JPH0441473A - ビス(4―アリルオキシ―3,5―ジブロモフェニル)スルホンの製造を行う方法 - Google Patents

ビス(4―アリルオキシ―3,5―ジブロモフェニル)スルホンの製造を行う方法

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JPH0441473A
JPH0441473A JP14449490A JP14449490A JPH0441473A JP H0441473 A JPH0441473 A JP H0441473A JP 14449490 A JP14449490 A JP 14449490A JP 14449490 A JP14449490 A JP 14449490A JP H0441473 A JPH0441473 A JP H0441473A
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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〕 本発明は、ビス(4−アリルオキシ−3,5−ジブロモ
フェニル)スルホン(以下、TBS−BAと略記する)
を工業的に高収率かつ高純度で得るための製造法に関す
るものである。
TBS−BAは、ポリオレフィン樹脂等の難燃剤及び難
燃剤の中間体として有用なものであり、特にアリル基を
臭素化して得られるビス[3,5−ジブロモ−4−(2
,3−ジブロモプロポキシ)フェニル]スルホン(以下
、TBS−BPと略記する)は、ポリプロピレン等の難
燃剤として極めて有用であることが特公昭50−351
03号公報、特公昭50−23693号公報などに述べ
られている。
〔従来の技術〕
従来、アリルクロライドをアリル化剤に用いてTBS−
BAを製造した場合、臭化物又はよう化物等の触媒を添
加しなければエーテル化速度は非常に遅く、TBS−B
Aは殆ど生成しないことが知られている(特公昭63−
39585号公報)。
この製造法は、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロ
モフェニル)スルホン(以下、TBSと略記する)を、
アルカリと共にアルコール、水等の溶媒中に溶解し、つ
いで臭化物又はよう化物等の触媒を添加し、そして、ア
リルクロライドを一括して加えた後、加熱還流させてT
BS−BAを生成させる方法である。
しかしながら、この方法では高価な臭化物又はよう化物
等の触媒を比較的多量に使用するため、経済性に於いて
工業規模の製造プロセスとしては、必ずしも未だ満足出
来るものでは無かった。
そこで、本発明者らは、触媒を添加しない系での反応速
度の向上方法につき検討を行った。その結果、水に可溶
な特定の有機溶剤を一定の濃度範囲で混合した均一水溶
液で反応を行い、さらに反応後、反応液中に含まれる反
応中間体の4−アリルオキシ−4′−ヒドロキシ−3,
3”、5.5−テトラブロモジフェニルスルホン(以下
、TBS−MAと略記する)を結晶で分離回収し反応系
中にリサイクルすると、著しい反応加速が見られ、副反
応が抑制されてTBS−BAの収率が向上することを見
出だし、先に特許出願した(特願平1−228340号
)。
しかし、該方法では反応液を濾過し、TBSBAの結晶
を分離した後の濾液に、−旦酸を加えて、溶解している
TBS−MAを晶析させ、再度濾過を行って、得られた
T B S−MAの結晶を反応に循環させる操作が必要
であった。そのため、該方法は工業規模の製造法として
は未だ繁雑さを要するものであった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、繁雑な単位操作を簡略化し、高収率か
つ高純度にTBS−BAを製造する工業的な方法を提出
することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、従来技術に於いてこの様な繁雑な操作を
要すTBA−MAの分離及び反応系への循環方法を改善
すべく鋭意検討を行った。その結果、TBSとアリルク
ロライドの反応終了後、反応液中の有機溶剤を蒸留によ
り留去して有機溶剤濃度を15容量%以下にし、ハロゲ
ン炭化水素溶媒を添加すると、有機相、中間相、水和の
三相を形成することを見出だした。各相を分析すると、
有機相にはTBS−BAのみが選択的に抽出されており
、中間相には、主に反応中間体であるTBS −M A
が有機溶剤、ハロゲン化炭化水素溶媒と水を含んで存在
し、また、水和には目的物であるTBS−BA並びに中
間体であるT B S−MAは殆ど溶解しておらず、無
機金属塩のみを溶解していることを見出だした。
そこで、T B S −MAを含有する中間相を分離回
収し、これを次回の反応に循環して再反応し、以下この
操作を反復継続すれば、従来の方法で行っていたT B
 S−MAを結晶で得るための晶析及び濾過分離工程を
経ることなくTBS−MAの循環が可能となり、さらに
得られたTBS−BAは高収率かつ高純度となる極めて
簡略化した製造プロセスを見出だし、本発明を完成する
に至った。
すなわち、本発明の要旨は、TBSを、アルカリの存在
下、水に可溶な有機溶剤を混合した均一水溶液中でアリ
ルクロライドによりアリルエーテル化し、TBS−BA
を製造する方法に於いて、(A)  反応後、得られる
スラリー溶液を蒸留し反応液中の有機溶剤濃度を15容
量%以下にする工程: (B)   (A)工程で得られたスラリー溶液に、ハ
ロゲン化炭化水素溶媒を添加しTBS−BAを選択的に
抽出した有機相、反応中間体であるT B S−MAを
主体とする成分で構成された中間相及び水和の三相を形
成させ、各分液する工程:及び (C)   (B)工程で得られたTBS−MAを主体
とする成分で構成された中間相をアリルエーテル化反応
へ循環させる工程: からなることを特徴とするTBS−BAの製造を行う方
法にある。
以下、その詳細について説明する。
〔作用〕
TBSをアルカリの存在下、アリルクロライドを用いて
アリルエーテル化する。
本工程は、次の反応式を用いて説明することができる。
本発明の方法に於いて使用されるアリルクロライドの使
用量は、TBS1モルに対して2モル以上であり、好ま
しくは2.0〜3.0モルである。
3.0モル以上加えても収率の向上は認められない。
本発明の方法に於いて使用される反応溶媒としては、水
に可溶な有機溶剤を25〜60容量%の濃度範囲で混合
した均一水溶液を用いる。水に可溶な有機溶剤とは、炭
素数1〜3の1価低級アルコール類、炭素数2〜5のエ
ーテル類であり、具体的には、例えばメタノール、エタ
ノール、nプロパツール、イソプロパツール、ジオキサ
ン、THF、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等で
ある。これらの中でも、水−イソプロパツール及び水−
ジオキサン混合溶媒系は反応性の高さ等により、特に好
ましいものである。
これら反応溶媒中のTBSの基質濃度については、格別
の限定はないが、通常、約15〜35重量%程度のもの
を用いる。
本発明の方法に於いて使用されるアルカリとしては、ア
ルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩であり、例
えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリ
ウム等を挙げる事が出来る。
このアルカリの使用量については、TBS1モルに対し
て2モル以上であり、好ましくは2.0〜3.0モルで
あるのが良く、3.0モル以上加えても収率の格別の向
上は認められない。
尚、アルカリの使用量がTBS1モルに対して2.2モ
ル以下の場合、反応の途中にTBS及びTBS−MAが
析出しやすくなるため、反応の途中にアルカリを若干追
加することが必要である。
また、反応後の反応液は後の抽出工程を考慮して、アル
カリ性の状態を保つことが必要であり、特にpH10〜
14の範囲に保つことが好ましい。
反応は、通常、常圧下もしくは加圧下において室温から
150℃の範囲で行われる。常圧下での反応では、反応
速度を高めるために反応液の還流温度で実施することが
望ましい。反応時間は、反応温度にも依存し、−概には
決められないが、通常、1時間から30時間である。
(A)工程 上記アリル化反応後、得られるTBS−BAのスラリー
溶液を蒸留し反応液中の有機溶剤濃度を15容量%以下
にする。尚、有機溶剤濃度は好ましくは10〜5容量%
にするのか良く、15容量%以上の場合では、次のハロ
ゲン化炭化水素溶媒抽出の際に、T B S−MAのア
ルカリ金属塩か有機相側に分配し三相系を形成しない。
また、有機溶剤を留去する際に、スラリー濃度が高くな
らない様に水を添加しながら蒸留を行っても良い。蒸留
後のスラリー濃度としては、良好な攪拌状態を保つため
にも、約15〜35重量%程度が好ましい。尚、蒸留は
、常圧下、減圧下いずれでも実施出来る。
(B)工程 前記(A)工程で得られたスラリー溶液に、ハロゲン化
炭化水素溶媒を添加しTBS−BAを選択的に抽出した
有機相、反応中間体であるTBS−MAを主体とする成
分で構成された中間相及び水和の三相を形成させ、各分
液する。
本工程に於いて使用するTBS−BAの抽出溶媒は、次
のTBS−BPの製造を考慮した場合、臭素化反応に適
したハロゲン化炭化水素溶媒が選ばれる。例えば塩化メ
チレン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、
トリクロロエタン、クロロベンゼン等が挙げられる。
この溶媒の使用量については、溶媒の種類、抽出条件等
による分配係数を考慮して決定するが、通常、TBS−
BAの基質濃度が約5〜25重量%程度になるように必
要量を加える。
この得られたTBS−BAを含む有機相は精製工程等を
必要としないで次のTBS−BPのfJl mを行うこ
とができる。
また、中間相は主成分としてT B S−MAを含んで
おり、他には未抽出分のTBS−BA及び溶媒としてハ
ロゲン化炭化水素溶媒を約30〜70重量%、有機溶剤
を約0〜10重量%そして水を約30〜70重量%の濃
度範囲で含有している。
尚、水和中には目的物であるTBS−BA及びT B 
S−MAは殆ど溶解しておらず、無機金属塩のみを溶解
している。
(C)工程 前記(B)工程で得られたT B S−MAを主体とす
る成分で構成された中間相を再反応させるためにアリル
エーテル化反応に循環させる。具体的にはTBSを仕込
む際に(B)工程で得たTBS−MAを主体とする成分
を抽出した中間相をそのまま仕込み、さらにアルカリ、
反応溶媒及びアリルクロライドを加えた後、再反応を行
う。反応条件、反応操作は前述の方法に準じて行う。
尚、常圧下で反応を行う場合、中間相に含まれるハロゲ
ン化炭化水素溶媒、特に塩化メチレン等の沸点の低い溶
媒等は、反応温度を高く出来ないためアリルクロライド
を添加する前に蒸留等により除去することが必要である
〔発明の効果〕
以上の説明から明かな様に本発明によれば、反応中間体
であるT B S−MAを溶液状態で分離回収及び循環
が出来るため、従来の方法に比べてTBS−MAの晶析
及び濾過分離工程の簡略化が可能となる。さらに、得ら
れたTBS−BAは従来法に比べ高収率かつ高純度とな
るため、本方法は工業的にも有利にTBS−BAを製造
出来る極めて有用な技術を示すものである。
〔実施例〕
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1) (アリル化反応) 温度計、攪拌翼及び冷却管を有する容量1000rn1
の四ツロフラスコに、イソプロパツール174d、水2
60rRI、NaOH16,8g(420mmol)を
仕込み、更にTBS113.2g (200mff1o
l)を加えて溶解した。
次に、アリルクロライド38.3g (500mmo 
l )を−括して加え、還流温度まで加熱昇温を行い、
15時間反応した。
尚、反応開始して8時間目にNaOH3,2g(80m
mol)を追加した。
(A)工程 アリル化反応で得られたスラリー溶液中のイソプロパツ
ールを水200gを滴下しながら水との共沸温度81〜
88℃に於いて蒸留除去した。尚、この時同時に未反応
アリルクロライドも蒸留除去した。
蒸留除去後、反応液のpHを測定した結果、pH11,
7であった。また、反応液中のイソプロパツール濃度を
ガスクロマトグラフィーにより分析した結果、9.1容
量%であった。
(B)工程 (A)工程で得られたスラリー溶液に、室温下、塩化メ
チレン480gを添加し、10分間攪拌分液して有機相
539 g+ 中間相82g1水和484gを得た。各
相について液体クロマトグラフィーによる分析を行った
結果、有機相にはTBS−BAのみ98.6g、中間相
にはTBS−BA5.9g及びTBS−MAのNa塩1
8.5gが溶解しており、水和にはTBS−BA及びT
BS−MAのNa塩共に殆ど溶解していなかった。
さらに、中間相に含まれる溶媒の組成について、ガスク
ロマトグラフィーにより分析した結果、塩化メチレン4
5重量%、イソプロパツール5重量%、水45重量%で
あった。尚、TBS−BAの収率は有機相中のみで76
.4%、三相合計で81.0%であった。また、原料の
TBSは三相共に残存しておらず、TBSの転化率は1
00%であった。
(C)工程 (B)工程で得られたT B S−MAのNa塩を含む
中間相をTBS 11 B、  2g (200mmo
l)と共に四ツロフラスコに仕込み、さらにイソプロパ
ツール174mj!、水260−1NaOH16、8g
 (420twol)を仕込んで攪拌しアリル化反応に
循環した。尚、中間相中には少量の塩化メチレンを含ん
でいたので蒸留により取り除いた。
次に、アリルクロライド38.3g (500iio1
)を−括して加え、還流温度まで加熱昇温を行い、15
時間反応した。
尚、反応開始して8時間口にNaOH3,2g(80m
mol)を追加した。
以下同様に、(A)、(B)及び(C)工程を第1回目
に準じて行い、さらにこの一連の2操作を合計5回繰り
返した。
各回におけるTBS転化率、TBS−BAの収率を表1
〜2に示した。
(実施例2) (アリル化反応) 温度計、攪拌翼及び冷却管を有する容量1000+jの
四ツロフラスコに、イソプロパツール174−1水26
0d、NaOH16,8g(420fllmol)を仕
込み、更にTB5113.2g(20C1mol)を加
えて溶解した。
次に、アリルクロライド38.3g (500mwol
)を−括して加え、還流温度まで加熱昇温を行い、15
時間反応した。
尚、反応開始して8時間目にNaOH3゜2g(801
1mol)を追加した。
(A)工程 アリル化反応で得られたスラリー溶液中のインプロパツ
ールを水180gを滴下しながら水との共沸温度79〜
89℃に於いて蒸留除去した。尚、この時同時に未反応
アリルクロライドも蒸留除去した。
蒸留除去後、反応液のpHを測定した結果、pHl1.
6であった。また、反応液中のイソプロパツール濃度を
ガスクロマトグラフィーにより分析した結果、13.2
容量%であった。
(B)工程 (A)工程で得られたスラリー溶液に、室温下、塩化メ
チレン480gを添加し、10分間攪拌分液して有機相
543 g+ 中間相86g1水和490gを得た。各
相について液体クロマトグラフィーによる分析を行った
結果、有機相にはTBS−BAのみ99.0g、中間相
にはTBS−BA5.6g及びTBS−MAのNa塩1
8.2gが溶解しており、水和にはTBS−BA及びT
BS−MAのNa塩共に殆ど溶解していなかった。
さらに、中間相に含まれる溶媒の組成について、ガスク
ロマトグラフィーにより分析した結果、塩化メチレン4
0重量%、イソプロパツール7重量%、水53重量%で
あった。尚、TBS−BAの収率は有機相中のみで76
.6%、三相合計で81.0%であった。また、原料の
TBSは三相共に残存しておらず、TBSの転化率は1
00%であった。
(実施例3) (アリル化反応) 温度計、攪拌翼及び冷却管を有する容量1000−の四
ツ目フラスコに、イソプロパツール174d、水260
d、NaOH16,8g(420■5ol)を仕込み、
更にTBS113.2g (200■on)を加えて溶
解した。
次に、アリルクロライド38.3g (500smol
)を−括して加え11還流温度まで加熱昇温を行い、1
5時間反応した。
尚、反応開始して8時間口にNaOH3,2g(80m
+gol)を追加した。
(A)工程 アリル化反応で得られたスラリー溶液中のイソプロパツ
ールを水230gを滴下しながら水との共沸温度81〜
90℃に於いて蒸留除去した。尚、この時同時に未反応
アリルクロライドも蒸留除去した。
蒸留除去後、反応液のpHを測定した結果、pull、
9であった。また、反応液中のイソプロパツール濃度を
ガスクロマトグラフィーにより分析した結果、0.6容
量%であった。
(B)工程 (A)工程で得られたスラリー溶液に、室温下、塩化メ
チレン480gを添加し、10分間攪拌分液して有機相
548g、中間相80g1水和493gを得た。各相に
ついて液体クロマトグラフィーによる分析を行った結果
、有機相にはTBS−BAのみ98.0g、中間相には
TBS−BA5.3g及びT B S−MAのNa塩1
9.1gが溶解しており、水和にはTBS−BA及びT
BS−MAのNa塩共に殆ど溶解していなかった。
さらに、中間相に含まれる溶媒の組成について、ガスク
ロマトグラフィーにより分析した結果、塩化メチレン5
5重量%、イソプロパ7−ル1.0重量%、水44重量
%であった。尚、TBS−BAの収率は有機相中のみで
75.9%、三相合計で80.0%であった。また、原
料のTBSは三相共に残存しておらず、TBSの転化率
は100%であった。
(比較例1) (アリル化反応) 温度計、攪拌翼及び冷却管を有する容量10100O!
の四ツ目フラスコに、インプロパツール174rd、水
260−1NaOH16,8g(420++mol)を
仕込み、更にTBS113.2g (200mmol)
を加えて溶解した。
次に、アリルクロライド38.3g (500e+a+
o I )を−括して加え駄還流温度まで加熱昇温を行
い、15時間反応した。
尚、反応開始して8時間口にNaOH3,2g(80m
ll1ol)を追加した。
(a)工程 アリル化反応で得られたスラリー溶液を吸引濾過し、結
晶と濾液に分離した。得られた結晶を水洗した後、乾燥
させて白色針状結晶のTBS−BA99.Ogを得た。
この単離されたTBS−BAの結晶及び濾液について、
液体クロマトグラフィーによる分析を行った結果、TB
S転化率100%、TBS−BAの単離結晶収率76.
7%であった。
尚、濾液中には反応中間体であるT B 5−MA19
.3gが溶解しており、目的物であるTBS−BAは全
く溶解していなかった。
(b)工程 (a)工程で得られた濾液に、室温攪拌下、15%HC
,17水溶液を滴下し、TBS−MAの結晶を晶析させ
た。この時、濾液中のpHは約2で合った。次に、得ら
れたスラリー溶液を吸引濾過し、水洗した後、TBS−
MAの湿結晶67.5gを得た。
この得られたTBS−MAの湿結晶を分析した結果、T
 B S−MAは19.4g含有しており、残りは水4
8.2gのみであった。
(c)工程 (b)工程で得られたT B S−MAの湿結晶を、T
BS13.2g (200++ll1ol)と共に四ツ
目フラスコに仕込み、さらにイソプロパツール174i
1水−212rd、NaOH19,5g (487sm
ol)を仕込んで攪拌しにアリル化反応に循環した。
次に、アリルクロライド38.3g (500s+mo
l)を−括して加え、還流温度まで加熱昇温を行い、1
5時間反応した。
尚、反応開始して8時間口にNaOH3,7g(93m
mol)を追加した。
以下同様に、(a)、(b)及び(c)工程を第1回目
に準じて行い、さらにこの一連の操作を合計4回繰り返
した。
各回におけるTBS転化率、TBS−BAの収率を表3
に示した。
(比較例2) (アリル化反応) 温度計、攪拌翼及び冷却管を有する容量10100O!
の四ツロフラスコに、イソプロパツール174d、水2
60−1NaOH16,8g(420gaol)を仕込
み、更にTBS113.2g (200+gmol)を
加えて溶解した。
次に、アリルクロライド38.3g (500mmol
)を−括して加え、還流温度まで加熱昇温を行い、15
時間反応した。
尚、反応開始して8時間目にNaOH3,2g(80m
mol)を追加した。
(A)工程 アリル化反応で得られたスラリー溶液に、室温下、塩化
メチレン480gを添加し、10分間攪拌した結果、抽
出後の溶液は二相にしか分離しなかった。分液後、得ら
れた有機相730gについて液体クロマトグラフィーに
よる分析を行った結果、TBS−BAを96.9g、反
応中間体であるT B S−MAのNa塩を23.1g
含んでいた。
尚、TBS−BAの収率は、75.0%に相当する。
さらに、水和について、液体クロマトグラフィーによる
分析を行った結果、TBS−MAのNa塩を0.3g、
未抽出のTBS−BAOolgが溶解していた。また、
原料のTBSは有機相及び水和共に残存しておらず、T
BS転化率は100%であった。
(比較例3) (アリル化反応) 温度計、攪拌翼及び冷却管を有する容量1000dの四
ツロフラスコに、イソプロパツール174−1水260
−1NaOH16,8g(420gaol)を仕込み、
更にTBS113.2g (200mmol)を加えて
溶解した。
次に、アリルクロライド38.3g (500mmol
)を−括して加え、還流温度まで加熱昇温を行い、15
時間反応した。
尚、反応開始して8時間目にNaOH3,2g(80a
mol)を追加した。
(A)工程 アリル化反応で得られたスラリー溶液中のイソプロパツ
ールを水150gを滴下しながら水との共沸温度80〜
90℃に於いて蒸留除去した。尚、この時同時に未反応
アリルクロライドも蒸留除去した。
蒸留、除去後、反応液のpHを測定した結果、pH11
,4であった。また、反応液中のイソプロパツール濃度
をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、16.
1容量%であった。
(B)工程 (A)工程で得られたスラリー溶液に、室温下、塩化メ
チレン480gを添加し、10分間攪拌した結果、抽出
後の溶液は二相にしか分離しなかった。分液後、得られ
た有機相636gについて液体クロマトグラフィーによ
る分析を行った結果、TBS−BAを102.0g、反
応中間体であるTBS−MAのNa塩を23.0g含ん
でいた。
尚、TBS−BAの収率は、79.0%に相当する。
さらに、水和について、液体クロマトグラフィーによる
分析を行った結果、T B S−MAのNa塩を0.3
g、未抽出のTBS−BAO,Igか溶解していた。ま
た、原料のTBSは有機相及び水和共に残存しておらず
、TBS転化率は100%であった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)
    スルホンを、アルカリの存在下、水に可溶な有機溶剤を
    混合した均一水溶液中でアリルクロライドによりアリル
    エーテル化し、ビス(4−アリルオキシ−3,5−ジブ
    ロモフェニル)スルホンを製造する方法に於いて、 (A)反応後、得られるスラリー溶液を蒸留し反応液中
    の有機溶剤濃度を15容量%以下にする工程: (B)(A)工程で得られたスラリー溶液に、ハロゲン
    化炭化水素溶媒を添加しビス(4−アリルオキシ−3,
    5−ジブロモフェニル)スルホンを選択的に抽出した有
    機相、反応中間体である4−アリルオキシ−4′−ヒド
    ロキシ−3,3′,5,5′−テトラブロモジフェニル
    スルホンを主体とする成分で構成された中間相及び水和
    の三相を形成させ、各分液する工程:及び(C)(B)
    工程で得られた4−アリルオキシ−4′−ヒドロキシ−
    3,3′,5,5′−テトラブロモジフェニルスルホン
    を生体とする成分で構成された中間相をアリルエーテル
    化反応へ循環させる工程: からなることを特徴とするビス(4−アリルオキシ−3
    ,5−ジブロモフェニル)スルホンの製造を行う方法。
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