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DE846692C - Verfahren zur Herstellung organischer Bromverbindungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung organischer Bromverbindungen

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Publication number
DE846692C
DE846692C DEN1928A DEN0001928A DE846692C DE 846692 C DE846692 C DE 846692C DE N1928 A DEN1928 A DE N1928A DE N0001928 A DEN0001928 A DE N0001928A DE 846692 C DE846692 C DE 846692C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydrogen bromide
reaction
compounds
bromine compounds
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEN1928A
Other languages
English (en)
Inventor
Pieter Bruin
Herman Johannes Den Hertog
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Original Assignee
Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bataafsche Petroleum Maatschappij NV filed Critical Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Application granted granted Critical
Publication of DE846692C publication Critical patent/DE846692C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/07Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of hydrogen halides
    • C07C17/08Preparation of halogenated hydrocarbons by addition of hydrogen halides to unsaturated hydrocarbons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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.
Beispiel 1
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.
Beispiel 3
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.
Beispiel 4
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)

Patentansprüche:
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
© 5298 8.
DEN1928A 1949-09-30 1950-09-20 Verfahren zur Herstellung organischer Bromverbindungen Expired DE846692C (de)

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FR (1) FR1025280A (de)
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