JP2000178286A - カルバマトオルガノシラン、尿素オルガノシラン又はイソシアナトオルガノシランの製法 - Google Patents
カルバマトオルガノシラン、尿素オルガノシラン又はイソシアナトオルガノシランの製法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
- C07F7/0825—Preparations of compounds not comprising Si-Si or Si-cyano linkages
- C07F7/083—Syntheses without formation of a Si-C bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
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- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
- C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
- C07F7/1872—Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20
- C07F7/1892—Preparation; Treatments not provided for in C07F7/20 by reactions not provided for in C07F7/1876 - C07F7/1888
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カルバマトオルガノシラン(V)、尿素オル
ガノシラン(III)及びイソシアナトオルガノシラン
(VI)の製法 【解決手段】 カルバマトオルガノシラン(V)をアミ
ノオルガノシラン(I)、尿素(II)及びアルコール
(IV)を反応させて、又は2段階でI及びIIをIV
中で反応させて尿素オルガノシラン(III)にし、I
IIとIVとを引き続き反応させて;IIIを、I及び
IIをIV中で反応させて;イソシアナトオルガノシラ
ン(VI)をI、II及びIVを反応させるか、又は2
段階でIV中でI及びIIを反応させてIIIにし、か
つIIIとIVとを反応させてVにし、かつ液相中でV
を触媒により分解することにより製造する。
ガノシラン(III)及びイソシアナトオルガノシラン
(VI)の製法 【解決手段】 カルバマトオルガノシラン(V)をアミ
ノオルガノシラン(I)、尿素(II)及びアルコール
(IV)を反応させて、又は2段階でI及びIIをIV
中で反応させて尿素オルガノシラン(III)にし、I
IIとIVとを引き続き反応させて;IIIを、I及び
IIをIV中で反応させて;イソシアナトオルガノシラ
ン(VI)をI、II及びIVを反応させるか、又は2
段階でIV中でI及びIIを反応させてIIIにし、か
つIIIとIVとを反応させてVにし、かつ液相中でV
を触媒により分解することにより製造する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアミノオルガノシラ
ン、尿素及びアルコールからのカルバマトオルガノシラ
ンの製法に関する。これは殊にイソシアナトオルガノシ
ランへのカルバマトオルガノシランの熱的な触媒による
分解法に関する。
ン、尿素及びアルコールからのカルバマトオルガノシラ
ンの製法に関する。これは殊にイソシアナトオルガノシ
ランへのカルバマトオルガノシランの熱的な触媒による
分解法に関する。
【0002】
【従来の技術】カルバマトオルガノシラン及びイソシア
ナトオルガノシランの製法は公知である。
ナトオルガノシランの製法は公知である。
【0003】例えばカルバマトオルガノシランは3級ア
ミンの存在下にアミノオルガノシランとホスゲンとを反
応させることにより製造される(DE−OS35446
01号、JP−A−4223171号参照)。
ミンの存在下にアミノオルガノシランとホスゲンとを反
応させることにより製造される(DE−OS35446
01号、JP−A−4223171号参照)。
【0004】ホスゲンの毒性及びそれから生じる安全対
策の他に、塩素含有副産物の形成及び必然的な塩の生成
が不利な結果となる。これに加えて、一定のカルバマト
オルガノシラン化合物は反応条件の故に製造することが
できない。
策の他に、塩素含有副産物の形成及び必然的な塩の生成
が不利な結果となる。これに加えて、一定のカルバマト
オルガノシラン化合物は反応条件の故に製造することが
できない。
【0005】他の方法では、ホスゲンの代わりに3級ア
ミンもしくはハロシランの存在下にハロホルメートを
(JP−A63250391号、JP−A−01275
587号参照)、又は3級アミン及びハロシランの存在
下に二酸化炭素を(CA1108174号、DE−OS
2722117号参照)、又は有機カルボネートを強塩
基で触媒して(EP−OS0583581号参照)使用
する。
ミンもしくはハロシランの存在下にハロホルメートを
(JP−A63250391号、JP−A−01275
587号参照)、又は3級アミン及びハロシランの存在
下に二酸化炭素を(CA1108174号、DE−OS
2722117号参照)、又は有機カルボネートを強塩
基で触媒して(EP−OS0583581号参照)使用
する。
【0006】この方法の欠点は部分的な低い収率の他に
ハロゲン含有副産物及び塩の形成である。
ハロゲン含有副産物及び塩の形成である。
【0007】イソシアナトオルガノシランの製法は高め
た温度での種々の貴金属触媒の存在下でのアルケンイソ
シアネートのヒドロシリル化である(EP−OS070
9392号、JP−A−5206525号、US137
1405号)。
た温度での種々の貴金属触媒の存在下でのアルケンイソ
シアネートのヒドロシリル化である(EP−OS070
9392号、JP−A−5206525号、US137
1405号)。
【0008】いくつかのケースでは経費的なファクター
の他に不純物及び廃棄物問題を引き起こすような低い選
択率、副産物形成及び必要な比較的高い触媒濃度が欠点
である。
の他に不純物及び廃棄物問題を引き起こすような低い選
択率、副産物形成及び必要な比較的高い触媒濃度が欠点
である。
【0009】更に、ハロゲンオルガノシランと金属シア
ン酸塩とを反応させてイソシアヌラトシランにするか、
もしくはアルコールの存在下に反応させるカルボマトオ
ルガノシランにし、これを熱により分解してイソシアナ
トオルガノシランにする方法が公知である(US382
1218号、US3598852号、US349495
1号、CA943544号、DE−OS3524215
号参照)。
ン酸塩とを反応させてイソシアヌラトシランにするか、
もしくはアルコールの存在下に反応させるカルボマトオ
ルガノシランにし、これを熱により分解してイソシアナ
トオルガノシランにする方法が公知である(US382
1218号、US3598852号、US349495
1号、CA943544号、DE−OS3524215
号参照)。
【0010】高い反応温度及び塩の形成は不利である。
溶剤として、毒性のジメチルホルムアミドを使用するの
が有利である。
溶剤として、毒性のジメチルホルムアミドを使用するの
が有利である。
【0011】気相又は液相での大気圧又は減圧下でのカ
ルバマトオルガノシランの熱分解はイソシアナトオルガ
ノシランの製法でもある(US5393910号、JP
−A63 250391号、US3607901号、E
P−OS0649850号参照)。
ルバマトオルガノシランの熱分解はイソシアナトオルガ
ノシランの製法でもある(US5393910号、JP
−A63 250391号、US3607901号、E
P−OS0649850号参照)。
【0012】必要なより高い温度及びハロシラン化合物
の部分的な添加により確かに分解効率は高くなるが、同
時に副生成物形成も多くなる。
の部分的な添加により確かに分解効率は高くなるが、同
時に副生成物形成も多くなる。
【0013】尿素、ジアミン及びアルコールからの脂肪
族及び環式脂肪族ビスカルバメートの連続的製法及び液
相中のビスカルバメートを触媒により分解してジイソシ
アネートにすることは公知である(EP−OS0355
443号、EP−OS0568782号)。
族及び環式脂肪族ビスカルバメートの連続的製法及び液
相中のビスカルバメートを触媒により分解してジイソシ
アネートにすることは公知である(EP−OS0355
443号、EP−OS0568782号)。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は前記の
欠点が回避されるカルバマトオルガノシラン及びイソシ
アナトオルガノシランの改善された経済的な、殊に連続
的な製法を開発することである。
欠点が回避されるカルバマトオルガノシラン及びイソシ
アナトオルガノシランの改善された経済的な、殊に連続
的な製法を開発することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】解決法として本発明は、
次の一般式:
次の一般式:
【0016】
【化1】
【0017】[式中、R1はアルキル基、分枝アルキル
基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキルアルコ
キシアルキル基、アリール基、アルカリール基、アラル
キル基であり、R2、R3、R4はアルキル基、分枝アル
キル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシ
置換アルコキシ基、シロキシ基、アリール基、アルカリ
ール基、アラルキル基であり、R5はアルキル基、シク
ロアルキル基又はR2、R3、R4に相応する基であり、
R1、R2、R3、R4はエーテル、チオエーテル、スルホ
ン、ケトン、エステル、アミド、ニトリルのような付加
的な官能基を有してよい]による (a)カルバマトオルガノシラン(V)の1段階製造、
(b)有利にはアミノオルガノシラン(I)、尿素(I
I)及びアルコール(IV)からのカルバマトオルガノ
シラン(V)の2段階製造、その際、第1の工程で尿素
オルガノシラン(III)を形成する、及び(c)液相
中でのカルバマトオルガノシラン(V)のイソシアナト
オルガノシラン(VI)への触媒による分解を記載して
いる。
基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキルアルコ
キシアルキル基、アリール基、アルカリール基、アラル
キル基であり、R2、R3、R4はアルキル基、分枝アル
キル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシ
置換アルコキシ基、シロキシ基、アリール基、アルカリ
ール基、アラルキル基であり、R5はアルキル基、シク
ロアルキル基又はR2、R3、R4に相応する基であり、
R1、R2、R3、R4はエーテル、チオエーテル、スルホ
ン、ケトン、エステル、アミド、ニトリルのような付加
的な官能基を有してよい]による (a)カルバマトオルガノシラン(V)の1段階製造、
(b)有利にはアミノオルガノシラン(I)、尿素(I
I)及びアルコール(IV)からのカルバマトオルガノ
シラン(V)の2段階製造、その際、第1の工程で尿素
オルガノシラン(III)を形成する、及び(c)液相
中でのカルバマトオルガノシラン(V)のイソシアナト
オルガノシラン(VI)への触媒による分解を記載して
いる。
【0018】本発明の目的は、(a)1段階で、撹拌釜
カスケード中150〜250℃、かつ7〜40バールで
アミノオルガノシラン(I)、尿素(II)及びアルコ
ール(IV)を反応させること又は(b)2段階で、蒸
留反応器中、100〜130℃及び0.7〜1.5バー
ル(絶対)でアミノオルガノシラン(I)及び尿素(I
I)を溶剤としてのアルコール(IV)中で反応させ
て、中間生成物としての尿素オルガノシラン(III)
にし、かつ引き続き圧力蒸留反応器中で150〜250
℃、かつ7〜40バールでIIIとアルコール(IV)
とを反応させることによるカルバマトオルガノシラン
(V)の製法である。
カスケード中150〜250℃、かつ7〜40バールで
アミノオルガノシラン(I)、尿素(II)及びアルコ
ール(IV)を反応させること又は(b)2段階で、蒸
留反応器中、100〜130℃及び0.7〜1.5バー
ル(絶対)でアミノオルガノシラン(I)及び尿素(I
I)を溶剤としてのアルコール(IV)中で反応させ
て、中間生成物としての尿素オルガノシラン(III)
にし、かつ引き続き圧力蒸留反応器中で150〜250
℃、かつ7〜40バールでIIIとアルコール(IV)
とを反応させることによるカルバマトオルガノシラン
(V)の製法である。
【0019】本発明では1段階反応による製造は直接、
最終生成物Vをもたらす。しかし有利にはVの本発明に
よる製造を2工程製造により殊に連続的に行い、その
際、中間生成物IIIを最初の段階で製造する。この中
間生成物は単離することができるか、又は直ちに反応さ
せてVにすることができる。
最終生成物Vをもたらす。しかし有利にはVの本発明に
よる製造を2工程製造により殊に連続的に行い、その
際、中間生成物IIIを最初の段階で製造する。この中
間生成物は単離することができるか、又は直ちに反応さ
せてVにすることができる。
【0020】従って本発明の目的は蒸留反応器中、10
0〜130℃、かつ0.7〜1.5バール(絶対)で溶
剤としてのアルコール(IV)中、アミノオルガノシラ
ン(I)及び尿素(II)を反応させることによる尿素
オルガノシラン(III)の製法である。
0〜130℃、かつ0.7〜1.5バール(絶対)で溶
剤としてのアルコール(IV)中、アミノオルガノシラ
ン(I)及び尿素(II)を反応させることによる尿素
オルガノシラン(III)の製法である。
【0021】本発明のもう1つの目的は a)1段階で、撹拌釜カスケード中150〜250℃及
び7〜40バールでアミノオルガノシラン(I)、尿素
(II)及びアルコール(IV)を反応させるか、又は b)2段階で、蒸留反応器中、100〜130℃及び
0.7〜1.5バール(絶対)でアミノオルガノシラン
(I)及び尿素(II)を溶剤としてのアルコール(I
V)中で反応させて中間生成物としての尿素オルガノシ
ランにし、かつ引き続き圧力蒸留反応器中、150〜2
50℃及び7〜40バールでIIIとアルコール(I
V)とを反応させてカルバマトオルガノシラン(V)に
し、かつ c)液相中でVを触媒により分解することによる、イソ
シアナトオルガノシラン(VI)の製法である。
び7〜40バールでアミノオルガノシラン(I)、尿素
(II)及びアルコール(IV)を反応させるか、又は b)2段階で、蒸留反応器中、100〜130℃及び
0.7〜1.5バール(絶対)でアミノオルガノシラン
(I)及び尿素(II)を溶剤としてのアルコール(I
V)中で反応させて中間生成物としての尿素オルガノシ
ランにし、かつ引き続き圧力蒸留反応器中、150〜2
50℃及び7〜40バールでIIIとアルコール(I
V)とを反応させてカルバマトオルガノシラン(V)に
し、かつ c)液相中でVを触媒により分解することによる、イソ
シアナトオルガノシラン(VI)の製法である。
【0022】本発明の方法のためのアミノオルガノシラ
ン(I)として例えば次のものを挙げることができる:
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン;γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン;γ−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン;γ−アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン;γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラ
ン;γ−アミノプロピルフェニルジエトキシシラン;γ
−アミノプロピルフェニルジメトキシシラン;δ−アミ
ノブチルトリメトキシシラン;δ−アミノブチルトリエ
トキシシラン;δ−アミノブチルメチルジエトキシシラ
ン;δ−アミノブチルメチルジメトキシシラン;δ−ア
ミノブチルエチルジエトキシシラン;δ−アミノブチル
エチルジメトキシシラン;δ−アミノブチルフェニルジ
エトキシシラン;δ−アミノブチルフェニルジメトキシ
シラン;β−アミノイソプロピルトリメトキシシラン;
β−アミノブチルトリメトキシシラン;β−アミノブチ
ルトリエトキシシラン;β−アミノブチルメチルジエト
キシシラン;β−アミノブチルメチルジメトキシシラ
ン;β−アミノブチルエチルジエトキシシラン;β−ア
ミノブチルエチルジメトキシシラン;β−アミノブチル
フェニルジエトキシシラン;β−アミノブチルフェニル
ジメトキシシラン;γ−アミノプロピルトリプロポキシ
シラン;γ−アミノプロピルトリブトキシシラン;γ−
アミノプロピルフェニルメチル−n−プロポキシシラ
ン;γ−アミノプロピルメチルジブトキシシラン;γ−
アミノプロピル−トリス(メトキシエトキシエトキシ)シ
ラン;γ−アミノプロピルジメチルエトキシシラン;γ
−アミノプロピルジエチルメチルシラン;γ−アミノプ
ロピル−トリス(トリメチルシロキシ)シラン;ω−アミ
ノウンデシルトリメトキシシラン;δ−アミノブチルジ
メチルメトキシシラン;δ−アミノ(3−メチルブチル)
メチルジメトキシシラン;δ−アミノ(3−メチルブチ
ル)メチルジエトキシシラン;δ−アミノ(3−メチルブ
チル)トリメトキシシラン;有利にはγ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン;γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン;γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン
及びγ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン。
ン(I)として例えば次のものを挙げることができる:
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン;γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン;γ−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン;γ−アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン;γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラ
ン;γ−アミノプロピルフェニルジエトキシシラン;γ
−アミノプロピルフェニルジメトキシシラン;δ−アミ
ノブチルトリメトキシシラン;δ−アミノブチルトリエ
トキシシラン;δ−アミノブチルメチルジエトキシシラ
ン;δ−アミノブチルメチルジメトキシシラン;δ−ア
ミノブチルエチルジエトキシシラン;δ−アミノブチル
エチルジメトキシシラン;δ−アミノブチルフェニルジ
エトキシシラン;δ−アミノブチルフェニルジメトキシ
シラン;β−アミノイソプロピルトリメトキシシラン;
β−アミノブチルトリメトキシシラン;β−アミノブチ
ルトリエトキシシラン;β−アミノブチルメチルジエト
キシシラン;β−アミノブチルメチルジメトキシシラ
ン;β−アミノブチルエチルジエトキシシラン;β−ア
ミノブチルエチルジメトキシシラン;β−アミノブチル
フェニルジエトキシシラン;β−アミノブチルフェニル
ジメトキシシラン;γ−アミノプロピルトリプロポキシ
シラン;γ−アミノプロピルトリブトキシシラン;γ−
アミノプロピルフェニルメチル−n−プロポキシシラ
ン;γ−アミノプロピルメチルジブトキシシラン;γ−
アミノプロピル−トリス(メトキシエトキシエトキシ)シ
ラン;γ−アミノプロピルジメチルエトキシシラン;γ
−アミノプロピルジエチルメチルシラン;γ−アミノプ
ロピル−トリス(トリメチルシロキシ)シラン;ω−アミ
ノウンデシルトリメトキシシラン;δ−アミノブチルジ
メチルメトキシシラン;δ−アミノ(3−メチルブチル)
メチルジメトキシシラン;δ−アミノ(3−メチルブチ
ル)メチルジエトキシシラン;δ−アミノ(3−メチルブ
チル)トリメトキシシラン;有利にはγ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン;γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン;γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン
及びγ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン。
【0023】アルコール(IV)として原則的に、一方
で十分に大きな差を沸騰温度に関してそれぞれのカルバ
マトオルガノシランに対して有し、かつ他方でカルバマ
トオルガノシランの蒸発及び分解生成物の凝縮をプロセ
ス工業的に有利な運転圧力で起こさせる1級アルコール
の全てが好適である。更に、反応、例えばSi(R2、
R3、R4)基とのエステル交換が生じないようにアルコ
ールを選ぶ必要がある。
で十分に大きな差を沸騰温度に関してそれぞれのカルバ
マトオルガノシランに対して有し、かつ他方でカルバマ
トオルガノシランの蒸発及び分解生成物の凝縮をプロセ
ス工業的に有利な運転圧力で起こさせる1級アルコール
の全てが好適である。更に、反応、例えばSi(R2、
R3、R4)基とのエステル交換が生じないようにアルコ
ールを選ぶ必要がある。
【0024】従って特に、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノー
ル、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノー
ル、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール、有
利にメタノール、エタノールが該当する。
ロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノー
ル、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノー
ル、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール、有
利にメタノール、エタノールが該当する。
【0025】次にカルバマトオルガノシランの有利な2
段階連続的製造を記載する。
段階連続的製造を記載する。
【0026】その際、AOSはアミノオルガノシラン
(I)を、HOSは尿素オルガノシラン(III)を、
COSはカルバマトオルガノシラン(V)を、IOSは
イソシアナトオルガノシラン(VI)を表す。
(I)を、HOSは尿素オルガノシラン(III)を、
COSはカルバマトオルガノシラン(V)を、IOSは
イソシアナトオルガノシラン(VI)を表す。
【0027】溶剤としてのアルコールの存在下でのHO
SへのAOSと尿素との反応を蒸留反応器中で行い、そ
の際、出発化合物を連続的に最も上の段に施与し、かつ
遊離のアンモニアを蒸留反応器の底部に導入されるアル
コール蒸気により排出する。アンモニア/アルコール混
合物をカルバミン酸アンモニウムの析出を回避するため
にコンデンサー中で温度20〜50℃で並行して分縮す
る。圧力蒸留反応器、例えば後に接続された塔中での蒸
留により凝縮物からアンモニア除去されたアルコールを
回収する。
SへのAOSと尿素との反応を蒸留反応器中で行い、そ
の際、出発化合物を連続的に最も上の段に施与し、かつ
遊離のアンモニアを蒸留反応器の底部に導入されるアル
コール蒸気により排出する。アンモニア/アルコール混
合物をカルバミン酸アンモニウムの析出を回避するため
にコンデンサー中で温度20〜50℃で並行して分縮す
る。圧力蒸留反応器、例えば後に接続された塔中での蒸
留により凝縮物からアンモニア除去されたアルコールを
回収する。
【0028】出発物質AOS:尿素:アルコールのモル
比は1:1.0〜1.2:3〜10で変動する。蒸留反
応器は少なくとも4つの段を有する。反応を温度100
〜130℃及び圧力0.7〜1.4バール(絶対)で実
施する。
比は1:1.0〜1.2:3〜10で変動する。蒸留反
応器は少なくとも4つの段を有する。反応を温度100
〜130℃及び圧力0.7〜1.4バール(絶対)で実
施する。
【0029】蒸留反応器中での必要な滞留時間は4〜1
0時間、有利には6〜8時間である。アンモニアの排出
のために底部に供給されるアルコール量は0.05〜3
kg/HOSkg、有利に0.1〜1kg/HOSkg
であり、その際こうして導入されたアルコール量は生じ
たアンモニアと一緒に頂部で除かれ、アルコール回収塔
中での分縮により残りのアンモニアを除き、かつ底部に
戻し導入される。
0時間、有利には6〜8時間である。アンモニアの排出
のために底部に供給されるアルコール量は0.05〜3
kg/HOSkg、有利に0.1〜1kg/HOSkg
であり、その際こうして導入されたアルコール量は生じ
たアンモニアと一緒に頂部で除かれ、アルコール回収塔
中での分縮により残りのアンモニアを除き、かつ底部に
戻し導入される。
【0030】(N−未置換の)O−オルガノカルバマト
シランが既に生じることなくHOSへの尿素の可能な限
り完全な反応を達成するために、反応温度を最大130
℃に限定する。所望の反応温度、出発物質の種類及び比
から生じる反応速度が滞留時間を、従って蒸留反応器の
寸法を決定する。
シランが既に生じることなくHOSへの尿素の可能な限
り完全な反応を達成するために、反応温度を最大130
℃に限定する。所望の反応温度、出発物質の種類及び比
から生じる反応速度が滞留時間を、従って蒸留反応器の
寸法を決定する。
【0031】撹拌釜カスケード(1段階)に対する蒸留
反応器の利点は、反応混合物が蒸留塔中に、底部に導入
されるアルコール蒸気に対して交流で供給され、その
際、それぞれの段は実際にカスケード段に相応すること
である。導入されるアルコール蒸気により相応する撹拌
装置がもはや不要な程の、個々の段上の液体の激しい混
合が行われる。これにより、エネルギー的、運転技術
的、かつ投資的に有利な装置が生じる。エネルギー経費
は撹拌釜カスケードの場合よりもかなり低下する。それ
というのも一度だけアルコール蒸気を発生させ、かつ凝
縮すればすむからである。相応して、装置並びに測定及
び制御技術的経費も低い。
反応器の利点は、反応混合物が蒸留塔中に、底部に導入
されるアルコール蒸気に対して交流で供給され、その
際、それぞれの段は実際にカスケード段に相応すること
である。導入されるアルコール蒸気により相応する撹拌
装置がもはや不要な程の、個々の段上の液体の激しい混
合が行われる。これにより、エネルギー的、運転技術
的、かつ投資的に有利な装置が生じる。エネルギー経費
は撹拌釜カスケードの場合よりもかなり低下する。それ
というのも一度だけアルコール蒸気を発生させ、かつ凝
縮すればすむからである。相応して、装置並びに測定及
び制御技術的経費も低い。
【0032】蒸留反応器の底部に生じる、アルコールに
溶解した粗製HOSを連続的に循環再導入物と一緒に、
圧力蒸留反応器の最も上の段に導入する。供給物は外部
で熱交換器を用いて、又は塔中のプラグイン・ヒーター
(Einsteck-Erhitzer)等によっても必要な反応温度にす
ることができる。
溶解した粗製HOSを連続的に循環再導入物と一緒に、
圧力蒸留反応器の最も上の段に導入する。供給物は外部
で熱交換器を用いて、又は塔中のプラグイン・ヒーター
(Einsteck-Erhitzer)等によっても必要な反応温度にす
ることができる。
【0033】この場合、COSへのHOSとアルコール
との反応を高めた温度及び高めた圧力で行い、その際、
速度的な理由から反応混合物から除去する必要があるア
ンモニアを遊離する。このことは、圧力蒸留反応器の底
部に導入されるアルコール蒸気により行う。アルコール
蒸気を有利にはカラムの底部に設置された蒸発器中で生
じさせる。
との反応を高めた温度及び高めた圧力で行い、その際、
速度的な理由から反応混合物から除去する必要があるア
ンモニアを遊離する。このことは、圧力蒸留反応器の底
部に導入されるアルコール蒸気により行う。アルコール
蒸気を有利にはカラムの底部に設置された蒸発器中で生
じさせる。
【0034】撹拌釜カスケードに対する圧力蒸留反応器
の利点は、蒸留反応器の場合と同様である。完全な反応
に必要な段数は撹拌釜カスケードを使用すると経費的な
理由から実現することはできないので、このために完全
ではない反応及びそれに伴う相応する収率損失を甘受し
なければならない(Ullmanns Encyklopaedie der techn
ischen Chemie, 4.Auflage 1973, Bd.3, S.342-349参
照)。
の利点は、蒸留反応器の場合と同様である。完全な反応
に必要な段数は撹拌釜カスケードを使用すると経費的な
理由から実現することはできないので、このために完全
ではない反応及びそれに伴う相応する収率損失を甘受し
なければならない(Ullmanns Encyklopaedie der techn
ischen Chemie, 4.Auflage 1973, Bd.3, S.342-349参
照)。
【0035】COS形成の反応速度はパラメーターの温
度、圧力、HOSとアルコールとの比、底部に導入され
るアルコール蒸気及び圧力蒸留反応器の段数により決ま
る。本発明の方法には圧力7〜40バール、圧力蒸留反
応器の底部温度150〜250℃及び圧力蒸留反応器の
頂部温度130〜210℃、ビス尿素とアルコールとの
モル比1:2〜12、0.5〜8kg/生じたCOSk
g、有利に1〜4kg/生じたCOSkgの量で底部に
導入されるアルコール蒸気が有利であると判明してい
る。完全な変換に必要な圧力蒸留反応器中での平均滞留
時間は5〜20時間、有利に8〜14時間である。
度、圧力、HOSとアルコールとの比、底部に導入され
るアルコール蒸気及び圧力蒸留反応器の段数により決ま
る。本発明の方法には圧力7〜40バール、圧力蒸留反
応器の底部温度150〜250℃及び圧力蒸留反応器の
頂部温度130〜210℃、ビス尿素とアルコールとの
モル比1:2〜12、0.5〜8kg/生じたCOSk
g、有利に1〜4kg/生じたCOSkgの量で底部に
導入されるアルコール蒸気が有利であると判明してい
る。完全な変換に必要な圧力蒸留反応器中での平均滞留
時間は5〜20時間、有利に8〜14時間である。
【0036】COSとアルコールとの反応の低い反応速
度の故に高い温度が望ましいが、副生成物の形成により
最大250℃に限られる。カラム圧力を相応に調節する
が、それは使用アルコール及びCOSとアルコールとの
底部での選択された質量比に依存している。これは有利
には0.3〜1.7である。
度の故に高い温度が望ましいが、副生成物の形成により
最大250℃に限られる。カラム圧力を相応に調節する
が、それは使用アルコール及びCOSとアルコールとの
底部での選択された質量比に依存している。これは有利
には0.3〜1.7である。
【0037】アルコール及びアンモニアからなる頂部か
ら取り出された気体状混合物を凝縮させることなく有利
には圧力蒸留反応器の圧力下で蒸留塔の中央領域に供給
し、そこで、底部中で少なくとも170℃で精留により
所望のアルコール及び運転圧力に応じてアンモニア不含
のアルコールを回収し、これを蒸留反応器及び圧力蒸留
反応器の底部に戻し導入する。場合により存在するカル
バミド酸アンモニウムによる還流コンデンサの被覆を回
避するために、頂部の温度を最低60℃に高めるため
に、相応する割合のアルコールを容認する。こうしてア
ンモニアと共に循環から排出されたアルコール量を新規
のアルコールで補う。
ら取り出された気体状混合物を凝縮させることなく有利
には圧力蒸留反応器の圧力下で蒸留塔の中央領域に供給
し、そこで、底部中で少なくとも170℃で精留により
所望のアルコール及び運転圧力に応じてアンモニア不含
のアルコールを回収し、これを蒸留反応器及び圧力蒸留
反応器の底部に戻し導入する。場合により存在するカル
バミド酸アンモニウムによる還流コンデンサの被覆を回
避するために、頂部の温度を最低60℃に高めるため
に、相応する割合のアルコールを容認する。こうしてア
ンモニアと共に循環から排出されたアルコール量を新規
のアルコールで補う。
【0038】圧力蒸留反応器の底部で生じるCOS/ア
ルコール混合物を自体公知の方法で蒸留により精製し、
その際、分離されたアルコールを有利には蒸留反応器の
最も上の段に戻し導入する。
ルコール混合物を自体公知の方法で蒸留により精製し、
その際、分離されたアルコールを有利には蒸留反応器の
最も上の段に戻し導入する。
【0039】分解で使用する前に精製されたCOSに触
媒を、ビスカルバメートの製造のためにも使用されるア
ルコール中の約5質量%溶液又は懸濁液として、又はC
OS中に5〜400ppm、有利に20〜100ppm
の量で配量導入する。触媒として、周期系のIB、II
B、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB及びV
IIIB族の金属のハロゲン化物又は酸化物が好適であ
る。亜鉛又はスズの塩化物並びに亜鉛、マンガン、鉄又
はコバルトの酸化物を使用するのが有利である。
媒を、ビスカルバメートの製造のためにも使用されるア
ルコール中の約5質量%溶液又は懸濁液として、又はC
OS中に5〜400ppm、有利に20〜100ppm
の量で配量導入する。触媒として、周期系のIB、II
B、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB及びV
IIIB族の金属のハロゲン化物又は酸化物が好適であ
る。亜鉛又はスズの塩化物並びに亜鉛、マンガン、鉄又
はコバルトの酸化物を使用するのが有利である。
【0040】COSの分解を有利には、下部で分解し、
かつ上部で分解生成物を精留する組み合わされた分解及
び精留カラムで実施する(反応蒸留)。生じたIOSを
粗製IOSとして側面排出口から取得し、他方で純粋な
アルコールを頂部から取り出す。分解で生じた副生成物
を除去するために、連続的に底部から反応混合物を装入
物に対して5〜50質量%、有利に15〜25質量%の
量で排出させる。分解を塔底圧力5〜100ミリバー
ル、有利に40〜80ミリバールで、かつ塔底温度15
0〜260℃で、有利に170〜220℃で実施する。
もしくは分解すべきCOSの供給は流下フィルム型反応
器へのローリング(Waelzung)に、又は塔の下方1/3
に、有利にエネルギー回収のための装置の上方に行う。
かつ上部で分解生成物を精留する組み合わされた分解及
び精留カラムで実施する(反応蒸留)。生じたIOSを
粗製IOSとして側面排出口から取得し、他方で純粋な
アルコールを頂部から取り出す。分解で生じた副生成物
を除去するために、連続的に底部から反応混合物を装入
物に対して5〜50質量%、有利に15〜25質量%の
量で排出させる。分解を塔底圧力5〜100ミリバー
ル、有利に40〜80ミリバールで、かつ塔底温度15
0〜260℃で、有利に170〜220℃で実施する。
もしくは分解すべきCOSの供給は流下フィルム型反応
器へのローリング(Waelzung)に、又は塔の下方1/3
に、有利にエネルギー回収のための装置の上方に行う。
【0041】組み合わされた分解及び精留塔はエネルギ
ー供給のために塔底に流下フィルム型蒸発器を、下方1
/3にエネルギー回収のための装置を、上方1/3に粗
製IOSを取り出すための装置を、かつ頂部にコンデン
サ、凝縮物捕集容器及びポンプを還流及び純粋なアルコ
ールを取り出すために備えている。
ー供給のために塔底に流下フィルム型蒸発器を、下方1
/3にエネルギー回収のための装置を、上方1/3に粗
製IOSを取り出すための装置を、かつ頂部にコンデン
サ、凝縮物捕集容器及びポンプを還流及び純粋なアルコ
ールを取り出すために備えている。
【0042】COSへの高すぎる熱負荷を回避するため
に、1回の処理量で最大20質量%、有利に10質量%
未満の装入物が蒸発し、かつ液体及び気体が並流して供
給されるように、エネルギー供給のための流下フィルム
型蒸発器を塔底で運転する。
に、1回の処理量で最大20質量%、有利に10質量%
未満の装入物が蒸発し、かつ液体及び気体が並流して供
給されるように、エネルギー供給のための流下フィルム
型蒸発器を塔底で運転する。
【0043】イソシアネート基及びシラン基の反応性の
故に、分解帯域でのその平均滞留時間は可能な限り短く
すべきである。これは、液体容量を最低にすることによ
り、相応する構造的処置及び僅かな「ホールドアップ」
を伴う整えられたパッキングの使用により、並びに分解
帯域からの生じたIOSの可能な限り遅れのない蒸留除
去により達成することができる。後者を組み合わされた
分解及び精留塔の底部への相応するエネルギー供給によ
り実現する。これにより、塔底に主にCOS、3質量%
未満のIOS及び検出不可能な量のアルコールが存在
し、他方で、塔の下部の液体は少量のみのCOSを含む
塔中の濃度プロフィールを調整する。
故に、分解帯域でのその平均滞留時間は可能な限り短く
すべきである。これは、液体容量を最低にすることによ
り、相応する構造的処置及び僅かな「ホールドアップ」
を伴う整えられたパッキングの使用により、並びに分解
帯域からの生じたIOSの可能な限り遅れのない蒸留除
去により達成することができる。後者を組み合わされた
分解及び精留塔の底部への相応するエネルギー供給によ
り実現する。これにより、塔底に主にCOS、3質量%
未満のIOS及び検出不可能な量のアルコールが存在
し、他方で、塔の下部の液体は少量のみのCOSを含む
塔中の濃度プロフィールを調整する。
【0044】このために必要な還流を有利には分解帯域
の上方及びIOS側面排出口の下部の凝縮段階で生じさ
せる。この運転法は特に経済的である。それというのも
ここで排出されるエネルギーは比較的高い温度水準で生
じ、かつ引き続き通常、例えば蒸留反応器にHOS製造
のために供給される装入生成物の加熱のために使用する
ことができるためである。更にこれにより蒸気量が相応
して減り、この分縮コンデンサーの上方で塔の直径を相
応して小さくすることができる。
の上方及びIOS側面排出口の下部の凝縮段階で生じさ
せる。この運転法は特に経済的である。それというのも
ここで排出されるエネルギーは比較的高い温度水準で生
じ、かつ引き続き通常、例えば蒸留反応器にHOS製造
のために供給される装入生成物の加熱のために使用する
ことができるためである。更にこれにより蒸気量が相応
して減り、この分縮コンデンサーの上方で塔の直径を相
応して小さくすることができる。
【0045】分解帯域からの生成したIOSの可能な限
り遅れのない蒸留除去にも関わらず、高分子量の化合物
の形成を完全に阻止することはできないので、連続的に
相応する割合を組み合わせた分解及び精留塔の底部から
排出させる必要がある。この生成物を分解及び精留カラ
ムの頭部からのアルコールと反応させるために、後に接
続された反応器に供給する。
り遅れのない蒸留除去にも関わらず、高分子量の化合物
の形成を完全に阻止することはできないので、連続的に
相応する割合を組み合わせた分解及び精留塔の底部から
排出させる必要がある。この生成物を分解及び精留カラ
ムの頭部からのアルコールと反応させるために、後に接
続された反応器に供給する。
【0046】組み合わされた分解及び精留塔から取り出
された粗製IOSの精製を自体公知の方法で真空蒸留に
より行う。初留及び蒸留残留物を有利には組み合わされ
た分解及び精留塔に戻し導入する。組み合わされた分解
及び精留塔の底部からの排出物並びにその頭部から取り
出されたアルコールを連続的に混合し、かつ80〜14
0℃に加温した後に管状反応器中で2バールの圧力下
に、かつ1〜4時間、有利に2時間の滞留時間で反応さ
せて、イソシアネート基をカルバメート基に変える。反
応生成物を連続的に圧力蒸留反応器中に一番上の棚に戻
し導入する。
された粗製IOSの精製を自体公知の方法で真空蒸留に
より行う。初留及び蒸留残留物を有利には組み合わされ
た分解及び精留塔に戻し導入する。組み合わされた分解
及び精留塔の底部からの排出物並びにその頭部から取り
出されたアルコールを連続的に混合し、かつ80〜14
0℃に加温した後に管状反応器中で2バールの圧力下
に、かつ1〜4時間、有利に2時間の滞留時間で反応さ
せて、イソシアネート基をカルバメート基に変える。反
応生成物を連続的に圧力蒸留反応器中に一番上の棚に戻
し導入する。
【0047】この発明の生成物、カルバマトオルガノシ
ラン、尿素オルガノシラン及びイソシアナトオルガノシ
ランは種々の反応性官能基、カルバメートもしくはイソ
シアネート基及びシラン基の故に、数多くの使用の可能
性を有する:例えば − 無機及び有機材料を表面変性するために、 − 無機材料と有機ポリマーとの付着助剤として、 − ポリマーを湿潤架橋するための架橋剤として、 − PU−シーリング材のために、 − ラッカー及び接着剤分野で、 − 生物学的に有効な生成物、例えば殺虫剤、除草剤を
製造するために。
ラン、尿素オルガノシラン及びイソシアナトオルガノシ
ランは種々の反応性官能基、カルバメートもしくはイソ
シアネート基及びシラン基の故に、数多くの使用の可能
性を有する:例えば − 無機及び有機材料を表面変性するために、 − 無機材料と有機ポリマーとの付着助剤として、 − ポリマーを湿潤架橋するための架橋剤として、 − PU−シーリング材のために、 − ラッカー及び接着剤分野で、 − 生物学的に有効な生成物、例えば殺虫剤、除草剤を
製造するために。
【0048】
【実施例】例1:エチル−N−トリエトキシシリルプロ
ピルカルバメートの製造 10l−蒸留オートクレーブ中で3−アミノプロピルト
リエトキシシラン(3321g、15モル)と尿素(9
28g、15.45モル)及びエタノール(3458
g、75モル)とを230℃及び圧力35〜23バール
で反応させる。生じたアンモニアを連続的にエタノール
蒸気を用いて除去する。
ピルカルバメートの製造 10l−蒸留オートクレーブ中で3−アミノプロピルト
リエトキシシラン(3321g、15モル)と尿素(9
28g、15.45モル)及びエタノール(3458
g、75モル)とを230℃及び圧力35〜23バール
で反応させる。生じたアンモニアを連続的にエタノール
蒸気を用いて除去する。
【0049】9時間の反応時間後に、>99%のアミノ
オルガノシランが反応している。主生成物としてGC分
析によると>90%でエチル−N−トリエトキシシリル
プロピルカルバメート(エタノール割合を除いて記載)
が生じる。主な副生成物としてカルバミド酸エチルエス
テル、N,N′−ジ(3−トリエトキシシリルプロピル)
尿素及び1,1,3,3−テトラエトキシ−1,3−ジ
(N−プロピルカルバミン酸エチルエステル)ジシロキサ
ンが生じる。
オルガノシランが反応している。主生成物としてGC分
析によると>90%でエチル−N−トリエトキシシリル
プロピルカルバメート(エタノール割合を除いて記載)
が生じる。主な副生成物としてカルバミド酸エチルエス
テル、N,N′−ジ(3−トリエトキシシリルプロピル)
尿素及び1,1,3,3−テトラエトキシ−1,3−ジ
(N−プロピルカルバミン酸エチルエステル)ジシロキサ
ンが生じる。
【0050】引き続く真空での多工程薄層及びショート
パス(Kurzweg)蒸留により未反応のエタノール、低沸点
物質並びに高分子量化合物を分離除去する。
パス(Kurzweg)蒸留により未反応のエタノール、低沸点
物質並びに高分子量化合物を分離除去する。
【0051】これにより得られる無色のエチル−N−ト
リエトキシシリルプロピルカルバメートは純度>99%
を有する。
リエトキシシリルプロピルカルバメートは純度>99%
を有する。
【0052】例2:3−イソシアナトプロピルトリエト
キシシランの製造 組み合わされた分解及び精留装置中でエチル−N−トリ
エトキシシリルプロピルカルバメートを塩化スズ(I
I)30ppmの存在下に塔底温度約210℃及び塔底
圧力75ミリバールで連続的に分解する。
キシシランの製造 組み合わされた分解及び精留装置中でエチル−N−トリ
エトキシシリルプロピルカルバメートを塩化スズ(I
I)30ppmの存在下に塔底温度約210℃及び塔底
圧力75ミリバールで連続的に分解する。
【0053】分解装置から塔底物の一部を連続的に排出
する。
する。
【0054】遊離のエタノールを精留カラムの頂部で取
り出し、かつ分解の排出された塔底物との混合物として
カルバメート製造に戻し導入する。
り出し、かつ分解の排出された塔底物との混合物として
カルバメート製造に戻し導入する。
【0055】3−イソシアナトプロピルトリエトキシシ
ランを側面排出口を介して、直接接続する真空精留で塔
底温度120℃で、かつ塔底圧力15ミリバールで純度
>99%(GC)まで濃縮する。
ランを側面排出口を介して、直接接続する真空精留で塔
底温度120℃で、かつ塔底圧力15ミリバールで純度
>99%(GC)まで濃縮する。
【0056】未反応のウレタンを含有するこの精留単位
の塔底物の一部を連続的に分解に戻し導入する。
の塔底物の一部を連続的に分解に戻し導入する。
Claims (6)
- 【請求項1】 カルバマトオルガノシラン(V)の製法
において、 a)1段階で、撹拌釜カスケード中、150〜250℃
及び7〜40バールでアミノオルガノシラン(I)、尿
素(II)及びアルコール(IV)を反応させるか、又
は b)2段階で、蒸留反応器中、100〜130℃及び
0.7〜1.5バール(絶対)でアミノオルガノシラン
(I)及び尿素(II)を溶剤としてのアルコール(I
V)中で反応させて中間生成物としての尿素オルガノシ
ラン(III)にし、かつ引き続き圧力蒸留反応器中、
150〜250℃及び7〜40バールでIIIとアルコ
ール(IV)とを反応させることを特徴とするカルバマ
トオルガノシラン(V)の製法。 - 【請求項2】 尿素オルガノシラン(III)の製法に
おいて、蒸留反応器中、100〜130℃及び0.7〜
1.5バール(絶対)で溶剤としてのアルコール(I
V)中でアミノオルガノシラン(I)及び尿素(II)
を反応させることを特徴とする、尿素オルガノシラン
(III)の製法。 - 【請求項3】 イソシアナトオルガノシラン(VI)の
製法において、 a)1段階で撹拌釜カスケード中、150〜250℃及
び7〜40バールでアミノオルガノシラン(I)、尿素
(II)及びアルコール(IV)を反応させるか、又は b)2段階で、蒸留反応器中、100〜130℃及び
0.7〜1.5バール(絶対)でアミノオルガノシラン
(I)及び尿素(II)を溶剤としてのアルコール(I
V)中で反応させて、中間生成物としての尿素オルガノ
シラン(III)にし、かつ引き続き圧力蒸留反応器
中、150〜250℃及び7〜40バールでIIIとア
ルコール(IV)とを反応させてカルバマトオルガノシ
ラン(V)にし、かつ c)液相中でVを触媒により分解することを特徴とす
る、イソシアナトオルガノシラン(VI)の製法。 - 【請求項4】 組み合わされた分解塔及び精留塔中でV
の触媒による分解を実施する、請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 分解塔及び精留塔からの塔底生成物の一
部を塔の塔頂部からのアルコールと一緒に反応工程a)
に戻し導入する、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 方法を連続的に実施する、請求項1から
5までのいずれか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19857532A DE19857532A1 (de) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | Verfahren zur Herstellung von Carbamatoorganosilanen und Isocyanatoorganosilanen |
DE19857532.7 | 1998-12-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000178286A true JP2000178286A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=7890968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11352060A Pending JP2000178286A (ja) | 1998-12-14 | 1999-12-10 | カルバマトオルガノシラン、尿素オルガノシラン又はイソシアナトオルガノシランの製法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6388117B2 (ja) |
EP (1) | EP1010704A3 (ja) |
JP (1) | JP2000178286A (ja) |
DE (1) | DE19857532A1 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007513905A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-05-31 | コンゾルテイウム フユール エレクトロケミツシエ インヅストリー ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | イソシアナトオルガノシランの製造方法 |
JP2009508856A (ja) * | 2005-09-15 | 2009-03-05 | モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・インク | イソシアナトシランの製造方法 |
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JP2019172671A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーEvonik Degussa GmbH | アルコキシシラン基含有イソシアネートの製造方法 |
JP2019172668A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーEvonik Degussa GmbH | アルコキシシラン基含有イソシアネートの製造方法 |
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JP2021531267A (ja) * | 2018-07-13 | 2021-11-18 | モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッドMomentive Performance Materials Inc. | イソシアナトシランの調製 |
Families Citing this family (12)
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