DE2559446C3 - Verfahren zur Herstellung von halogenhaltigen Organzozinnmercaptiden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von halogenhaltigen OrganzozinnmercaptidenInfo
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- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
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- C07F7/226—Compounds with one or more Sn-S linkages
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Description
•mo
R.,
S - O
(h)
-(CH2I111OCR12
CH2=C- CH2-
oder die Benzylgruppe sind, Ry eine Alkyl-,
Cycloalkyl-, Alkenyl- oder Aralkylgruppe, Ru eine
Alkyl- oder Alkenylgruppe, X Chlor oder Brom, H= 1 oder 2, m=2 oder 3 und Ru ein Wasserstoffatom
oder die Methylgruppe ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei 130 bis 155° C
durchführt.
Rio
PO
kl) »ι
CH1-CH,
I I
CH, CO
CH.,
in denen R« ein Wasserstoffatom oder die Methylgruppe
und R9 und Rio Alkylgmppe mit 1 oder 2
Kohlenstoffatomen darstellen, ein Organozinnsulfid der Formeln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Organozinnmercaptidhalogeniden durch Umsetzung
von Organozinnsulfiden der Formeln
Il
RSn/,S
SnS
(I)
Ci
R1
RSn
K4
,S
SnS
(Il
Ks Sn S Sn R5
R1. R1.
R1. R1.
Il
RSn SR1
141
R«, Sn S SnR5
mit Ri|X, wobei R, R2, R3, R*, Rs und R6 je eine Alkyl-,
Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellen,
R1,
R,.
R1 iiml Rn
(CHj)11C- OR7
RSn SR1
(4)
mit RuX umsetzt wobei R, K2, Rj. R* Rs und Rt, je
eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellen.
ii
-(CHj)111OCR12
-(CHj)111OCR12
Ku
CH2 C -CH2
oder die Benzylgruppe sind, R7 eine Alkyl-, Cycloalkyl-,
oder die Benzylgruppe sind, R7 eine Alkyl-, Cycloalkyl-,
Alkenyl- oder Anlkylgnippe, Ru eine Alkyl- oder
Alkenylgruppe, X Chlor oder Brom, n=l oder 2, m=2
oder 3 und Rm ein Wasserstoffatom oder die
Methylgruppe ist, in Gegenwart eines aprotischen Lösungsmittels der Formeln
oder
R«C N
II)
-I» O
CH,
CH,
C O
R.„
m"»
- O
CH,
ι ί in denen Rg ein Wasserstoffatom oder die Methylgruppe
und Re und Rio Alkylgruppen mit 1 oder 2 Kohlenstoff-'
' atomen darstellen, als Katalysator.
Diese Umsetzungen verlaufen nach folgenden Gleichungen:
SR1 SR,
I ι
X X
SR1
SnS + R1X Sn
R4-Sn-S-SnR4 + R1X
R5 R1,
R5 R1,
K4 K4
► Rs-Sn SR1 + R5-SnX
■V, K1,
S\ X
Il I
X X
S SR1
Il /
l\
X SR11
Die Alkylgruppen enthalten gewöhnlich t bis 20 Kohlenstoffatome und die Alkenylgruppen gewöhnlich
2 bis 20, vorzugsweise 3 bis 18 Kohlenstoffatome. Bei den Cycloalkylgnippen handelt es sich gewöhnlich um
solche mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen im Ring, bei den Arylgmppen gewöhnlich um Phenylgruppen und
Alkylphenylgruppen mit 1 be 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und bei den Aralkylgruppen gewöhnlich
um solche mit 7 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise sind R, R2, Rj, Ra, Rs und Rc die Methylgruppe. Wenn Rj2
eine Alkylgruppe darstellt, enthalt sie gewöhnlich 1 bis 19 Kohlenstoff atome, wenn Ri2 eine Alkenylgruppe ist,
gewöhnlich 2 bis 17 Kohlenstoffatome.
Der eiTindungsgeiniBe Verfahrensablauf ist überraschend,
da das Hjlogenatom des organischen Halogenids unter Bildung eines halogenhaltigen Organozinnmercaptids
an das Zinn tritt und trotz der Gegenwart von Amin keine Saizbtldung erfolgt. Ist kein Amin oder
ein anderes der genannten aprotischen Lösungsmittel zugegen, so tritt praktisch keine Umsetzung
ein.
Das bevorzugte aprotische Lösungsmittel ist Dimethylformamid.
Die Menge des aprotischen Lösungsmittels kann variieren, und 0,1 bis 10 Mol je Mol
Organozinnsulfid, vorzugsweise 0,8 bis 8 Mol je Mol Organozinnsulfid betragen.
Seine Verwendung als Katalysator ist kritisch. In Abwesenheit des Katalysators überwiegen Zersetzungsreaktionen,
und es wird wenig oder überhaupt kein Produkt gebildet
Außer Dimethylformamid können als aprotische Lösungsmittel
eingesetzt werden.
Als Verbindungen der Formel RnX können verwendet werden:
Methylchlor- und Methylbromacetat, Äthylchloracetat,
Propylchlor- und Propylbromacetat, Butylchlor- und Butylbromacetat,
Hexylchlor- und Hexylbromacetat, Octylchlor- und Octylbrcdnacetat,
Isooctylchlor- und Isooctylbromacetat, 2-Äthylhexylchlor- und 2-Äthylhexylbromacetat,
Isodecylchior- und Isodecylbromacetat, Decylchlor- und Decylbromacetat,
Dodecylchlor- und Dodecylbromacetat, Hexadecylchlor- und Hexadecylbromacetat,
Octadecylchlor- und Octadecylbromacetat, Eicosanylchlor- und Eicosanylbromacetat,
Cyclopeniylchlor- und Cyclopentylbromacetat,
Cyclohexylchlor- und Cyclohexylbromacetat, Benzylchlor- und Benzylbromacetat,
Vinylchlor- und Vinylbromacetat, Allylchlor- und Allylbromacetat,
Metallylchlor- und Metallylbromacetat, Crotylchlor- und Crotylbromacetat, S-Brompropyloctoat^-Bromäthylpelargonat,
S-Brompropylaoetat.S-Brompropylstearat,
2-Chloräthyllioleat)2-ChloräthyllinoIenoat,
Oleylchlor- und Oleylbromacetat, 2-Chloräthyl- und"2-Bromäthylacetat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylpropionat, 2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylbutyrat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylvaleriat, 2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylpivalat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylcaproat, 2-Chloräthyl- und 2-Bromäthyloctoat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthyldecanoat, 2-Chloräthyl- und 2-Bromäthyllaurat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylpalmitat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylstearat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthyleicosanat, 2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylacrylat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylmethacrylat,
2-Chloräthyl- und 2-Bromäthylcrotonat, 2-Chloräthyl- und 2-Bromäthyloieat,
Allylchlorid und -bromid, Methallylchlorid und -bromid, Benzylchlorid und -bromid,
Methyl-2-chlor- und Methyl-2-brompropionat,
Methyl-3-chlor- und Methyl-3-brompropionat,
Äthyl-2-chlor- und Äthyl-2-brompropionat,
Äthyl-3-chlor- und Äthyl-3-bromproprionat,
Propyl-2-chlor- und. Propyl-3-brompropionat,
Butyl-2-brom- und Butyl-3-chlorpropionat,
Octyl-2-chlor- und Octyl-S-chlorpropionat,
Octyl-2-brom- und Octyl-3-brompropionat,
lsooctyl-2-chlor- und Isooctyl-2-brom- sowie
Isooctyl-3-brompropionat, Isodecyl-2-chlor-,
IU Isodecyi-2-brom- sowie
Isodecyl-S-chlorpropionat,
n-Decyl-3-brom-propionat,
Dodecyl^-chlorpropionat,
Tetradecyl-S-chl^Mpropionat,
Hexadecyl-2-chlor- und Hexadecyl-3-chlorpropionat,
Isodecyl-S-chlorpropionat,
n-Decyl-3-brom-propionat,
Dodecyl^-chlorpropionat,
Tetradecyl-S-chl^Mpropionat,
Hexadecyl-2-chlor- und Hexadecyl-3-chlorpropionat,
Octadecyl^-chlor- und Octadecyl-3-chlorpropionat,
Octadecyl-2-brom- und Octadecyl-3-brompropionat,
A- und
A- und
2U
25
pionat,
Μεώβϋ^-Β-ϋηΙοφΓορϊοηβΐ,
RSn/2S
40
45
50 Monomethylzinnsulfid,Monoäthylzinnsulfid,
Monobutyizinnsulfid, Monooctylzinnsulfid, Monododecylzinnsulfid, MonooctadecyizinnsulHd,
Monoeicossnylzinnsuirtd, Monocyclohexv!zinr.su!
fid,
Monocyclopentylzinnsulfid, Kionovinylzinnsulfid,
Mono-2-äthylhexylzinnsulfid, Monoallylzinnsulfid,
Monomethallylzinnsulfid, Monooleylziraisulfid, Monophenylzinnsulfid, Mono-p-tolylzinnsulfid,
Mono-p-butylphenylzinnsulfid und
Monobenzylzinnsuirid
Beispiele für Ausgangsstoffe der Formel
R2
SnS
55
bO
b5 Dimethylzinnsulfid, Diäthylzinnsulfid,
Methylbutylzinnsulfid, Dipropylzinnsulf id,
Dibtityizinnsulftd, Dihexylzinnsulfid,
Dioctylzinnsulfid, Di-2-äthylhexylzinnsulfid,
Diisooctylzinnsulfid, Bis-(dodecylzinn)-sulfid, Bis-(ocudecylzinn)-suirid,
Bis-(eicosuiylzinn)-sulfid,
Bis-(cyck>hexylrinn)-suirid, Divinylzinnsulfid, Diallylzinnsulfkl, Dimethallylzinnsulf id, Dkrrotylziiinsulfid, DioleylzinnsulFid, DiphenyizinnsulTid,
Mono-methyl-mono-phenylzinnsulfid, Di-p-tolyizinnsulTid,
Di-p-butylphenylzinnsulfid und Dibenzylzinnsulfidj
Bis-(eicosuiylzinn)-sulfid,
Bis-(cyck>hexylrinn)-suirid, Divinylzinnsulfid, Diallylzinnsulfkl, Dimethallylzinnsulf id, Dkrrotylziiinsulfid, DioleylzinnsulFid, DiphenyizinnsulTid,
Mono-methyl-mono-phenylzinnsulfid, Di-p-tolyizinnsulTid,
Di-p-butylphenylzinnsulfid und Dibenzylzinnsulfidj
R5-Sn-S- Sn-R5
/ \ '
/ \ '
Die erfindungsgemäß erhältlichen Produkte sind z. T.
bekannt So sind in der US-PS 26 41 596 einige der kein
Chlor enthaltenden, durch die Umsetzung (3) erhältlichen Verbindungen beschrieben. In der US-PS 35 65 931
sind Verbindungen erläutert, die durch die Umsetzung
(1) hergestellt werden können. Mit der Umsetzung (2)
und (4) erhältliche Verbindungen sind in der US-PS
35 42 825 und der GBPS H 17 652 beschrieben. Ferner gehen aus der US-PS 36 65025 und der GB-PS
12 97 550 einige der durch die Umsetzung (4) erhältlichen
Verbindungen sowie Verbindungen hervor, die in etwa den durch die Umsetzung (1) hergestellten
entsprechen.
Die mit den Umsetzungen (1), (2), (3) und (4)
erhältlichen Organozinnmercaptide sind für die gleichen
Zwecke verwendbar, wie sie in der US-PS 35 65 931 und
36 30 992 sowie in den GB-PS 11 17 652 und 12 97 550
beschrieben sind. Sie eignen sich nicht nur selbst als Stabilisierungsmittel für Polyvinylchloridharze, sondern
auch als Ausgangsstoffe für die Herstellung solcher Stabilisierungsmittel durch Ersatz des oder der Halogenatome
durch Sauerstoff, Carboxyl-, Mercaptyl- oder Estermercaptylgruppen.
(2) und (3) erhältlichen Organozinnmercaptid-Stabilisierungsmittel
können für Halogen enthaltende Vinyl- und Vinylidenharze verwendet werden, bei denen das
Halogen direkt an Kohlenstoffatome gebunden ist
Die Organozinn-mercaptide gemäß den Umsetzungen OM2) und (3) stellen klare bewegliche Flüssigkeiten
dar, die in Kohlenwasserstoffen und polaren Losungsmitteln,
wie Benzol, Toluol, Aceton und Äthylacetat löslich sind. Die für die Umsetzungen (1) und (2) als
Ausgangsstoffe verwendeten Mono- und Diorganozinnsulfide
stellen polymere hochschmelzende Feststoffe dar, die in den Reaktionsprodukten und in den meisten
die Reaktionsprodukte lösenden Lösungsmitteln unlöslich sind. Daraus geht hervor, daB die Reaktionsprodukte
nicht einfach Lösungen der Organozinnsulfide darstellen.
Zur Herstellung der Ausgangsverbindungen für die Umsetzung (5) kann eine Verbindung der Formel
RSnQ3 mit einer Verbindung der Formel HSRi und
Alkalimetall, z. B. Natrium oder Kalium- oder Ammoniumsulfid
in Wasser umgesetzt werden. Die Verbindung HSR1 kann ein beliebiges HSRi-Anaioges zu den oben
genannten RiX-Verbindungen sein.
Die Reaktionstemperatur ist nicht kritisch, jedoch wird vorzugsweise auf 130 bis 155° C erhitzt. Gewöhnlich
liegt die Reaktionstemperatur zwischen 100° C und dem Siedepunkt des Katalysators. Alle Katalysatoren
stellen bei den Reaktionstemperaturen Flüssigkeiten dar.
Sofern nichts anderes angegeben ist, beziehen sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht. Daß in
Abwesenheit eines aprotischen Lösungsmittels die Verwendung eines trockenen Sulfids nicht zu einer
Umsetzung führt, geht aus Beispiel 1 hervor.
Via Mol getrocknetes Dimethylzinnsulfid wurde mit
Vio Mol Isooctylchloracetat vermischt und unter Stickstoff
erhitzt Bei 900C war das feste Dimethylzinnsulfid
vollständig gelöst und es wurde eine klare, nahezu farblose Flüssigkeit erhalten. Nach zweistündiger
Umsetzung bei 135 bis 145°C wurde das Reaktionsgemisch
gekühlt Bei 9O0C begann das nicht umgesetzte Dimethylzinnsulfid auszufallen. Die Ausfällung wurde
durch Kühlen auf 200C vervollständigt Das nicht umgesetzte Dimethylzinnsulfid wurde abnitriert und
durch Waschen mit Heptan vom Isooctylchloracetat befreit Es wurden 97% des als Ausgangsmaterial
jo verwendeten Dimethylzinnsulfids unverändert zurückgewonnen.
0,5 Mol Dimethylzinnsulfid wurden mit 0,5 Mol Isooctylchloracetat und 75,0 g Dimethylformamid vermischt
und zwei Stunden auf 130 bis 135° C erhitzt. Das Dimethylformamid wurde aus dem Reaktionsgemisch
durch Erhitzen auf eine Endtemperatur des Reaktionsgefäßes von 1100C bei 10 mm Hg abdestilliert. Der
Rückstand (das Produkt) wurde durch Filtrieren geklärt. Ausbeute: 188,5 g (97,3% der Theorie) eines hellgelben
Öls. Es ist in Heptan und Aceton löslich. Das NMR-Spektrum des Produktes stimmte mit der
erwarteten Struktur überein:
\ /
Sn
Sn
/ \
CH3 Cl
CH3 Cl
CI: 9,2% (berechnet 9,16%)
S: 8,4% (berechnet 8,26%)
S: 8,4% (berechnet 8,26%)
0,5 Mol Monomethylzinnsulfid (CHjSnS^ wurde mit
1,0MoI Isooctylchloracetat und 150 g Dimethylformamid vermischt Dann wurde zwei Stunden auf 130 bis
135°C erhitzt Das Dimethylformamid wurde im Vakuum bei 1100C und 10 mm Hg entfernt' Der
Rückstand wurde filtriert. Man erhielt 370,0 g gelbes öl
(95,0% der Theorie). Das Produkt ist in Benzol und
909 632/297
Aceton löslich. Man nimmt an, daß es die folgende Struktur hat:
CH3Sn-
Ci
-SnCH,
SCH2COCnH17
Cl: 9,4% (berechnet 9,12%)
S: 11,9% (berechnet 123%)
S: 11,9% (berechnet 123%)
Ein Gemisch aus 0,1 Mol Dimethylzinnsulfid, 0,1 Mol Benzyichlorid und 40 g Dimethylformamid wurde zwei
Stunden auf 130 bis 135° C erhitzt Nach der Entfernung des Dimethylformamids bei UO0C und 10 mm Hg
blieben 303 g hellgelbes Öl zurück. Die theoretische Ausbeute betrug 30,7 g für:
cn, a
Sn
/ \
CH, SCH2CnH5
CH, SCH2CnH5
S: 10,2% (berechnet 10,4%)
Cl: 11,6% (berechnet 113%)
Cl: 11,6% (berechnet 113%)
Ein Gemisch aus 0,1 Mol Dimethylzinnsulfid, 0,1 Mol 2-Chloräthyloctoat und 40 g Dimethylformamid wurde
unter einer Stickstoffatmosphäre vier Stunden auf 1500C erhitzt Nach der Entfernung des Dimethylformamids
bei 1200C und 10 mm Hg und dem Filtrieren erhielt man 34,2 g eines gelben Öls. Die theoretische
Ausbeute betrug 39,7 g für:
CH, a
Sn O
/ \ Il
Cl: 8,6% (berechnet 834%)
S: 83% (berechnet 8,06%)
S: 83% (berechnet 8,06%)
03 Mol Dimethylzinnsulfid wurden mit 03 Mol lsooctyl-3-chlorpropionat und 75 g Dimethylacetamid
vermischt und vier Stunden auf 145 bis 155° C erhitzt
Nach der Entfernung des Dimethylacetamids bei 1200C und 10 mm Hg und dem Filtrieren erhielt man 194,6 g
eines gelben Öls. Die theoretische Ausbeute betrug 200,7 g für:
f-W ^l
Sn O
/ \ Il
Q: 83% (berechnet 834%) '
S: 8,1% (berechnet 738%)
S: 8,1% (berechnet 738%)
Ein Gemisch aus 0,1 Mol Dimethylzinnsulfid, 0,1 Mol Isooctylchloracetat und 40 g Dimethylsulfoxid wurde
1V2 Stunden unter Stickstoff auf 130° C erhitzt. Nach der
Entfernung des Dimethylsulfoxids bei 110° C und 10 mm
Hg blieben 32,0 g eines roten Öls zurück.
CH3 Cl
/
CH3
CH3
Sn
S-CH2COCnHp
phosphinoxid wurde zwei Stunden auf 1300C erhitzt
1,0 mm Hg verblieben 37,1 g eines gelben Öls.
CH, Cl
Sn O
/ \ Il
CH3 S-CH2COC8H17
Ein Gemisch aus 0,2 Mol Dibutylzinnsulfid, 0,2 Mol
jo Isooctylchloracetat und 40,0 g Dimethylformamid wurde unter Stickstoff zwei Stunden auf 130 bis 135° C
erhitzt Nach der Entfernung des Lösungsmittels und dem Filtrieren erhielt man 93,8 g einer gelben
Flüssigkeit Die theoretische Ausbeute betrug 94,3 g für:
C4H9 Cl
Sn O
/ \ Il
C4H9 S-CH2C-OC8H17
Cl: 7,2% (berechnet 731%)
S: 63% (berechnet 6,77%)
S: 63% (berechnet 6,77%)
Beispiel 10
Ein Gemisch aus 0,1 Mol Monobutylzinnsulfid
Ein Gemisch aus 0,1 Mol Monobutylzinnsulfid
AH9SnJ2S
0,2MoI Isooctylchloracetat und 40,0 g Dimethylformamid
wurde unter Stickstoff zwei Stunden auf 130 bis 135°C erhitzt Nach der Entfernung des Lösungsmittels
bei 1200C und 10 nun Hg erhielt man 83,7 g eines
viskosen bernsteinfarbenen Öls. Die theoretische Ausbeute betrug 86,1 gffir:
Cl
C4H9-Sn-
C4H9-Sn-
Cl
-Sn-C4H9
-Sn-C4H9
Cl: 8#% (berechnet 8,22%)
S-. 10,7% (berechnet 11,1%)
S-. 10,7% (berechnet 11,1%)
ίί
Beispiel 11
Ein Gemisch aus 0,1 Mol Bis-{tributylzinn)-sulfid,
0,1 Mol Isooctylchloracetat und 20 g Dimethylformamid wurde zwei Stunden auf 130 bis 135°C erhitzt Nach der
Entfernung des Lösungsmittels und dem Filtrieren verblieben 913 g gelbes OL
Cl: 4,1% (berechnet 432%)
Cl: 4,1% (berechnet 432%)
Ein Gemisch aus 0,1 Mol Dimethyizinnsulfid, 0,1 Mol Isooctylbromacetat und 20,0 g Dimethylformamid wurde
unter Stickstoff zwei Stunden auf 130 bis 135° C erhitzt Nach der Entfernung des Lösungsmittels bei
1100C und 10 mm Hg verblieben 373 g gelbes öl. Die
theoretische Ausbeute betrug 43,2 g für:
CH3 | Br | / | S-CH2- | O |
\ / | Il | |||
Sn | \ | c— | ||
/ N | ||||
CH3 |
03 Mol Monomethylzinnsulfid (CH3SnS)2S wurde mit
1,5 Mol Isooctylchloracetat und 150 g N-Methyl-2-pyrrolidon
vermischt und zwei Stunden aus 130 bis 135° C
erhitzt Das N-Methyl-2-pyrrolidon wurde im Vakuum
bei 120° C und 10 mm Hg zurückgewonnen. Der
erhaltene Rückstand wurde filtriert und er£ -b 465 g
eines bernsteinfarbenen Öls (94,6% der Theorie).
!" S: 9,6% (berechnet 9,76%)
Cl: 10,9% (berechnet 1032%)
Cl: 10,9% (berechnet 1032%)
O
(CH3SnS)2S + 3 CICH2C-O C8H17
Cl/ O \
Cl/ O \
I Il
-» CH3Sn\S—CH2C-OC8H17 J2
Cl O
Cl O
Beispiel 13
Ein Gemisch aus 0,1 Mol Dimethyizinnsulfid, 0,1 Mol Benzylbromid und 30 g Dimethylformamid wurde zwei
Stunden auf 1300C erhitzt Nach der Entfernung des
Lösungsmittels verblieben 333 g gelbes ÖL Die
theoretische Ausbeute betrug 35,2 g für:
CH3 Br
Sn
CH3 CH2 Cf1Hs
CH3 CH2 Cf1Hs
Kat
+ CHjSn-S-CH2C-OC8H17
Cl
Cl
Das Beispiel 14 zeigt, daß durch Variieren des Molverhältnisses Mohoorganozinnsulfid zu RiX-Verbindung
von 1:2 auf 1:3 die erhaltenen Produkte verändert werdea Anstelle des (CH3SnS)2S in Beispiel
14 kann jede andere Verbindung der allgemeinen Formel
/S
RSn J2S
und anstelle des isooctylchloracetats jede andere Verbindung der allgemeinen Formel RiX verwendet
werden.
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von halogenhaltigen Organozinnmercaptiden dadurch gekennzeichnet,
daß man in Gegenwart eines aprotischen Lösungsmittels der Formeln
R,
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