JP2593920B2 - デカブロモジフエニルオキサイドの製造方法 - Google Patents

デカブロモジフエニルオキサイドの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、市販される防火材料である、デカブロモジ
フェニルオキサイドの効果的な製造方法に関するもので
ある。
米国特許第3,763,248号は、溶媒として必要な量の臭
化メチレン、及び、AlCl3やAlBr3などのハロゲン化金属
のハロゲン化触媒を使用することによって、ジフェニル
・エーテル(ジフェニルオキサイド)などの芳香族化合
物を臭素とともに、ポリ臭素処理する方法を明らかにし
ている。使用される臭素は、臭素処理される芳香族化合
物の1モルにつき、4〜12モルの臭素の割合である。臭
化メチレンの量は、芳香族化合物の1モルにつき、8〜
20モル、より理想的には10〜15モルである。
英国特許第1,411,524号は、反応の間中、臭素の量
を、化学量論的に反応に必要な量から少なくとも20%余
剰である量に維持しながら、ひとつの反応物質を他の反
応物質に徐々に加えることにより、ジフェニルオキサイ
ドを含む芳香族化合物を臭素処理する方法について記載
されている。その方法は、溶媒なしで行われる。5モル
の臭素と2.5gの無水塩化アルミニウム、溶融したジフェ
ニルオキサイドを徐々に加えることにより、デカブロモ
ジフェニル・エーテルが製造された。
同様の効果は、米国特許第3,965,197号でも紹介され
ている。即ち、同特許は、溶融したジフェニルオキサイ
ド(ジフェニル・エーテル)を、トリハロゲン化アルミ
ニウムなどのハロゲン化触媒を含有する液体臭素の化学
量論的量より余剰量加えることによる、デカブロモジフ
ェニルオキサイドの製造法について記載している(米国
特許第3,965,197)。多量の余剰量の臭素は、溶媒では
ないが、液体媒体として働き、生成物が、その中で懸濁
し、回収することが可能となる。
費用上の理由により、反応の完了時に残留している余
剰臭素は、再使用のために回収しなければならない。取
り扱い易い反応混合物および充分な生成物の収率を得る
為に、米国特許第3,965,197号は、使用される多量の余
剰液体臭素量は、完全な臭素処理に必要な化学量論的量
の、少なくとも100%余剰であると明示している。従っ
て、この反応に使用されるジフェニルオキサイドの1モ
ルにつき、反応システムは、少なくとも20モルの臭素を
含有することが必要である。米国特許第4,287,373号に
も、同様の方法が説明されている。この特許によれば、
唯一の液体反応媒体は化学量論的に少なくとも75%余剰
で40%余剰以下の量によって構成される。即ち、液体反
応媒体は、ジフェニルオキサイドの1モルにつき、17.5
から50モルの臭素を有していることになる。
他の方法においては、60〜70%の余剰臭素を使用する
ことによって、効果的にデカブロモジフェニルオキサイ
ドを生成することが出来ることが発見されている。
このような多量の余剰液体臭素の使用の必要にも拘ら
ず、米国特許第4,287,373号は、より少量の余剰臭素と
ともに溶媒を使用することは、深刻な困難をもたらすと
指摘している。この特許出願人の言葉を引用すると、以
下の通りである: 「従来の過臭素処理のプロセスは、一般に、約20%ま
での余剰臭素を、臭素処理を行う芳香族化合物の種類に
よって、二臭化エチレン、四塩化炭素、クロロフォル
ム、臭化メチレン、四塩化アセチレンなどの種々の反応
媒体や溶媒とともに使用するものであった。芳香族化合
物の過臭素処理は、また、オレウム、濃縮硫酸、発煙硫
酸、液体二酸化イオウなどの、反応媒体の中で、反応が
行われるのが常だった。
これらのプロセスのアプローチの各々には過臭素処
理、特に、商業的処理の場合に、かなり不利な点があ
る。ハロゲン化された有機溶媒の利用は、低い生産率、
遅すぎる反応速度、再使用のために溶媒を回収する必要
性などの欠点がある。ある場合には、この方法は、最終
生成物の中に、少量だが無視できない分量の塩素が介入
し、生成物の品質を限定する。更に、非縮合芳香族化合
物のいくつかは、ハロゲン化された有機溶媒を使用して
簡単に行える反応条件下では、充分な過臭素処理が行え
ない。」 発明の概要 本発明の方法は、以下(a)〜(e)の構成を特徴と
している。
(a)二臭化メチレン溶媒、元素状臭素(Br2)および
トリハロゲン化アルミニウム触媒の実質的に無水の混合
物に、10から30℃の間の温度で、溶融したジフェニルオ
キサイドを加え反応を開始すること、 (b)反応混合物を50〜60℃に加熱し、温度を50〜60℃
に維持しながら、溶融したジフェニルオキサイドを、そ
の総量が、(i)反応に使用された元素状臭素(Br2
の1モルにつき0.064〜0.077モルと当量になり且つ(i
i)反応に使用された二臭化メチンレンの1重量部につ
き0.2〜10重量部と当量になるまで加え続けること、 (c)反応混合物から二臭化メチレン溶媒と残留臭素と
を、水蒸気蒸留すること、 (d)蒸留物からデカブロモジフェニルオキサイドを回
収すること、及び (e)本方法で再使用するのに適した状態にするため
に、二臭化メチレン及び臭素留出物を乾燥すること、 発明の詳細 本発明によって、多量の余剰臭素の必要を排除する方
法が発見された。更に、上述の欠点を持たない溶媒の使
用を可能にするプロセスが発見された。また、本発明の
方法は、使用される溶媒が臭素の回収を助けること、ま
た、溶媒中に、再使用における有効性を損なわない量の
無害な不純物しか含有しないことという利点を持ってい
る。
本発明の方法は、以下の段階を組み合わせることによ
って構成される: (a)二臭化メチレン溶媒、元素状臭素(Br2)および
トリハロゲン化アルミニウム触媒の、実質的に無水の混
合物に、10〜30℃の間の温度で、溶融したジフェニルオ
キサイドを加え反応を開始すること、 (b)反応混合物を50〜60℃に加熱し、温度を50〜60℃
に維持しながら、溶融したジフェニルオキサイドを、そ
の総量が、(i)反応に使用された臭素(Br2)1モル
につき0.064〜0.077モルと当量になるまで且つ(ii)反
応に使用された二臭化メチンレンの1重量部につき0.2
〜10重量部と当量になるまで加え続けること、 (c)反応混合物から二臭化メチレン溶媒と残留臭素と
を、水蒸気蒸留すること、 (d)蒸留物からデカブロモジフェニルオキサイドを回
収すること、及び (e)本方法で再使用するのに適した状態にするため
に、二臭化メチレンと臭素留出物を乾燥すること。
化学量論的には、上記の0.077:1のモル比率は、化学
量論的量の30%余剰量の臭素に換算され、上記の0.064
のモル比率は、理論値より約55%以上の余剰量に相当す
る。本発明方法にとって、最も理想的な範囲(ジフェニ
ルオキサイドのモル:Br2)は、0.071:1(40%余剰)か
ら0.077:1(30%の余剰)の間である。二臭化メチレン
溶媒の量は、上記の(a)と(b)とで加えられるジフ
ェニルオキサイドの1重量部につき、0.1から5重量部
の範囲である。本発明の特徴は、蒸気蒸留によって、二
臭化メチレンを、容易に、残留臭素と共に反応混合物か
ら取り出すことが出来ることである。更に、二臭化メチ
レンは、臭素よりも、沸点が高いので、臭素を反応生成
物から取り除くことを助ける。好ましくは、反応システ
ムは、上記(a)と(b)で加えられるジフェニルオキ
サイドの1重量部につき、0.5〜2.0重量部の二臭化メチ
レンを含有することが望ましい。これにより、反応器を
最も効率よく使用しながら、上述の利点をもたらすこと
ができるからである。換言すれば、システムに加えられ
るジフェニルオキサイドの量は、反応に用いられる二臭
化メチレンの1重量部につき、0.5〜2重量部の範囲内
であることが望ましい。
本発明の好ましい態様においては、反応混合物は、溶
融したジフェニルオキサイドが(b)で加えられる時間
の少なくとも大部分の間、還流温度に保たれる。
本発明方法において使用される触媒は、好ましくはAl
Cl3および/またはAlBr3であるが、場合によっては、Fe
Cl3及び/またはFeBr3のみで、または、トリハロゲン化
アルミニウムと組み合わせて使用することもできる。触
媒量が用いられることは当然であるが、反応に使用され
るジフェニルオキサイドの重量を基本にして、通常は、
0.1〜20重量%、好ましくは1〜10重量%が使用され
る。
ジフェニルオキサイドは、反応混合物に、固体として
加えることが出来るが、溶融点が低い(約27℃)ので、
好ましくは、溶融して加えることが望ましい。導管のな
かで凍結することを防ぐために、通常、28〜35℃の温度
で加えられるが、必要であれば、これより高い溶融温度
を使用することもできる。
反応混合物へジフェニルオキサイドを加えることは、
一定の時間をかけて行われる。その時間は、温度制御
と、臭化水素の発生を処理する度合と能力によって決定
される。実験室規模では、0.5〜2時間、商業的規模で
は、2〜10時間、または、それ以上かかることもある。
4時間は、典型的な長さである。反応が完了した後、必
要であれば、反応混合物をしばらく放置し、過臭素化処
理が、所望の度合まで達成されたことを確認してもよ
い。このためには、1時間近くの時間、または、還流付
近までが、有益である。
以下の実施例によって、本発明の方法および達成され
る成果について、説明する。
実施例 ポリテトラフルオロエチレンでシールした機械的撹拌
機、5℃フリードリッヒ・コンデンサー、ディップ−チ
ューブ付きの付加ろうと及び加熱マントルが装備され
た、500mlのモートン・フラスコに、125mlの臭素(2.44
g原子)、30mlの二臭化メチレン及び1.82gのAlCl3を入
れた。混合物は、50℃にまで加熱し、30mlのジフェニル
オキサイドを、温度を60〜70℃に保ちつつ、2.5時間か
けて加えた。水を反応混合物に加え、臭素と二臭化メチ
レンを、蒸留した。デカブロモジフェニルオキサイド
を、残留臭素を破壊するためにNaOHをくわえることによ
って、99.8%の純度、高収率(本質的に定量的)で分離
した。その後、ろ過し、水でフィルターケーキを洗い流
し、乾燥させた。307〜314℃で乾燥した。臭素−二臭化
メチレンの蒸留物を、冷却し希薄した亜硫酸ナトリウム
にゆっくり加え、二臭化メチレンを分離し、70.4gを得
た(回収率95%)。SP−1000コラム上のVPC分析によれ
ば、二臭化メチレン中に発見された唯一の不純物は、0.
2%のブロモフォルム(CHBr3)のみであることを示して
いる。
米国特許第3,075,944号デカブロモジフェニルオキサ
イドは、ポリスチレンを含む種々のポリオレフィンにと
っては有益な防火材料である。また、ABS、ポリエステ
ル、ゴム、エポキシ樹脂などの種々のポリマーにとって
も、有益な防火材料として有用である。通常、それは、
三酸化アンチモンと組み合わせて使用される。
本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。
(1)(a)二臭化メチレン溶媒、元素状臭素(Br2
およびトリハロゲン化アルミニウム溶媒の実質的に無水
の混合物に、10〜30℃の間の温度で、溶融したジフェニ
ルオキサイドを加え反応を開始すること、 (b)反応混合物を50〜60℃に加熱し、温度を50〜60℃
に維持しながら、溶融したジフェニルオキサイドを、そ
の総量が、(i)反応に使用された元素状臭素(Br2
1モルにつき0.064〜0.077モルと当量になり且つ(ii)
反応に使用された二臭化メチンレンの1重量部につき0.
2〜10重量部と当量になるまで供給し続けること、 (c)反応混合物から二臭化メチレン溶媒及び残留臭素
を、水蒸気蒸留すること、 (d)蒸留物からデカブロモジフェニルオキサイドを回
収すること、及び (e)本方法で再使用するのに適した状態にするため
に、二臭化メチレン及び臭素留出物を乾燥すること を特徴とするデカブロモジフェニルオキサイドの製造方
法。
(2)反応に使用される二臭化メチレン溶媒の量が、前
記(a)と(b)において加えられるジフェニルオキサ
イドの1重量部につき0.5から2.0重量部となる上記第1
項記載の方法。
(3)前記(b)において溶融ジフェニルオキサイドが
加えられる時間の少なくとも大部分の間、反応混合物が
還流温度に維持される上記第1項記載の方法。
(4)加えられる溶融ジフェニルオキサイドの総量が、
反応に使用される臭素(Br2)の1モルにつき、0.071か
ら0.077モルと同量となる上記第1項記載の方法。
(5)反応に使用される二臭化メチレン溶媒の量が、前
記(a)と(b)において加えられるジフェニルオキサ
イドの1重量部につき0.5から2.0重量部であり、(b)
で溶融したジフェニルオキサイドが加えられる時間の少
なくとも大部分の間、反応混合物が還流温度に維持さ
れ、加えられる溶融ジフェニルオキサイドの量が、反応
に使用される臭素(Br2)の1モルにつき、0.071から0.
077モルとなる上記第1項記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−10033(JP,A) 特開 昭57−200322(JP,A) 特開 昭63−132853(JP,A) 特開 昭58−222043(JP,A) 特開 昭55−124731(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)二臭化メチレン溶媒、元素状臭素
    (Br2)およびトリハロゲン化アルミニウム触媒の実質
    的に無水の混合物に、10〜30℃の間の温度で、溶融した
    ジフェニルオキサイドを加え反応を開始すること、 (b)反応混合物を50〜60℃に加熱し、温度を50〜60℃
    に維持しながら、溶融したジフェニルオキサイドを、そ
    の総量が、(i)反応に使用された元素状臭素(Br2
    1モルにつき0.064〜0.077モルと当量になり且つ(ii)
    反応に使用された二臭化メチンレンの1重量部につき0.
    2〜10重量部と当量になるまで供給し続けること、 (c)反応混合物から二臭化メチレン溶媒及び残留臭素
    を、水蒸気蒸留すること、 (d)蒸留物からデカブロモジフェニルオキサイドを回
    収すること、及び (e)本方法で再使用するのに適した状態にするため
    に、二臭化メチレン及び臭素留出物を乾燥すること を特徴とするデカブロモジフェニルオキサイドの製造方
    法。
JP63172847A 1987-07-15 1988-07-13 デカブロモジフエニルオキサイドの製造方法 Expired - Lifetime JP2593920B2 (ja)

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