Procedimiento de fabricación de compuestos que comprenden funciones nitrilo.

Procedimiento de preparación de al menos un nitrilo de fórmula general I

(NC)v-R1-(CN)w

y de al menos las imidas cíclicas 3-metil-glutarimida y 3-etil-succinimida,

mediante reacción entre al menos un ácido carboxílico de fórmula general II (HOOC)xR1-(COOH)y

y una mezcla N de dinitrilos que comprende metil-2-glutaronitrilo (MGN), etil-2-succinonitrilo (ESN) y eventualmente adiponitrilo (AdN),

en las que:

x, y son iguales a 0 ó 1 siendo (x+y) igual a 1 ó 2,

v, w son iguales a 0 ó 1 siendo (v+w) igual a 1 ó 2,

R1 representa un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado, saturado o insaturado, que puede comprender heteroátomos, que comprende:

- de 4 a 34 átomos de carbono cuando (x+y) es igual a 2,

- de 2 a 22 átomos de carbono cuando (x+y) es igual a 1.

Procedimiento de fabricación de compuestos que comprenden funciones nitrilo

La presente invención se refiere a la fabricación de compuestos que comprenden funciones nitrilo y de compuestos ¡mida cíclicos.

Se refiere más particularmente a la fabricación de compuestos que comprenden funciones nitrilo a partir de compuestos que comprenden funciones carboxílicas, ventajosamente de origen natural y renovable, y a partir de una mezcla N de dinitrilos que comprende metil-2-glutaronitrilo (MGN), etil-2-succinonitrilo (ESN) y eventualmente adiponitrilo (AdN).

Los compuestos que comprenden funciones nitrilo son productos importantes para la fabricación de compuestos de amina. Los compuestos de dinitrilo conducen a aminas que son por ejemplo monómeros que originan polímeros tales como la poliamida, por ejemplo. Los compuestos de mononitrilo conducen a aminas o a amidas que se usan por ejemplo para la fabricación de tensioactivos catiónicos.

Se han propuesto numerosos procedimientos de síntesis de nitrilos, concretamente procedimientos de síntesis a partir de amoniaco y de ácidos carboxílicos. Estos procedimientos usan principalmente como material de partida compuestos hidrocarbonados procedentes del refinado del petróleo, y amoniaco, que se obtiene a partir de hidrógeno mediante procedimientos de reformado con vapor que consumen mucha energía.

Teniendo en cuenta el agotamiento de los recursos petroleros, se han emprendido numerosos trabajos de investigación para desarrollar procedimientos de síntesis de estos compuestos, importantes para la fabricación de materiales usados en numerosas aplicaciones, a partir de materiales de partida o recursos denominados renovables, o a partir de materiales de partida reciclados, que habitualmente se destruyen o se valorizan en forma de energía. Generalmente estos recursos renovables se producen a partir de material vegetal cultivado o no tal como árboles, plantas tales como la caña de azúcar, el maíz, la tapioca, el trigo, la colza, el girasol, la palma, el ricino o similares, o a partir de material animal tal como las grasas (sebo, etc.).

Este material vegetal o animal se transforma mediante procedimientos que comprenden generalmente varias etapas mecánicas, químicas y biológicas.

Por otro lado, en cuanto a los materiales de partida reciclados, la fabricación del adiponitrilo, un importante producto intermedio químico usado concretamente en la síntesis de la hexametilendiamina y de la caprolactama (monómeros para la fabricación de las poliamidas), obtenido mediante hidrocianación del butadieno, genera un flujo de subproductos de dinitrilo que comprenden principalmente compuestos de dinitrilo ramificados tales como el metil-2- glutaronitrilo, el etil-2-succinonitrilo. Esta mezcla de compuestos de dinitrilo ramificados se obtiene mediante destilación para separarla del adiponitrilo. Dado que generalmente la separación no es completa, la mezcla de compuestos de dinitrilo ramificados también puede comprender una baja proporción de adiponitrilo.

Se han propuesto varias soluciones para valorizar estos subproductos o mezclas. Una de éstas consiste en hidrogenar los compuestos de dinitrilo para dar aminas primarias, concretamente para producir metil-2- pentametilendiamina (MPMD), usada como monómero para la fabricación de poliamidas particulares o como producto intermedio para la producción de vitamina B3 (nicotinamida).

Este procedimiento requiere etapas de purificación del metil-2-glutaronitrilo y de la metil-2-pentametilendiamina.

En la industria, estos subproductos también se valorizan en forma de vapor o de energía mediante combustión. No obstante, esta combustión puede requerir un tratamiento de los gases para eliminar los óxidos de nitrógeno producidos y produce dióxido de carbono que se expulsa a la atmósfera.

El documento LAECKMANN D et al: "Synthesis and Bilological Evaluation of Aroylguanidines related to Amiloride as Inhibitors of the Human Platelet Na+/H+ Exchanger" describe un procedimiento de síntesis de 3-metil-glutarimida a partir de 2-metil-glutaronitrilo (MGN) mediante calentamiento de una disolución en ácido acético en presencia de ácido sulfúrico y de agua.

El documento R. SELDNER "Glutarimide" describe un procedimiento de síntesis de un compuesto de glutarimida y de acetonitrilo mediante calentamiento de una disolución de glutaronitrilo en ácido acético.

El documento EMUN H. MILLER "Succinimid" describe un procedimiento de síntesis de un compuesto de succinimida y de acetonitrilo mediante calentamiento de una disolución de succinonitrilo en ácido acético.

El documento US 2.444.828 describe un procedimiento de síntesis de oleonitrilo mediante calentamiento de un compuesto de ácido oleico y de urea.

Por tanto, sigue existiendo una necesidad y demanda importante de encontrar nuevas vías de valorización y transformación de los compuestos de dinitrilo ramificados tales como el metil-2-glutaronitrilo, el etil-2-succinonitrilo o mezclas para dar compuestos químicos valorizables y económicamente interesantes.

Para ello, la invención propone un procedimiento de preparación de al menos un nitrito de fórmula general I

(NC)v-Rr(CN)w

y de al menos las ¡midas cíclicas 3-metil-glutarimida y 3-etil-succinimida, mediante reacción entre al menos un ácido carboxílico de fórmula general II

(HOOC)x-Ri-(COOH)y

y una mezcla N de dinitrilos que comprende metil-2-glutaronitrilo (MGN), etil-2-succinonitrilo (ESN) y eventualmente adiponitrilo (AdN),

en las que:

x, y son iguales a ó 1 siendo (x+y) igual a 1 ó 2, v, w son iguales a ó 1 siendo (v+w) igual a 1 ó 2,

Ri representa un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado, saturado o insaturado, que puede comprender heteroátomos, que comprende:

- de 4 a 34 átomos de carbono cuando (x+y) es igual a 2,

- de 2 a 22 átomos de carbono cuando (x+y) es igual a 1.

Ventajosamente, la mezcla N de dinitritos es una mezcla procedente del procedimiento de fabricación del adiponitrilo mediante doble hidrocianación del butadieno. Corresponde preferiblemente a la fracción de destilación que permite separar tos dinitritos ramificados (metil-2-glutaronitrilo, etil-2-succinonitrilo) del adiponitrilo.

Esta mezcla de dinitritos tiene generalmente la siguiente composición ponderal:

metil-2-glutaronitrilo: comprendido entre el 7% y el 95%, preferiblemente entre el 8 y el 85%,

etil-2-succinonitrllo: comprendido entre el 5% y el 3%, preferiblemente entre el 8 y el 12%,

adiponitrilo: comprendido entre el % y el 1%, preferiblemente entre el 1 y el 5%,

correspondiendo el resto hasta el 1% a diferentes impurezas.

El procedimiento de la invención pone en práctica un ácido carboxílico de fórmula general II tal como se describió anteriormente.

El radical Ri puede ser un radical alifático, un grupo que comprende un radical aromático o cicloalifático, puede estar funcionalizado por ejemplo mediante una función hidroxilo, una función áster, etc.

El compuesto de fórmula II puede elegirse por ejemplo del ácido tricloroacético, el ácido trifluoroacético, el ácido caproico, el ácido caprílico, el ácido pelargónico, el ácido cáprico, el ácido láurico, el ácido mirístico, el ácido palmítico, el ácido esteárico, el ácido araquídico, el ácido adípico, el ácido heptanodioico, el ácido octanodioico, el ácido azelaico, el ácido sebácico, o undecanodioico, el ácido dodecanodioico, el ácido brasílico, el ácido tetradecanodioico, el ácido hexadecanodioico, el ácido octadecanodioico, el ácido eicosanodioico, el ácido docosanodioico, el ácido octadecenoico, el ácido oleico, el ácido ricinoleico, el ácido erúcico, el ácido linoleico, el ácido linolénico y tos dímeros de ácidos grasos que contienen 36 átomos de carbono, el ácido tereftálico, el ácido isoftálico.

En el contexto del procedimiento de la invención, puede ponerse en práctica una mezcla de ácidos carboxílicos de fórmula general II. A modo de ejemplo de mezcla de ácidos, pueden mencionarse tos cocoácidos que proceden del aceite de palma o del aceite de coco.

Ventajosamente el ácido carboxílico de fórmula general II procede de un material renovable de origen vegetal o animal.

Un material o recurso renovable es un recurso natural, animal o vegetal, cuya reserva puede reconstituirse a lo largo

de un periodo corto a la escala humana. En particular, hace falta que esta reserva pueda renovarse tan rápido como se consume.

A diferencia de los materiales procedentes de materiales fósiles, los materiales de partida renovables contienen una proporción importante de 14C. Preferiblemente, los nitritos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de al menos un nitrilo de fórmula general I

(NC) v-R1- (CN) w y de al menos las imidas cíclicas 3-metil-glutarimida y 3-etil-succinimida, mediante reacción entre al menos un ácido carboxílico de fórmula general II

(HOOC) xR1- (COOH) y y una mezcla N de dinitrilos que comprende metil-2-glutaronitrilo (MGN) , etil-2-succinonitrilo (ESN) y eventualmente adiponitrilo (AdN) , en las que: x, y son iguales a 0 ó 1 siendo (x+y) igual a 1 ó 2, v, w son iguales a 0 ó 1 siendo (v+w) igual a 1 ó 2, R1 representa un grupo hidrocarbonado lineal o ramificado, saturado o insaturado, que puede comprender heteroátomos, que comprende:

-de 4 a 34 átomos de carbono cuando (x+y) es igual a 2, -de 2 a 22 átomos de carbono cuando (x+y) es igual a 1.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla N de dinitrilos es una mezcla procedente 30 del procedimiento de fabricación del adiponitrilo mediante doble hidrocianación del butadieno.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la mezcla N de dinitrilos tiene la siguiente composición ponderal:

metil-2-glutaronitrilo: comprendido entre el 70% y el 95%, preferiblemente entre el 80 y el 85%, etil-2-succinonitrilo: comprendido entre el 5% y el 30%, preferiblemente entre el 8 y el 12%, adiponitrilo: comprendido entre el 0% y el 10%, preferiblemente entre el 1 y el 5%, 40 correspondiendo el resto hasta el 100% a diferentes impurezas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el compuesto de fórmula Il procede de un material renovable de origen vegetal o animal. 45

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el compuesto de fórmula Il se elige del ácido caproico, el ácido caprílico, el ácido pelargónico, el ácido cáprico, el ácido láurico, el ácido mirístico, el ácido palmítico, el ácido esteárico, el ácido araquídico, el ácido adípico, el ácido heptanodioico, el ácido octanodioico, el ácido azelaico, el ácido sebácico, o undecanodioico, el ácido dodecanodioico, el ácido brasílico, el ácido 50 tetradecanodioico, el ácido hexadecanodioico, el ácido octadecanodioico, el ácido eicosanodioico, el ácido docosanodioico, el ácido octadecenoico, el ácido oleico, el ácido ricinoleico, el ácido erúcico, el ácido linoleico, el ácido linolénico y los dímeros de ácidos grasos que contienen 36 átomos de carbono, el ácido tereftálico.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una etapa de 55 recuperación de al menos el nitrilo por un lado, y de al menos las imidas cíclicas 3-metil-glutarimida y 3-etilsuccinimida por otro lado, mediante separación de los compuestos del medio de reacción.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque se hidrogena al menos el nitrilo recuperado para formar la amina correspondiente. 60

8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque se hacen reaccionar al menos los imidas cíclicas 3-metil-glutarimida y 3-etil-succinimida recuperadas con un alcohol para formar el diéster correspondiente.