JPH04217931A - デカブロモジフエニルアルカンの製法 - Google Patents
デカブロモジフエニルアルカンの製法Info
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ンからなる生成物の製造方法に関する。
ブロモジフエニルエタンはポリオレフイン及びポリスチ
レンベースの組成物における使用に公知の耐燃剤である
。商業的ベースにおいて、ポリブロモジフエニルアルカ
ンは主に選ばれたポリブロモジフエニルアルカンからな
る生成物として組成物に供給される。生成物はこのもの
を製造する際に用いる方法に特徴的である形態及び不純
物含有量を有する。生成物の物理的特徴例えば熱安定性
が組成物の処理性を限定する場合、生成物に対する加工
者の望みが最良でも限定される。生成物の色調が白色ま
たは少なくともほぼ白色である場合、生成物はある組成
物における使用に適するが、生成物の使用は白色または
明るい色調に必要とされる組成物に許容され得ない。
ルアルカンからなり、且つ少なくとも9.0の平均臭素
数を有する白色またはほぼ白色の生成物を生じさせる。
媒及び臭素(Br2)を前もって充填した反応容器に供
給し、その際に溶融ジフエニルアルカンを供給前に非酸
化的雰囲気下で保持し、そして臭素が(i)10ppm
以下の不純物を含み、且つ(ii)供給されるジフエニ
ルアルカン1モル当り18〜30モルの臭素を与える量
で充填することにより撹拌可能な反応塊を生成させ;反
応塊を供給中に15℃以下の温度で保持し;供給に続い
て反応塊温度を50〜60℃の範囲内に調整し;そして
反応塊からデカブロモジフエニルアルカン主成分の生成
物を回収することからなる。
炭素原子1〜10個を含むアルキレン基でする下記式に
より表わし得る:
エルメタン及び1,2−ジフエルエタンを生成させるメ
チレン及びエチレンである。他のジフエニルアルカンの
例には次のものがある:1−メチル−1,2−ジフエニ
ルエタン、1,4−ジフエニルブタン、1,6−ジフエ
ニルヘキサン、2,3−ジメチル−1,4−ジフエニル
ブタン、2−エチル−3−メチル−1,4−ジフエニル
ブタン、2−メチル−1,7−ジフエニルヘキサン、1
,9−ジフエニルノナン及び1,10−ジフエニルデカ
ン。ジフエニルアルカン反応体を種々の経路により製造
し得る。例えばCA97 38651d(特開82/
45114号)及びCA46 7084gに三塩化ア
ルミニウムの存在下でベンゼン及び二ハロゲン化エチレ
ンを反応させ、ジフエニルアルカンを生成させる方法が
開示される。ジフエニルアルカンの他の製造方法には金
属酸化物触媒の存在下にて少なくとも400℃の温度で
トルエンを二量体化し、ジフエニルエタン及びジフエニ
ルアルカンを生成させる方法が含まれる。次に後者の生
成物を水流してオレフイン性不飽和(olefinic
unsaturation)を除去する。
アルカン反応体には稀なことではない。これらの不純物
はしばしば最終のデカブロモジフエニルアルカン生成物
の色あせを生じさせる。これらの着色性不純物の例には
ジフエニルメタン並びに1,2−ジフエニルエタンのメ
チル及びエチル誘導体がある。
り達成させることができ、例えばジフエニルアルカンは
再結晶し得る。再結晶法を記載する実施例7を参照。
に供給する。かくて、ジフエニルアルカンはその融点以
上ではあるが、分解する程高い温度ではない。ジフエニ
ルエタンに対して、融点は約53〜55℃であり、従っ
てジフエニルエタンは好ましくは55〜80℃の温度で
供給する。溶融ジフエニルエタンの粘度を低下させるこ
とができ、かくて反応容器への供給をより便利にするた
めに高温が好ましい。最も好適な温度は70〜80℃で
ある。
給するまで非酸化的雰囲気におくことが本発明の特徴で
ある。かかる雰囲気は殆んどの不活性ガスにより与えら
れる。例えば窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、クリ
プトン、キセノンなどである。不活性雰囲気を与えるこ
とにより、生成物の色調特性が有利になることが見い出
された。この利点は溶融ジフエニルアルカン原料中での
酸化分解不純物の生成を防止または減少させる結果であ
ることを理論づけられる。分解不純物は多分1−ヒドロ
キシ−1,2−ジフエニルエタン、ベンズアルデヒド、
ベンジルアルコールなどである。かかる不純物は比較的
2及び3により知り得るとおり、明らかに生成物の色調
特性に衝撃を与える。
ppm以下の有機性不純物例えば油、グリース、カルボ
ニル含有炭化水素、鉄などを含むべきであり、従って生
成物の色調にあっても殆んど衝撃を与えないことが見い
出された。かかる純度の臭素は市販されている。かかる
ものが入手されない場合、臭素の有機性不純物及び含水
量は3対1容量比の臭素及び濃硫酸(94〜98%)を
一緒に混合することにより好適に減少させ得る。2相混
合物が生じ、このものを10〜16時間撹拌する。撹拌
及び静置後、不純物及び水を含む硫酸相を臭素相から分
離する。更に臭素の純度を高めるために、回収した臭素
相を蒸留することができる。
くはAlCl3及び/またはAlBr3であるが、アル
ミニウム粉末、鉄粉、FeCl3及びFeBr3を単独
でか、またはトリハロゲン化アルミニウムと一緒に使用
し得る。行われる工程条件下で必要とされる臭素化の程
度を与えるに十分な触媒活性を与える場合、他の臭素化
触媒も適している。触媒的量が用いられる。代表的には
、触媒は本法に用いるジフエニルアルカン反応体の重量
をベースとして0.1〜20重量%の範囲内の量で存在
させる。好適な量は同一のベースで8〜15重量%の範
囲内であり、9.0〜11.0重量%が最も好ましい。
たは一緒に反応容器に充填し得る。両者を反応塊がジフ
エニルアルカンの添加中に保持される温度の少なくとも
近辺で混合物を生成させるように、このものを充填する
前に冷却することが好ましい。前記のものは好適な技術
であり、多分便利ではないが、充填前に触媒及び臭素を
ジフエニルアルカン添加温度以外の温度にすることがで
きる。充填前に、触媒及び臭素温度が添加温度以上であ
る場合、反応容器中に生じる混合物の温度は所望の添加
温度を得るために低下させ得る。しかしながら、かかる
低温中に大気中の湿気を反応容器中に入れないように注
意すべきである。反応容器中での湿気の存在は多くの臭
素化触媒が水と接触することにより失活するために有害
である。反応容器に充填する臭素(Br2)の量は求め
られる臭素化の程度に効果があり、そして容易に撹拌さ
れる反応塊を与えるに十分な臭素を与えるべきものであ
る。一般に、ジフエニルアルカン原料1モル当り18〜
30モルの臭素が適している。好ましくはジフエニルア
ルカン1モル当り20〜28モルの臭素を用いる。最も
好適な量はジフエニルアルカン1モル当り23〜27モ
ルの臭素の範囲である。反応が完了した後、芳香族置換
に使用されない臭素は反応塊の液体成分であり、そして
撹拌可能な反応塊を与える上記の目的に使用し続ける。
間にわたって行ない、そして添加速度は反応の規模並び
に温度の制御及び臭化水素発生の取扱に対する能力に依
存する。実験室規模では、添加は代表的には0.5〜1
.5時間必要とし、一方商業的規模では、添加は1.0
〜10.0時間またはそれ以上を含むことができた。 商業的規模では4〜5時間が代表的である。
は約15℃以下、好ましくは0〜15℃の範囲内に保持
する。ジフエニルアルカンの臭素化は発熱的であるため
に、上で必要とされる添加温度を得るためには反応塊の
冷却が必要である。反応熱は反応容器を冷却するか、ま
たは熱が上部の冷却器の使用により除去し得るように還
流条件下に反応塊をおくことにより反応塊から除去し得
る。ジフエニルアルカンの添加速度は選ばれた添加温度
に保持する装置の能力に依存する。
応塊を50〜60℃範囲内の温度に調整する。選ばれる
温度は反応塊に対して還流条件を与えることができるが
、還流条件は必要とされない。反応塊は好ましくは少な
くとも約9.0の平均臭素数を得るのに必要な時間選ば
れた温度に保持する。平均臭素数は生成物中の各々の臭
素化されたジフエニルアルカン分子上で芳香族置換され
た臭素原子の平均数として定義される。かくて、9.0
の平均臭素数は生成物中のジフエニルアルカン分子の全
てが環過臭素化(ring perbrominate
d)されているのではなく、従って生成物中に低級ブロ
モ同族体例えばノナブロモジフエニルアルカン及びオク
タブロモジフエニルアルカンが存在することを示す。平
均臭素数が10.0のに達するに従い、これらの低級ブ
ロモ同族体の量は減少し、そしてデカブロモ同族体の量
が増加する。
めに、生成されたままの生成物のサンプリング及び分析
を十分な処理時間を求めるために用いることができる。 実質的に過臭素化された(perbrominated
)生成物が望ましい場合、処理時間は好ましくは反応塊
から発生するHBrを監視することにより求められる。 HBr発生の検出が停止した場合、更に重大な臭素化は
起こらず、かくて処理時間は十分である。一般に、処理
時間は2〜5時間であり、3〜4時間が好ましい。
塊は液体−固体混合物からなる。固体は臭素化されたジ
フエニルアルカン、触媒、同伴された臭素及び他の不純
物からなる。液体は殆んど臭素からなる。臭素化された
ジフエニルアルカン生成物及びその同伴された(ent
rained)臭素の回収は常法で行う。例えば、反応
塊を水蒸気ストリッピングし、非同伴の臭素を反応塊か
ら除去し、そして触媒を失活させる。次に残った固定さ
れた水性塩基例えばNaOHまたはNa2CO3の溶液
で洗浄し、中和し、そして存在するいずれかのHBrを
除去する。最終の水洗工程はデカブロモジフエニルアル
カン中に主な、即ち50+重量%の生成物を得るために
用いる。この生成物は良好な色調のものであり、そして
更に優れた色調を有するように処理し得る。好適な生成
物は95+重量%、最も好ましくは98+重量%のデカ
ブロモジフエニルアルカンを含むものである。
除去を含む。この除去は生成物を230〜250℃の範
囲内の温度で6〜20時間乾燥器でエージングすること
により行い得る。他の方法は生成物を約70℃以上の温
度に加熱し、続いて熱生成物粒子を分割し(fract
ure)、これによりいずれかの同伴臭素を放出される
ことからなる。分割は例えば生成物粒子を粉砕するか、
または衝撃を与えることにより行い得る。
主とする生成物は実質的にいずれかの可燃性物質を有す
る組成物中で耐燃剤として使用し得る。この物質は高分
子の、例えばセルロース性物質または重合体であり得る
。代表的な重合体には次のものがある:オレフイン重合
体、架橋した及びその他の、例えばエチレン、プロピレ
ン及びブチレンの均質重合体;かかるアルキレン単量体
2種またはそれ以上の共重合体並びにかかるアルキレン
単量体1種またはそれ以上及びいずれかの他の共重合可
能な単量体の共重合体例えばエチレン/プロピレン共重
合体、エチレン/アクリル酸エチル共重合体及びエチレ
ン/酢酸ビニル共重合体;オレフイン性不飽和単量体の
重合体例えばポリスチレン例えば耐衝撃性ポリスチレン
及びスチレン共重合体;ポリウレタン;ポリアミド;ポ
リイミド;ポリカーボネート;ポリエーテル;アクリル
樹脂;ポリエステル、特にポリ(エチレンテレフタート
)及びポリ(ブチレンテレフタレート);エポキシ樹脂
;アルキド;フエノール;エラストマー例えばブタジエ
ン/スチレン共重合体及びブタジエン/アクリロニトリ
ル共重合体;アクリロニトリル、ブタジエン及びスチレ
ンのターポリマー;天然ゴム;ブチルゴム;及びポリシ
ロキサン。また重合体は種々の重合体の配合物であり得
る。更に、重合体は適当ならば化学的方法または照射に
より架橋し得る。
燃性を得るに必要とされる量である。全ての場合に対し
、組成物中の生成物の比率に対する単一の正確な値は与
えられず、その理由はこの比率は特殊な可燃性物質、他
の添加剤の存在及びいずれかの所定の応用に求められる
耐燃性の度合で変わることにあることは本分野に精通せ
る者に明らかである。更に、特殊な組成物中に所定の耐
燃性を達成させるに必要な比率は組成物が調製される製
品の形状に依存し、例えば電気絶縁体、チューブ及びフ
イルムは各々異なって挙動する。しかしながら一般に、
本生成物が組成物中でただ1つの耐燃剤である場合、組
成物は5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%の
生成物を含有し得る。
酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、第V族元素例えばビスマス、ヒ
素、リン及び特にアンチモンの酸化物を有する生成物を
用いることが特に有利である。これらの化合物の中で、
酸化アンチモンが特に好ましい。かかる化合物を組成物
中に存在させる場合、所定の耐燃性を達成させるために
必要とされる生成物の量は従って減少される。一般に、
生成物及び無機化合物は1:1〜7:1、好ましくは2
:1〜4:1の重量比である。
なる耐燃剤系を含む組成物は約40重量%まで、好まし
くは20乃至30重量%間の系を含有し得る。
例えば可塑剤、酸化防止剤、フイラー、顔料及びUV安
定剤を本発明の生成物と共に組成物中に使用し得る。
組成物から生成される熱可塑性製品は好ましくは例えば
射出成形、押出成形、圧縮成形などにより製造し得る。
に説明するものであり、そしてかかる発明を限定するも
のではない。
本法に用いる前に精製しなかった。ジフエニルエタン反
応体を溶融し、そして周囲大気下でケトル(kettl
e)に加えた。ジフエニルエタン反応体はAldric
k化学会社から入手し、そしてその純度を高めるために
再結晶した。
拌機、還流冷却器、温度制御付き温度計、加熱テープを
巻いた滴下濾斗及び苛性スクラバー(caustic
scrubber)を取り付けた。ケトルに臭素(40
0.0g、2.5モル)を充填し、そして水浴を用いて
10℃に冷却した。次に無水塩化アルミニウム(2.1
g)をケトルに加えた。ジフエニルエタン(18.2g
、0.1モル)を80℃の滴下濾斗中で溶融した。次に
溶融したジフエニルエタンを内容物が10〜17℃であ
るケトルに加えた。添加は17分間行った。ケトル内容
物を還流温度(59℃)で3.5時間加熱した。還流後
、ケトル内容物を45℃に冷却し、水(200ml)を
このものに加えた。ケトル内容物を室温に戻した。次に
ケトル内容物を加熱し、そして蒸留して過剰の臭素を除
去した。臭素除去後、ケトル内容物を濾過して固体生成
物を回収し、このものを水、つぎに10%水性HCl、
続いて再び水(2×200ml)で洗浄した。洗浄した
生成物を熱風乾燥器中にて220℃で22時間加熱した
。加熱した生成物(94.0g、96.7%収率)は3
50〜356℃の融点ならびにL=84.7、a=0.
95、b=10.12及びY.I.=20.9のハンタ
ー(Hunter)カラー値(Color value
s)を有していた。 実施例2 本実施例は比較の目的のために表わす。用いた臭素は精
製せず、ジフエニルエタンを溶融し、そして空気の存在
下でケトルに加えた。
、サーモ−ウォッチ付き温度計、加熱テープを巻いた滴
下濾斗、加熱マントル及び二重の還流冷却機を取り付け
た。滴下濾斗に粉砕したジフエニルエタン(111.0
g、0.60モル)を充填し、そして加熱テープで徐々
に加熱した。反応器に臭素(2407.0g、15モル
)及び触媒(AlCl3、8.9g)を充填した。次に
溶融したジフエニルエタン(55〜66℃に保持)を臭
素及び触媒に60〜75分間にわたって加えた。添加中
に、ケトル温度は25〜30℃に保持した。添加が完了
した後、反応混合物を撹拌し、そして還流温度(60℃
)で4.5時間加熱した。次に水(1000ml)をケ
トルに充填し、そして臭素を100℃のベーパーヘッド
(vaporhead)温度で留去した。生成物を濾過
し、水で1回、次にキシレン(250ml)で洗浄した
。生成物を200℃で16時間乾燥器でエージングし、
L=79.59、a=1.19、b=11.92のハン
ター・カラー値及び28.15のイエローネス・インデ
ックス(Y.I.)を有する灰白色の固体572.0g
(98%)を生成させた。この固体は340〜344℃
の融点及び82.7%の臭素含有量を有していた。
装置を本実施例に用いた。用いたBr2は臭素及び濃H
2SO4の混合物(容量比3:1)を12〜14時間一
緒に撹拌することにより精製した。その期間後、相の1
つに精製された臭素を有する2相混合物が得られた。こ
の臭素相を回収した。この回収した臭素は極めて純粋で
あったが、臭素を蒸留することにより更に精製を行った
。
50%化学量論的に過剰)を充填し、そして15℃に冷
却した。次にAlCl3(1.8g)を加え、そしてケ
トル内容物を撹拌した。次にケトルにジフエニルエタン
(18.2g、溶融、窒素下)を加えた。ケトル内容物
を10〜17℃間に保持した。ジフエニルエタン添加を
23分間にわたって行った。次にケトル内容物を30分
間撹拌し、そして加温した。次にケトル内容物を59℃
に加熱し(撹拌しながら)、そしてこの温度で3.5時
間保持した。この期間後、水(200ml)を加え、そ
して過剰の臭素をケトルから蒸留した。次にケトル内容
物を濾過して固体生成物を得、このものを水(3×10
0ml)で洗浄した。洗浄した生成物を空気中にて一夜
乾燥した。次に乾燥した生成物を熱風乾燥器中にて21
0℃で24時間、次に250℃で7時間加熱した。
6〜354℃の融点並びにL=84.06、a=1.0
5、b=7.8%及びY.I.17.85のハンター・
カラー値を有していた。
物を50℃に調整し;(2)洗浄した生成物を100℃
で30分間乾燥し;そして(3)乾燥した生成物を21
0℃で16時間乾燥器でエージングし、続いて240℃
で3時間加熱する以外は実施例3の方法に従った。
らびにL=87.42、a=0.01、b=6.52及
びY.I.=13.78のハンター・カラー値を有して
いた。 実施例5 ジフエニルエタンが純度98.8%のみである以外は実
施例4の方法に従った。
0、b=8.22及びY.I.=17.06のハンター
・カラー値を有していた。
H 10mlに加え(生じたpH=12);(2)次に
HCl 5mlを加えてpH値を約8に調整し;(3)
グルコン酸ナトリウム2.1gを加え、そしてケトル内
容物を撹拌し;(4)最後の添加後、生じた生成物を水
で洗浄して約7のpH値を得;そして(5)次に生成物
を空気乾燥し、、熱風乾燥器中にて210℃で17時間
、次に245℃で2.5時間置く以外は実施例4の方法
に従った。
1、b=6.64及びY.I.=14.36のハンター
・カラー値を有していた。
ml)を充填した。次に粗製ジフエニルエタン(300
g)を加えた。ビーカーの内容物を加熱し、65℃で撹
拌し、次に生じた透明な溶液を室温に徐々に冷却した。 結晶性固体が生じた。固体を濾過し、メタノール120
mlで1回洗浄し、次に乾燥した。回収は274.5g
(91.5%)であった。再結晶した物質は50〜54
℃の融点を有し、これは元の出発ジフエニルエタンに対
する49〜50℃よりやや高かった。出発ジフエニルエ
タンは33.2のY.I.(L=81.2、a=−2.
9、b=16.1)を有し、一方再結晶したジフエニル
エタン物質は2.8のY.I.(L=90.8、a=−
0.4、b=1.4)を有していた。
りである。
らなり、且つ少なくとも9.0の平均臭素数を有する生
成物を製造する際に、溶融ジフエニルアルカンを臭素化
触媒及び臭素を前もって充填した反応容器に供給し、そ
の際に溶融ジフエニルアルカンを供給前に非酸化的雰囲
気下で保持し、そして臭素が(i)10ppm以下の不
純物を含み、且つ(ii)供給されるジフエニルアルカ
ン1モル当り18〜30モルの臭素を与える量で充填す
ることにより撹拌可能な反応塊を生成させ;反応塊を供
給中に15℃以下の温度で保持し;供給に続いて反応塊
温度を50〜60℃の範囲内に調整し;そして反応塊か
らデカブロモジフエニルアルカン主成分の生成物を回収
することからなる、該生成物の製造方法。
カン1モル当り臭素23〜27モルを与える、上記1に
記載の方法。
ルアルカンである、上記1または2に記載の方法。
る場合にこのものが55〜80℃の温度である、上記3
に記載の方法。
給する、上記4に記載の方法。
られる反応塊温度を2〜5時間保持する、上記1〜5の
いずれかに記載の方法。
非同伴の臭素をこのものから除去することにより生成物
を回収し、回収した生成物を水性塩基で洗浄して存在す
るいずれかのHBrを中和し、洗浄した生成物をキレー
ト剤で処理していずれかの失活した触媒をこのものから
除去し、そして処理した生成物を水性媒質で洗浄する、
上記1〜6のいずれかに記載の方法。
した同伴臭素をこのものから除去する、上記7に記載の
方法。
上の温度に加熱し、次に分割して同伴臭素をこのものか
ら放出させる、上記7に記載の方法。
し、そして11.0乃至18間の黄色指数(Yello
wness Index)(ASTM E323)を
有する、主にデカブロモジフエニルアルカンの耐燃性生
成物。
Claims (2)
- 【請求項1】 主にデカブロモジフエニルアルカンか
らなり、且つ少なくとも9.0の平均臭素数を有する生
成物を製造する際に、溶融ジフエニルアルカンを臭素化
触媒及び臭素を前もって充填した反応容器に供給し、そ
の際に溶融ジフエニルアルカンを供給前に非酸化的雰囲
気下で保持し、そして臭素が(i)10ppm以下の不
純物を含み、且つ(ii)供給されるジフエニルアルカ
ン1モル当り18〜30モルの臭素を与える量で充填す
ることにより撹拌可能な反応塊を生成させ;反応塊を供
給中に15℃以下の温度で保持し;供給に続いて反応塊
温度を50〜60℃の範囲内に調整し;そして反応塊か
らデカブロモジフエニルアルカン主成分の生成物を回収
することからなる、該生成物の製造方法。 - 【請求項2】 少なくとも9.0の平均臭素数を有し
、そして11.0乃至18間の黄色指数(Yellow
ness Index)(ASTM E323)を有
する、主にデカブロモジフエニルアルカンの耐燃性生成
物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/492,756 US5008477A (en) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | Decabromodiphenyl alkane process |
US492756 | 1990-03-14 |
Publications (2)
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