JPH03255048A - ハロゲン化芳香族スルホンまたはケトンの精製方法 - Google Patents

ハロゲン化芳香族スルホンまたはケトンの精製方法

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JPH03255048A
JPH03255048A JP2400459A JP40045990A JPH03255048A JP H03255048 A JPH03255048 A JP H03255048A JP 2400459 A JP2400459 A JP 2400459A JP 40045990 A JP40045990 A JP 40045990A JP H03255048 A JPH03255048 A JP H03255048A
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JP
Japan
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solvent
compound
mixture
boiling point
normal boiling
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Withdrawn
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JP2400459A
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English (en)
Inventor
Melvin D Herd
メルビン デール ハード
Albert G Holba
アルバート ジーン ホルバ
Jimmie J Straw
ジミィ ジョウ ストロウ
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Phillips Petroleum Co
Original Assignee
Phillips Petroleum Co
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C315/00Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides
    • C07C315/06Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
[0001] 本発明は、ハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物
を精製する方法に関する。特定の態様において、本発明
は4,4′−ビス(p−クロロフェニルスルホニル)ビ
フェニルを精製する方法に関する。 [0002] ハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物は芳香族炭
化水素と、スルホンまたはケトン基を含むハロゲン化芳
香族とのルイス酸触媒による縮合により製造されること
ができる。例えば、4,4′−ビス(p−クロロフェニ
ルスルホニル)ビフェニルは、4−クロロペンセンスル
ホニルクロリドとビフェニルをニトロベンゼンを溶媒と
して用い、塩化第二鉄または塩化アルミニウムのような
ルイス酸触媒の存在で反応させて製造することができる
。未精製の4,4′−ビス(p−クロロフェニルスルホ
ニル)ビフェニル反応混合物は未反応の4−クロロベン
ゼンスルホニルクロリド、ビス(クロロフェニル)スル
ホン(これは4−クロロベンゼンスルホニルクロリド中
の不純物である)、および4− (4−クロロフェニル
スルホニル)ビフェニル(これはモノ−ハロ置換生成物
である)を含んでいる。 [0003]
【従来の技術】
該当するハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物の
精製は大抵の有機溶媒中の低い溶解度および望ましから
ぬモノハロ置換反応生成物の極めて近似のまたはより高
い溶解度のために従来問題であった。例えば、ハロゲン
化芳香族スル冷却させて前記化合物がアリーレンスルフ
ィドポリマーのモノマーとして用いられる場合に、これ
らの副生成物は重合の間に連鎖停止剤として働くので除
去されなければならない。 [0004] 典型的な再結晶法は高純度のハロゲン化芳香族スル冷却
させて前記化合物を生成することができるが、しかしそ
れらは低い時間当たり処理量、残存溶媒を除去する難し
さ、および試験プラントへの縮尺設計または工業的操作
における困難などの不利な点を有する。経済的な、工業
的に実行可能な、そして廉価な溶媒を使用して高純度の
製品を高収率で製造することのできる精製方法は極めて
望ましいことである。 [0005)
【発明が解決しようとする課N】
本発明は耐熱性アリーレンスルフィドポリマーの製造に
おけるモノマーとして工業的に使用可能なハロゲン化芳
香族スル冷却させて前記化合物を精製する効率の良くカ
リ経済的な方法を提供することである。 [0006]
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、構造式、
【化2】 X−Ar−Y−Ar  −Y−Ar−X式中、Xはハロ
ゲン、Yは一5O2−または−〇〇−およびArとAr
  は同一または異なりかつ6〜14炭素原子の芳香族
基である。 [0007] を有する化合物が、その化合物を約225℃以下の標準
沸点を有する溶媒と接触させて混合物を形成させ、その
混合物を溶媒の沸点以上の温度まで、その温度における
混合物の蒸気圧以上の圧力を有する密閉系内で加熱する
ことにより溶液を形成させ、その溶液を冷却させて前す
ることにより溶液を再結晶させ、(c)その溶液を回収
することにより精製される。さらに他の一つの態様にお
いては前記の精製工程を少なくとも1回反復することに
よりハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物をさら
に精製する。 [0008] 精製されたハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物
はいろいろな用途に使用されることができる。例えば、
ハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物は耐熱性ア
リーレンスルフィドポリマーの製造においてモノマーと
して使用されることができる。高純度のハロゲン化芳香
族スル冷却させて前記化合物の製造を、従来慣用の加工
装置において比較的安価な溶媒と比較的短い精製時間を
用いて可能にする精製方法は経済的に特に望ましいもの
である。 [0009] 本発明の方法は、構造式、
【化3】 X−Ar−Y−Ar  −Y−Ar−X式中、Xはハロ
ゲン、Yは一5O2−または−〇〇−およびArとAr
  は同一または異なりかつ6〜14炭素原子の芳香族
基である、[00101 を有する化合物を溶媒と接触させて混合物を形成させ、
その混合物を溶媒の沸点以上の温度まで密閉系内で加熱
することにより溶液を形成させ、その溶液を冷却させて
前することにより溶液を再結晶させ、(c)その溶液を
回収することからなる。 [0011] 未精製のハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物は
任意に、そのハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合
物の精製の前に溶媒で洗って、ハロゲン化芳香族スル冷
却させて前記化合物の製造の間に使用された溶媒を除く
ことができる。 適当な洗浄用溶媒は本発明において適用し得るものであ
る。 [0012] 適用し得るハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物
は、溶媒の標準沸点またはその下の温度で代表的な再結
晶溶媒に余り可溶性でないものである。構造式、
【化4】 X−Ar−Y−Ar  −Y−Ar−Xを有する適当な
ハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物の例は4,
4′ビス(p−クロロフェニルスルホニル)ビフェニル
、4,4′−ビス(p−ブロモフェニルスルホニル)ビ
フェニル、1,4−ビス(p−クロロフェニルスルホニ
ル)ベンゼン、4.4′−ビス(p−クロロベンゾイル
)ビフェニル、4,4−ビス(p−ブロモベンゾイル)
ビフェニル、1,4−ビス(p−クロロベンゾイル)ベ
ンゼン、2,6−ビス(p−クロロフェニルスルホニル
)ナフタレン2.6−ビス(p−クロロベンゾイル)ナ
フタレンなどを含む。特に好ましいハロゲン化芳香族ス
ルホンまたはケトンは4.4′−ビス(p−クロロフェ
ニルスルホニル)ビフェニルおよび4,4′−ビス(p
−クロロベンゾイル)ビフエニルである。 [0013] 本発明における使用に適当な溶媒は約225℃以下の標
準沸点を有するものである。本発明の特に好ましい溶媒
は、溶媒の回収の容易さと経済のため約100以下の標
準沸点を有するものである。適当な溶媒はハロゲン化炭
化水素、アルコール、ケトン、7以下の炭素原子を有す
るカルボン酸、ラクタム、アミド、炭化水素、およびそ
れらの混合物からなる群より選択される。適当な溶媒の
例はメチレンクロリド、ジクロロエタン、クロロベンゼ
ン、イソプロパツール、アセトン、メチルエチルケトン
、ギ酸、酢酸、ブテン、ベンゼン、N−メチル−2−ピ
ロリドン、N−N’−ジメチルホルムアミド、およびそ
れらの混合物を含む。 [0014] さらに他の一つの態様において、適用し得る溶媒は以前
の精製工程よりの再循環された溶媒に加えて補給として
の新しい溶媒からなる。再循環溶媒の使用は精製された
ハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物の収率を増
加させる。 [00153 溶媒のハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物に対
する重量比は約0.51より約40:1まで、好ましく
は約0.75:1より約20:1まで、最も好ましくは
約1:1より約10:1まで、である。その重量比が増
すに従って、精製のため必要な温度は低くなる。 [0016] 本発明の方法において用いられる温度は選択された溶媒
の標準沸点より高く、そして約80℃より約250℃ま
で、好ましくは約100℃より約220℃までそして最
も好ましくは約120℃より約180℃まで、である。 選択される温度は、選択された溶媒対ハロゲン化芳香族
スル冷却させて前記化合物の重量比にある程度関係する
。その上、溶液が溶媒の標準沸点以上の温度に保たれる
時間もまた用いられた温度に依存するであろう。しかし
、選択された温度が余りに低い場合には、長い保持時間
は所望の純度を得るために十分ではないであろう。 [0017] 本発明の密閉系は、密封されたオートクレーブのような
圧力容器であることが好ましい。加熱工程の間に発生す
る圧力は、その選択された温度における系の蒸気圧であ
り得る。すなわち約5000psigより低い圧力をか
けることができる。 ある特定の適用圧が望まれる場合には、その系を加圧す
るために不活性ガスを使用することが好ましい。不活性
ガスは窒素、ヘリウム、ネオン、およびアルゴンを含む
。いま好ましい不活性ガスはそのコストと入手の容易さ
から窒素である。 [0018] ある好ましい態様において、加熱工程の後にハロゲン化
芳香族スル冷却させて前記化合物と溶媒の混合物は溶媒
の標準沸点より上の温度に約0.15分より約600分
間、好ましくは約1分間以上、最も好ましくは約5分間
以上、保たれる[0019] さらに他の一つの態様において、本発明の方法は、ハロ
ゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物を約225℃以
下の標準沸点を有する溶媒と接触させて混合物を形成さ
せ、その混合物を溶媒の標準沸点以上の温度まで密閉系
内で加熱することにより溶液を形成させ、その溶液を冷
却させて前することにより溶液を再結晶させ、(c)そ
の溶液を回収するという各工程を反復することからなる
。追加の再結晶は出発原料、所望の製品純度、および選
択された溶媒に応じて必要となることがあり得る。 [0020] 精製されたハロゲン化芳香族スル冷却させて前記化合物
は、いかなる従来慣用の方法によっても、例えば、濾過
に続く乾燥により、回収されることができる[0021
] さらに他の一つの態様において、精製されたハロゲン化
芳香族スル冷却させて前記化合物は、溶媒で洗うことに
より回収の間に精製された製品から再結晶用の溶媒を除
かれることができる。適当な洗浄用溶媒は、本発明にお
いて使用し得る溶媒である。洗浄用に好ましい溶媒は、
その高い揮発性、経済性、および入手の容易さの故にア
セトンである。
【実施例】 [0022] 信士  この例はハロゲン化芳香族スルホンをソックス
レー抽出により精製することが、時間を消費する工程で
あり、それは経済的でもなければまた商業的に実行不可
能でもあることを例証する。 [0023] ビフェニルの4−クロロベンゼンスルホニルクロリドと
のニトロベンゼン中でのフリーデル−クラフッスルホン
化反応により製造された4、4′−ビス(クロロフェニ
ルスルホニル)−ビフェニルの試料481.2gをソッ
クスレー抽出器用の円筒濾紙に移した。抽出用の31の
フラスコにメチレンクロリド(1600ml)を仕込ん
だ。 そのソックスレー抽出は93時間環流させて行わ
れた。 [0024] 製品は、Watersボラシルカラムを使用して、Wa
 t e r s  M−600OAポンプによる高圧
液体クロマトグラフィ (HPLC)によりその純度を
分析された。Watersモデル44C)UV検出機が
、クロマトグラム記録用のWaters730データモ
ジュールと共に、254nmおよび2AUFSで検出の
ために使用された。注入はWaters  WISP7
10Aによりなされた。フロープログラミングはWat
ersモデル660ソルベントプログラマ−により行わ
れた。 [0025] 次のようにして代表的な試料を調製した。0.2 gの
試料を100m1のA級メスフラスコ中に秤量して入れ
た。メチレンクロリドを標線まで加えてから、フラスコ
を音波処理して試料の溶解を促進した。4mlの分割量
を0.45ミクロンのフィルターを通して濾過してから
、自動注入機内に置いた。30μmをカラムの中へ注入
した。 [0026] クロマトグラフィの結果は、ソックスレー抽出の後のB
CPSBの純度が99.76%であることを示した。 [0027] 例II  この例は本発明において用いられる代表的な
加圧再結晶法を例示する[0028] 精製は、Autoclave  Engineers、
Inc、製の11(リッター)または2ガロンのハステ
ロイCオートクレーブの中で行われた。「いかり」型攪
拌機をマグナートライブ攪拌装置に取り付けた。代表的
な精製において次のものが2ガロンのオートクレーブに
仕込まれた。1000gの粗BCPSB (HPLCに
よる純度94.5%)および4kgのメチレンクロリド
、すなわちBCPSBに対し重量比4の溶媒。その混合
物を窒素で3回パージし、それから排気して密閉した。 次にその混合物を140℃に加熱した。温度が140℃
に達したとき、加熱を中断して、オートクレーブを徐々
に冷却させた。室温まで冷却した後、精製されたBCP
SBを取り出して、200m1のアセトンで2−3回洗
った。 BCPSBを空気乾燥させてから、前記のようにHPL
Cにより分析した。HPLCの結果は、94.5%純度
の粗BCPSEから99.6%純度のBCPSBが得ら
れたことを示した。99.5%より高い純度がモノマー
としての使用のために要求される。 [0029] 例III  この例は、製品の回収および製品の純度へ
の溶媒対BCPSBの重量の効果を例示する。精製は例
IIに述べた手順に従って行われた力板ただし溶媒対B
CPSB重量比、時間および粗BCPSE純度において
異なる点は下の表1に結果と共に示されている。 [00301
【表1】 1.00     160    0.10   95
.9   96.6     99.871.79  
   125    1.55   94.0   9
6.6     99,253.98     140
    0.30   92.3   97,7   
  99,754.51     142    0.
01   91.3   98,5     99,9
65.30     140    0.08   9
0.8   94.5     99,705.57 
    142    0.08   88.5   
94.5     99.6510.00     1
60    0.10   84.2   96,6 
    99.58[0031] 各実験は同一の温度で行われなかったし、また示された
各温度において同じ加熱時間で行われなかったが、それ
らの結果は、溶媒対BCPSE重量比が増すと、比較し
得る製品純度について製品回収率は低下する傾向を明ら
かに示している。それらの結果はさらに、優れた製品回
収率を最終製品純度の犠牲なしに得られることを示して
いる。 [0032] 例IV  この例は、加熱時間の長さはBCPSBの精
製に殆ど影響を有しないことを示す。 [0033] 実験を例IIの手順に従い純度99.5−98.5%の
粗BCPSBに行ったが、ただし140℃に保つ時間は
1分以下から6時間までいろいろに変えられた点が異な
る。それらの結果を下の表2に示す。 [0034]
【表2】 1.00    160    0.10   95.
9   96.6     99.871.79   
 125    1.55   94.0   96.
6     99.253.98    140   
 0.30   92.3   97.7     9
9.754.51     142    0.01 
  91.3   98,5     99.965.
30    140    0.08   90.8 
  94.5     99.705.57    1
42    0.08   88.5   94.5 
    99.6510.00    160    
0.10   84.2   96,6     99
.58[0035] 上記の結果は、所望の結果が30秒以内に得られるほど
本発明は効果があることを示すが、同様な満足すべき結
果をソックスレー抽出により得るためには93時間を要
する。 [0036] 獣 この例は、製品がそこまで加熱される最終温度の効
果を例示する。実験を例IIの手順に従って行った力飄
ただし温度は70℃に加熱されかつ3時間維持された。 精製された製品の純度は97.3%に過ぎなかった。温
度を90℃に上げると共に溶媒対BCPSB重量比を1
0に増すと、その結果99.78%の純度を有する精製
された製品を生成した。しかし、回収率は80%より少
なかった。 したがって本発明の方法を90℃より高い温度で行うこ
とが好ましい。 [0037] 例VI  この例は、加圧なしで、BCPSBを精製す
ると比較し得る純度を得るために大変長い抽出と再結晶
の期間が必要になることを示す。 [0038] 21の単頭フラスコに、200.9gのBCPSEと約
1725gのメチレンクロリド(溶媒対BCPSE重量
比約8.6)を加えた。その混合物を還流しながら、時
々試料を取り出して純度を検査した。99.6%の純度
、すなわち重合のため望ましい純度、に到達するまでに
16.5時間かかることが判った。しかし、回収率は8
0%に過ぎなかった。 [00391 その結果は、本発明の方法(加圧再結晶法)が大気圧の
抽出と再結晶に比較してはるかに短い抽出および再結晶
時間を必要とし、より少ない溶媒を使用しカリより高い
製品回収率を有する点において優れた方法であることを
示唆する。 [0040] 例VII  この実、験は例IIに述べたものと同じで
あったが、ただし以前の抽出/再結晶からの使用済み溶
媒を次の抽出/再結晶のために使用した。新しい溶媒を
再循環される溶媒に加えて要求される溶媒対BCPSB
重量比に調整した。 表3に示された結果は、再循環溶媒の使用は製品損失を
最小にすることを示している。例えば、回収率(収率)
は、約86%から約99%までも高く、10%以上も増
加した。したがって、本発明のために使用済み溶媒を使
用することは経済的利益である。これもまた注意される
べきことであるが、10回の再循環の後にも、製品の純
度は実質的に低下しない。例えば、例IIに記載したH
PLC法により測定されると、純度は10回の再循環の
後に99.9%から99.56%に低下した。 [0041]
【表3】 1           885       999
12           942       99
853           986       9
984           967       9
985          988     ・  9
9646           984       
99567           972      
 99658           971     
  99649           981    
   9962’10           971 
      9956(a) メチレンクロリドは再循
環の回数間に精製されずに使用される。新しいメチレン
クロリドが操作損失を代替するために加えられる。 (b)  粗原料純度は96.85%である。 [0042] 例VIII  この例はさらに本発明を比較的高い沸点
の溶媒を使用することにより、またその同じ溶媒を使用
する大気圧抽出と本発明の方法を比較することにより例
証する。 [0043] 11のステンレス491.(7)オートクレーブに、3
00gのBcPsBと200m1のジメチルホルムアミ
ド(DMF)を加えてから、続いてそのオートクレーブ
を加熱し、攪拌しながら、185℃に20分間保っな。 室温まで冷却させてから、その混合物を取り出して濾過
し、そして製品を500m1のアセトンで洗ってがら空
気乾燥させた。回収率は94.5%であり、灰色ががっ
な白色の製品は99.9%の純度を有していた。それは
、DMFが本発明の方法に使用すると有効な溶媒である
ことを証明する。 [0044] しかし、メチレンクロリドを使用してBCPSBを大気
圧で精製する場合(例VI)と同様に、DMFを使用す
る加圧しないBCPSBの精製は不十分である。例えば
、150gのBCPSBと200ml(7)DMFを三
つ日丸底フラスコ(冷却器と機械攪拌装置の付いた)に
入れ、その内容物を1時間還流させた。製品を前記のよ
うにして回収した。分析結果は、回収率は僅か85.7
%であり、そして純度は99.18%であることを示し
な。 [0045] これらの結果は、加圧抽出、すなわち本発明の方法、は
非加圧法に比しはるかに優れていることを強く示唆する

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】構造式、 【化1】 X−Ar−Y−Ar′−Y−Ar−X 式中、Xはハロゲン、Yは−SO_2−または−CO−
    、およびArとAr′は同一または異なりかつ6〜14
    炭素原子の芳香族基である、を有する化合物を加圧再結
    晶により精製する方法であり、 (a)前記化合物を約225℃以下の標準沸点を有する
    溶媒と接触させて混合物を形成させ(その際溶媒はハロ
    ゲン化炭化水素、ケトン、7以下の炭素原子を有するカ
    ルボン酸、ラクタム、アミド、炭化水素、またはそれら
    の混合物である)、 (b)前記混合物を溶媒の標準沸点以上の温度まで、そ
    の温度における混合物の蒸気圧以上の圧力を有する密閉
    系内で加熱することにより溶液を形成させ、 (c)その溶液を冷却させて前記化合物を再結晶させ、 そして (d)前記化合物を回収すること、 からなる前記の方法。
  2. 【請求項2】溶媒の化合物に対する重量比が約0.5:
    1より約40:1までである請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】溶媒の化合物に対する重量比が約0.75
    :1より約20:1までである請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】温度が約80℃より約250℃までである
    請求項1より3までのいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】温度が約100℃より約220℃までであ
    る請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】温度が約120℃より約180℃までであ
    る請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】溶媒はハロゲン化炭化水素である請求項1
    より6までのいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】ハロゲン化炭化水素はメチレンクロリドで
    ある請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】溶媒は約100℃より下の標準沸点を有す
    る請求項1より8までのいずれか1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】加熱は不活性雰囲気内で行われる請求項
    1より9までのいずれか1項に記載の方法。
  11. 【請求項11】加熱は約500psigより下の圧力の
    下で行われる請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】化合物は4,4′−ビス(p−クロロフ
    ェニルスルホニル)ビフェニルである請求項1より11
    までのいずれか1項に記載の方法。
  13. 【請求項13】溶媒は以前の精製工程よりの再循環され
    た溶媒に加えて補給としての新しい溶媒からなる請求項
    1より12までのいずれか1項に記載の方法。
  14. 【請求項14】混合物は、溶媒の標準沸点より上の温度
    に約0.15分より約600分までの間保たれる請求項
    1より13までのいずれか1項に記載の方法。
  15. 【請求項15】混合物は、溶媒の標準沸点より上の温度
    に少なくとも約1分間保たれる請求項14記載の方法。
  16. 【請求項16】混合物は、溶媒の標準沸点より上の温度
    に少なくとも約5分間保たれる請求項15記載の方法。
  17. 【請求項17】工程(a)より(d)までが少なくとも
    1回反復されることによりさらに化合物を精製する請求
    項1より16までのいずれか1項に記載の方法。
  18. 【請求項18】回収された化合物は水で洗われて再結晶
    用の溶媒を除かれる請求項1より17までのいずれか1
    項に記載の方法。
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