DE2008116A1 - Per substd allophanic acid halide prepn - Google Patents
Per substd allophanic acid halide prepnInfo
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- C07C275/46—Derivatives of urea, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups containing any of the groups, X being a hetero atom, Y being any atom, e.g. acylureas
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Abstract
Description
Persubstituierte Allophansäurehalogenide Gegenstand der Erfindung sind neue Allophansäurehaloger1ide sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Persubstituted allophanoic acid halides are the subject of the invention are new allophanoic acid halides and a process for their production.
Unter persubstituierten Allophansäurehalogeniden sind solche Derivate der Allophansäure zu verstehen, die am Stickstoffatom keine freien Wasserstoffatome besitzen.Persubstituted allophanoic acid halides include such derivatives of allophanic acid to understand that there are no free hydrogen atoms on the nitrogen atom own.
Ein allgemein anwendbares Verfahren zur Herstellung von persubstituierten Allophansäurehalogeniden ist bisher nicht bekannt. Speziell ist es bisher nicht gelungen, Carbamidsäurechloride an Isocyanate zu addieren.A generally applicable process for making persubstituted Allophanoic acid halides are not yet known. So far it is not special succeeded in adding carbamic acid chlorides to isocyanates.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von persubstituierten Allopbansäuehalogeniden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Carbamidsäurehalogenide und Isocyanate in Gegenwart von Halogeniden der Elemente der ersten vier Nebengruppen oder der vierten und fünften Hauptgruppe des Periodensystems bzw. von Substanzen, die im Reaktionsgemisch zumindest teilweise in solche Halogenide umgewandelt werden oder in Gegenwart tertiärer Amine, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Lösungsmittels, bei Temperaturen von -50° bis +2O00C umsetzt.The invention relates to a process for the preparation of persubstituted Allopbanic acid halides, which is characterized in that one carbamic acid halides and isocyanates in the presence of halides of the elements of the first four subgroups or the fourth and fifth main group of the periodic table or of substances, which are at least partially converted into such halides in the reaction mixture or in the presence of tertiary amines, optionally in the presence of a solvent, at temperatures from -50 ° to + 2O00C.
Das Verfahren läßt sich beispielhaft wie folgt erläutern: Die Mehrzahl der für das Verfahren verwendbaren Carbamidsäurehalogenide entspricht der allger1einen formel worin die Reste R1 und R2 gleich oder verschieden sein können und für aliphatische sowie gegebenenfalls im Kern substituierte araliphatische und Arylreste stehen, weiterhin können R¹ und R²im fall von Alkylresten gemeinsam mit dem Sti.ckstoffatom Bestandteil eines 5-, 6-oder 7-gliedrigen heterocyclischen Ringsystems sein, welches im Falle des 6-Rings als weiteres Heteroatom noch ein Sauerstoffatom enthalten kann, ferner können R1 und R2 gemeinsam für den Rest stehen, wobei Y Wasserstoff, Chlor, Methyl, eine Mono-, Di- oder Trichlormethyl-gruppe, eine gegebenenfalls durch Halogen (vorzugsweise Chlor oder Brom) oder eine Trifluormethylgruppe substituierte Phenylgruppe sowie eine unsubstituierte Naphthylgruppe bedeutet und X fUr Halogen steht.The procedure can be explained as follows: The majority of the carbamic acid halides that can be used for the process correspond to the general formula wherein the radicals R1 and R2 can be the same or different and represent aliphatic and optionally substituted araliphatic and aryl radicals, furthermore R¹ and R² in the case of alkyl radicals can be part of a 5-, 6- or 7-membered heterocyclic together with the nitrogen atom Be ring system, which in the case of the 6-ring can also contain an oxygen atom as a further heteroatom, furthermore R1 and R2 can be used together for the remainder where Y is hydrogen, chlorine, methyl, a mono-, di- or trichloromethyl group, a phenyl group optionally substituted by halogen (preferably chlorine or bromine) or a trifluoromethyl group and an unsubstituted naphthyl group and X is halogen.
Als aliphati.sche Reste (R1 und R2) sind außer geradkettigen oder gegebenfalls vertweigtkettigen Alkylresten mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, Alkenylreste mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und Cyclohexylreste zu verstehen. Gegebenenfalls substituierte araliphatische Reste und Arylreste sind bevorzugt der Benzyl- und Phenylrest.As aliphatic radicals (R1 and R2) are except straight-chain or optionally branched-chain alkyl radicals with 1 to 6, preferably 1 or 2 carbon atoms, To understand alkenyl radicals with 3 to 6 carbon atoms and cyclohexyl radicals. Possibly substituted araliphatic radicals and aryl radicals are preferably benzyl and Phenyl radical.
Als Substituenten dieser reste kommen Halogene (vorzaugsweise fr'luor, Chlor, Brom), niedere Alkylreste (v-orzugswise l bis 3 Kohlenstoffatome), niedere Alkoxygruppen (vorzugsweise 1 bis 3 Kohlenstoffatome) sowie gegebenenfal3s zusammen mit einem oder mehreren der vorgenannten Reste eine Nitrogruppe in Be-tracht.Halogens (preferably fr'luor, Chlorine, bromine), lower alkyl radicals (preferably 1 to 3 carbon atoms), lower Alkoxy groups (preferably 1 to 3 carbon atoms) and optionally together with one or more of the abovementioned radicals, a nitro group in consideration.
Die Mehrzahl der für das Verfahren Verbwendung findenden Isocyanate entspricht der allgemeinen Formel - - N = CO II worin R3 einen aliphatischen sowie einen gegebenenfalls.Most of the isocyanates used in the process corresponds to the general formula - - N = CO II where R3 is an aliphatic as well one if necessary.
substituierten araliphatischen Rest bedeutet. substituted araliphatic radical means.
Als aliphatische Reste (R3) sind geradkettige oder gegebenenfalls verzweigtkettige Alkylreste mit vorzugsweise I bis 18, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkenylreste mit insbesondere 3 bis 6 Kohlenstoffatomen (vorzugsweise 3 Kohlenstoffatomen), Cycloalkylreste mit 5, 6, 8 oder 12, vorzugsweise 5 oder 6 Kohlenstoffatomen im Ringsystem zu verstehen.The aliphatic radicals (R3) are straight-chain or optionally branched-chain alkyl radicals with preferably 1 to 18, in particular 1 to 6 carbon atoms, Alkenyl radicals with in particular 3 to 6 carbon atoms (preferably 3 carbon atoms), Cycloalkyl radicals with 5, 6, 8 or 12, preferably 5 or 6 carbon atoms in Understanding the ring system.
Die araliphatischen Reste (R3) enthalten im aliphatischen Teil 1 bis 4, vorzugsweise 1 -oder-2 Kohlenstoffatome und als aromatischen Rest außer dem Naphthyl- bevorzugt den Phenylrest. Als Substituenten im Kern des araliphatischen Restes kominen außer Halogenen (vorzugsweise Fluor, Brom, Chlor) niedere Alkoxygruppen (vorzugsweise l bis 4 Kohlenstoffa.tome) sowie Alkoxycarbonylgruppen mit bis zu 4 (vorzugsweise 1 oder 2) Kohlenstoffatomen in der Alkoholkomponente in Betracht.The araliphatic radicals (R3) contain 1 to in the aliphatic part 4, preferably 1 or 2 carbon atoms and as an aromatic radical in addition to the naphthyl preferably the phenyl radical. As a substituent in the core of the araliphatic The rest In addition to halogens (preferably fluorine, bromine, chlorine), there are also lower alkoxy groups (preferably 1 to 4 carbon atoms) and alkoxycarbonyl groups with up to 4 (preferably 1 or 2) carbon atoms in the alcohol component.
Die nach dem Verfahren erhältlichen neuen Verbindungen entslzrechen der allgemeinen Formel worin die Reste R1, R2, R3 und X die oben angegebene Bedeutung besitzen.The new compounds obtainable by the process correspond to the general formula in which the radicals R1, R2, R3 and X have the meaning given above.
Bevorzugte neue Verbindungen (III) sind solche, in denen a) die Reste
Rl, R2 für Alkylreste mit 1 bis 6 C-Atomen und R3 für Alkyl mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen
stehen und X Chlor bedeutet, b) die Reste R1 und R2 gemeinsam - =CC12 bedeuten und
R3 für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenwasserstoffatomen steht und X Chlor bedeutet,
c) die Reste R1 und R2 gemeinsam für die Gruppierung
stehen, wobei Y für Wasserstoff, Chlor, Methyl, eine Mono-, Di- oder Trichlormethylgruppe,
eine gegegebenenfalls durch Halogen (vorzugsweise Chlor oder Brom) oder eine Trifluormethylgruppe
substituierte Phenylgruppe sowie für eine unsubstituierte Naphthylgruppe steht und
R3 für Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sowie den Allylrest steht und X Chlor
bedeutet,
d) die Reste R¹ und R2 gemeinsam
Katalysatoren im Sinne der Erfindung sind Halogenide der Elemente der ersten vier Nebengruppen des Periodischen Systems (Mendelejef) sowie der vierten und fünften Hauptgruppe und tertiäre Amine wie z.B. Trimethylamin, Triäthylamin, Benzyldimethylamin, Tributylamin, N-Methyl-pyrrolidin, N-Methylpiperidin. Als Beispiele für katalytisch wirkende Halogenide seien folgende Substanzen genannt: CuCl, HgCl2, SnCl2, SnCl4, SbCl5, TiCl4, ZeCl2, CuBr, ZnBr2, doch können auch andere anorganische Verbindungen der gleichen Elemente oder organische Salze wie z.B. Catalysts for the purposes of the invention are halides of the elements of the first four subgroups of the periodic system (Mendelejef) and the fourth and fifth main group and tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, benzyldimethylamine, tributylamine, N-methylpyrrolidine, N-methylpiperidine. The following substances may be mentioned as examples of catalytically active halides: CuCl, HgCl2, SnCl2, SnCl4, SbCl5, TiCl4, ZeCl2, CuBr, ZnBr2, but other inorganic compounds of the same elements or organic salts such as
oder Metallpulver, t.B. Zinkpulver, die im Reaktionsgemisch zumindest teilweise in Halogenide umgewandelt werden, als Katalysatoren dienen. Die einzusetzenden KataGysatormengen liegen zwischen etwa 0,01 und 10 Gewichtsprozent des Reaktionsgemisches, vorzugsweise 0,5 bis 3 %.or metal powder, t.B. Zinc powder, which is in the reaction mixture at least partially converted into halides, serve as catalysts. The ones to be used Catalyst quantities are between about 0.01 and 10 percent by weight of the reaction mixture, preferably 0.5 to 3%.
Als Carbamidsäurehalogenide sind für die Reaktion die N-Halogencarbonylverbindungen, insbesondere die N-Chlorcarbonylverbindungen von Aminen aer- allgemeinen Formel geeignet, in der R¹ und R2,die oben angegebene Bedeutung haben Beispiele für derartige Carbamidsäurehalogenide sind: Dimethyl-, Methyläthyl-, Diäthyl-, Me-thylhexyl-, Diallyl-, Cyclohexylmethyl-, Methyl-4-chlorbenzyl-, Methyl-2-methoxyphenyl, Athyl-3-tolyl-, Tetramethylen-, Pentamethylen-, 3-Oxapentamethylen- oder Diphenyl-carbamidsäurechlorid.The carbamic acid halides for the reaction are the N-halocarbonyl compounds, in particular the N-chlorocarbonyl compounds of amines, of the general formula suitable, in which R¹ and R2 have the meaning given above. Examples of such carbamic acid halides are: dimethyl, methylethyl, diethyl, methylhexyl, diallyl, cyclohexylmethyl, methyl-4-chlorobenzyl, methyl-2- methoxyphenyl, ethyl-3-tolyl, tetramethylene, pentamethylene, 3-oxapentamethylene or diphenylcarbamic acid chloride.
Darüber hinaus sind z.B. auch folgende Carbamidsä'urechloride für die Reaktion geeignet: CHCl=N-COCl CCl2=N-COCl CH3-CCl=N-COCl CHCl2-CCl=N-COCl CCl3-CCl=N-COCl Carbamidsäurechloride, auch die zuletzt aufgeführten Typen, sind bekannt, z.B. aus "Angewandte Chemie, international Edition, Vol. 1, 1962, Nr. 12, S. 633".In addition, the following carbamic acid chlorides, for example, are also suitable for the reaction: CHCl = N-COCl CCl2 = N-COCl CH3-CCl = N-COCl CHCl2-CCl = N-COCl CCl3-CCl = N-COCl Carbamic acid chlorides, including the last-mentioned types, are known, for example from "Angewandte Chemie International Edition, Vol. 1, 1962, No. 12, p. 633".
Als Isocyanate lassen sich für die erfindungsgemäße Umsetzung verwenden aliphatische und gegebenenfalls substituierte araliphatische Isocyanate wie z.B. Nethyl-, Äthyl-, Propyl-, Allyl-, 2-Chloräthyl-, Methoxymetliyl-, Hexadecyl- und Octadecylisocyanat sowie araliphatische Isocyanate wie Benzyl- oder 2-Phenyläthylisocyanat sowie 4-Methyl-benzylisocyanat, 2-Chlor-benzylisocyanat, 3-Nitro-benzylisocyanat, 2-Phenyl-äthylisocyanat und α- -Naphthyl-methylisocyanat.Isocyanates which can be used for the reaction according to the invention aliphatic and optionally substituted araliphatic isocyanates such as e.g. Nethyl, ethyl, propyl, allyl, 2-chloroethyl, methoxymethyl, hexadecyl and Octadecyl isocyanate and araliphatic isocyanates such as benzyl or 2-phenylethyl isocyanate as well as 4-methyl-benzyl isocyanate, 2-chloro-benzyl isocyanate, 3-nitro-benzyl isocyanate, 2-phenyl ethyl isocyanate and α- naphthyl methyl isocyanate.
Für das Verfahren geeignete Isocyanate sind z.B. in Annalen 562, S. 75 - 136, (1949) beschrieben.Isocyanates suitable for the process are e.g. in Annalen 562, p. 75-136, (1949).
Als Lösungsmittel kommen solche in Frage, die weder mit dem eigesetzten Carbamidsaurechlol;id noch mit dem Isocyanat reagieren, wie z.B. gegebenenfalls durch Halogen oder Nitrogruppen substituierte Kohlenwasserstoffe, Äther, Es-ter, Nitrile, Sulfone oder Sulfonsäureester.Solvents that can be used are those that do not react with the used Carbamidsaurechlol; id still react with the isocyanate, e.g. if necessary Hydrocarbons substituted by halogen or nitro groups, ethers, esters, Nitriles, sulfones or sulfonic acid esters.
Das Verfahren kann im einfachsten Falle drucklos und bei oder wenig über Raumtemperatur durch Vermischen der Reaktionsteilnehmer und des Katalysators ohne Lösungsmittel unter Abführung der Reaktionswärme durchgeführt werden.In the simplest case, the process can be pressureless and with or little above room temperature by mixing the reactants and the catalyst be carried out without solvent with dissipation of the heat of reaction.
Allgemein kommt ein Temperaturbereich von etwa -50° bis +203°C, vorzugsweise ein solcher von 0° bis t-l20°C, insbesondere 200 bis 900C in Betracht.In general, a temperature range of about -50 ° to + 203 ° C. is preferred a temperature from 0 ° to t-120 ° C., in particular 200 to 90 ° C., is possible.
Die Carbamidsäurechloride und die Isocyanate werden bevorzeugt in etwa äquimolaren Mengen eingesetzt, doch ist es auch möglich, einen Überschuß einer Komponente zu verwenden. Die Reihenfolge der Zugabe der beiden Komponenten ist an sich nicht kritisch. Doch kann es bei Verwendung eines leicht trimerisierenden Isocyanats zweckmäßig sein, letzteres in eine vorgelegte Lösung oder Suspension des Katalysators in dem Carbamidsäurechlorid einzutropfen, wobei das Chlorid im Überschuß eingesetzt werden kann.The carbamic acid chlorides and isocyanates are preferred in approximately equimolar amounts are used, but it is also possible to use an excess of one Component to use. The order in which the two components are added is on not critical. But it can if a slightly trimerizing isocyanate is used be expedient, the latter in a solution or suspension of the catalyst instilled in the carbamic acid chloride, the chloride used in excess can be.
Gelegentlich ist es auch zweckmäßig, eine Katalysatorlösung - gegebenenfalls gleichzeitig mit dem Isocyanat -in das Carbamidsäurechlorid einzutropfen.Occasionally it is also useful to use a catalyst solution - if necessary at the same time as the isocyanate to drop the carbamic acid chloride into it.
Vor der Aufarbeitung kann es zweckmäßig sein, den verwendeten Katalysator zu entfernen oder zu inaktivieren.Before working up, it can be useful to change the catalyst used to remove or inactivate.
Das kann z.B. durch Zusatz von wasserfreiem Natriumcarbonat oder'-acetat und gegebenenfalls Absaugen oder durch Eingießen in Äther oder Petroläther und Abfiltireren geschehen. Die Isolierung bzw. Reinigung der Reaktionsprodukte erfolgt in üblicher Weise z.B. durch Destillation oder Kristallisation und Absaugen.This can be done, for example, by adding anhydrous sodium carbonate or sodium acetate and, if necessary, suction or by pouring into ether or petroleum ether and filtering off happen. The isolation or purification of the reaction products he follows in the usual way, e.g. by distillation or crystallization and suction.
Selbstverständlich kann das Verfahren auch kontinuierlich durchgeführt werden.Of course, the process can also be carried out continuously will.
Die erhaltenen persubstituierten Allophansäurehalogenide sind neue Substanzen, die als Zwischenprodukte für zahl reiche Synthesen, z.B. zur Herstellung von Kunstoffhilfsprodukten und Pflanzenschutzmitteln verwendet werden können.The persubstituted allophanoic acid halides obtained are new Substances that are used as intermediates for numerous syntheses, e.g. for the production of plastic auxiliaries and pesticides can be used.
In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich die Temperaturangaben auf °C.In the following examples, the temperature data relate to to ° C.
Beispiel 1: In eine Mischung aus 107,5 g (1 Mol) Dimethylcarbamidsäurechlorid und 70 g Metyhlisocyanat werden bei 30 - 35° innerhalb 90 Minuten 5 ml. SnCl4 eingetropft. Nach Stehen über Nacht bei 20 - 250 wird in 0,8 Liter Äther gegossen, filtriert und das Lösungsmittel im Valuuum abdestilliert. Der flüssige Rückstand wird sodann an einem Dünnschichtverdampfer bei 800 Manteltemperatur und 0,08 bis 0,1 Torr destilliert, wonach er rein genug ist, um bei der Fraktionierung an einem Destillieraufsatz 76 g (46 ,c') Trimethylallophansäurec11lorid vom Siedepunkt 700/0,08 Torr und Brechungsindex nD20: 1,4810 zu liefern.Example 1: 5 ml of SnCl4 are added dropwise to a mixture of 107.5 g (1 mol) of dimethylcarbamic acid chloride and 70 g of methyl isocyanate at 30.degree.-35.degree. After standing overnight at 20-250, it is poured into 0.8 liters of ether, filtered and the solvent is distilled off in the vacuum. The liquid residue is then distilled on a thin-film evaporator at 800 jacket temperature and 0.08 to 0.1 Torr, after which it is pure enough to give 76 g (46, c ') trimethylallophanoic acid chloride when fractionated on a still with a boiling point of 700 / 0.08 Torr and a refractive index nD20: 1.4810.
Beispiel 2: Analog Beispiel 1 erhält man aus Tetramethylen-bzw. Pentamethylencarbamidsäurechlorid
und Methylisocyanat folgende
Allophansäurechloride
Kp: 100°/0,08 Torr nD20:1,5045 Kp: 100°/0,08 Torr nD20:1,5058 Beispiel 3: In eine
Mischung aus 321.g (2 Mol) N-Dichlormethylencarbamidsäurechlorid und 115 g Metyhlisocyanat
werden 20 rnl Triäthylamin rasch eingetropft. Die Mischung wird 12 Stunden am Rückfluß
gekocht, dabei steigt die Temperatur von 55° auf 79°. Nach Erkalten wird in 1 Liter
Petroläther gegossen, filtriert und fraktioniert destilliert. Man erhält 187 g (43
o,o/) der Verbindung
vom Siedepunkt 62°/0,2 Torr und Brechungs-Aus dem gleichen Carbamidsäurenchlorid
erhält man mit n-Propyl- bzw. Allylisocyanat bei analoger Arbeitsweise folgende
Verbindungen
Kp. 650/0,08 Torr nD20: 1,5000 und
Kp. 60°/0,04 Torr nD20:1,5115 Beispiel 4: Eine Mischung aus 80g N-Dichlormethylen-carbamidsäurechlorid,
28,5 g Methylisocyanat und 3 g SnCl2 (getrocknet)
wird unter Rückfluß
gekocht, bis eine Temperatur von 900 erreicht ist, nach Zusatz von 5 g Methylisocyanat
erneut bis 900 und nach Zusatz weiterer 5 g Methylisocyanat bis eine Rückflußtemperatur
von 1200 erreicht ist. Nach Eingießen in Äther und Filtration wird destilliert.
Man erhält 26 g (24 %) der
Beispiel 6: In eine Mischung aus 40,4 g (Q,2 Mol) Phenylchlormethylencarbamidsäurechlorid und 19 g Methylisocyanat wird bei 20 bis 400 innerhalb 2 Stunden 1 ml SnCl4 eingetropft. Nach vierstündigem Nachrühren, Eingießen in 200 ml Äther und Filtrieren erhält man durch Destillation an einem DUnnschichtverdampfer bei 11150 Manteltemperatur und einem Druck von 0,1 Torr 37 g der Verbindung vom Siedepunkt, 95°/0,07 Torr und Brechungsindex 20: 1,5845.Example 6: In a mixture of 40.4 g (Q, 2 mol) of phenylchloromethylene carbamic acid chloride and 19 g of methyl isocyanate are added dropwise 1 ml of SnCl4 at 20 to 400 within 2 hours. After four hours of stirring, pouring into 200 ml of ether and filtering, 37 g of the compound are obtained by distillation on a thin-film evaporator at 11150 jacket temperature and a pressure of 0.1 Torr of boiling point, 95 ° / 0.07 Torr and refractive index 20: 1.5845.
Die Ausbeute beträgt 71,5 % d. Theorie.The yield is 71.5% of theory. Theory.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19702008116 DE2008116A1 (en) | 1970-02-21 | 1970-02-21 | Per substd allophanic acid halide prepn |
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DE19702008116 DE2008116A1 (en) | 1970-02-21 | 1970-02-21 | Per substd allophanic acid halide prepn |
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DE (1) | DE2008116A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4001318A (en) * | 1972-11-22 | 1977-01-04 | Bayer Aktiengesellschaft | Preparation of n-chloroformyl-carbamic acid amides and esters |
-
1970
- 1970-02-21 DE DE19702008116 patent/DE2008116A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4001318A (en) * | 1972-11-22 | 1977-01-04 | Bayer Aktiengesellschaft | Preparation of n-chloroformyl-carbamic acid amides and esters |
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