Método de transformación de compuestos de nitrilo en ácidos carboxílicos y ésteres correspondientes.

Método de fabricación de ácidos carboxílicos que comprenden de 4 a 10 átomos de carbono por hidratación de grupos funcionales nitrilo de un compuesto orgánico para proporcionar grupo funcional amida e hidrolizar grupos funcionales amida para proporcionar grupos funcionales carboxílicos,

caracterizado por que :

La etapa de hidratación se realiza por reacción con agua en presencia de un ácido mineral fuerte, usando de 1 a 1,5 moles de agua por mol de grupo funcional nitrilo a hidratar en presencia de un ácido mineral fuerte a una temperatura que permita mantener el medio de reacción en el estado líquido

La etapa de hidrólisis se realiza, con agitación, usando de 1 a 10 moles de agua por mol de grupo funcional amida a hidrolizar y una cantidad de ácido mineral fuerte expresada en protones y que corresponde al menos a 1 mol de protones por mol de amida a hidrolizar, determinándose la temperatura del medio de reacción para que el medio de reacción se mantenga en el estado líquido y por que

El ácido carboxílico formado se recupera manteniendo el medio de reacción, sin agitación, a una temperatura superior a la temperatura de fusión del ácido carboxílico y/o de la sal formada por decantación del medio de reacción, comprendiendo la fase superior el ácido carboxílico que se está separando.

Método de transformación de compuestos de nitrilo en ácidos carboxílicos y ésteres correspondientes La presente invención se refiere a un método de transformación de compuestos de hidrocarburo que comprenden al menos un grupo funcional de nitrilo en compuestos que comprenden al menos un grupo funcional carboxílico y del mismo modo a un método de obtención de compuestos de ésteres a partir de estos compuestos carboxílicos obtenidos de este modo.

De un modo más particular, la invención se refiere a un método de transformación de compuestos de nitrilo obtenidos como productos y subproductos en la hidrocianación del butadieno tales como, por ejemplo, metilbutironitrilo, valeronitrilo, 2-metil-2-butenonitrilo, 2-pentenonitrilo, 3-pentenonitrilo, 4-pentenonitrilo, 2-metil-3butenonitrilo, y dinitrilos tales como metil-glutaronitrilo, etil-succinonitrilo y en ocasiones adiponitrilo o la mezcla de estos tres compuestos, por una parte, en compuestos diácidos, y por otra parte, compuestos diésteres.

El método de fabricación de adiponitrilo por hidrocianación de butadieno se aprovecha industrialmente desde hace varias décadas. Este método presenta una selectividad elevada de adiponitrilo, compuesto intermedio químico importante para la síntesis de hexametilendiamina o de caprolactama y la fabricación de poliamidas.

Sin embargo, este método produce del mismo modo compuestos de dinitrilo ramificado tales como metilglutaronitrilo, etil-succinonitrilo, que, en particular, se separan y se recuperan por destilación.

En general, esta recuperación de compuestos de dinitrilo ramificado permite producir una mezcla que contiene principalmente metil-glutaronitrilo con etil-succinonitrilo y adiponitrilo.

Se han propuesto varias soluciones para recuperar estos subproductos o mezclas. Una de las mismas consiste en hidrogenados los compuestos de dinitrilo en aminas primarias, en particular para producir metilpentametilendiamina (MPMD) , usada como monómero para la fabricación de poliamidas en particular. Este método requiere etapas de purificación, bien del metil-glutaronitrilo, bien de la metilpentametilendiamina. En la industria, estos subproductos a menudo se destruyen por combustión con recuperación en forma de vapor o de energía, pero con producción de efluentes gaseosos que contienen CO2, y óxidos de nitrógeno.

La Patente de Estados Unidos Nº 4.028.406 describe la preparación del ácido tiazolidin-4-carboxílico a partir de tiazolidin-4-carbonitrilo por hidrólisis en dos etapas. La Patente de Estados Unidos Nº 4.236.018 describe la 35 preparación de ácido ciclopropano-carboxílico a partir de ciclopropano-nitrilo por reacción con agua y ácido sulfúrico.

Por lo tanto, existe una necesidad y una demanda importante de encontrar nuevas vías de recuperación y transformación de estos compuestos de nitrilo o mezclas en compuestos químicos recuperables y económicamente interesantes.

Uno de los objetivos de la presente invención es proponer en particular un método que permita transformar estos compuestos de nitrilo en compuestos carboxílicos por una parte, que se pueden usar en particular como compuestos intermedios químicos tales como, por ejemplo, monómeros para la fabricación de poliuretanos y poliamidas, o en compuestos diésteres por otra parte, que se pueden usar en particular como disolvente.

A este efecto, la invención propone un método de transformación de compuestos que comprenden al menos un grupo funcional nitrilo y que comprenden de 4 a 10 átomos de carbono para proporcionar compuestos que comprenden al menos un grupo funcional carboxílico que consiste en hidratar los grupos funcionales nitrilo para proporcionar grupo funcional amida por reacción con agua en presencia de un ácido mineral fuerte, y después en 50 hidrolizar los grupos funcionales amida para proporcionar grupos funcionales carboxílicos por reacción con agua y un ácido mineral.

De acuerdo con la invención, la reacción de hidratación se realiza con agitación, usando de 1 a 1, 5 moles de agua por mol de grupo funcional nitrilo a hidratar en presencia de un ácido mineral fuerte a una temperatura que permita 55 mantener el medio de reacción en el estado líquido, de forma ventajosa a una temperatura superior o igual a 90 ºC y preferentemente a una temperatura comprendida entre 90 ºC y 180 ºC.

El ácido mineral fuerte se elige de forma ventajosa entre el grupo que consiste en ácido clorhídrico gaseoso, ácido fosfórico, ácido sulfúrico o análogo. De forma ventajosa, el ácido se añade en forma pura o muy concentrada para 60 controlar la cantidad de agua añadida en el medio de reacción.

Además, la reacción de hidrólisis se realiza del mismo modo con agitación, usando de 1 a 10 moles de agua por mol de grupo funcional amida a hidrolizar, preferentemente de 1 a 5 moles de agua e incluso de forma más ventajosa de 1 a 2 moles de agua y una cantidad de ácido mineral fuerte expresada en protones y que corresponde al menos a 1 65 mol de protones por mol de amida a hidrolizar, determinándose la temperatura del medio de reacción para que el

medio de reacción se mantenga en el estado líquido, de forma ventajosa a una temperatura superior o igual a 90 ºC y preferentemente a una temperatura comprendida entre 90 ºC y 180 ºC.

Los ácidos minerales fuertes adecuados son los que se describen en la lista mencionada anteriormente.

En otro modo de realización de la invención, el agua necesaria para las reacciones de hidratación de los grupos funcionales nitrilo y para la hidrólisis de los grupos funcionales amida se añade al principio de la reacción de hidratación. Por lo tanto, la cantidad de agua añadida está comprendida de forma ventajosa entre 2 y 10 moles de agua (límites incluidos) por grupo funcional nitrilo para hidratar, preferentemente de 2 a 3 moles de agua por grupo funcional nitrilo.

De acuerdo con la invención, después de la finalización de la reacción de hidrólisis, la agitación del medio de reacción se detiene para permitir que dicho medio se decante totalmente manteniendo la temperatura a un valor tal que el medio de reacción se mantenga en el estado líquido.

Se obtiene una separación en dos fases de las que la fase superior está formada básicamente por el ácido carboxílico formado.

Por lo tanto, de acuerdo con el método de la invención, es posible recuperar y separar el compuesto carboxílico de 20 acuerdo con una tecnología sencilla, a saber, decantación y separación de fases.

Esta recuperación y separación de fases se obtienen mediante la realización de hidratación e hidrólisis de los grupos funcionales nitrilo en medio ácido y mediante el uso de una cantidad determinada de agua en las dos etapas y en presencia de una sal en el medio de hidrólisis.

El agua y la sal de amonio producidos también se pueden recuperar fácilmente ya que forman la fase inferior del medio de reacción. En un modo de realización en particular de la invención, el agua se puede añadir en la fase inferior, de forma ventajosa después de la separación de la fase superior, para favorecer la cristalización de la sal de amonio a temperatura ambiente (15 ºC-30 ºC) . La fase acuosa después de la separación de la sal cristalizada, que puede contener una cantidad baja de ácidos carboxílicos, y en ocasiones elevada, se puede reciclar de forma ventajosa a la etapa de hidratación de los compuestos de nitrilo.

De acuerdo con un modo en particular de la invención, el compuesto carboxílico recuperado, se usa de forma ventajosa como materia prima para la fabricación de ésteres, por reacción con un alcohol, de forma ventajosa 35 añadiendo una cantidad estequiométrica de alcohol o cercana a la estequiométrica, es decir, de aproximadamente dos moles de alcohol por mol de diácido.

Esta reacción se puede realizar sin adición complementaria de compuestos ácidos como catalizador. De hecho, la cantidad de compuestos ácidos (ácido fuerte y/o sal de amonio) presente en la fase superior del medio de reacción obtenido en la etapa de hidrólisis puede ser suficiente para catalizar la reacción de esterificación. Por lo tanto, la esterificación se puede realizar por mezcla de la fase superior obtenida después de la decantación en el método de fabricación de ácido carboxílico con un alcohol y manteniendo el medio de reacción a una temperatura que permita tener de forma ventajosa un reflujo del alcohol implicado. Sin embargo, del mismo modo es posible trabajar a una temperatura ligeramente inferior a la temperatura que se ha definido anteriormente.

Sin embargo, sin salir del alcance de la invención, es posible añadir una cantidad determinada de catalizador... [Seguir leyendo]

1. Método de fabricación de ácidos carboxílicos que comprenden de 4 a 10 átomos de carbono por hidratación de grupos funcionales nitrilo de un compuesto orgánico para proporcionar grupo funcional amida e hidrolizar grupos 5 funcionales amida para proporcionar grupos funcionales carboxílicos, caracterizado por que :

** (Ver fórmula) **

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