DE3117481A1 - Process for perbrominating phenol and diphenyl ether - Google Patents

Process for perbrominating phenol and diphenyl ether

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Abstract

A process for perbrominating phenol and diphenyl ether by brominating the corresponding compound in bromine as the only reaction medium using metal and metal-containing catalysts at an elevated starting temperature of at least about 35 DEG C, preferably at least about 45 DEG C, increases the productivity of the reaction considerably without disadvantageously affecting the product yield or quality.

Description

Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Perbromierung von Phenol und Diphenyläther durch Bromieren der geeigneten Verbindungen bei einer Temperatur über 350C in Brom als einzigem Reaktionsmedium in Gegenwart ausgewählter Katalysatoren. The invention relates generally to a method of perbromination of phenol and diphenyl ether by brominating the appropriate compounds in a Temperature above 350C in bromine as the only reaction medium in the presence of selected ones Catalysts.

In der Vergangenheit sind zahlreiche Verfahren zum Ersatz aller Kern-Wasserstoffatome in aromatischen Verbindungen, wie Diphenyläther und dgl., angewandt worden. Keines dieser Verfahren hat sich als völlig erfolgreich erwiesen; alle zeigten Nachteile. In the past, there have been numerous methods of replacing all nuclear hydrogen atoms in aromatic compounds such as diphenyl ether and the like. None this procedure has proven completely successful; all showed disadvantages.

Bei herkömmlichen Perbromierungsverfahren wurden im allgemeinen bis zu etwa 20 % Bromüberschuß in Gegenwart verschiedenartigster Reaktionsmedien und Lösungsmittel, wie Dibromäthylen, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Methylenbromid, Tetrachloracetylen und dgl., in Abhängigkeit von der im einzelnen zu bromierenden aromatischen Verbindung, eingesetzt. Die Perbromierung aromatischer Verbindungen wurde auch in Reaktionsmedien, wie Oleum, konzentrierter Schwefelsäure, rauchender Schwefelsäure, flüssigem Schwefeldioxid und dgl., durchgeführt. Conventional perbromination processes generally used up to about 20% excess bromine in the presence of a wide variety of reaction media and Solvents such as dibromoethylene, carbon tetrachloride, chloroform, methylene bromide, Tetrachloroacetylene and the like. Depending on the particular to be brominated aromatic compound used. The perbromination of aromatic compounds also became more fuming in reaction media such as oleum, concentrated sulfuric acid Sulfuric acid, liquid sulfur dioxide and the like. Performed.

Jede dieser Verfahrenslösungen hat ernsthafte Nachteile für die Perbromierung, insbesondere bei gewerblichem Betrieb. Die Verwendung halogenierter organischer Lcsungsmittel hat Nachteile, darunter geringe Produktivitäten, unerwünscht geringe Reaktionsgeschwindigkeiten und die Notwendig:seit der Rückgewinnung der Lösungsmittel für die Wiederverwendung. In manchen Fällen führt diese Technik zur Einführung einer kleinen, aber wesentlichen Menge an Chlor in das Endprodukt, wodurch die Produktqualität beschränkt wird. Ferner erfährt eine Reihe nicht-kondensierter aromatischer Verbindungen unter leicht mit halogenierten organischen Lösungsmitteln anzuwendenden Bedingungen keine Perbromierung in zufriedenstellender Weise. Each of these process solutions has serious disadvantages for the perbromination, especially for commercial Operation. The use of halogenated organic solvent has disadvantages, including low productivities, undesirable low reaction rates and the necessary: since the recovery of the Solvent for reuse. In some cases this technique leads to Introducing a small but substantial amount of chlorine into the final product, thereby creating the product quality is limited. It also experiences a number of non-condensed aromatic compounds under slightly halogenated organic solvents conditions to be used do not perform perbromination in a satisfactory manner.

Zu Nachteilen bei der Verwendung von Oleum als Reaktionsmedium gehört neben allen üblichen mit seiner Handhabung in großem Maßstab verbundenen Problemen der notwendige Einsatz großer Volumina, was die Reaktor-Produktivität herabsetzt, es gibt Schwierigkeiten bei der Produktisolierung, beim Beseitigen großer Volumina Schwefelsäure und schließlich Produkte mäßiger Qualität aufgrund der Anwesenheit schwefelhaltiger Verunreinigungen, wie bromierter Benzolsulfonsäuren. Dieses letztere Verunreinigungsproblem tritt auch bei der Verwendung vtn flüssigem Schwefeldioxid als Reaktionsmedium auf. Disadvantages of using oleum as a reaction medium include along with all of the usual problems associated with its large-scale handling the necessary use of large volumes, which reduces reactor productivity, there are difficulties in product isolation, in removing large volumes Sulfuric acid and finally products of poor quality due to the presence sulfur-containing impurities such as brominated benzenesulfonic acids. This latter The pollution problem also occurs when using liquid sulfur dioxide as a reaction medium.

Die vorgegebenen Schwierigkeiten, die mit einer Perbromierung in großem Maßstab verbunden sind, werden durch verschiedene exotische, für Hexabrombenzol vorgeschlagtne Syntheselösungen verdeutlicht. Beispielsweise beschreibt ie chemische Literatur die Pyrolyse von Octabromcyclohexeno en und die Umsetzung von Hexabromcyclopentadien mit Tribromacetaldehyd bei überatmosphärischem Druck und stark erhöhten Temperaturen. The given difficulties with a perbromination in Large scale are linked by various exotic ones, for hexabromobenzene suggested synthesis solutions illustrated. For example, ie describes chemical Literature the pyrolysis of Octabromcyclohexeno en and the implementation of hexabromocyclopentadiene with tribromoacetaldehyde at superatmospheric pressure and greatly increased temperatures.

Eine weitere Möglichkeit der Herstellung von Hexabrombenzol und anderen perbromierten aromatischen Verbindungen war die Verwendung von Brom/Chlor-Gemischen'als Bromierungsmittel. Another way of making hexabromobenzene and others Perbrominated aromatic compounds was the use of bromine / chlorine mixtures'als Brominating agents.

Dieses Verfahren leidet an dem schwerwiegenden Nachteil der Einführung kleiner, aber wesentlicher Chlormengen in die Endprodukte, was schließlich deren Endqualität beschränkt.This method suffers from the serious drawback of introduction small but substantial amounts of chlorine in the end products, what ultimately theirs Final quality limited.

Wieder ein anderes Verfahren, das für die Polybromierung aromatischer Verbindungen beschrieben worden ist, erfordert die Verwendung kräftiger mechanischer Mischer, um teilbromierte, feste Zwischenstufen in einem den Zutritt flüssigen oder dampfförmigen Broms erlaubenden, hinreichend feinen Zerteilungszustand zu halten, um so zu versuchen, hohe Bromierungsgrade zu erzielen. Yet another process that is used for aromatic polybromination Connections has been described requires the use of powerful mechanical Mixer for partially brominated, solid intermediates in a liquid or liquid to keep vaporous bromine in a sufficiently fine state of division, so as to try to achieve high degrees of bromination.

Es wurde auch vorgeschlagen, vollständig bromierte Derivate aromatischer Verbindungen mit einer oder mehreren Phenylgruppen durch Verwendung von Brom als Lösungsmittel (100%der Ueberschuß oder mehr) und eines Bromübertragungskatalysators bei verhältnismäßig niederen Reaktionstemperaturen von etwa 100C bis Raumtemperatur (d.h. etwa 20 bis 25"C) herzustellen. Bei einem ähnlichen Verfahren erfolgte Ringbromierung aromatischer Verbindungen unter 57erwendung eines Mindestüberschusses von 20 % Brom in Gegenwart von Halogenierungskatalysatoren bei Raumtemperatur (20 bis 250C) . Wenngleich diese Verfahren bis zu ihrer Beendigung perbromierte Produkte in guter Ausbeute zu erlangen erlaubten, konnten solche Ergebnisse nur unter Inkaufnahme wirtschaftlicher Einbußen erzielt werde . Als Folge niedriger Reaktor-Bromierungstemperaturen auftreten..e Unzulänglichkeiten machen die Anwendung solcher Verfahren in kommerziellem Maßstab noch weniger wünschenswert. It has also been suggested that fully brominated derivatives be more aromatic Compounds with one or more phenyl groups by using bromine as Solvent (100% of the excess or more) and a bromine transfer catalyst at relatively low reaction temperatures of about 100 ° C. to room temperature (i.e., about 20-25 "C). A similar procedure was used to perform ring bromination aromatic compounds using a minimum excess of 20% bromine in the presence of halogenation catalysts at room temperature (20 to 250C). Although these processes perbrominated until they were terminated To obtain products in good yield could only have such results is achieved with the acceptance of economic losses. As a result, lower Reactor bromination temperatures occur. Inadequacies make the application such processes are even less desirable on a commercial scale.

Ziel der Erfindung ist somit die Herstell-lng von Pentabromphenol und Decabromdiphenyläther in hoher Ausbeute und Reinheit nach einer verhältnismäßig einfachen Umsetzung unter Verwendung überschüssigen Broms sowohl als Re.ktionskomponente als auch als alleiniges Reaktionsmedium. Weiter sollen perbromierte Verbindungen des beschriebenen Typs, im wesentlichen frei von weniger bromierten Produkten, hergesttllt werden. The aim of the invention is therefore the production of pentabromophenol and decabromodiphenyl ether in high yield and purity after a relative simple implementation using excess bromine both as a reaction component as well as the sole reaction medium. Perbrominated compounds should also be used of the type described, essentially free of less brominated products will.

Dabei soll wenigstens ein 75%der Überschuß an Brom über der stöchiometrischen Menge für die Perbromierung eingesetzt werden. Schließlich soll die Perbromierung der beschriebenen Art bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden, um die Produktivität der Anlage pro Volumeneinheit und Zeiteinheit erheblich zu erhöhen, ohne die Produktausbeute und -qualitäten zu beeinträchtigen.There should be at least a 75% excess of bromine over the stoichiometric Amount to be used for the perbromination. Finally, the perbromination should of the type described can be carried out at elevated temperatures in order to increase productivity of the system per volume unit and time unit to increase considerably without reducing the product yield and quality.

Diese sowie weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung können mit praktisch perbromiertem Phenol und Diphenyläther erzielt werden, hergestellt durch Umsetzen von Phenol oder Diphenyläther bei einer erhöhten Ausgangs-Reaktionstemperatur von etwa 35 bis etwa 800C in Gegenwart wenigstens eines etwa 75%igen Uberschusses und nicht mehr als etwa 400%igen Überschusses der stöchiometrischen Menge an Brom und einer kleinen, aber katalytisch wirksamen Menge eines Katalysators aus der Gruppe Eisen, Eisenhalogenide, Eisenverbindungen, die unter den Reaktionsbedingungen Eisenbromid bilden, Aluminium, Aluminiumhalogenide und Aluminiumverbindungen, die unter den Reaktionsbedingungen Aluminiumbromid bilden, und Fortsetzen der Reaktion bei erhöhter Temperatur von etwa 35 bis etwa 800C nach beendeter Zugabe der Reaktionskomponenten unter Aufrechterhaltung des Bromüberschusses zur praktisch vollständigen Perbromierung der aromatischen Verbindung. These and other objects, advantages and features of the invention can be made with practically perbrominated phenol and diphenyl ether by implementing Phenol or diphenyl ether in the case of increased Starting reaction temperature of about 35 to about 80 ° C. in the presence of at least one about 75% excess and no more than about 400% excess of the stoichiometric Amount of bromine and a small but catalytically effective amount of a catalyst from the group of iron, iron halides, iron compounds under the reaction conditions Form iron bromide, aluminum, aluminum halides and aluminum compounds that form aluminum bromide under the reaction conditions and continue the reaction at an elevated temperature of about 35 to about 80 ° C. after the addition of the reaction components has ended while maintaining the bromine excess for practically complete perbromination the aromatic compound.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das demonstriert, wie kritisch die Bromierungs-Mindesttemperatur von 35"C im Falle der Perbromierung von Diphenyläther ist; Fig. 2 ist ein Diagramm, das demonstriert, wie kritisch die Bromierungs-Mindesttemperatur von 350C im Falle der Perbromierung von Phenol ist. Fig. 1 is a diagram that demonstrates how critical the minimum bromination temperature is of 35 "C in the case of perbromination of diphenyl ether; Fig. 2 is a diagram showing this demonstrates how critical the minimum bromination temperature of 350C in the case the perbromination of phenol.

Erfindungsgemäß kann praktisch perbromiertes Phenol und perbromierter Diphenyläther durch Umsetzen einer solchen Verbindung in Gegenwart eines erheblichen Bromüberschusses sowohl als Reaktionskomponente als auch als einzigem Reaktionsmedium erhalten werden. Erwünschtermaßen ist das Brom in einem Überschuß von wenigstens 75 %, aber nicht mehr als etwa 400 8, zugegen. According to the invention, practically perbrominated phenol and perbrominated phenol can be used Diphenyl ether by reacting such a compound in the presence of a significant Excess bromine both as a reaction component and as the only reaction medium can be obtained. Desirably the bromine is in an excess of at least 75% but not more than about 400 8, present.

Die Umsetzung erfolgt in Gegenwart einer .leinen, aber katalytisch wirksamen Menge eines Bromierungskltalysators, der Eisen und Aluminium, ihre Halogenide und Verbln ungen, die unter den Reaktionsbedingungen Eisen- oder Aluminiu;bromid bilden, umfassen kann. The reaction takes place in the presence of a .leinen, but catalytically effective amount of a bromination catalyst containing iron and aluminum, their halides and vials, which under the reaction conditions are iron or aluminum bromide form, may include.

Erfindungsgemäß ist es besonders wichtig, daß die Umsetzung bei erhöhter Ausgangs-Reaktionstemperatur stattfindet. Das Brom-Reaktionsmedium sollte auf einer Temperatur von wenigstens etwa 350C und vorzugsweise wenigstens eta 45 bis etwa 800C gehalten werden, bevor mit der Zugabe des Phenols oder des Diphenyläthers begonnen wird. Das Reaktionsmedium wird während der gesamten Zugabe der aromatischen Verbindung bei einer solch erhöhten Reaktionstemperatur gehalten uld auch nach der Zugabe des Phenols oder des Diphenyläthers, vorugsweise bei Rückfluß, unter Aufrechterhaltung des Bromüberc:husses. According to the invention it is particularly important that the conversion at increased Starting reaction temperature takes place. The bromine reaction medium should be on a Temperature of at least about 350C and preferably at least about 45 to about 800C before starting the addition of the phenol or the diphenyl ether will. The reaction medium is used throughout the addition of the aromatic compound held at such an elevated reaction temperature even after the addition of the Phenol or diphenyl ether, preferably at reflux, while maintaining of the bromine overc: husses.

Die Bromierung von Diphenyläther und Phenyl unter Verwendung von überschüssigem Brom als Reaktionsmecium verläuft viel schneller, als die Bromierung unter Verwendunc eines Bromüberschusses bei Raumtemperatur oder tieferen Temperaturen, und doch bleiben die Produktausbeute und -qualität lnbeeinträchtigt. Die Reaktionszeit ist sogar kürzer im Verglei h zu Reaktionen zwischen Moläquivalenten oder selbst bei den üblichen geringen Bromüberschuß von bis zu 20 % und einem ol Ionischen Bromierungsiösungsmittel. The bromination of diphenyl ether and phenyl using Excess bromine as reaction medium proceeds much faster than the bromination using an excess of bromine at room temperature or lower temperatures, and yet product yield and quality remain compromised. The response time is even shorter compared to reactions between molar equivalents or even with the usual small excess of bromine of up to 20% and an ol ionic Brominating solvents.

Isolierung und Reinigung der perbromierten, im erfindungsgemäßen Brom-Reaktionsmedium erhaltenen Produkte kann nach einer Reihe von Wegen erfolgen, und die erforderlichen Schritte sind wesentlich leichter und einfacher als für nach herkömmlichen Methoden hergestellte Produkte und liefern zudem höhere Ausbeuten an reineren und gleichförmigeren Produkten. Isolation and purification of the perbrominated, in the invention Products obtained from the bromine reaction medium can be done in a number of ways, and the steps required are much easier and simpler than for after products manufactured using conventional methods and also deliver higher yields of purer and more uniform products.

Durch die Verwendung von Brom als Reaktionsmedium und die Anwendung erhöhter Reaktionstemperaturen werden im wesentlichen quantitative Ausbeuten der perbromierten Produkte mit nur sehr geringen Mengen weniger bromierter Materialien erhalten. Through the use of bromine as a reaction medium and the application elevated reaction temperatures are essentially quantitative yields of the Perbrominated products with only very small amounts of less brominated materials obtain.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte Perbromierung in Brom verläuft bei Verwendung entweder frischen Materials der gewünschten organischen Ausgangs-Reaktionskomponente oder von Gemischen der geringer bromierten Nebenprodukte, die in früheren Umsetzungen erhalten worden sein können, als Ausgangsmaterialien in im wesentlichen identischer Weise mit praktisch den gleichen Ergebnissen. So werden z.B. bei Verwendung entweder frischen Diphenyläthers oder teilweise bromierten Diphenyläthers als Ausgangsreaktionskomponenten praktisch die gleichen Ergebnisse erzielt. In manchen Fällen werden diese Nebenprodukte vorzugsweise einer Ar Destillation oder einer anderen Reinigung vor der Wiederverwendung unterworfen. The perbromination carried out according to the method according to the invention in bromine, when either fresh material is used, the desired organic takes place Starting reaction component or mixtures of the lower brominated by-products, which may have been obtained in previous reactions as starting materials in essentially identical fashion with essentially the same results. So are e.g. when using either fresh diphenyl ether or partially brominated Diphenyl ethers as the starting reaction components give practically the same results achieved. In some cases, these by-products are preferably an Ar distillation or subjected to other cleaning prior to reuse.

Wenngleich der genaue Prozentsatz an Bromüberschuß gegenüber der erforderlichen stöchiometrischen Menge, der als Reaktionsmedium verwendet wird, unkritisch ist, haben sich Bromüberschüsse von etwa 75 % und bis hinauf zu und über 300 und bis 400 % als notwendig erwiesen. Etwa 100 bis 200 % Überschuß haben sich als für die Perbromierung von Phenol und Diphenyläther optimal und bevorzugt erwiesen. Although the exact percentage of excess bromine compared to the required stoichiometric amount that is used as the reaction medium, Not critical, have bromine excesses of about 75% and up to and over 300 and up to 400% proved necessary. About 100 to 200% excess have become proved to be optimal and preferred for the perbromination of phenol and diphenyl ether.

Die Bromierung in einem großen Bromübersch@ß im Bereich von etwa 100 bis 200 % Überschuß liefert homoc:nere und mehr hochbromierte Reaktionsprodukte, während bei VE Verwendung geringerer Bromüberschüsse (d.h. weniger als 75 % ÜL rschuß) niedrigere Reaktionsgeschwindigkeiten, verlängerte R aktionszeiten und klumpige und mehr oder weniger unreine Re iktionsprodukte, die weniger bromiertes Material enthalten (d.h. unvollständige Bromierung) die Folge sind. The bromination in a large excess of bromine in the range of about 100 to 200% excess gives homoc: nere and more highly brominated reaction products, while with VE use lower bromine excesses (i.e. less than 75% oil soot) slower response rates, longer response times and lumpy and more or less impure reaction products, which are less brominated material contain (i.e. incomplete bromination) are the result.

Typische Versuche, die vom erfindungsgemäßen Verfahren Gebrauch machen, können sowohl unter Verwendung von "trockenem" Brom (d.h. gewöhnlichem Brom mit bis zu etwa 15 TpM ,Wasser) und sogenanntem "feuchtem" Brom (d.h. Brom mit mehr lls etwa 15 TpM Wasser) durchgeführt werden. Das sogenannte t ockene Brom wird bei der Durchführung der Bromierungsreakti>nen bevorzugt verwendet (d.h. als Bromierungsmittel und einziges Reaktionsmedium). Bei feuchtem Brom haben sich verschiedene nachteilige Einflüsse auf die Umsetzung gezeigt. Typical experiments that make use of the method according to the invention, can be made using both "dry" bromine (i.e. common bromine with up to about 15 ppm, water) and so-called "wet" bromine (i.e. bromine with more lls about 15 ppm water). The so-called dry bromine is used in preferably used for carrying out the bromination reactions (i.e. as a brominating agent and single reaction medium). With wet bromine, several disadvantages have been found Influences on the implementation shown.

rrie Umsetzung verläuft viel langsamer, wenn feuchtes Brom verwendet wird, wobei der Grad der Verlangsamung mehr oder weniger direkt mit der vorhandenen Wassermenge zusammenhängt. Außerdem sind die Reaktionsprodukte, die selbst nach verlängerttr Reaktionszeit erhalten werden, mehr oder weniger unterbromitrt (d.h., nicht alle verfügbaren Kern-Wasserstoffatome sind durch Brom ersetzt), wobei das Ausmaß des Austauschs mehr oder weniger von der vorhandenen Wassermenge abhängt. rrie implementation is much slower when using wet bromine being, the degree of slowdown more or less directly related to the existing Related to the amount of water. Also, the reaction products are themselves after prolonged reaction time can be obtained, more or less underbrominated (i.e., not all available nuclear hydrogen atoms are replaced by bromine), whereby the The extent of the exchange depends more or less on the amount of water available.

Das Vorhandensein von Wasser erhöht auch die Menge des benöti<.ten Bromierungskatalysators erheblich über die normalerweise optimalen Mengen hinaus. The presence of water also increases the amount needed Bromination catalyst well beyond the normally optimal amounts.

Wie bemerkt, ist ein wesentlicher Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Bromierungsreaktion des Phenols oder Diphenyläthers unter Verwendung überschüssigen Broms als Reaktionsmedium bei erhöhten, deutlich über Raumtemperatur (d.h. 20 bis 250C) liegenden Temperaturen gestartet wird; d.h., die umsetzung wird bei Temperaturen über etwa 350C bis hinauf zu etwa 800C, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 45 bis zu etwa 600cm gestartet. As noted, is an essential parameter of the invention Process that the bromination reaction of phenol or diphenyl ether using excess bromine as the reaction medium at elevated temperatures, well above room temperature (i.e. 20 to 250C) temperatures are started; i.e., the implementation will at temperatures above about 350C up to about 800C, preferably at one Temperature started from about 45 up to about 600cm.

Nach beendeter Zugabe des Phenols oder Diphenyläthers kann die Temperatur vorteilhafterweise während späterer Bromierungsstadien auf Rückflußwert- erhöht werden. Im Falle der Perbromierung von Phenol werden typische Rückflußtcmperature. After the addition of the phenol or diphenyl ether is complete, the temperature can advantageously increased to reflux during later stages of bromination will. In the case of the perbromination of phenol, reflux temperatures are typical.

von 60 bis 64"C beobachtet, während im Falle der Perbromierung von Diphenyläther Rückfluß bei etwa 59 bis 600C eintritt.observed from 60 to 64 "C, while in the case of perbromination from Diphenyl ether reflux occurs at about 59-60C.

Erhebliche Vorteile erwachsen aus der Anwendung erhöhter Ausgangs-Reaktionstemperaturen, so hoch wie praktisch innerhalb des angegebenen Bereichs. Die Löslichkeite-l der Produkte und/oder der teilbromierten Zwischenstufen werten durch das Arbeiten bei höheren Temperaturen, die erheblich über Raumtemperatur liegen, wesentlich erhöht. Dieser die Löslichkeit erhöhende Effekt liefert Produkte mit besserer Analyse in jeder vorgegebenen Reaktionszeit, was zu höherer Anlag.n-Produktivität führt. Um also den Abschluß der Perbromierungsreaktion mit der höchsten Leistungsstufe zu gewährleisten, ist es wünschenswert, Reaktionsgemischtemperaturen anzuwenden, die so hoch wie durch die Reaktionsgemischzusammensetzung zllässig sind, die in Abhängigkeit von der Gemischzusammensetzung den Siedepunkt des darin enthaltenen Broms erheblich übersteigen und in manchen Fällen sogar 800C oder darüber sein können, wo über atmosphärische Drücke angewandt werden. Considerable advantages accrue from the use of increased starting reaction temperatures, as high as practical within the specified range. The solubility of the Products and / or the partially brominated intermediate stages value through the work higher temperatures, which are significantly above room temperature, significantly increased. This solubility-increasing effect provides products with better analysis in any given response time, which leads to higher plant productivity. Around thus the completion of the perbromination reaction with the highest power level ensure it is desirable to use reaction mixture temperatures that as high as permissible by the composition of the reaction mixture, which are dependent on the boiling point of the bromine contained therein considerably depends on the mixture composition can exceed and in some cases even be 800C or above where above atmospheric Pressures are applied.

Erhebliche Vorteile werden durch das Arbeiten bei Temperaturen im oberen Teil dieses Bereichs erzielt, darunter höhere Ausbeuten in Verbindung mit besseren Analysen der gewünschten Produkte. Überraschenderweise kann die Umsetzung bei erhöhten Ausgangs-Reaktionstemperaturen erfolgreich durchgeführt werden, ohne die erwünschten Ziele der Produk qualität nachteilig zu beeinflussen. Working at temperatures in the upper part of this range achieved, including higher yields in connection with better analyzes of the desired products. Surprisingly, the implementation at elevated starting reaction temperatures can be carried out successfully without Adversely affect the desired goals of product quality.

In geeignet ausgelegten Produktionsanlagen, die bei Temperaturen über 35"C, vorzugsweise bei etwa 45 bis 55"C, arbeiten, i;;t der Bromierungszyklus reduziert, die Produktanalyse besser, die Reaktorproduktivität pro Zeiteinheit beträchtlich gesteigert und ein wesentlicher kommerzieller Vorteil erzielt. Wenn gewünscht, kann die Perbromierung auch bei Temperaturen erheblich über dem Siedepunkt des Gemischs durch Anwendung überatmosphärischen Drucks erfolgen. In suitably designed production facilities that operate at temperatures operating above 35 "C, preferably at about 45 to 55" C, i ;; t the bromination cycle reduced, the product analysis better, the reactor productivity per unit of time considerably increased and a significant commercial advantage achieved. If desired, can Perbromination even at temperatures well above the boiling point of the mixture done by applying superatmospheric pressure.

E.ne Reaktionszeit von insgesamt 1 bis 100 h, hauptsächlich abE:ängig von der organischen Reaktionskomponente, hat sich al.: angemessen für die vollständige Umsetzung unter den erfindu;gsgemäßen Bedingungen erwiesen, um die Ausgangsmaterialien q:.antitativ in perbromierte Produkte umzuwandeln, in denen prakt. sch alle ersetzbaren Kern-Wasserstoffatome durch Brom ersetzt worden sind, und zwar durch Verwendung von Brom als einzigem Reaktionsmedium (Perbromierung). Diese Zeitspanne wurde völlig zufriedenstellend sowohl für Laboransätze als auch Ansätze größeren Maßstabs angewandt. Im allgemeinen hat sich eine Gesamticaktionszeit von bis zu 20 h als ausreichend für die Produkt.sn hoher Ausbeuten hochwertiger Produkte in den durchgeführten Versuchen gezeigt. In manchen Fällen erweist sich die Perbromierung als in drei Stunden oder weniger abgeschlossen. E.ne reaction time of 1 to 100 h in total, mainly fromE: awesome of the organic reaction component, al .: has been found to be adequate for the full Implementation under the conditions according to the invention proved to be the starting materials q: to convert antitatively into perbrominated products in which practically all are replaceable Nuclear hydrogen atoms have been replaced by bromine, by using of bromine as the only reaction medium (perbromination). That length of time became complete has been used satisfactorily for both laboratory and larger scale approaches. In general, a total action time of up to 20 hours has proven to be sufficient for the product.sn high yields of high quality products in the experiments carried out shown. In some cases, the perbromination turns out to be in three hours or more less completed.

Die Dauer der Zugabe der aromatischen Verbindung ist in keiner Weise kritisch. Wünschenswert ist die Zugabe der aromatischen Verbindung in ausreichend geringer Geschwindigkeit, um den Verlust an Reaktionskomponenten über Kopf minimal zu halten und die gewünschte erhöhte Reaktionstemperatur unter Kontrolle und sicheren Bedingungen halten zu können.The duration of the addition of the aromatic compound is in no way critical. Desirably, the addition of the aromatic compound is sufficient low speed to minimize the loss of reaction components overhead to hold and the desired elevated reaction temperature below To be able to keep control and safe conditions.

Die Reihenfolge der Zugabe der Reaktionskomponenten (d.h., der aromatischen, zu bromierenden Verbindung and des Broms) kann je nach Wunsch etwas variiert werden, und keine Methode erscheint unangemessen kritisch zu sein. Um jedoch die vollen Vorteile der Erfindung zur Herstellung der perbromierten Verbindungen zu erzielen, sollte der erforderliche Bromüberschuß im Reaktor während der letzteren Stadien der Bromierung vorhanden sein. Zur Erzielung bester Ergebnisse sollte der stöchiometrische Überschuß von 75 bis zu 400 % Brom vorzugsweise während der letzten Hälfte der Reaktionszeit zugegen sein. The order in which the reaction components are added (i.e. the aromatic, the compound to be brominated and the bromine) can be varied somewhat as desired, and no method appears to be inappropriately critical. However, to get the full To achieve advantages of the invention for the preparation of the perbrominated compounds, should be the required excess bromine in the reactor during the latter stages the bromination may be present. For best results, the stoichiometric Excess of 75 to 400% bromine, preferably during the last half of the reaction time be present.

Die üblichere und bevorzugte Arbeitsweise ist die langsame Zugabe des Phenols oder Diphenyläthers zum Bromüberschuß, der als Reaktionsmedium sowie als Bromierungsmittel wirkt, wobei die Temperatur auf den gewünschten Wert durch Rühlen oder Erwärmen, je nach Bedarf, eingeregelt wird. Es ist jedoch wünschenswert, das Zufuhrmaterial der aromatischen Verbindung langsam genug zuzusetzen, um den Verlust an Brom, flüchtigen Reaktionsprodukten und niedriger bromierten Zwischenstufen über Kopf minimal zu halten. The more common and preferred mode of operation is slow addition of phenol or diphenyl ether to excess bromine, which is used as the reaction medium as well acts as a brominating agent, whereby the temperature to the desired value through Cooling or heating, as required, is regulated. However, it is desirable add the aromatic compound feed slowly enough to cause the Loss of bromine, volatile reaction products and lower brominated intermediates to be kept to a minimum overhead.

Eine Abwandlung der vorstehenden bevorzugten Ausführungsform der Zugabe der aromatischen Verbindung zur gesamten Brombeschickung kann auch vorteilhaft zur Erhöhung der Reaktorproduktivität herangezogen werden. Die Abwandlung besteht darin, anfangs einen Teil des gesamten Broms in den Reaktor zu geben und dann die oben beschriebene aromatische Verbindung zuzusetzen. Mit fortschreitender Bromierung nimmt das Volumen der Reaktionsmasse ab, und wenn diese Abnahme eintritt, wird der restliche Teil des gesamten überschüssigen Broms zugesetzt. A modification of the above preferred embodiment of FIG Adding the aromatic compound to the whole Bromine loading can also be used advantageously to increase reactor productivity. The variation is to initially put some of the total bromine in the reactor to give and then to add the aromatic compound described above. With advancing Bromination decreases the volume of the reaction mass, and when this decrease occurs, the remainder of the total excess bromine is added.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so durchgeführt werden, daß das Brom dem Phenol oder Diphenyläther, vorzugsweise in flüssiger Form zugesetzt wird. Ein Vorteil dieser Zugabemethode ist der, daß das Brom in das Reaktionsgemisch eingebracht wird, wenn es reagiert, was auch zu einem Reaktionsgemisch verringerten Volumens und somit zu gesteigerter Produktivität führt. Ein Nachteil dieser Arbeitsweise liegt darin, daß eine verhältnismäßig große Menge der Reaktionskomponente dem Brom ausgesetzt wird und die Bromierungsreaktion viel schwerer zu steuern ist. Damit ist die Möglichkeit des Uberhitzens des Reaktionsgemischs erheblich größer gegenüber den anderen Methoden des Kontakts der Reaktionskomponenten. Dies kann, wenn nicht kontrolliert wird, zu einem Verlust an Brom, organischer Reaktionskomponente und flüchtigen, bromierten Produkten über Kopf führen. Ein weiterer Nachteil ist der, daß das Reaktionsgemisch einen festen oder halbfesten Zustand durchmachen kann, was zu Schwierigkeiten beim Rühren führt. The method according to the invention can also be carried out in such a way that the bromine is added to the phenol or diphenyl ether, preferably in liquid form will. An advantage of this addition method is that the bromine is in the reaction mixture is introduced when it reacts, which also reduced to a reaction mixture Volume and thus leads to increased productivity. A disadvantage of this way of working is that a relatively large amount of the reactant is bromine and the bromination reaction is much more difficult to control. In order to the possibility of overheating the reaction mixture is considerably greater compared to the other methods of contacting the reactants. This can, if not is controlled, to a loss of bromine, organic reaction component and run volatile, brominated products upside down. Another disadvantage is that that the reaction mixture can go through a solid or semi-solid state, causing difficulty in stirring.

Wie bemerkt, kann das erfindungsgemäße Verfahren der Bromierung in Brom vorteilhafterweise für Phenol oder Diphenyläther als Ausgangsmaterialien eingesetzt werden. As noted, the inventive method of bromination in Bromine is advantageously used as starting materials for phenol or diphenyl ether will.

Eine Anzahl verschiedenerFormen metallhalt ger Katalysatoren ist getestet worden. Die Katalysatoren, di sich als am wirksamsten gezeigt haben, basieren entweder au Eisen oder Aluminium als Metallkomponente. Als brauchbar haben sich z.B. metallisches Eisen, Eisenbromid, Eisenchlorid. metallisches Aluminium, Aluminiumchlorid und Aluminiumbrol.id erwiesen. A number of different forms of metal-containing catalysts are available been tested. The catalysts which have been found to be most effective are based either iron or aluminum as a metal component. Have proven to be useful e.g. metallic iron, iron bromide, iron chloride. metallic aluminum, aluminum chloride and aluminum brol.id.

Eisen und Eisenverbindungen, die unter dez Reaktionsbedingungen Eisenbromid bilden, haben sich als Kat lysatoren der Wahl zur Herstellung von Pentabromphenol durch Bromieren von Phenol in einem Brom-Reaktionsmedium erwiesen. bo erbringt Eisenpulver als Katalysator die höchste Ausbeute an perbromiertem Produkt mit den höchsten Analysewerten. Das Eisenpulver bleibt auch während des gesamten Bromierungszeitrat:ns aktiv. Iron and iron compounds, which under dez reaction conditions iron bromide form, have become the catalysts of choice for the production of pentabromophenol by brominating phenol in a bromine reaction medium. bo provides iron powder as a catalyst, the highest yield of perbrominated product with the highest analytical values. The iron powder also remains active during the entire bromination period.

Eisenbromid (Eisen(III)bromid) und Eisenchlorid (Eisen(III)-chlorid) haben sich auch als recht zufriedenstellei-d gezeigt.Iron bromide (iron (III) bromide) and iron chloride (iron (III) chloride) have also shown themselves to be quite satisfactory.

Eisen(III)bromid scheint eine etwas raschere Anfan.sbromierung als Eisenpulver zu ergeben. Es hat jedoch den Nachteil, Produkte zu liefern, die etwas geringere Analysenw(rte des gewünschten Produkts zeigen. Eisenchlorid als Katalçsator war etwas weniger wirksam als Eisenpulver und Eisenbromid und kann perbi-omierte Produkte liefern, die mit Chlor geringfügig verunreinigt sind. Aluminiumchlorid war etwas weniger aktiv als Eisen und lieferte Produkte mit etwas niedrigeren Analysenwerten. Es neigt auch dazu, rascher als Eisen im Verlauf der Bromierung inaktiviert zu werden, was das Einbringen zusätzlicher Teile Katalysator während der Umsetzungsdauer (der Bromierung) erforderlich macht. Aluminiumchlorid hat jedoch den Vorteil, daß es farblos ist und daher den Produkten keine Farbe verleiht. Für perbromierte Fertigprodukte, deren Reinheitserfordernisse nicht gerade chemische Reinheit sind, erlaubt die Verwendung von Aluminiumchlorid das Wegfallen lassen einer Reinigungsstufe oder zumindest eine vereinfachte Reinigung.Iron (III) bromide appears to initiate bromination a little faster than To yield iron powder. However, it has the disadvantage of delivering products that do something show lower analytical values for the desired product. Ferric chloride as a catalyst was slightly less effective than iron powder and iron bromide and can Deliver perbiomized products that are slightly contaminated with chlorine. Aluminum chloride was somewhat less active than iron and produced products with somewhat lower analytical values. It also tends to be inactivated more quickly than iron in the course of bromination, what the introduction of additional parts of the catalyst during the conversion period (the Bromination) makes necessary. However, aluminum chloride has the advantage that it is colorless and therefore does not add color to the products. For perbrominated finished products, whose purity requirements are not exactly chemical purity allows their use the omission of a purification stage or at least one of aluminum chloride simplified cleaning.

Aluminium und Aluminiumverbindungen, die unter den Bromierungsreaktionsbedingungen Aluminiumbromid bilden, haben sich als Katalysatoren der Wahl zur Herstellung von Decabromdiphenyläther durch Bromieren in einem Brom-Reaktionsmedium erwiesen. Aluminiummetall, z.B. in Form von Folie oder Pulver, das vermutlich unter den Reaktionsbedingungen rasch in Aluminiumbromid umgewandelt wird, hat sich als wirksamer Katalysator für das Bromierungsverfahren erwiesen. Häufig jedoch hat es sich als bequemer erwiesen, als Katalysator fertiges, wasserfreies Aluminiumbromid oder Aluminiumchlorid einzusetzen. In manchen dieser Fälle führt Alminiumbromid oder Aluminiumchlorid zu etwas rascheren Bromierungen und/oder vollständigeren Perbromierungen beim Einsatz als Katalysatoren für die Bromierung. Ein weiterer Vorteil für Aluminium, Aluminiumhalogenide und Aluminiumverbindungen, die unter den Bromierungsreaktionsbedingungen Aluminiumbromid bilden, ist der, daß diese Katalysatorarten farblos sind und den Endprodukten keine Farbe verleihen, wenn sie darin bleiben, so daß bei den Endprodukten, für die die Reinheitserfordernisse nicht solche der chemischen Reinheit sind, die Verwendung von Aluminiumverbindungen das Wegfallenlassen oder die Vereinfachung der Reinigungsstufe ermöglicht. Metallisches Eisen, Eisenhalogenide und Verbindungen, die unter Reaktionsbedingungen Eisenhalogenide bilden, können auch bei der Perbromierung von Diphenyläther eingesetzt werden. Aluminum and aluminum compounds under the bromination reaction conditions Forming aluminum bromide have proven to be the catalysts of choice for the production of Decabromodiphenyl ether proved by bromination in a bromine reaction medium. Aluminum metal, e.g. in the form of foil or powder, which presumably under the reaction conditions is rapidly converted to aluminum bromide has been found to be an effective catalyst for proved the bromination process. Often, however, it has been found to be more convenient to use finished, anhydrous aluminum bromide or aluminum chloride as a catalyst. In some of these cases, aluminum bromide or aluminum chloride leads to something more rapid Brominations and / or more complete perbrominations when used as catalysts for the Bromination. Another benefit for aluminum, aluminum halides and aluminum compounds which under the bromination reaction conditions are aluminum bromide is that these types of catalysts are colorless and the end products are none Give color if they remain in it, so that in the end products for which the Purity requirements are not those of chemical purity that use omitting or simplifying the purification stage of aluminum compounds enables. Metallic iron, iron halides and compounds under reaction conditions Forming iron halides can also be used in the perbromination of diphenyl ether will.

Die erforderliche Menge an Katalysator, d.h. Eisen, Eisenverbindung, Aluminium oder Aluminiumverbindung, berechnet als Metall, hat sich als sehr klein, aber als für die Perbromierung katalytisch wirksame Menge erwiesen und kann zwischen etwa 0,1 und etwa 10 % Metall, bezogen auf das Gewicht des organischen Substrats als Reaktionskomponente, schwanken. The required amount of catalyst, i.e. iron, iron compound, Aluminum or aluminum compound, calculated as metal, has proven to be very small, but has been found to be catalytically effective for the perbromination and can be between about 0.1 and about 10 percent metal based on the weight of the organic substrate as a reaction component, fluctuate.

Katalysatormengen bis zu 15 Gew.-% oder mehr, bezo:en auf das Metall, werden als zufriedenstellend, aber als wirtschaftlich unpraktisch angesehen. Es wurde jedoch gezeig , daß innerhalb der obigen Grenzwerte verhältnismäßig großer Mengen an Metallkatalysator unter bestimmten speziellen Bedingungen erforderlich sind, z.B., wenn "feuchtes" (d.h., wasserhaltiges) Brom verwendet wird. Große Mengen Katalysator können verwendet werden, wo Aluminium- und Eisenhalogenide als katalytisches Material zugesetzt werden.Amounts of catalyst up to 15% by weight or more, based on the metal, are considered satisfactory but economically impractical. It however, it has been shown that within the above limits, relatively large Amounts of metal catalyst required under certain specific conditions for example, when "wet" (i.e., hydrous) bromine is used. Large quantities Catalyst can used where aluminum and iron halides can be added as a catalytic material.

Die aus dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung von Brom als Perbromierungs-Reaktionsmedium und unter Anwendung erhöhter Ausgangs-Reaktionstemperatur stammenden Reaktionsgemische können nach einer Reihe von Aufarbeitungsmethoden aufgearbeitet werden, um die perbromierten Produkte zu isolieren. Das rohe Reaktionsgemisch, das die bromierten Produkte, überschüssiges Brom-Reaktionsmedium und überschüssigen Katalysator enthalten kann, kann z.B. entweder bei Atmosphärendruck oder vorzugsweise unter vermindertem Druck bei etwa 800C bis zur Gewichtskonstanz des Rückstands abgezogen werden. The from the inventive method using bromine as a perbromination reaction medium and using an elevated initial reaction temperature Originating reaction mixtures can be worked up by a number of work-up methods to isolate the perbrominated products. The crude reaction mixture that the brominated products, excess bromine reaction medium and excess Catalyst may, for example, either at atmospheric pressure or preferably stripped off under reduced pressure at about 80 ° C. to constant weight of the residue will.

Das so isolierte Rohprodukt kann weiter gereinigt werden, z.B.The crude product so isolated can be further purified, e.g.

durch Digerieren mit Methanol, Dibromäthylen oder verdünnter Salzsäure. Diese Isolierung durch Abziehen ist schnell, einfach und liefert zuverlässige Ausbeutedaten und verhältnismäßig reines Produkt. Es hat den Nachteil, daß es metallhaltigen Restkatalysator im Produkt hinterlassen kann.by digestion with methanol, dibromoethylene or dilute hydrochloric acid. This peel isolation is quick, easy, and provides reliable yield data and relatively pure product. It has the disadvantage that it contains metal-containing residual catalyst can leave behind in the product.

Das Perbromierungsprodukt kann auch durch Verdrängen überschüssigen Broms im Reaktionsgemisch durch Wasser und anschließendes Filtrieren des wässrigen Reaktionsgemischs isoliert werden. Das erhaltene Rohprodukt kann dann durch verhältnismäßig einfache Digerierverfahren, wie oben beschrieben, gereinigt werden. Diese Isolierung kann in großem Maßstab Produktions-und/oder Ingenieursprobleme aufwerfen. The perbromination product can also become excess due to displacement Bromine in the reaction mixture through water and then filtering the aqueous Reaction mixture are isolated. The crude product obtained can then by proportionately simple digestion processes as described above can be purified. This isolation can pose manufacturing and / or engineering problems on a large scale.

Das überschüssige Brom im Reaktionsgemisch kann auch durch Dibromäthylen verdrängt und dann filtriert werden. Das Rohprodukt kann dann durch Digerieren, wie oben beschrieben, weiter gereinigt werden. The excess bromine in the reaction mixture can also be replaced by dibromoethylene displaced and then filtered. The crude product can then be digested, can be further cleaned as described above.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Isolierungsstufe wird das gesamte Reaktionsgemisch in heißes, angesäuertes Wasser überführt, wobei sich das überschüssige Brcn verflüchtigt, worauf das wässrige Gemisch filtriert wird. Reinigen durch Digerieren mit geeigneten organischen Lösung smitteln kann dann, wie oben beschrieben, erfolgen. Bei der Durchführung dieses Verfahrens verdampft das überschüssige Brom nahezu unmittelbar nach dem Kontakt mit dem heißen Wasser, wodurch die festen, perbromierten Produktteilchen zerfallen, was ihre wirksame Kontaktoberfläche vergrößert, wobei sich Restkatalysator auflöst. Wenn das Brom vollständig entfernt ist, wird das rohe Reaktionsprodukt durch Filtrieren isoliert. In a preferred embodiment of the isolation step transferred the entire reaction mixture into hot, acidified water, whereby the Excess Brcn is volatilized and the aqueous mixture is filtered. Clean by digestion with suitable organic solvents, as above described. When performing this procedure, the excess evaporates Bromine almost immediately after contact with the hot water, which causes the solid, Perbrominated product particles disintegrate, which increases their effective contact surface, residual catalyst dissolves. When the bromine is completely removed, will the crude reaction product is isolated by filtration.

Dieses Verfahren hat zahlreiche Vorteile. Dazu gehört das Entfernen des größeren Anteils des Restkatalysators und das leichte Entfernen des überschüssigen Broms zui Wiederverwendung nach dem Trocknen. This method has numerous advantages. This includes removal the greater proportion of the residual catalyst and the easy removal of the excess Broms can be reused after drying.

Auch die letztere Isolierungsstufe kann abgewandelt werden, wobei Isolierung und Reinigung im wesentl zehen kombiniert werden. Dabei wird das wässrige Produkt nic t filtriert, sondern direkt mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel zusammengebracht. Das Produkt reichertsich in der organischen Phase an, von der die wässrige Phase dann entfernt wird, wodurch der Katalysator vom Produkt abgetrennt wird. Das Produkt kann dann aus der organischen Phase nach bekannten Maßnahmen isoliert und gereinigt werden. The latter isolation level can also be modified, whereby Isolation and cleaning are essentially combined. The aqueous Product not filtered, but not directly with one with water Miscible organic solvents brought together. The product enriches itself in the organic phase, from which the aqueous phase is then removed, whereby the catalyst is separated from the product. The product can then be made from the organic Phase can be isolated and purified according to known measures.

In allgemeinen sind organische Lösungsmittel, die zum Isolieren, Digerieren und/oder Reinigen verwendet werden können, beispielsweise die niedermolekularen Alkanole, wie Methanol, Methanol, die Propanole und Butanole, niedermolekulare halogenierte Verbindungen, wie Dibromäthylen, Chlorbenzol, Chloroform, Acetylentetrachlorid und Tetrachlorkohlenstoff, sowie Ketone, wie Aceton, und andere geeignete Lösungsmittel. In general, organic solvents are used to isolate, Digestion and / or purification can be used, for example the low molecular weight Alkanols such as methanol, methanol, the propanols and butanols, low molecular weight halogenated Compounds such as dibromoethylene, chlorobenzene, chloroform, acetylene tetrachloride and Carbon tetrachloride, as well as ketones such as acetone, and other suitable solvents.

Perbromierte Produkte, die sich aus der Anwendung dieser Bromierung in Brom ergeben, sind Decabromdiphenyläther und Pentabromphenol. Perbrominated products resulting from the application of this bromination in bromine are decabromodiphenyl ether and pentabromophenol.

Es ist allgemein möglich, die Produkte vorauszusagen, die bei Anwendung des Perbromierungsverfahrens unter optimalen Reaktionsbedingungen auf irgendein spezielles Ausgangsmaterial entstehen. Allgemeine Regel ist, daß jedes Kern-Wasserstoffatom durch ein Bromatom ersetzt wird, wenn die Reaktion bis zu Ende geführt wird, d.h., bis die Entwicklung von Bromwasserstoff aufgehört hat. Dieser Bromierungsgrad kann durch geeignete Einstellung der Reaktionstemperatur, der Katalysatorkonzentration und der Reaktionszeit erreicht werden. Das Perbromierungsverfahren wird solange fortgeführt, bis die Probennahme zeigt, daß der gewünschte Bromierungsgrad erreicht ist. Oder die Bromierungsreaktion kann fortgesetzt werden, bis die Entwicklung von Bromwasserstoff praktisch aufgehört hat. Die Fortsetzung der Bromierung und die Ausdehnung der Reaktionszeit über den Punkt der gewünschten Bromierung hinaus dient keinem brauchbaren Zweck und kann in manchen Fällen zu einer Zersetzung von Produkten, Fragmentierung der organischen Materialien und zur Bildung von teerartigen oder harzartigen Nebenprodukten führen. It is generally possible to predict the products that will be used when of the perbromination process under optimal reaction conditions to any special starting material is created. The general rule is that every nucleus has a hydrogen atom is replaced by a bromine atom when the reaction is carried to completion, i.e., until the evolution of hydrogen bromide has ceased. This degree of bromination can by suitable adjustment of the reaction temperature and the catalyst concentration and the response time can be achieved. The perbromination process will be continued until until the sampling shows that the desired degree of bromination has been reached. or the bromination reaction can continue until the evolution of hydrogen bromide has practically stopped. The continuation of the bromination and the extension of the reaction time It serves no useful purpose beyond the point of bromination desired and in some cases can lead to decomposition of products, fragmentation of the organic materials and the formation of tarry or resinous by-products to lead.

Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Bromierungsverfahrens bei erhöhter Temperatur gehört die Erzielung praktisch quantitativer Ausbeuten roher perbromierter Produkte verhältnismäßig hoher Reinheit. Die sehr geringen Mengen an Verunreinigungen, die vorhanden sein können, sind Metallkatalysatoren und katalytische Metallverbindungen und winzige Mengen niedriger bromierter Produkte der organischen Reaktionskomponente, die, wenn gewünscht, als Reaktionskomponenten zur weiteren Perbromierung rückgeführt werden können. Among the advantages of the bromination process according to the invention The achievement of practically quantitative yields is more crude at elevated temperature Perbrominated products of relatively high purity. The very small amounts of impurities that may be present are metal catalysts and catalytic Metal compounds and tiny amounts of lower brominated products of the organic Reaction component, if desired, as reaction components for further Perbromization can be traced back.

Überraschenderweise sind die Vorteile des Startens der Reaktion bei erhöhten Temperaturen, wie hier offenbart, recht spezifisch für Phenol und Diphenyläther, und ähnliche Vorteile werden bei anderen nicht-kondensierten Aromaten, wie Toluol und Xylolen, nicht beobachtet. Surprisingly, the benefits of starting the reaction are at elevated temperatures, as disclosed here, quite specific for phenol and diphenyl ethers, and similar benefits are seen with other non-condensed aromatics such as toluene and xylenes, not observed.

Das Verfahren zeigt hohe Produktivität (d.h. eine hohe Produktmenge pro Einheit eingesetzten Reaktorvolumens). The process shows high productivity (i.e. a large amount of product per unit used reactor volume).

Auch hat sich gezeigt, daß das Verfahren die leichte Produktion perbromierten Phenols und Diphenyläthers ermöglicht, die bislang kommerziell nicht praktikabel oder nur nach schwierigeren unc/oder komplizierteren Synthesemethoden und mit speziellen anlagen möglich war. Die bei der Durchführung der Erfindung angewandten Reaktionsbedingungen sind verhältnismäßig mild and erfordern nur eine einfache Anlage, was wesentlich che wirtschlftliche und Sicherheitsfaktoren beim Anlagenbetrieb bedeutet. Lie Bromierungsreaktionen verlaufen viel schneller, wenn Brom cls Reaktionsmedium ist, verglichen mit der Geschwindigkeit, wen andere Lösungsmittel verwendet werden, sowohl organische lls auch anorganische, wie z.B. rauchende Schwefelsäure.It has also been shown that the process perbrominated the easy production Phenol and diphenyl ethers made possible, which were previously not commercially viable or only after more difficult unc / or more complicated synthesis methods and with special plants was possible. The reaction conditions used in practicing the invention are relatively mild and only require simple installation, which is essential which means economic and safety factors in system operation. Lie bromination reactions run much faster when bromine is the reaction medium compared to the Speed when other solvents are used, both organic oil also inorganic, such as fuming sulfuric acid.

Da sowohl die Wärmebeständigkeit als auch die Farbe der perbromierten Produkte wesentliche Faktoren für flammhemmende Mittel sind, bietet die Produktion dieser perbromierten Derivate in verhältnismäßig reinem Zustand große Vorteile für ihre Endverwendung in flammhemmenden Mitteln. Die Zugänglichkeit und Reinheit der Produkte ist auch für ihre Verwendung als chemisc ie Zwischenstufen beispielsweise für die Produktion möglicher Pestizide und Arzneimittel von Bedeutung. As both the heat resistance and the color of the perbrominated Products are essential factors for flame retardants, the production provides these perbrominated derivatives in a relatively pure state have great advantages for their end use in flame retardants. The accessibility and purity of the Products is also suitable for their use as chemical intermediates for example important for the production of possible pesticides and pharmaceuticals.

Alle teilbromierten Nebenprodukte, die entstehen können, sind leicht gewinnbar und werden zur vollständigen Perbromierung im gleichen Verfahren und derselben Anlage rückgeführt. Any partially brominated by-products that can be formed are light recoverable and become complete perbromination in the same Process and the same plant.

Verarbeitung, Isolierung und Reinigungsvc -fahren sind mannigfaltig flexibel. Wie hier beschrieben, reibt es in Kombination mit der offenbarten erhöhten Ausgan s-Reaktionstemperatur eine Reihe von Verfahrensmaßnahmen, die variiert werden können, beim Zusammenbringen der Reaktionsk)mponenten, des Brom-Reaktionsmediums und der Katalysatoren, bzim Isolieren der Produkte und beim Reinigen der Produkte, wobei geeignete Kombinationen zu guten Ergebnissen führen. Processing, isolation and cleaning processes are manifold flexible. As described here, in combination with the disclosed increased rubs Starting from the reaction temperature, a number of process measures which can be varied can, when the reaction components are brought together, the bromine reaction medium and the catalysts, or when isolating the products and cleaning the products, suitable combinations lead to good results.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen iur das erfindungsgemäße Verfahren und sollen in keiner WeLse die Erfindung auf die hier beschriebenen speziellen Merkmale beschränken. The following examples only illustrate that according to the invention Methods and in no way are it intended to limit the invention to the particulars described herein Restrict features.

Beispiel 1 Decabromdiphenyläther Ein 1 l-Vierhalsrundkolben wurde mit eine: mechanischen Rührer, einem doppelwandigen Rückflußkühler, einem Probenentnahmerohr, Thermometer und einem Reagentienzugaberohr ausgestattet. Der Kolben wurde über eine Wasserfalle entlüftet, um Bromwasserstoff als Nebenprodukt aufzufangen. 1164 g Brom (7,26 Mol, 150%ges Überschuß) wurden in den Reaktionskolben gebracht, dann 250mg (0,0093 Mol) Aluminium einer Teilchengröße entsprechend einer lichten Siebmaschenweite von 0,84 mm (20 mesh). Das Gemisch wurde 15 min gerührt, wobei das Aluminium vollständig in Aluminiumbromid umgewandelt wurde.Example 1 Decabromodiphenyl Ether A one liter, four neck, round bottom flask was made with a: mechanical stirrer, a double-walled reflux condenser, a sampling tube, Thermometer and a reagent addition tube. The flask was about a Water trap vented to collect hydrogen bromide as a by-product. 1164 grams of bromine (7.26 moles, 150% total excess) were added to the reaction flask brought, then 250 mg (0.0093 mol) aluminum of a particle size corresponding to a clear Screen mesh size of 0.84 mm (20 mesh). The mixture was stirred for 15 min the aluminum has been completely converted to aluminum bromide.

Die Behältertemperatur wurde auf + 10C durch einen Therm -O-Watch-Temperaturregler (Modell L7/800 der Instruments for Research and Industry, Cheltenham, PA. 19012) in Verbindung mit einem Jack-O-Matic (Modell JOM-3) gesteuert. The container temperature was set to + 10C by a Therm-O-Watch temperature controller (Model L7 / 800 from Instruments for Research and Industry, Cheltenham, PA. 19012) controlled in connection with a Jack-O-Matic (model JOM-3).

Das Brom/Katalysator-Gemisch im Behälter wurde auf 350C erwärmt, und es wurde mit der Zugabe von 49,5 g (0,29 Mol) Diphenyläther bei konstanter Geschwindigkeit über eine Einspritzpumpe über etwa 51 min begonnen. Die Reaktionstemperatur wurde bei 35 + 10C während der gesamten Diphenylätherzugabe gehalten. The bromine / catalyst mixture in the container was heated to 350C, and it became with the addition of 49.5 g (0.29 mol) of diphenyl ether at constant rate started via an injection pump for about 51 minutes. The reaction temperature was held at 35 + 10C during the entire diphenyl ether addition.

Nach beendeter Diphenylätherzugabe wurde weiter erwärmt und die Reaktionstemperatur auf etwa 590C innerhalb etwa 20 min erhöht. Nach etwa 120 min Erwärmen nach der Zugabe wurden 300 ml Wasser dem Reaktionsbrei zugesetzt, der Rückflußkühler, das Probenentnahmerohr und das Reagentienzugaberohr wurden entfernt.When the addition of diphenyl ether was complete, heating was continued and the reaction temperature increased increased to about 590C within about 20 minutes. After about 120 minutes of heating after the Addition, 300 ml of water were added to the reaction slurry, the reflux condenser, the The sampling tube and reagent addition tube were removed.

Ein Destillationskopf mit Thermometer, einem Kühler und einer Vorlage wurden an einem Kolbenschliff angebracht, und überschüssiges Brom wurde abdestilliert, bis eine Temperatur von 1000C erreicht wurde.A distillation head with a thermometer, a condenser and a receiver were attached to a flask joint, and excess bromine was distilled off, until a temperature of 1000C has been reached.

Decabromdiphenyläther wurde vom wässrigen Brei abfiltriert, mit Wasser gewaschen und in einem Zwangsumluftofen bei 1100C getrocknet. Decabromodiphenyl ether was filtered off from the aqueous slurry, with water washed and dried in a forced air oven at 1100C.

Dampfphasenchromatographische Analyse des erhaltenen Produkts zeigte flächenmäßig 94,7 % für Decabromdiphenyläther, insgesamt 4,5 * für die Nonabromdiphenyläther-Isomeren und insgesamt 0,5 % für die Octabromdiphenyläther-Isomeren. Vapor phase chromatographic analysis of the product obtained showed 94.7% in area for decabromodiphenyl ether, a total of 4.5 * for the nonabromodiphenyl ether isomers and a total of 0.5% for the octabromodiphenyl ether isomers.

Beispiel 2 Decabromdiphenyläther Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Brom/Katalysator-Gemisch auf eine Temperatur von 45 + 10C vor dem Beginn der Diphenyläther-Zugabe erwärmt und diese Temperatur während der Zugabe beibehalten wurde.Example 2 Decabromodiphenyl Ether The procedure of Example 1 was repeated except that the bromine / catalyst mixture was set to a temperature heated by 45 + 10C before the start of the diphenyl ether addition and this temperature was maintained during the addition.

Die gaschromatographische Analyse des erhaltenen Produkts zeigte eine Fläche für Decabromdiphenyläther von 96,4 %, für Nonabromdiphenyläther von 3,2 % und für Octabromdiphenyläther von 0,4 %. Gas chromatographic analysis of the product obtained showed an area for decabromodiphenyl ether of 96.4%, for nonabromodiphenyl ether of 3.2% and for octabromodiphenyl ether of 0.4%.

Beispiel 3 Decabromdiphenyläther Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Anfangstemperatur des Brom/Katalysator-Gemischs auf 55 + 10C vor der Zugabe des Diphenyläthers erhöht und bei dieser Temperatur gehalten wurde, bis die Zugabe des Diphenyläthers abgeschlossen war. Etwa 5 min nach der Wärmeanwendung nach der Zugabe wurde die Rückflußtemperatur von 590C erreicht.Example 3 Decabromodiphenyl Ether The procedure of Example 1 was repeated except that the initial temperature of the bromine / catalyst mixture increased to 55 + 10C before the addition of the diphenyl ether and at this temperature was held until the addition of the diphenyl ether was completed. About 5 min after the application of heat after the addition, the reflux temperature of 590C was reached.

Gaschromatographische Analyse des erhaltenen Produkts zeigte 96,3 % Decabromdiphenyläther, 3,3 % Nonabromdiphenyläther und 0,3 % Octabromdiphenyläther. Gas chromatographic analysis of the product obtained showed 96.3 % Decabromodiphenyl ether, 3.3% nonabromodiphenyl ether and 0.3% octabromodiphenyl ether.

Beispiel 4 Pentabromphenol Die Bromierung des Phenols erfolgte in einem Reaktionsbehälter, bestehend aus einem Reaktionskolben, ausgestattet mit einem Tropftrichter, Rührer, Thermometer und einem wassergekühlten Kühler, der mit einer Wasserfalle verbunden war. In den Reaktionskolben wurden 1198,7 g (7,5 Mol, 150%iger Überschuß) Brom und 0,57 g Eisenpulver gebracht. Phenol (56,7 g, 0,6 Mol) wurde aus dem Tropftrichter unter Rühren über 100 min zugetropft. Während dieser Zeit wurde die Reaktionstemperatur auf etwa 46 - 470C gesteuert.Example 4 Pentabromophenol The bromination of the phenol was carried out in a reaction vessel consisting of a reaction flask equipped with a Adding funnel, stirrer, thermometer and a water-cooled condenser that comes with a Waterfall was connected. In the reaction flask was 1198.7 g (7.5 mol, 150% strength Excess) bromine and 0.57 g iron powder brought. phenol (56.7 g, 0.6 mol) was added dropwise from the dropping funnel with stirring over 100 min. While during this time the reaction temperature was controlled to about 46-470C.

Nach beendeter Phenol zugabe wurde das Reaktionsgemisch auf Rückflußtemperatur (etwa 60-640C) erwärmt und die Reaktion konnte weiterlaufen, bis die Entwicklung von HBr aurhörte. After the addition of phenol was complete, the reaction mixture was brought to reflux temperature (about 60-640C) and the reaction was allowed to continue until development heard from HBr.

Die Gesamtreaktionszeit betrug 3 h.The total reaction time was 3 hours.

Das Reaktionsgemisch wurde auf etwa 50"C gekühlt und in 328 ml wässrige Bromwasserstoffsäure überführt. Das überschüssige Brom wurde unter Atmosphärendruck über etwa 2,5 h herausdestilliert. Die Suspension wurde auf Raumtemperatur gekühlt, filtriert und das feste Reaktionsprodukt mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Rohprodukt wurde in Form eines cremefarbigen Feststoffs, Schmp. 229,90C (Lit. 229,50C) mit einer gaschromatographischen Analyse von 99,6 % erhalten. The reaction mixture was cooled to about 50 "C and poured into 328 ml of aqueous Hydrobromic acid transferred. The excess bromine was under atmospheric pressure distilled out over about 2.5 h. The suspension was cooled to room temperature, filtered and the solid reaction product washed with water and dried. That The crude product was in the form of a cream-colored solid, m.p. 229.90C (Lit. 229.50C) obtained with a gas chromatographic analysis of 99.6%.

Die Ausbeute an Rohprodukt war praktisch quantitativ.The yield of the crude product was practically quantitative.

Versuch sau swertung Zur Bestimmung des Einflusses der Temperatur der Diphenyläther-Zugabe auf die Reaktionsproduktivität und die Decabromdiphenyläther-Ausbeute und -qualität wurde eine Untersuchung durchgeführt. Die Versuchsergebnisse wurden durch Aufzeichnung der gaschromatographischen Fläche in % für bromiertes Produkt als Funktion der Temperatur der Diphenyläther- Zugabe und der Rückflußzeit nach der Zugabe erhalten.Test evaluation To determine the influence of temperature the addition of diphenyl ether on the reaction productivity and the decabromodiphenyl ether yield and quality, an investigation was carried out. The test results were by recording the gas chromatographic area in% for brominated product as a function of the temperature of the diphenyl ether Addition and reflux time obtained after the addition.

Bei den in den Beispielen 1 bis 3 beschriebenen Herstellungen wurden Reaktionsgemischproben am Ende der Diphenyläther-Zugabe, nach 15, 45, 75 und 120 min auf die Diphenyläther-Zugabe entnommen. In the preparations described in Examples 1 to 3 were Reaction mixture samples at the end of the diphenyl ether addition, after 15, 45, 75 and 120 min taken from the diphenyl ether addition.

Die entnommenen Proben wurden gaschromatographisch analysiert, indem wenigstens jeweils 1 g in Dibrommethan oder Dibromäthan in einem Verhältnis von 1 g Probe zu 40 ml Lösungsmittel gelöst und ein HP 5754-Gerät mit Flammenionisationsdetektor und einer Glassäule ID X von 2 mm Durchmesser und 1,22 m (4 Fuß) Länge, gepackt mit 3 8 Dexsil 300 an 100/120 Mesh Supelcoport, bei einer Temperatur von 200-3400C,prograrnmiert mit 100C/min, verwendet wurde. The samples taken were analyzed by gas chromatography at least 1 g each in dibromomethane or dibromomethane in a ratio of 1 g sample dissolved in 40 ml solvent and an HP 5754 device with flame ionization detector and a glass column ID X 2 mm in diameter and 1.22 m (4 feet) long programmed with 3 8 Dexsil 300 on 100/120 mesh Supelcoport, at a temperature of 200-3400C at 100C / min.

Für Vergleichszwecke wurden ähnliche Ansätze bei Diphenyläther-Zugabetemperaturen von + 15"C oder -1°C und +250C oder -10C durchgeführt, wobei Proben in den gleichen Zeitabständen nach der Zugabe entnommen und analysiert wurden. For comparison purposes, similar runs were made at diphenyl ether addition temperatures from + 15 "C or -1 ° C and + 250C or -10C, taking samples in the same Were removed and analyzed at intervals after the addition.

Die Tabelle I führt die Decabromdiphenyläther-Analysen (gaschromatographische Flächenprozent) als Funktion der Diphenyläther-Zugabetemperatur und der Rückflußzeit nach Zugabe auf: Tabelle I Ausgangstemp. 150C 250C 35"C 45'C 55"C der Diphenyläther-Zugabe Zeit nach Diphenyl- Decabromdiphen.läther, äther-Zugabe (min) gaschromatogra ,hische Analyse (Fläch -%) 0 31,9 35,5 83,4 86,9 87,2 15 73,0 75,5 92,8 95,2 95,1 45 90,5 92,2 93,8 95,6 95,7 75 92,8 93,2 94,1 95,4 96,2 120 94,1 94,6 94,7 96,4 96,3 Die Daten in Tabelle I zeigen, daß bei Rauntemperaturen von 15 und 25"C der Diphenyläther-Zugabe eine unerwinscht geringe Produktbildungsgeschwindigkeit zu beobachten ist, was volle 2 h Rückfluß nach der Zugabe erfordert, um die erwünschten mindestens 94 % Decabromdiphenyläther zu erhalten. In scharfem Gegensatz wurden für bei 45 und 550C durch;eführte Reaktionen im wesentlichen identische Ergebnisse erzielt, wobei die Analysengehalte von 95 % nach nur 15 min rückfluß (d.h. nach 1/8 der Zeit) erhalten wurden. Table I lists the decabromodiphenyl ether analyzes (gas chromatographic Area percent) as a function of the diphenyl ether addition temperature and the reflux time after adding on: Table I output temp. 150C 250C 35 "C 45'C 55" C the diphenyl ether addition time after diphenyl decabromodiphen.läther, ether addition (min) gas chromatographic analysis (area%) 0 31.9 35.5 83.4 86.9 87.2 15 73.0 75.5 92.8 95.2 95.1 45 90.5 92.2 93.8 95.6 95.7 75 92.8 93.2 94.1 95.4 96.2 120 94.1 94.6 94.7 96.4 96.3 The data in Table I show that at room temperatures of 15 and 25 "C of the diphenyl ether addition, an undesirably low rate of product formation what can be observed is what requires a full 2 hours of reflux after the addition to achieve the desired to obtain at least 94% decabromodiphenyl ether. In sharp contrast were for reactions performed at 45 and 550C; results essentially identical achieved, with the analysis content of 95% after only 15 min reflux (i.e. after 1/8 of the time).

Bei einem Temperaturwert von 350C für die Diphenyläther-Zugabe (entsprechend der Mindestzugabetemperatur, die angewandt werden kann, wobei die Vorteile der Erfindung erhalten we den) ist eine etwas längere Zeit erforderlich (etwa 75 min), ber immer noch deutlich kürzer als die 2 h, die im Falle von Raumtemperatur-Ansätzen erforderlich sind. At a temperature of 350C for the diphenyl ether addition (corresponding to the minimum addition temperature that can be used, taking advantage of the invention obtain we den) a slightly longer time is required (approx 75 min), over still significantly shorter than the 2 h in the case of room temperature approaches required are.

In Fig. 1 sind die Daten der Tabelle I aufgetragen und zeigen in graphischer Form die Bildungsgeschwindigkeit des Decab omdiphenyläthers als Funktion der Diphenyläther-2ugabetem)eratur und der Rückflußzeit nach der Zugabe. Die Kurven fü;- 45 und 55"C sind identisch und zeigen die hohe Produktbi dungsgeschwindigkeit, die bei solchen Reaktionstemperaturen aftritt. Die Kurve für 350C beschreibt eine etwas langsamere Reaktion, die aber dennoch erheblich schneller ist als die unannehmbar geringen Geschwindigkeiten, die sich bei Zugaben des Diphenyläthers bei Umgebungsbedingungen oder darunter (d.h. bei 15 und 250C) ergeben. The data of Table I are plotted in FIG. 1 and show in FIG graphical form the rate of formation of the decab omdiphenylether as a function the diphenyl ether addition temperature and the reflux time after the addition. The curves fü; - 45 and 55 "C are identical and show the high speed of product formation, which occurs at such reaction temperatures. The curve for 350C describes a slightly slower reaction, which is nevertheless considerably faster than the unacceptable one low speeds, which result when the diphenyl ether is added under ambient conditions or below (i.e. at 15 and 250C).

Durch Anwendung der erhöhten Ausgangs-Reaktionstemperatul-en gemäß der Erfindung bei der Perbromierung von Diphenyläther kann das Erhitzen nach der Zugabe um 75 % oder mehr verkürzt werden, ohne die Produktausbeute oder -qualität nachteilig zu beeinflussen, wodurch die Brauchbarkeit der Umsetzung und die Produktivität erheblich erhöht werden. By applying the increased starting reaction temperatures according to of the invention in the perbromination of diphenyl ether, heating after the Addition can be reduced by 75% or more without compromising product yield or quality adversely affecting the usability of the implementation and productivity can be increased significantly.

Eine weitere Untersl-hung zeigt, daß die Vorteile der Arbeitsweise bei hoher Temperatur sehr selektiv erzielt werden. Bei 25, 35, 45 und 550C jeweils für Phenol, Toluol und p-Xylol durchgeführte Ansätze zeigen nicht nur, daß es äußerst wünschenswert ist, Phenol bei erhöhten Ausgangs-Temperaturen zu perbromieren, sondern auch, daß es unerwünscht ist, dies in den Fällen von Toluol und p-Xylol zu tun. Another investigation shows that the advantages of the working method can be achieved very selectively at high temperature. At 25, 35, 45 and 550C respectively for phenol, toluene and Approaches carried out with p-xylene do not show only that it is highly desirable to use phenol at elevated starting temperatures to perbrominate, but also that it is undesirable to do so in the cases of toluene and do p-xylene.

Die folgende allgemeine Arbeitsweise wurde für jeden Ansatz angewandt: Das zu bromierende Substrat (Toluol, p-Xylol und Phenol) wurde zu einem Bromüberschuß (300 % gegenüber der für die Ring-Perbromierung theoretisch erforderlichen Menge) und Eisenkatalysator (1 Gew./Gew.-%, bezogen auf Substrat) bei der jeweiligen Temperatur (25, 35, 45 und 55"C) über 1 h zugetropft. Nach beendeter Substrat-Zugabe wurde das Reaktionsgemisch bei der angegebenen Temperatur weitere 2 h gerührt. The following general procedure was used for each approach: The substrate to be brominated (toluene, p-xylene and phenol) became an excess of bromine (300% compared to the amount theoretically required for ring perbromination) and iron catalyst (1% w / w based on substrate) at the respective temperature (25, 35, 45 and 55 "C) was added dropwise over 1 h. When the substrate addition was complete, the reaction mixture was stirred at the stated temperature for a further 2 hours.

Die Probennahme aus dem Reaktionsgemisch für die gaschromatographische Analyse erfolgte unmittelbar nach beendeter Substrat-Zugabe (0 min) und 15, 45, 75 und 120 min danach.Sampling from the reaction mixture for gas chromatographic Analysis took place immediately after the addition of substrate (0 min) and 15, 45, 75 and 120 min afterwards.

Die Ergebnisse dieser Ansätze werden wie folgt zusammengefaßt: Im Falle von Pentabromphenol erwies sich die erhöhte Ausgangs-Reaktionstemperatur als äußerst vorteilhaft. The results of these approaches are summarized as follows: Im In the case of pentabromophenol, the increased initial reaction temperature was found to be extremely beneficial.

Der höchste Analysenwert (99,4 %) an gewünschtem perbromiertem Produkt wurde bei der höchsten Reaktionstemperatur von 55"C erhalten. Bei der höchsten Temperatur war die Reaktion auch am schnellsten. Die bei den Phenolansätzen beobachtten Daten sind in Tabelle II aufgeführt, und diese Daten sind auch in Fig. 2 aufgetragen, die die Bildungsgeschwindigkeit für Pentabromphenol zeigt.The highest analysis value (99.4%) of the desired perbrominated product was obtained at the highest reaction temperature of 55 "C. At the highest temperature the reaction was also the fastest. The data observed with the phenol batches are listed in Table II, and this data is also plotted in Fig. 2, which shows the rate of formation for pentabromophenol.

Tabelle II Ausgangstemperatur der Phenol-Zugabe 250C 350C 450C 550C Zeit nach Pentabromphenol, Phenol-Zu- gaschromatographigabe (min) sche Analyse (Flächen-%) 0 60,6 82,6 88,0 88,3 15 79,5 93,4 95,5 98,2 45 93,2 98,6 99,0 99,3 75 97,5 98,9 99,2 99,3 120 98,5 99,2 99,2 99,4 Wie diese Daten zeigen, wird bei Ausgangstemperaturen entsprechend Umgebungstemperatur (250C) eine unerwünscht langsame Bildungsgeschwindigkeit für Pentabromphenol beobachtet. Bei dieser Ausgangstemperatur ist eine Dauer von 2 h nach der Zugabe erforderlich, um eine Produktanalyse von 98,5 % zu erreichen. Table II Phenol addition exit temperature 250C 350C 450C 550C Time after pentabromophenol, phenol addition gas chromatography (min) analysis (area%) 0 60.6 82.6 88.0 88.3 15 79.5 93.4 95.5 98.2 45 93.2 98.6 99.0 99.3 75 97.5 98.9 99.2 99.3 120 98.5 99.2 99.2 99.4 As these data show, at starting temperatures corresponding to the ambient temperature (250C) an undesirably slow formation rate observed for pentabromophenol. At this starting temperature a duration of Required 2 hours after the addition to achieve a product analysis of 98.5%.

Eine erheblich kürzere Erhitzungszeit nach der Zugabe (35-45 min) ist nötig, wenn die Reaktion bei 35 und 450C gestartet wird, nur etwa 30 bis 40 % der Zeit, die bei Raumtemperatur nötig ist. Bei einer Ausgangstemperatur von 55"C sind nur 15 min Erhitzen nach Zugabe, also 1/8 der entsprechenden Zeit für Raumtemperatur, erforderlich, um eine Produktanalyse von 98,2 % zu erzielen.A significantly shorter heating time after the addition (35-45 min) If the reaction is started at 35 and 450C, it is only necessary about 30 to 40 % of the time required at room temperature. At an initial temperature of 55 "C are only 15 min heating after addition, i.e. 1/8 of the corresponding time for room temperature, required to achieve a 98.2% product analysis.

Diese Feststellungen sind in Fig. 2 graphisch dargestellt, die zeigt, daß die Ansätze bei erhöhter Temperatur (35, 45 und 550C) sich als Gruppe erheblich von dem Ansatz bei Raumtemperatur (250C) unterscheiden. These findings are graphically illustrated in Fig. 2, which shows that the approaches at elevated temperature (35, 45 and 550C) are significant as a group differ from the approach at room temperature (250C).

Die Tabellen III und IV enthaltendie Daten für die Ansätze mit Toluol und p-Xylol. In jedem Falle zeigen sie, daß,anders als für Diphenyläther und Phenol,die höchsten Analysenwerte bei Raumtemperatur (d.h. 250C) erhalten werden und die erhöhten Ausgangs-Reaktionstemperaturen tatsächlich einen schädlichen Einfluß auf die Umsetzung haben. Tables III and IV contain the data for the runs with toluene and p-xylene. In each case they show that, unlike diphenyl ether and phenol, the highest analysis values are obtained at room temperature (i.e. 250C) and the increased Starting reaction temperatures actually have a detrimental effect on the implementation to have.

Tabelle III Ausgangstemperatur für die Toluol-Zugabe 25 OC 350C 45"C 550C Zeit nach Toluol-Zugabe (min) Pentabromtoluol, gaschromatographische Analyse (Flächen %) 0 94,0 88,2 84,6 84,3 15 91,0 90,2 85,7 84,5 45 92,5 91,0 84,8 86,7 75 93,0 90,9 87,3 87,7 120 93,0 91,7 85,1 88,0 Tabelle IV Ausgangstemperatur für p-Xylol-Zugabe 250C 350C 450C 550C Zeit nach p-Xylol- Tetrabrom-p-xylol, Zugabe (min) gaschromatographische Analyse (Flächen %) 0 91,1 93,0 91,5 90,1 15 94,8 92,9 91,1 90,9 45 95,6 93,3 91,9 91,1 75 95,4 93,6 93,0 92,0 120- 95,7 93,9 93,9 92,1 Wie die obigen Daten zeigen, ist es einzig für Diphenyläther und Phenol unter den ausgewerteten nicht-kondensierten aromatischen Verbindungen im Hinblick auf die Produktausbeute und die Anlagenproduktivität äußerst vorteilhaft, erhöhte Ausgangs-Reaktionstemperaturen anzuwenden (d.h. 35"C oder darüber), die Raumbedingungen (d.h. etwa 25"C oder darunter) erheblich überschreiten. Table III Starting temperature for the addition of toluene: 25 OC 350C 45 "C 550C time after addition of toluene (min) pentabromotoluene, analysis by gas chromatography (Area%) 0 94.0 88.2 84.6 84.3 15 91.0 90.2 85.7 84.5 45 92.5 91.0 84.8 86.7 75 93.0 90.9 87.3 87.7 120 93.0 91.7 85.1 88.0 Table IV Starting temperature for p-xylene addition 250C 350C 450C 550C time after p-xylene-tetrabromo-p-xylene, addition (min) gas chromatographic analysis (area%) 0 91.1 93.0 91.5 90.1 15 94.8 92.9 91.1 90.9 45 95.6 93.3 91.9 91.1 75 95.4 93.6 93.0 92.0 120- 95.7 93.9 93.9 92.1 As the above data shows, it is unique to diphenyl ether and phenol among the evaluated non-condensed aromatic compounds with regard to the Product yield and plant productivity extremely beneficial, increased starting reaction temperatures apply (i.e. 35 "C or above), the room conditions (i.e. about 25" C or below) exceed significantly.

Claims (4)

Verfahren zum Perbromieren von Phenol und Diphenyläther Patentansprüche Verfahren zum Perbromieren einer aroma tischen Verbindung aus der Gruppe Phenol und Diphenyläther, dadurch gekennzeichnet, daß die aromatische Verbindung bei erhöhter Ausgangstemperatur von etwa 35 bis etwa 550C zu einem Gemisch aus wenigstens einem 75%igen Ueberschuß und nicht mehr als einem etwa 400%gen Uberschuß der stöchiometrischen Menge an Brom und einer kleinen, aber katalytisch wirksamen Menge eines Katalysators aus der Gruppe Eisen, Eisenhalogenide, Eisenverbindungen, die Eisenbromide unter Reaktionsbedingungen bilden, Aluminium, Aluminiumhalogenide und Aluminiumverbindungen, die unter den Re>tionsbedingungen Aluminiumbromid bilden, gegeben und die Umsetzung bei erhöhter Temperatur, bei der nach beendeter Zugabe der aromatischen Verbindung Rückfluß eintreten kann, fortgesetzt wird, wobei der Bromüberschuß zur praktisch vollständigen Perbromierung der aromatischen Verbindung aufrechterhalten wird. Process for perbrominating phenol and diphenyl ether Claims Process for perbrominating an aromatic compound from the phenol group and diphenyl ether, characterized in that the aromatic compound at increased Starting temperature of about 35 to about 550C to a mixture of at least one 75% excess and no more than about 400% excess of the stoichiometric Amount of bromine and a small but catalytically effective amount of a catalyst from the group iron, iron halides, iron compounds, the iron bromides among Form reaction conditions, aluminum, aluminum halides and aluminum compounds, which form aluminum bromide under the reaction conditions, given and the implementation at an elevated temperature, at which point after the addition of the aromatic compound has ended Reflux can occur, is continued, the bromine excess to practically complete Perbromination of the aromatic compound is maintained. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Umsetzung zunächst bei einer Temperatur von etwa 45 bis etwa 550C durzhgeführt wird.2. The method according to claim 1, wherein the implementation initially at a Temperature of about 45 to about 550C is controlled. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bei einem Bromüberschuß von etwa 100 bis etwa 200 % der stöchiometrischen Menge für die Perbromierung der aromatischen Verbindung durchgeführt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that it is at a Excess bromine from about 100 to about 200% of the stoichiometric amount for perbromination the aromatic compound is carried out. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in Gegenwart einer Katalysatormenge von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Metall-Äquivalentgewicht, relativ zur Menge der aromatischen Verbindung, durchgeführt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that it is in the presence of an amount of catalyst from about 0.1 to about 10% by weight on the metal equivalent weight, relative to the amount of aromatic compound, is carried out.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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