigen Alkoholumsatz bewirken, wäh­ rend weniger gut geeignete Anlagerungskatalysatoren einen größe­ ren molaren Überschuß an α,β-ungesättigtem Nitril erfordern.

Sollen zwei- oder dreiwertige Alkohole an α,β-ungesättigte Ni­ trile addiert werden, so hat man es über die Steuerung der Reaktionsbedingungen, z. B. Wahl des molaren Verhältnisses von Alkohol zu α,β-ungesättigtem Nitril, in der Hand, Mono-, Bis- oder Tris-1,4-Additionsprodukte zu erhalten. So kann z. B. durch die Umsetzung von Diethylenglykol mit einem Moläquivalent Acryl­ nitril das Produkt mit der Formel HO-(CH₂)₂-O-(CH₂)₂-O-(CH₂)₂-CN erhalten werden.

Als inerte Lösungsmittel für die Umsetzung eignen sich zum Bei­ spiel Ether, wie Tetrahydrofuran (THF), Methyl-tert.-butylether (MTBE), 1,4-Dioxan, oder N-Methyl-pyrrolidon (NMP), N,N-Dimethyl­ formamid (DMF), Dimethylsulfoxid (DMSO), Sulfolan, bevorzugt THF oder NMP. Auch Mischungen geeigneter Lösungsmittel sind verwend­ bar.

In vielen Fällen, wie in den Reaktionsbeispielen, kann die Umset­ zung ohne Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt werden.

Die Reaktionstemperatur richtet sich nach der Reaktivität des eingesetzten Alkohols bzw. α,β-ungesättigten Nitrils, den Schmelzpunkten sowie der Flüchtigkeit der Edukte. Geeignete Reaktionstemperaturen liegen in der Regel im Bereich von -20 bis +200°C, wobei man u. U. die Umsetzung bei erhöhtem Druck vor­ nimmt. Bevorzugt sind Reaktionstemperaturen von 0 bis 150°C, be­ sonders bevorzugt 25 bis 100°C.

Wird die Umsetzung in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchge­ führt, so wird die Reaktionstemperatur mindestens so hoch einge­ stellt, daß der eingesetzte Alkohol flüssig vorliegt.

Der Reaktionsdruck (absolut gemessen) beträgt in der Regel 0,05 bis 2 MPa, bevorzugt 0,09 bis 1 MPa, besonders bevorzugt Atmosp­ härendruck (Normaldruck).

Bei der erfindungsgemäßen Umsetzung der Alkohole mit den α,β-un­ gesättigten Nitrilen werden in der Regel Verweilzeiten von 15 Min. bis 10 h eingestellt. Bevorzugt sind Verweilzeiten von l bis 5 h, besonders bevorzugt 1 bis 3 h. Je höher die gewählte Reakti­ onstemperatur, desto kürzer kann in der Regel die Verweilzeit be­ messen sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich beispielsweise zur Herstellung von β-Alkoxy-nitrilen der Formel II

in der unabhängig voneinander
R⁵, R⁶, R⁷ Wasserstoff, gegebenenfalls durch Halogen, Cyano, C_1-30-Alkoxy, C_6-30-Aryloxy, C_2-3-Alkenyloxy und/oder C_2-20-Dialkylamino substituiertes C_1-30-Alkyl, C_2-30-Alkenyl, C_3-12-Cycloalkyl, C_5-12-Cycloalkenyl, C_6-20-Aryl, C_3-15-Heteroaryl, C_7-20-Arylalkyl, C_8-20-Aryl­ alkenyl, C_4-20-Heteroarylalkyl, C_7-20-Alkylaryl, C_4-20-Alkylheteroaryl, Y-(CH₂)_a-NR⁹-,
R⁵ und R⁶ gemeinsam (CH₂)_a-X-(CH₂)_b oder gemeinsam eine durch Ha­ logen, Cyano, C_1-30-Alkoxy, C_6-30-Aryloxy, C_2-3-Alkenyl­ oxy und/oder C_2-20-Dialkylamino substituierte C_4-8-Alkylenkette,
R⁵ und R⁷ gemeinsam (CH₂)_a-X-(CH₂)_b oder gemeinsam eine durch Ha­ logen, Cyano, C_1-30-Alkoxy, C_6-30-Aryloxy, C_2-3-Alkenyl­ oxy und/oder C_2-20-Dialkylamino substituierte C_4-8-Alkylenkette,
X CH₂, CHR⁹, O oder NR⁹,
R⁹ C_1-4-Alkyl, C_6-20-Aryl, C_7-20-Alkylaryl, C_7-20-Arylalkyl,
Y C_3-30-Dialkylaminoalkyl,
a, b eine ganze Zahl von 1 bis 4,
wobei die Reste R⁵, R⁶ und R⁷ beispielsweise zusammen bis zu 37 C-Atome besitzen,
x eine ganze Zahl von 1 bis 3,
R⁸ für den Fall, daß x = 1:
gegebenenfalls durch Halogen, Cyano, Hydroxy, C_1-30-Alkoxy, C_6-30-Aryloxy, C_2-3-Alkenyloxy und/oder C_2-20-Dialkylamino substituiertes C_1-200-Alkyl, C_3-200-Alkenyl, C_3-200-Alkinyl, C_3-12-Cycloalkyl, C_5-12-Cycloalkenyl, C_6-20-Aryl, C_3-15-Heteroaryl, C_7-20-Arylalkyl, C_8-20-Arylalkenyl, C_4-20-Heteroaryl­ alkyl, C_7-20-Alkylaryl, C_4-20-Alkylheteroaryl oder Y (CH₂)_a-NR⁹-(CH₂)_b+1-, C_nH_2n+1-(NR⁹-C_lH_2l)_p-NR⁹-C_qH_2q-, Alkoxyalkyl des Typs C_nH_2n+1-O-C_mH_2m-, Aryloxyalkyl des Typs Ar-O-C_mH_2m-, mit Ar gleich C_6-20-Aryl, Polyalkoxyalkyl des Typs C_nH_2n+1-O-C_mH_2m-(O-C_lH_2l)_p-O-C_qH_2q-,
m, n, l, q eine ganze Zahl von 1 bis 20
p eine ganze Zahl von 0 bis 50
R⁸ für den Fall, daß x = 2:
ein gegebenenfalls durch Halogen, Cyano, Hydroxy, C_1-30-Alkoxy, C_6-30-Aryloxy, C_2-3-Alkenyloxy und/oder C_2-20-Dialkylamino substituiertes/r C_2-200-Alkan, C_4-200-Alken, C_4-200-Alkin, C_4-12-Cycloalkan, C_5-12-Cycloalken, C_6-20-Aromat, C_3-15-Heteroaromat, C_7-20-Alkylaromat, C_8-20-Alkenylaromat mit jeweils zwei freien Valenzen oder -C_nH_2n-(NR⁹-C_lH_2l)_p-NR⁹-C_qH_2q-, Polyoxypolyalkylen des Typs -C_nH_2n-O-C_mH_2m-(O-C_lH_2l)_p-O-C_qH_2q-,
R⁸ für den Fall, daß x = 3:
ein gegebenenfalls durch Halogen, Cyano, C_1-30-Alkoxy, C_6-30-Aryloxy, C_2-3-Alkenyloxy und/oder C_2-20-Dialkyl­ amino substituiertes/r C_3-200-Alkan, C_5-200-Alken, C_5-12-Cycloalkan, C_5-12-Cyclo­ alken, C_6-20-Aromat, C_7-20-Alkylaromat mit jeweils drei freien Valenzen oder
-C_nH_2n-1-(NR⁹-C_lH_2l)_p-NR⁹-C_qH_2q-, Polyoxypolyalkylen des Typs -C_nH_2n-1-O-C_mH_2m-(O-C_lH_2l)_p-O-C_qH_2q-,
bedeuten,
durch Umsetzung von α,β-ungesättigten Nitrilen mit beispielsweise 3 bis 40 C-Atomen der Formel III

mit ein-, zwei- oder dreiwertigen Alkoholen, z. B. mit einer Mol­ masse von bis zu 2,5.10³ g/Mol, der Formel IV

R⁸-[OH]_x (IV)

Die Reste R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ sowie die Bezeichnungen X, Y, a, b, x, m, n, l, q und p in den Verbindungen der Formeln II, III und IV haben unabhängig voneinander folgende Bedeutungen:
R⁵, R⁶, und R⁷:

• - gleich oder verschieden,
• - Wasserstoff,
• - C_1-30-Alkyl, vorzugsweise C_1-20-Alkyl, bevorzugt C_1-12-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl, iso-He­ xyl, sec.-Hexyl, Cyclopropylmethyl, n-Heptyl, iso-Heptyl, Cyclohexylmethyl, n-Octyl, 2-Ethyl-hexyl, n-Nonyl, iso-Nonyl, n-Decyl, iso-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl und iso-Dodecyl, be­ sonders bevorzugt C_1-4-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl, sec.-Butyl-, tert.-Butyl,
• - C_2-30-Alkenyl, vorzugsweise C_2-20-Alkenyl, bevorzugt C_2-12-Alkenyl, wie Ethenyl, 2-Propen-1-yl, 2-Propen-2-yl, 2-Buten1-yl, 2-Buten-2-yl, 3-Buten-1-yl, 3-Buten-2-yl, 2-Penten-1-yl, 4-Penten-1-yl, 2-Hexen-1-yl, 5-Hexen-1-yl,
• - C_3-12-Cycloalkyl, vorzugsweise C_3-8-Cycloalkyl, wie Cyclo­ propyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl, bevorzugt Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cyclooctyl, besonders bevorzugt Cyclopentyl und Cyclohexyl,
• - C_5-12-Cycloalkenyl, vorzugsweise C_5-8-Cycloalkenyl, wie 1-Cyclopentenyl, 3-Cyclopentenyl, 1-Cyclohexenyl, 3-Cyclo­ hexenyl, 1-Cycloheptenyl und 1-Cyclooctenyl,
• - C_6-20-Aryl, wie Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl bevorzugt Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, besonders bevorzugt Phenyl,
• - C_3-15-Heteroaryl, wie 2-Pyridinyl, 3-Pyridinyl, 4-Pyridinyl, Pyrazinyl, Pyrrol-3-yl, Imidazol-2-yl, 2-Furanyl und 3-Furanyl,
• - C_7-20-Arylalkyl, bevorzugt C_7-12-Phenylalkyl, wie Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 4-tert.-Butyl-phenyl-methyl, 1-Phenylpropyl, 2-Phenylpropyl, 3-Phenylpropyl, 1-Phenyl­ butyl, 2-Phenylbutyl, 3-Phenylbutyl und 4-Phenylbutyl, beson­ ders bevorzugt Benzyl, 1-Phenethyl und 2-Phenethyl,
• - C_8-20-Arylalkenyl, bevorzugt C_8-12-Phenylalkenyl, wie 1-Phene­ thenyl, 2-Phenethenyl, 3-Phenyl-1-propen-2-yl und 3-Phenyl-1-propen-1-yl,
• - C_4-20-Heteroarylalkyl, wie Pyrid-2-yl-methyl, Furan-2-yl-me­ thyl, Pyrrol-3-yl-methyl und lmidazol-2-yl-methyl,
• - C_7-20-Alkylaryl, bevorzugt C_7-12-Alkylphenyl, wie 2-Methyl­ phenyl, 3-Methylphenyl, 4-Methylphenyl, 2,4-Dimethylphenyl, 2,5-Dimethylphenyl, 2,6-Dimethylphenyl, 3,4-Dimethylphenyl, 3,5-Dimethylphenyl, 2,3,4-Trimethylphenyl, 2,3,5-Trimethyl­ phenyl, 2,3,6-Trimethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl, 2-Ethylphenyl, 3-Ethylphenyl, 4-Ethylphenyl, 2-iso-Propylphe­ nyl, 3-iso-Propylphenyl, 4-iso-Propylphenyl und 4-tert.-Bu­ tylphenyl,
• - C_4-20-Alkylheteroaryl, wie 2-Methyl-3-pyridinyl, 4-Methyl-imi­ dazol-2-yl, 4,5-Dimethyl-imidazol-2-yl, 3-Methyl-2-furanyl und 5-Methyl-2-pyrazinyl,
• - Y-(CH₂)_a-NR⁹-, mit Y, a und R⁹ wie unten definiert, wie (CH₃)₂N-(CH₂)₂-NCH₃-, (CH₃)₂N-(CH₂)₃-NCH₃-, (CH₃)₂N-(CH₂) ₄-NCH₃-,

R⁵

und R⁶

:

• - gemeinsam (CH₂)_a-X-(CH₂)_b, mit a, b und X wie unten definiert, wie -(CH₂)₃-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)5-, -(CH₂)₆-, -(CH₂)₂-O-(CH₂)₂-, -CH₂-O-(CH₂)₂-, -CH₂-CHCH₃-(CH₂)₂-, -(CH₂)₂-NCH₃-(CH₂)₂-, -(CH₂)₂-N(CH₂Ph)-(CH₂)₂-,

R⁵

und R⁷

:

• - gemeinsam (CH₂)_a-X-(CH₂)_b, mit a, b und X wie unten definiert, wie -(CH₂)₃-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)₅-, -(CH₂)₆-, -(CH₂)₂-O-(CH₂)₂-, -CH₂-O-(CH₂)₂-, -CH₂-O-CH₂-, -CH₂-CHCH₃-(CH₂)₂-, -(CH₂)₂-NCH₃-(CH₂)₂-, -(CH₂)₂-N(CH₂Ph)-(CH₂)₂-,

R⁹

:

• - C_1-4-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
• - C_6-20-Aryl, wie oben definiert,
• - C_7-20-Alkylaryl, wie oben definiert oder
• - C_7-20-Arylalkyl, wie oben definiert.

X:

• - CH₂, CHR⁹, O oder NRW

Y:

• - C_3-30-Dialkylaminoalkyl, bevorzugt C_3-20-Dialkylaminoalkyl, be­ sonders bevorzugt C_3-12-Dialkylaminoalkyl, wie Dimethylamino­ methyl, Diethylaminomethyl, Di-iso-propylaminomethyl, Di-n- propylaminomethyl, 2-Dimethylaminoethyl, 2-Diethylaminoethyl, 2-Di-n-propylaminoethyl und 2-Di-iso-propylaminoethyl, (R⁹)₂N-(CH₂)_a,

a, b:

• - unabhängig voneinander,
• - eine ganze Zahl von 1 bis 4, bevorzugt 1, 2 oder 3,
  wobei die Reste R⁵, R⁶ und R⁷ beispielsweise zusammen bis zu 37 C-Atome besitzen,

x:
eine ganze Zahl von 1 bis 3, bevorzugt 1 oder 2,
R⁸

:
für den Fall, daß x = 1:

• - C_1-200-Alkyl, vorzugsweise C_1-20-Alkyl, bevorzugt C_1-12-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 2-Methyl-but-2-yl, 1,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, Cyclopentylmethyl, n-Heptyl, iso-Hep­ tyl, Cyclohexylmethyl, n-Octyl, 2-Ethylhexyl, n-Nonyl, iso- Nonyl, n-Decyl, iso-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl und iso-Dode­ cyl, besonders bevorzugt C_1-8-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Pro­ pyl, iso-Propyl-, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Bu­ tyl, 2-Ethylhexyl,
  sowie bevorzugt C_40-200-Alkyl, wie Polybutyl, Polyisobutyl, Polypropyl, Polyisopropyl und Polyethyl, Polybutylmethyl, Po­ lyisobutylmethyl, Polypropylmethyl, Polyisopropylmethyl und Polyethylmethyl,
• - C_3-200-Alkenyl, vorzugsweise C_3-20-Alkenyl, bevorzugt C_3-12-Alkenyl, wie 2-Propen-1-yl, 2-Buten-1-yl, 3-Buten-1-yl, 1-Buten-3-yl, l-Buten-3-methyl-3-yl, 2-Penten-1-yl, 4-Penten-1-yl, 2-Hexen-1-yl, 5-Hexen-1-yl,
• - C_3-200-Alkinyl, vorzugsweise C_3-20-Alkinyl, bevorzugt C_3-12-Alkinyl, wie 2-Propin-1-yl, 2-Butin-1-yl, 3-Butin-1-yl, 1-Butin-3-yl, 1-Butin-3-methyl-3-yl, 2-Pentin-1-yl, 4-Pentin-1-yl, 2-Hexin-1-yl, 5-Hexin-1-yl, 1-Pentin-3-methyl-3-yl, 1-Octin-4-ethyl-3-yl,
• - C_3-12-Cycloalkyl, wie oben definiert,
• - C_5-12-Cycloalkenyl, wie oben definiert,
• - C_6-20-Aryl, wie oben definiert,
• - C_3-15-Heteroaryl, wie oben definiert,
• - C_7-20-Arylalkyl, wie oben definiert,
• - C_8-20-Arylalkenyl, wie oben definiert,
• - C_4-20-Heteroarylalkyl, wie oben definiert,
• - C_7-20-Alkylaryl, wie oben definiert,
• - C_4-20-Alkylheteroaryl, wie oben definiert,
• - Y-(CH₂)_a-NR⁹-(CH₂)_b+1-, mit Y, R⁹, a und b wie oben definiert, wie (CH₃)₂N-(CH₂)₂-NCH₃-(CH₂)₂-, (CH₃)₂N-(CH₂)₃-NCH₃-(CH₂)₃-,
• - C_nH_2n+1-(NR⁹-C_lH_2l)_p-NR⁹-C_qH_2q-, mit R⁹ wie oben definiert und n, 1, p und q wie unten definiert, wie
  CH₃(CH₂)₂-(NCH₃-(CH₂)₂)₅-NCH₃-(CH₂)₃-,
  CH₃-(NCH₃-(CH₂)₂)₅-NCH₃-(CH₂)₂-,
• - Alkoxyalkyl des Typs C_nH_2n+1-O-C_mH_2m-, mit n und m wie unten definiert, wie CH₃OCH₂CH₂-, C₂H₅OCH₂CH₂-, CH₃O(CH₂)₄-,
• - Aryloxyalkyl des Typs Ar-O-C_mH_2m-, mit Ar gleich C_6-20-Aryl wie oben definiert und m wie unten definiert, wie C₆H₅OCH₂CH₂-, C₆H₅O(CH₂)₄-,
• - Polyalkoxyalkyl des Typs C_nH_2n+1-O-C_mH_2m-(O-C_lH_2l)_p-O-C_qH_2q-, mit n, m, l, p und q wie unten definiert, wie
  CH₃OCH₂CH₂(OCH₂CHCH₃)₃OCH₂CH₂-, CH₃OCH₂CH₂(OCH₂CH₂)₃OCH₂CH₂-,

m, n, l, q:

• - unabhängig voneinander,
• - eine ganze Zahl von 1 bis 20, bevorzugt von 1 bis 10,

p:
eine ganze Zahl von 0 bis 50, bevorzugt von 0 bis 10,
R⁸

:
für den Fall, daß x = 2:

• - ein C_2-200-Alkan, vorzugsweise ein C_2-20-Alkan, bevorzugt ein C_2-12-Alkan, mit jeweils 2 freien Valenzen, wie
  Ethan-1,2-diyl, n-Propan-1,2-diyl, n-Propan-1,3-diyl, n-Bu­ tan-1,2-diyl, n-Butan-1,3-diyl, n-Butan-1,4-diyl, n-Bu­ tan-2,3-diyl, 2-Methyl-propan-1,3-diyl, n-Pentan-1,2-diyl, n- Pentan-1,5-diyl, 2-Methyl-butan-1,4-diyl, 2,2-Dimethyl-pro­ pan-1,3-diyl, 1,2-Dimethylpropan-1,3-diyl, n-Hexan-1,2-diyl, n-Hexan-1,6-diyl, n-Hexan-2,5-diyl, n-Heptan-1,2-diyl, n-Hep­ tan-1,7-diyl, n-Octan-1,2-diyl, n-Octan-1,8-diyl, 2,2,4-Tri­ methyl-pentan-1,3-diyl, n-Nonan-1,2-diyl, n-Decan-1,2-diyl, n-Decan-1,10-diyl, n-Undecan-1,2-diyl, n-Dodecan-1,2-diyl, besonders bevorzugt ein C_2-4-Alkan mit jeweils 2 freien Valenzen, wie Ethan-1,2-diyl, n-Propan-1,2-diyl, n-Pro­ pan-1,3-diyl, n-Butan-1,2-diyl, n-Butan-1,4-diyl, 2,2-Dime­ thyl-propan-1,3-diyl, n-Hexan-1, 6-diyl, sowie vorzugsweise ein C_40-200-Alkan, wie Polybutan, Polyiso­ butan, Polypropan, Polyisopropan und Polyethan, Polybutylme­ than, Polyisobutylmethan, Polypropylmethan, Polyisopropylme­ than und Polyethylmethan mit jeweils 2 freien Valenzen,
• - ein C_4-200-Alken, vorzugsweise ein C_4-20-Alken, bevorzugt ein C_4-12-Alken, mit jeweils 2 freien Valenzen, wie cis-2-Bu­ ten-1, 4-diyl, trans-2-Buten-1,4-diyl, 3-Buten-1,2-diyl, 2-Penten-1,4-diyl, 4-Penten-1,2-diyl, 2-Hexen-1,6-diyl, 3-He­ xen-1,6-diyl, 3-Hexen-2,5-diyl, 5-Hexen-1,2-yl, 2,5-Dimethyl-3-hexen-2,5-diyl,
• - ein C_4-200-Alkin, vorzugsweise ein C_4-20-Alkin, bevorzugt ein C_4-12-Alkin, mit jeweils 2 freien Valenzen, wie 1-Butin-3,4-diyl, 2-Butin-1,4-diyl, 3-Hexin-1,6-diyl, 3-He­ xin-2,5-diyl, 2,5-Dimethyl-3-hexin-2,5-diyl, 1-He­ xin-5,6-diyl,
• - ein C_4-12-Cycloalkan, vorzugsweise ein C_4-8-Cycloalkan, mit je­ weils 2 freien Valenzen, wie Cyclobutan-1,2-diyl, Cyclo­ pentan-1,2-diyl, Cyclopentan-1,3-diyl, Cyclohexan-1,2-diyl, Cyclohexan-1,3-diyl, Cyclohexan-1,4-diyl, Cyclo­ heptan-1,2-diyl und Cyclooctan-1,2-diyl, bevorzugt Cyclo­ pentan-1,2-diyl, Cyclohexan-1,2-diyl, Cyclohexan-1,3-diyl, Cyclohexan-1,4-diyl und Cyclooctan-1,2-diyl, besonders bevor­ zugt Cyclopentan-1,2-diyl und Cyclohexan-1,2-diyl,
• - ein C_5-12-Cycloalken, vorzugsweise ein C_5-8-Cycloalken, mit je­ weils 2 freien Valenzen, wie 1-Cyclopenten-3,4-diyl, 1-Cyclo­ penten-3,5-diyl, 1-Cyclohexen-3,4-diyl, 1-Cyclo­ hexen-3,6-diyl, 1-Cyclohepten-3,4-diyl, 1-Cyclohep­ ten-3,7-diyl und 1-Cycloocten-3,8-diyl,
• - C_6-20-Aromat mit jeweils 2 freien Valenzen, wie Benzol-1,2-diyl, Benzol-1,3-diyl, Benzol-1,4-diyl, Naphthalin-1,2-diyl, Naphthalin-1,4-diyl, Naphthalin-1,5-diyl, Naphthalin-1,8-diyl, Anthracen-1,2-diyl, Anthracen-1,3-diyl, Anthracen-1,5-diyl,
• - C_3-15-Heteroaromat mit jeweils 2 freien Valenzen, wie Pyridin-2,3-diyl, Pyridin-2,4-diyl, Pyrazin-2,3-diyl, Pyrrol-2,3-diyl, Imidazol-4,5-diyl, Furan-2,3-diyl und Furan-3,4-diyl,
• - C_7-20-Alkylaromat mit jeweils 2 freien Valenzen, wie Benzyl-2-yl, Benzyl-4-yl, 1-Methyl-benzol-3,4-diyl, 1-Phenyl­ propan-2,3-diyl, 2-Phenylpropan-1,3-diyl, 3-Phenylbu­ tan-1,2-diyl,
• - C_8-20-Alkenylaromat mit jeweils 2 freien Valenzen, wie 1-Vi­ nyl-benzol-3,4-diyl,
• - C_nH_2n-(NR⁹-C_lH_2l)_p-NR⁹-C_qH_2q-, mit R⁹, n, l, p und q wie oben definiert, wie -CH₂CH₂(N(CH₃)CH₂CH₂)₄-NCH₃-C₂CH₂-,
• - Polyoxypolyalkylen des Typs -C_nH_2n-O-C_mH_2m-(O-C_lH_2l)_p-O-C_qH_2q-, mit n, m, l, p und q wie oben definiert, wie zum Beispiel -(CH₂)₄-(O-CH₂CH₂CH₂CH₂)₂₆-, -CH₂C₂ (OCH₂CH₂)₂-,

R⁸

:
für den Fall, daß x = 3:

• - ein C_3-200-Alkan, vorzugsweise ein C_2-20-Alkan, bevorzugt ein C_2-12-Alkan, mit jeweils 3 freien Valenzen, wie n-Pro­ pan-1,2,3-triyl, n-Butan-1,2,3-triyl, n-Butan-1,3,4-triyl, 2-Methyl-propan-1,2,3-triyl, n-Pentan-1,2,3-triyl, n-Pen­ tan-1,4,5-triyl, 2-Methyl-butan-1,3,4-triyl, 1,2-Dimethyl­ propan-1,2,3-triyl, n-Hexan-1,2,3-triyl, n-Hexan-1,2,6-triyl, n-Hexan-2,3,5-triyl, n-Heptan-1,2,3-triyl, n-Hep­ tan-1,6,7-triyl, n-Octan-1,2,3-triyl, n-Octan-1,7,8-triyl, n- Nonan-1,2,3-triyl, n-Decan-1,2,3-triyl, n-Decan-1,9,10-triyl, n-Undecan-1,2,3-tiyl, n-Dodecan-1,2,3-triyl, besonders bevor­ zugt ein C_3-5-Alkan mit jeweils 3 freien Valenzen, wie n-Pro­ pan-1,2,3-triyl, n-Butan-1,2,3-triyl, n-Butan-1,3,4-triyl,
• - ein C_5-200-Alken, vorzugsweise ein C_5-20-Alken, bevorzugt ein C_5-12-Alken, mit jeweils 3 freien Valenzen, wie 2-Penten-1,4,5-triyl, 2-Hexen-1,5,6-triyl,
• - ein C_5-12-Cycloalkan, vorzugsweise ein C_5-8-Cycloalkan, mit je­ weils 3 freien Valenzen, wie Cyclopentan-1,2,3-triyl, Cyclo­ pentan-1,3,4-triyl, Cyclohexan-1,2,3-triyl, Cyclo­ hexan-1,3,4-triyl, Cyclohexan-1,2,5-triyl,
• - ein C_5-12-Cycloalken, vorzugsweise ein C_5-8-Cycloalken, mit je­ weils 3 freien Valenzen, wie 1-Cyclopenten-3,4,5-triyl, 1-Cyclohexen-3,4,5-triyl, 1-Cyclohexen-3,4,6-triyl,
• - C_6-20-Aromat mit jeweils 3 freien Valenzen, wie Benzol-1,2,3-triyl, Benzol-1,3,4-triyl, Naphthalin-1,2,8-triyl, Naphthalin-1,3,8-triyl, Anthra­ cen-1,2,5-triyl,
• - C_7-20-Alkylaromat mit jeweils 3 freien Valenzen, wie Benzyl-2,3-diyl, Benzyl-3,4-diyl, 1-Methyl-ben­ zol-3,4,5-triyl, 1-Phenylpropan-1,2,3-diyl, 2-Phenyl­ propan-1,2,3-triyl,
• - C_nH_2n-1-(NR⁹-C_lH_2l)_p-NR⁹-C_qH_2q-, mit R⁹, n, l, p und q wie oben definiert, wie -CH₂CH(-)-N(CH₃)CH₂CH₂N(CH₃)CH₂CH₂-,
• - Polyoxypolyalkylen des Typs -C_nH_2n-1-O-C_mH_2m-(O-C_lH_2l)_p-O-C_qH_2q-, mit n, m, l, p und q wie oben definiert, wie -CH₂CH(-)-(OCH₂CH₂)₃-O-CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH(-)-(OCH₂CH₂)₃-O-CH₂CH₂-, -CH₂CH(-) CH₂-(OCH₂CH₂)₃-O-CH₂CH₂-.

Die Reste R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ können wie oben angegeben substituiert sein. Dabei kann die Anzahl der Substituenten in Abhängigkeit von der Art des Restes 0 bis 5, vorzugsweise 0 bis 3, insbesondere 0, 1 oder 2 betragen. Als Substituenten kommen in Betracht:

• - Halogen, wie Fluor, Chlor, Brom oder Iod, vorzugsweise Fluor oder Chlor,
• - Cyano: -C∼N,
• - C_1-30-Alkoxy, bevorzugt C_1-8-Alkoxy, wie Methoxy, Ethoxy, n- Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy, tert.-Butoxy, n-Pentoxy, iso-Pentoxy, sec.-Pentoxy, neo-Pen­ toxy, 1,2-Dimethylpropoxy, n-Hexoxy, iso-Hexoxy, sec.-Hexoxy, n-Heptoxy, iso-Heptoxy, n-Octoxy, iso-Octoxy, besonders bevorzugt C_1-4-Alkoxy, wie Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso- Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy und tert.-Butoxy,
• - C_6-30-Aryloxy, wie Phenoxy, 1-Naphthoxy und 2-Naphthoxy, bevorzugt Phenoxy,
• - C_2-3-Alkenyloxy, wie Vinyloxy, 1-Propenyloxy,
• - C_2-20-Dialkylamino, bevorzugt C_2-12-Dialkylamino, besonders C_2-8-Dialkylamino, wie N,N-Dimethylamino, N,N-Diethylamino, N,N-Dipropylamino, N,N-Di-(1-methylethyl)amino, N,N-Dibutyla­ mino, N,N-Di-(1-methylpropyl)-amino, N,N-Di-(2-methyl­ propyl)amino, N,N-Di-(1,1-dimethylethyl)-amino, N-Ethyl-N-me­ thylamino, N-Methyl-N-propylamino, N-Methyl-N-(1-methyl­ ethyl)-amino, N-Butyl-N-methylamino, N-Methyl-N-(1-methyl­ propyl)amino, N-Methyl-N-(2-methylpropyl)amino, N-(1,1-Dimethylethyl)-N-methylamino, N-Ethyl-N-propylamino, N-Ethyl-N-(1-methyl-ethyl)-amino, N-Butyl-N-ethylamino, N- Ethyl-N-(1-methylpropyl)amino, N-Ethyl-N-(2-methyl­ propyl)amino, N-Ethyl-N-(1,1-dimethylethyl)amino, N-(1-Methylethyl)-N-propylamino, N-Butyl-N-propylamino, N-(1-Methyl-propyl)-N-propylamino, N-(1-Methylpropyl)-N-pro­ pylamino, N-(2-Methyl-propyl)-N-propylamino, N-(1,1-Dimethyl­ ethyl)-N-propylamino, N-Butyl-N-(1-methylethyl)amino, n-(1-Methylethyl)-N-(1-methylpropyl)amino, N-(1-Methyl­ ethyl)-N-(1-methpropyl)amino, N-(1-Methylethyl)-N-(2-methyl­ pro-pyl)amino, N-(1,1-Dimethylethyl)-N-(1-methylethyl)amino, N-Butyl-N-(1-methylpropyl)amino, N-Butyl-N-(2-methyl­ propyl)amino, N-Butyl-N-(1,1-dimethylethyl)amino, N-(1-Methylpropyl)-N-(2-methylpropyl)amino, N-(1,1-Dimethyl­ ethyl)-N-(1-methylpropyl)amino und N-(1,1-Dimethyl­ ethyl)-N-(2-methylpropyl)amino, Diallylamino, Dicyclohexyla­ mino.

Als erfindungsgemäß einsetzbare Nitrile eignen sich eine Vielzahl aliphatischer oder aromatischer α,β-ungesättigter Nitrile. Die α,β-ungesättigten Nitrile können geradkettig oder verzweigt sein, alicyclische oder heterocyclische Gruppen enthalten und Halogen-, Cyano-, Alkoxy-, Aryloxy-, Alkenyloxy- und/oder Dialkylamino- Gruppen als Substituenten tragen.

Die Zahl der C-Atome der α,β-ungesättigten Nitrile ist nicht kri­ tisch; üblicherweise werden niedermolekulare α,β-ungesättigte Ni­ trile mit bis zu 40 C-Atomen verwendet.

Beispiele für α,β-ungesättigte Nitrile der Formel III sind:
Acrylnitril, Methacrylnitril, Crotonnitril, 2-Pentennitril, β,β- Dimethyl-acrylnitril, β-phenyl-acrylnitril. Bevorzugt sind aliphatische α,β-ungesättigte Nitrile mit bis zu 5 C-Atomen. Be­ sonders bevorzugt ist Acrylnitril.

Als erfindungsgemäß einsetzbare Alkohole eignen sich eine Viel­ zahl aliphatischer oder aromatischer, ein-, zwei- oder dreiwerti­ ger Alkohole. Die Alkohole können geradkettig oder verzweigt sein, alicyclische oder heterocyclische Gruppen enthalten und Ha­ logen-, Cyano-, Alkoxy-, Aryloxy-, Alkenyloxy- und/oder Dialkyla­ mino-Gruppen als Substituenten tragen. Die Reaktionsgeschwindig­ keit von tertiären Alkoholen ist in der Regel geringer als die von primären oder sekundären Alkoholen. Die Molmasse der Alkohole beträgt beispielsweise bis zu 2,5.10³ g/Mol.

Beispiele für Alkohole der Formel IV sind:
Monoole, z. B. aliphatische Alkanole, wie Methanol, Ethanol, n- Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, n- Pentanol, 2-Methyl-2-butanol, n-Hexanol, Cyclopentanol, Cyclo­ hexanol, 3,4-Dimethyl-cyclohexanol, 2-Ethylhexanol, 1-Octanol, Dodekanol, Tridecanol, Octadekanol, Menthol, Geraniol, Linalool, Citronellol, Stearylalkohol, Palmitylalkohol, Kokosalkohol, Oleylalkohol, Fettalkohole, Allylalkohol, Methallylalkohol, 4-Vinyloxy-1-butanol, Propargylalkohol, n-Amylalkohol, 1-Bu­ ten-3-ol, 1-Butin-3-ol, 1-Butin-3-methyl-3-ol, 1-Pentin-3-methyl-3-ol, 1-Octin-4-ethyl-3-ol, Polyisobutylalko­ hole, Polypropylalkohole, aromatische Alkohole, wie Phenol, Kresole, α- oder β-Naphthol, Benzylalkohol, Zimtalkohol, 4-tert.- Butyl-benzylalkohol, Furfurylalkohol, Alkoxy- oder Aryloxyalko­ hole, wie 2-Methoxyethanol, 2-Ethoxyethanol, 2-Propoxyethanol, 2-Butoxyethanol, 2-Phenoxyethanol, Cyanoalkohole, wie Formalde­ hydcyanhydrin, β-Cyanoethanol, Aminoalkohole, wie Dimethylamino­ ethanol, Diethylaminoethanol, 1-Dimethylamino-4-pentanol, 1-Diethylamino-4-pentanol, β-Morpholinoethanol, Triethanolamin, oder die durch Anlagerung von Alkylenoxiden wie Ethylenoxid, Propylenoxid oder Isobutylenoxid an Alkohole, wie z. B. Methanol, Ethanol, 1-Butanol, entstehenden Polyetheralkohole, wie Methylhe­ xaglykol oder Butyltriglykol.

Bevorzugt sind Alkan-monoole und Alkoxyalkan-monoole mit 1 bis 12 C-Atomen, wie Methanol, Ethanol, 2-Ethylhexanol, 2-Methoxyethanol und Benzylalkohol.

Diole, z. B. Alkandiole, wie Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol (Neopentyl­ glykol), 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexan­ diol, 2,5-Hexandiol, 2,2,4-Trimethyl-pentan-1,3-diol, 1,4-Cyclo­ hexandimethanol, 2,2-Bis[4-hydroxycyclohexyl]propan, Di-β-hydro­ xyethylether, 2-Butin-1,4-diol, 2-Buten-1,4-diol, 3-He­ xin-1,6-diol, 3-Hexin-2,5-diol, 2,5-Dimethyl-3-hexin-2,5-diol, Oligo- oder Polyalkylenglykole, wie Diethylenglykol, Triethylen­ glykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Polytetra­ hydrofuran, aromatische Alkohole, wie Hydrochinon, oder andere Diole, wie z. B. Hydroxypivalinsäure-neopentylglykolmonoester.

Bevorzugt sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol und Polytetrahydrofuran.

Triole, z. B. Alkantriole, wie Glycerin, Trimethylolpropan, Tri­ methylolethan, oder die durch Anlagerung von Alkylenoxiden wie Ethylenoxid oder Propylenoxid an Triole entstehenden Produkte.

Die 1,4-Additionsprodukte der Formel II können aus den durch die erfindungsgemäße Umsetzung von α,β-ungesättigten Nitrilen der Formel III mit Alkoholen der Formel IV erhaltenen Reaktionsaus­ trägen in üblicher Weise, beispielsweise durch fraktionierende Rektifikation oder Kristallisation, erhalten werden. Dabei ist in der Regel eine zuvor erfolgende Abtrennung oder Neutralisation des Katalysators der Formel I, die zum Beispiel mit Säuren wie Ameisensäure, Essigsäure, 2-Ethylhexansäure, Salzsäure, p-Toluol­ sulfonsäure oder Phosphorsäure erfolgen könnte, nicht notwendig.

Es wurde weiterhin gefunden, daß die durch die erfindungsgemäße Umsetzung von α,β-ungesättigten Nitrilen der Formel III mit Alko­ holen der Formel IV erhaltenen Reaktionsausträge, die die 1,4-Additionsprodukte der Formel II enthalten, direkt in einem zweiten Verfahrensschritt einer Hydrierung in Gegenwart eines Hydrierkatalysators unterworfen werden können, wobei γ-Alkoxy­ amine der Formel V

erhalten werden, ohne daß eine vorherige aufwendige Abtrennung oder Neutralisation des 1,4-Additions-Katalysators der Formel I notwendig ist. Die Hydrierung der β-Alkoxy-nitrile II in Gegen­ wart eines Hydrierkatalysators kann also in Gegenwart der Diaza­ bicycloalkene I durchgeführt werden, ohne daß damit ein Nachteil verbunden ist.

Unter den für die β-Alkoxy-nitrile II üblichen Hydrierbedingungen werden die Diazabicycloalkene I nicht hydriert, sie finden sich beispielsweise für den Fall, daß sie schwerflüchtiger als das Amin V sind, nach einer Rektifikation des Amins V im Sumpf kom­ plett wieder, von wo aus sie sogar wiedergewonnen werden können, um ein Recycling des Katalysators zu ermöglichen.

Für die Hydrierung der β-Alkoxy-nitrile II können alle für diese Reaktion gängigen Hydrierkatalysatoren verwendet werden, wie beispielsweise Raney-Nickel oder Raney-Cobalt, Nickel- oder Co­ balt-Festbettkatalysatoren, Nickel oder Cobalt auf Trägern und edelmetallhaltige Trägerkatalysatoren. Der Hydrierkatalysator kann pulverförmig, als Suspension oder als Formkörper, wie Stränge, Tabletten oder Kugeln, eingesetzt werden.

Die Reaktionsbedingungen richten sich u. a. nach dem verwendeten Hydrierkatalysator und dem eingesetzten β-Alkoxy-nitril II. In der Regel wird die Hydrierung der β-Alkoxy-nitrile II, gegebenen­ falls in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie z. B. 1,4-Dioxan, NMP, Tetrahydrofuran, Benzol, Toluol, Xylol, Metha­ nol, Ethanol oder Butanol, bei Temperaturen von 50 bis 250°C, Drücken von 3 bis 35 MPa und Verweilzeiten von 20 Min. bis 100 h durchgeführt.

Die Hydrierung kann sowohl diskontinuierlich, z. B. in Rühr-Auto­ klaven, als auch kontinuierlich, z. B. in Rohrreaktoren, durchge­ führt werden.

Geeignete Ausführungsbeispiele für die Hydrierung der β-Alkoxy­ nitrile II finden sich z. B. in Houben-Weyl, Methoden der organi­ schen Chemie, Band 11/1, Seite 341 ff, 4. Auflage (1957), US 5,196,589 oder W. P. Utermohlen, J. Am. Chem. Soc. 67, 1505-6 (1945).

Besonders bevorzugt wird die Hydrierung der β-Alkoxy-nitrile II, die die Diazabicycloalkene I enthalten, bei Temperaturen von 70 bis 200°C, Drücken von 5 bis 25 MPa und Verweilzeiten von 30 Min. bis 10 h ohne Gegenwart eines Lösungsmittels kontinuierlich durchgeführt.

β-Alkoxy-nitrile sind wichtige Zwischenprodukte zur Synthese von Wirk- und Farbstoffen.

γ-Alkoxy-amine sind als Vorprodukte für die Bildung von Kunststof­ fen, wie zum Beispiel Polyurethanen, Polyamiden und Epoxidharzen von erheblicher technischer Bedeutung.

Beispiele

Die Messungen der APHA-Farbzahlen erfolgten nach DIN-ISO 6271.

Beispiel 1 Methanol

52,48 g Methanol (1,64 mol) und 0,52 g DBU wurden vorgelegt und bei 55°C langsam (5%/Min.) 80,56 g Acrylnitril (ACN) (1,52 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch zwei Stunden bei 55°C nach­ reagieren gelassen.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmte Ausbeute an 3-Methoxypropionitril betrug 94%, der Gehalt an freiem Acryl­ nitril nach Titration 0,7% und die Farbzahl des Rohaustrags 3 APHA.

Vergleichsbeispiel 1 Methanol

Analog zu Beispiel 1 wurde die Reaktion mit 0,52 g einer 50%igen wäßrigen Lösung von Tetrakis-(2-hydroxyethyl)-ammoniumhydroxid durchgeführt.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmte Ausbeute an 3-Methoxypropionitril betrug 94%, der Gehalt an freiem Acryl­ nitril nach Titration 0,4% und die Farbzahl des Rohaustrags 37 APHA.

Aus dem in Diagramm 1 dargestellten Temperaturverlauf wird er­ sichtlich, daß in Beispiel 1 mit DBU als Katalysator eine sehr gleichmäßige Temperaturentwicklung während der Zugabe (ΔT_max = 15°C) vorlag, während der Vergleichsversuch 1 eine Temperaturspitze von 43°C aufwies, die erst kurz vor Beendigung der ACN-Zugabe er­ reicht wurde. Die Reaktion sprang mit Tetrakis-(2-hydroxy­ ethyl)-ammoniumhydroxid als Katalysator erst sehr verspätet an, was ein großes Sicherheitsrisiko bei Umsetzungen im technischen Maßstab darstellt.

Beispiel 2 Diethylenglykol

89,88 g Diethylenglykol (0,85 mol) und 0,90 g DBU wurden vorge­ legt und bei 55°C langsam (5%/Min.) 80,56 g Acrylnitril (1,52 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch zwei Stunden bei 55°C nachreagieren gelassen.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmte Ausbeute an Bis­ cyanethyliertem Diethylenglykol betrug 85,0%, die an mono-cyane­ thyliertem Diethylenglykol betrug 13,3%, der Gehalt an freiem Acrylnitril nach Titration 0,77% und die Farbzahl des Rohaus­ trags < 10 APHA.

Vergleichsbeispiel 2 Diethylenglykol

Analog zu Beispiel 2 wurde die Reaktion mit 0,85 g einer 50%igen wäßrigen Lösung von Tetrakis-(2-hydroxyethyl)-ammoniumhydroxid durchgeführt.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmte Ausbeute an Bis­ cyanethyliertem Diethylenglykol betrug 82,5%, die an mono-cyane­ thyliertem Diethylenglykol betrug 14,8%, der Gehalt an freiem Acrylnitril nach Titration 1,35% und die Farbzahl des Rohaus­ trags 187 APHA.

Aus dem in Diagramm 2 dargestellten Temperaturverlauf wird er­ sichtlich, daß in Beispiel 2 mit DBU eine sehr gleichmäßige Tem­ peraturentwicklung während der Zugabe (ΔT_max = 13°C) vorlag, wäh­ rend der Vergleichsversuch 2 eine Temperaturspitze von 27°C auf­ wies, die erst kurz vor Beendigung der ACN-Zugabe erreicht wurde. Die Reaktion sprang mit dem Tetrakis-(2-hydroxyethyl)-ammonium­ hydroxid erst sehr verspätet an, was ein großes Sicherheitsrisiko bei Umsetzungen im technischen Maßstab darstellt.

Beispiel 3 Diethylenglykol

85,24 g Diethylenglykol (0,80 mol) und 0,85 g DBU wurden vorge­ legt und bei 55°C langsam (5%/Min.) 80,56 g Acrylnitril (1,52 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch zwei Stunden bei 55°C nachreagieren gelassen.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmte Ausbeute an Bis­ cyanethyliertem Diethylenglykol betrug 90,7%, die an mono-cyane­ thyliertem Diethylenglykol betrug 7,8%, der Gehalt an freiem Acrylnitril nach Titration 0,33%.

Vergleichsbeispiel 3 Diethylenglykol

Analog zu Beispiel 3 wurde die Reaktion mit 0,90 g einer 50%igen wäßrigen Lösung Tetrakis-(2-Hydroxyethyl)-ammoniumhydroxid durch­ geführt.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmte Ausbeute an Bis­ cyanethyliertem Diethylenglykol betrug 90,0%, die an mono-cyane­ thyliertem Diethylenglykol betrug 8,9%, der Gehalt an freiem Acrylnitril nach Titration 0,80%.

Beispiel 4 Benzylalkohol

88,67 g Benzylalkohol (0,82 mol) und 0,88 g DBU wurden vorgelegt und bei 55°C langsam (5%/Min.) 40,30 g Acrylnitril (0,76 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch zwei Stunden bei 55 °C nach­ reagieren gelassen.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmte Ausbeute an 3-Benzyloxypropionitril betrug 87,9%, der Gehalt an freiem Acrylnitril nach Titration 2,24% und die Farbzahl des Rohaus­ trags 3 APHA.

Vergleichsbeispiel 4 Benzylalkohol

152,-2 g Benzylalkohol (1,41 mol) und 0,71 ml einer 40%igen methanolischen Lösung von Triton B (Benzyltrimethyl-ammonium­ hydroxid) wurden vorgelegt und bei 45°C langsam (5%/Min.) 61,3 g Acrylnitril (1,16 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch drei Stunden bei 45°C nachreagieren gelassen. Nach Beendigung der Re­ aktion wurde mit 1,2 ml Eisessig auf pH 6,4 eingestellt.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmte Ausbeute an 3-Benzyloxypropionitril betrug 83,1%, der Gehalt an freiem Acrylnitril nach Titration 0,34% und die Farbzahl des Rohaus­ trags 90 APHA.

Beispiel 5 Diethylenglykol

60,0 kg Diethylenglykol (566 mol) und 600 g DBU wurden vorgelegt und bei 55°C langsam (5%/Min.) 58,4 kg Acrylnitril (1102 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch zwei Stunden bei 55°C nach­ reagieren gelassen. Das cyanethylierte Diethylenglykol wurde dann bei 110°C an einem Kobalt-Katalysator kontinuierlich hydriert, die Austräge destilliert und analysiert. Eingesetzt wurden 250 ml Katalysator, die bei 20 MPa Wasserstoffdruck mit 75 g h^-1 Bis-cya­ noethyl-diethylenglykol und 330 g h^-1 NH₃ beaufschlagt wurden. Die Katalysatorbelastung betrug 0,3 l_Eduktl_Kat.^-1h^-1.

Die Ausbeute an 4,7,10-Trioxatridecan-1,13-diamin (TTD) betrug über einen Zeitraum von 14 Tagen konstant 88%, die an 1,4,7-Trioxa-undecan-11-amin betrug 8%, sonstige Produkte und Destillationsrückstand lagen bei 4%.

Vergleichsbeispiel 5 Diethylenglykol

Analog zu Beispiel 5 wurde die Anlagerung mit 600 g einer 50%igen wäßrigen Lösung von Tetrakis-(2-hydroxyethyl)-ammonium­ hydroxid durchgeführt.

Die Ausbeute an 4,7,10-Trioxatridecan-1,13-diamin (TTD) betrug über einen Zeitraum von 21 Tagen konstant 75%, die an 1,4,7-Trioxa-undecan-11-amin betrug 17%, sonstige Produkte und Destillationsrückstand lagen bei 8%.

Beispiel 6 Diethylenglykol

Jeweils 100,00 g Diethylenglykol (0,94 mol) wurden mit 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 und 1,0% DBN vorgelegt und bei 55°C langsam (5%/Min.) 80,56 g Acrylnitril (1,52 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch zwei Stunden bei 55°C nachreagieren gelassen.

Die gaschromatographisch im Rohaustrag bestimmten Ausbeuten an Bis-cyanethyliertem Diethylenglykol (BCE-DG), an mono-cyanethy­ liertem Diethylenglykol (MCE-DG) und an freiem Acrylnitril (ACN) sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1

Diagramm 3 zeigt exemplarisch den Temperaturverlauf bei der Anla­ gerung mit 1% und 0,2% DBN, vergleichbare Kurven wurden auch mit den anderen Mengen erhalten.

Beispiel 7 Methanol

48,5 kg Methanol (1515 mol) und 0,48 Gew.-% DBU wurden vorgelegt und bei 55°C langsam (5%/Min.) 74,3 kg Acrylnitril (1401 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch zwei Stunden bei 55°C nach­ reagieren gelassen. Das 3-Methoxypropionitril wurde dann an einem Kobalt-Katalysator bei 110°C kontinuierlich hydriert, die Aus­ träge destilliert und analysiert. Eingesetzt wurden 250 ml Kata­ lysator, die bei 20 MPa Wasserstoffdruck mit 75 ml.h^-1 Methoxy­ propionitril und 500 ml.h^-1 NH₃ beaufschlagt wurden. Die Bela­ stung betrug 0,3 l_Eduktl_Kat. ^-1h^-1.

Die nach destillativer Aufarbeitung bestimmte Ausbeute an 3-Meth­ oxypropylamin betrug über einen Zeitraum von 14 Tagen konstant 95,9%.

Beispiel 8 Methanol

48,5 kg Methanol (1515 mol) und 0,48 Gew.-% DBN wurden vorgelegt und bei 55°C langsam (5%/Min.) 74,3 kg Acrylnitril (1401 mol) hinzugefügt. Die Mischung wurde noch zwei Stunden bei 55°C nach­ reagieren gelassen. Das 3-Methoxypropionitril wurde dann an einem Kobalt-Katalysator bei 110°C kontinuierlich hydriert, die Austräge destilliert und analysiert. Eingesetzt wurden 250 ml Ka­ talysator, die bei 20 MPa Wasserstoffdruck mit 75 ml.h^-1 Meth­ oxypropionitril und 500 ml.h^-1 NH₃ beaufschlagt wurden. Die Be­ lastung betrug 0,3 l_Eduktl_Kat. ^-1h^-1.

Die nach destillativer Aufarbeitung bestimmte Ausbeute an 3-Meth­ oxypropylamin betrug über einen Zeitraum von 14 Tagen konstant 96,9%.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von β-Alkoxy-nitrilen durch Umset­ zung von α,β-ungesättigten Nitrilen mit ein-, zwei- oder dreiwertigen Alkoholen in Gegenwart basischer Katalysatoren bei Temperaturen von -20 bis +200°C, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator ein Diazabicycloalken der Formel I
in der 1 bis 4 H-Atome unabhängig voneinander durch die Reste R¹ bis R⁴, wobei R¹, R², R³, R⁴ C_1-20-Alkyl, C_6-20-Aryl oder C_7-20-Arylalkyl bedeuten,
substituiert sein können sowie n und m ganze Zahlen von 1 bis 6 bedeuten, verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator ein Diazabicycloalken der Formel Ia
in der 1 bis 4 H-Atome unabhängig voneinander durch die Reste R¹ bis R⁴, wobei R¹, R², R³, R⁴ C_1-20-Alkyl, C_6-20-Aryl oder C_7-20-Arylalkyl bedeuten,
substituiert sein können sowie n eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet, verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]nonen-5 (DBN), 1,5-Diazabicyclo[4.4.0]decen-5 (DBD) oder 1,8-Diazabi­ cyclo[5.4.0]undecen-7 (DBU) verwendet.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Katalysator in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Alkohol, eingesetzt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß man die Umsetzung bei Temperaturen von 25 bis 100°C durchführt.

6. Verfahren zur Herstellung von γ-Alkoxy-aminen durch

• a) Umsetzung von α,β-ungesättigten Nitrilen mit ein-, zwei- oder dreiwertigen Alkoholen in Gegenwart basischer Katalysatoren bei Temperaturen von -20 bis +200°C zu β-Alkoxy-nitrilen und
• b) anschließende Hydrierung der β-Alkoxynitrile in Gegenwart eines Hydrierkatalysators,

dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt als Katalysator ein Diazabicycloalken der Formel I gemäß den Ansprüchen 1 bis 3
in der 1 bis 4 H-Atome unabhängig voneinander durch die Reste R¹ bis R⁴, wobei R¹, R², R³, R⁴ C_1-20-Alkyl, C_6-20-Aryl oder C_7-20-Arylalkyl bedeuten,
substituiert sein können sowie n und m ganze Zahlen von 1 bis 6 bedeuten, eingesetzt wird und die Hydrierung im zweiten Schritt in Gegenwart eines Hydrierkatalysators und des Kata­ lysators der Formel I stattfindet.