DE846692C - Verfahren zur Herstellung organischer Bromverbindungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung organischer BromverbindungenInfo
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Description
Πιο Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
1 lerstelhiiig bromhaltiger organischer Verbindungen
durch I "msetzen organischer Stoffe, die eine oder mehrere aliphatisehe Doppelbindungen enthalten,
mit H rom wasserst off.
1^s ist bekannt, daß Bromwasserstoff anorganische
Stoffe mit einer oder mehreren aliphatischen Doppelbindungen angelagert werden kann. Wenn die ungesättigten
Kohlenstottatome der Ausgangsverbindung eine verschiedene Zahl von W'asserstoffatomen aufweisen, erfolgt diese Addition, die gewünsehtenfalls
durch Anwendung von Katalysatoren beschleunigt werden kann, vollständig oder im wesentlichen nach
der Regel von Markownikow oder normal, d.h. das Halogenatom wird an das ungesättigte Kohlenstoffatom
angelagert, welches die geringste Zahl von W asserstoffatomen aufweist. Ks ist weiterhin bekannt,
diese Additionsreaktionen durch Anwendung von kurzwelligem ultraviolettem Licht zu beschleu- I
nigen und so eine Addition zu begünstigen, bei welcher das Ilalogenatom sich mit dem ungesättigten
Kohlenstoffatom verbindet, das dem Knde des Moleküls am nächsten steht.
Es wurde nun gefunden, dal.! die Addition von Bromwasserstoff an organische Stoffe, welche eine
oder mehrere aliphatische Doppelbindungen aufweisen und vorzugsweise unter etwa 200 sieden,
sehr rasch und mit hohen Ausbeuten verläuft, wenn man die Reaktionsteilnehmer kurze Zeit der
Einwirkung stiller elektrischer Entladungen aussetzt.
Es wurde festgestellt, daß es für die Erzielung befriedigender Ausbeuten an den gewünschten
II Hr-Additionsprodukten wesentlich ist, daß diese
Zeitspanne nur kurz, nämlich nicht länger als IS Minuten ist, weil bei längerer Einwirkungsdauer
unerwünschte Xebenreaktionen, die zur Bildung hochsiedender Produkte führen, in beträeht-
lichem Ausmaß eintreten. Einwirkungszeiten von weniger als ι Minute, z. B. von 6 bis 30 Sekunden,
sind im allgemeinen ausreichend.
Es wurde gefunden, daß unter dem Einfluß der stillen elektrischen Entladungen die Addition des
Bromwasserstoffs an Verbindungen, welche eine olefinische Bindung in asymmetrischer Stellung
aufweisen, ausschließlich oder fast vollständig anomal erfolgt, so daß also bei Verwendung von
Propen oder höheren Alkenen mit einer endständigen Doppelbindung i-Brompropan oder die
entsprechenden höheren primären Alkylbromide erhalten werden.
Diese Wirkung der stillen elektrischen Entladungen auf die Additionsreaktion, durch welche das
Halogenatom also am Ende des Moleküls angelagert wird, tritt bei der Umsetzung von Chlorwasserstoff
mit olefinischen \^erbindungen kaum auf. In diesem Fall erfolgt die Addition vielmehr hauptsächlich
normal, so daß beispielsweise aus Propen praktisch nur 2-Chlorpropan gebildet wird.
Obwohl das Verfahren gemäß der Erfindung in flüssiger Phase durchgeführt werden kann, wird es
vorzugsweise so ausgeführt, daß das Gemisch aus Bromwasserstoff und dem Olefin in Gas- oder
Dampfform der Einwirkung stiller elektrischer Entladungen ausgesetzt wird. Das Verfahren kann
sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich durchgeführt werden. Es eignet sich jedoch besonders
für die fortlaufende Arbeitsweise, bei welcher das umzuwandelnde Gemisch kontinuierlich durch
einen Reaktionsraum geführt wird, in dem es der Einwirkung der elektrischen Entladungen unterworfen
und aus welchem das gebildete Reaktionsgemisch kontinuierlich abgeführt wird. Die Geschwindigkeit,
mit welcher das umzuwandelnde Gemisch durch den Reaktionsraum geleitet wird, kann vorteilhaft" so eingestellt werden, daß das aus
dem Reaktionsraum abgeführte Reaktionsgemisch keine nichtumgewandelte olefinische Verbindung
enthält.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jede Vorrichtung verwendet werden,
in welcher stille elektrische Entladungen in einem Entladungsraum erzeugt werden können,
z. R. ein Ozonisator. Es kann dabei Wechselstrom mit Frequenzen von beispielsweise 50 oder 500Perioden
je Sekunde und Spannungen von 10 000 oder • 20 000 Volt oder darüber verwendet werden.
Unter sonst gleichen Bedingungen erhöht sich beim vorliegenden Verfahren die Geschwindigkeit
der Additionsreaktion, wenn die Spannung der elektrischen Entladungen erhöht wird, während sich
in der Regel diese Geschwindigkeit bei einer bestimmten Spannung rasch in dem Maße verringert,
wie der Abstand der Flächen, zwischen welchen die stillen elektrischen Entladungen auftreten, größer
wird. Im Hinblick hierauf werden bei Anwendung von Spannungen von etwa 10 000 Volt im allgemeinen
zweckmäßig Vorrichtungen verwendet, in welchen der erwähnte Abstand höchstens 1 bis 2 mm
l>eträgt. Im Fall von Vorrichtungen, bei welchen dieser Abstand mehr als 2 mm beträgt, arbeitet man
vorzugsweise mit höheren Spannungen, z. B. 20 000 Volt oder darüber.
Das Verfahren kann bei normalen, niedrigen oder höheren Temperaturen durchgeführt werden, die in
der Regel etwa 500 nicht übersteigen, wobei Atmosphärendruck verwendet wird. Gewünschtenfalls
ist es aber auch möglich, bei höheren Temperaturen und bei höherem oder niedrigerem Druck zu
arbeiten. In der Regel sind jedoch Temperaturen über etwa 1500 weniger geeignet, da sich bei diesen
Temperaturen Nebenreaktionen in beträchtlichem Ausmaß zu zeigen beginnen, wodurch ein großer
Teil des behandelten Ausgangsmaterials in unerwünschte hochsiedende Produkte umgewandelt
werden kann. Das Verfahren kann gewünschtenfalls in Anwesenheit von Verdünnungsmitteln, wie Stickstoff,
Methankohlenwasserstoffe u. dgl., welche s0
unter den Reaktionsbedingungen inert sind, durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat besondere Bedeutung für die Addition von Bromwasserstoff
an Alkene, wie Athen, Propen, Butene, Pentene, Hexene, Octene, Decene, Dodecene oder noch höhere
Alkene, und insbesondere an solche Verbindungen, die eine endständige Doppelbindung besitzen,
zwecks Herstellung der entsprechenden Alkylbromide. Es ist jedoch nicht hierauf beschränkt,
sondern kann auch mit günstigen Ergebnissen auf Kohlenwasserstoffe angewendet werden, die mehr
als eine aliphatische Doppelbindung enthalten, wie Butadien, Isopren, Pentadien, und auf Derivate
olefinischer Kohlenwasserstoffe, wie Vinylchlorid, Allylchlorid und ähnliche Alkenvlhalogenide.
Der umzuwandelnde olefinische Stoff kann in reinem Zustand verwendet werden. Das Verfahren
kann aber gewünschtenfalls auch auf Gemische verschiedener olefinischer Stoffe und auf Gemische an- χ00
gewendet werden, welche eine oder mehrere olefinische Verbindungen neben anderen Komponenten
enthalten, z. B. Gemische aus Alkenen und Alkanen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Anwendung
der theoretisch erforderlichen Menge Bromwasserstoff ausgeführt werden. Es hat sich
jedoch als zweckmäßig erwiesen, einen Überschuß bis zu etwa500/o an Bromwasserstoff zu verwenden,
da dann häufig höhere Ausbeuten erzielt werden können. Die Anwendung eines größeren Über-Schusses
an Bromwasserstoff kommt jedoch in der Regel nicht in Betracht, da hierdurch das Auftreten
unerwünschter Nebenreaktionen begünstigt werden könnte.
Das Aufarbeiten des erhaltenen Reaktionsgemisches kann in jeder geeigneten Weise erfolgen.
Beispielsweise kann man das Reaktionsgemisch, nachdem ein etwaiger Überschuß an Bromwasserstoff
durch Waschen mit Wasser entfernt wurde, der fraktionierten Destillation unterwerfen, wodurch
das gewünschte bromhaltige Produkt von etwaigen nichtumgewandelten Anteilen der olefinischen
Verbindung und von den höhersiedenden Nebenprodukten, die in geringer Menge gebildet
worden sein können, getrennt. Das nicht umgesetzte Ausgangsmaterial, welches gewünschtenfalls auf
diese Weise wiedergewonnen wird, kann bei dem Verfahren wieder verwendet werden.
Die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten organischen Bromverbindungen sind wertvolle
Produkte, die z. B. als Lösungsmittel verwendet werden können. Sie sind aber von besonderer Bedeutung
als Zwischenprodukte zur Herstellung anderer wertvoller Stoffe. So können z. B. die aus
Alkenen mit einer endständigen Doppelbindung erhaltenen primären Alkylbromide in andere Alkylverbindungen
mit einer endständigen funktioneilen Gruppe umgewandelt werden, z. B. Alkohole, Rhodanide, Schwefelsäureestersalze, Carbonsäuren,
Carbonsäureester, Amine u. dgl.
Das erhndungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Beispiele noch näher erläutert.
Ein Gemisch aus 2 Raumteilen Athen undßRaumteilen
trockenem Bromwasserstoffgas wurde mit einer Geschwindigkeit von 300 cm3 je Minute in
einen Siemensglasozonisator eingeleitet, welcher auf 2OJ gehalten wurde und in dem der Abstand
zwischen den inneren und den äußeren Röhren etwa 2,5 mm und das Volumen des Entladungsraums
etwa 150 cm3 betrug. In diesem Ozonisator wurde das Gemisch der Einwirkung stiller elektrischer
Entladungen bei einer Spannung von 20 000 Volt und einer Frequenz von 50 Perioden je Sekunde
ausgesetzt. Das Reaktionsprodukt wurde in flüssigem Zustand in einem unterhalb des Ozonisators
angeordnetem Gefäß und ein Rest in einer damit verbundenen Waschflasche und einem nachgeschalteten,
auf—So gekühlten Kondensationsgefäß gesammelt.
Nachdem in 15 Minuten 1,8 1 Athen (760 mm, 2Or) durchgeleitet waren, wurde der
Versuch abgebrochen. Bis dahin waren insgesamt 7,5 g des flüssigen Reaktionsproduktes angefallen.
Xach Waschen mit Wasser und Trocknen über Calciumchlorid wurde es fraktioniert destilliert,
wobei 6,5 g Bromäthan (Kp. 39°) und etwa 1 g
Rückstand erhalten wurden. Die Umsetzung in Bromäthan betrug also, bezogen auf Athen, 8o°/o,
während sich bei der Reaktion nur eine geringe Menge höhersiedender Nebenprodukte gebildet
hatte.
I! e i s ρ i e 1 2
!•".in Gemisch aus 2 Raumteilen Propen und
3 Raumteilen trockenem Bromwasserstoffgas wurde in der gleichen Einrichtung und unter den gleichen
Bedingungen, wie im Beispiel 1 beschrieben, behandelt, wobei aber jetzt das Kondensationsgefäß
nur auf —35" gekühlt war. Nachdem 3,61 Propen
(7°o mm, 2o°) im Laufe von 30 Minuten durch den
Ozonisator geleitet worden waren, hatte sich eine Gesamtmenge von 19 g eines flüssigen Reaktionsproduktes
gebildet. Diese Flüssigkeit wurde nach Waschen mit Wasser und Trocknen über Calciumchlorid
einer fraktionierten Destillation unter- ! worfen. wobei etwa IcSg i-Brompropan (Kp. etwa
70' ) erhalten wurden, was einer Umsetzung von annähernd 9S0Ai. bezogen auf Pro[>en, entspricht.
Ein Gemisch aus 2 Raumteilen 1-Buten und 3 Raumteilen trockenem Bromwasserstoffgas wurde
durch einen auf 200 gehaltenen Siemensozonisator geleitet, in welchem der Abstand zwischen den
Wandungen 0,75 mm und das Volumen des Entladungsraums 20 cm3 betrug. Die Geschwindigkeit
betrug 200 cm3 je Minute. In dem Ozonisator wurde das Gemisch der Einwirkung stiller elektrischer
Entladungen bei einer Spannung von 10 000 Volt und einer Frequenz von 50 Perioden je
Sekunde unterworfen. Nach Ablauf von 15 Minuten, innerhalb welcher 1.2 1 i-Buten eingeleitet worden
waren, hatten sich in dem Gefäß unterhalb des Ozonisators 7,5 g eines qligen Produktes angesammelt.
Nach Waschen mit Wasser und Trocknen mit Calciumchlorid wurden aus diesem öl durch
Destillation etwa 7 g i-Brombutan (Kp. etwa ioo°) gewonnen, worauf sich ergibt, daß das 1 -Buten
praktisch quantitativ in 1-Brombutan umgewandelt worden war.
i-Hexen wurde tropfenweise trockenem Bromwasserstoffgas
zugesetzt. Das erhaltene dampfförmige Gemisch, in welchem das Molverhältnis von i-Hexen zu HBr 1 : 1,5 betrug, wurde dann
im gleichen Ozonisator und unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispiel 3 beschrieben, der Einwirkung
stiller elektrischer Entladungen unterworfen. In 45 Minuten waren 12,6 g i-Hexen
(= 0,15 Mol) eingeleitet, und es hatten sich 23,7 g öl im Sammelgefäß unterhalt) des Ozonisators angesammelt.
Dieses öl wurde mit Wasser gewaschen, über Calciumchlorid getrocknet und dann der fraktionierten
Destillation unterworfen. Das in einer Menge von 17 g zwischen 151 und 153,5° überdestillierende
Produkt bestand fast nur aus reinem i-Bromhexan. Infolgedessen betrug die Umwandlung,
bezogen auf i-Hexen, annähernd 68%.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung organischer Bromverbindungen durch Umsetzung organischer
Verbindungen, die eine oder mehrere olefinische Doppelbindungen enthalten und vorzugsweise
unter etwa 200° sieden, insbesondere Alkene mit endständiger Doppelbindung, mit Bromwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reaktion in der Weise durchgeführt wird, daß man die Ausgangsstoffe während eines
kurzen, etwa 15 Minuten nicht überschreitenden Zeitraums, zweckmäßig bei einer Temperatur
unter etwa 500, der Einwirkung stiller elektrischer Entladungen unterwirft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einwirkungszeit nicht iao mehr als 1 Minute beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bromwasserstoff in
einem Überschuß bis zu etwa 50 °/o gegenüber der theoretisch erforderlichen Afenge verwendet
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1134362B (de) * | 1958-04-09 | 1962-08-09 | Distillers Co Yeast Ltd | Verfahren zur Herstellung von ªÏ-Bromalkanen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| FR1025280A (fr) | 1953-04-13 |
| NL76888C (de) | 1954-08-16 |
| GB668159A (en) | 1952-03-12 |
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