JP2737266B2 - ビフェニル―4,4′―ジオールを製造する方法 - Google Patents
ビフェニル―4,4′―ジオールを製造する方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ビフェニル−4,4′−ジオール(以下、BPD
Oと略記する)の製造方法に関する。更に詳しくは、4,
4′−ジハロゲノビフェニル(以下、DHBPと略記する)
の加水分解方法に関するものである。
Oと略記する)の製造方法に関する。更に詳しくは、4,
4′−ジハロゲノビフェニル(以下、DHBPと略記する)
の加水分解方法に関するものである。
BPDOは、エンジニアリングプラスチックス、特に液晶
ポリマーのモノマーとして近年注目を集めており、また
高分子材料の酸化防止剤としても有用な化合物である。
ポリマーのモノマーとして近年注目を集めており、また
高分子材料の酸化防止剤としても有用な化合物である。
[従来の技術] DHBPを加水分解してBPDOを製造する方法としては、 4,4′−ジクロルビフェニルを、CuO−SiO2存在下に52
6〜600℃の高温で気相で加水分解させる方法(米国特許
1925567号)、 DHBPを銅化合物触媒の存在下に、アルカリ金属および
またはアルカリ土類金属水酸化物の水溶液あるいは懸濁
液と250〜275℃で加圧下に反応させる方法(特開昭54−
22347号公報,特開昭55−17304号公報)、 4,4′−ジブロモビフェニルを、二価の銅化合物触媒
の存在下に、アルカリ金属水酸化物の水溶液と250〜300
℃で加圧下に反応させる方法(米国特許4475000号)、 4,4′−ジョードビフェニルを、銅もしくは鉄化合物
触媒と苛性アルカリの存在下、ジメチルスルホキシド溶
媒中で加水分解させる方法(特開昭62−167732号公報) などが知られている。
6〜600℃の高温で気相で加水分解させる方法(米国特許
1925567号)、 DHBPを銅化合物触媒の存在下に、アルカリ金属および
またはアルカリ土類金属水酸化物の水溶液あるいは懸濁
液と250〜275℃で加圧下に反応させる方法(特開昭54−
22347号公報,特開昭55−17304号公報)、 4,4′−ジブロモビフェニルを、二価の銅化合物触媒
の存在下に、アルカリ金属水酸化物の水溶液と250〜300
℃で加圧下に反応させる方法(米国特許4475000号)、 4,4′−ジョードビフェニルを、銅もしくは鉄化合物
触媒と苛性アルカリの存在下、ジメチルスルホキシド溶
媒中で加水分解させる方法(特開昭62−167732号公報) などが知られている。
しかし、の方法では、副生する塩化水素による金属
材料の腐蝕があり、高温での気相反応であるため装置の
材質上問題がある。及びの方法では、DHBPを250℃
以上の温度で加圧下、濃厚な苛性ソーダ水溶液と反応さ
せるため、工業化にあたっては適切な装置材質が見出だ
せなかった。それに加えて反応触媒に銅化合物を用いる
ため、脱ハロゲンによるフェニルフェノール類及びアル
カリ水溶液可溶性の高分子物質が5〜15%程度副生する
という問題があった。の方法では、高価な溶剤を使用
し、かつ反応時に溶剤の分解が認められる欠点がある。
材料の腐蝕があり、高温での気相反応であるため装置の
材質上問題がある。及びの方法では、DHBPを250℃
以上の温度で加圧下、濃厚な苛性ソーダ水溶液と反応さ
せるため、工業化にあたっては適切な装置材質が見出だ
せなかった。それに加えて反応触媒に銅化合物を用いる
ため、脱ハロゲンによるフェニルフェノール類及びアル
カリ水溶液可溶性の高分子物質が5〜15%程度副生する
という問題があった。の方法では、高価な溶剤を使用
し、かつ反応時に溶剤の分解が認められる欠点がある。
本発明者らは、上記欠点に鑑み塩素及び/又は臭素の
DHBPを炭素数1〜3の一価アルコールを含む水溶液中、
一価及び/又は二価の銅化合物系触媒の存在下、アルカ
リ金属水酸化物と反応させ加水分解させる方法により、
200℃以下の温和な条件下でBPDOが製造出来ることを見
出し、既に特許を出願した(特願昭63−159499号)。し
かし、該方法においても200℃以下の温度で反応は進行
するが、反応は遅く、工業化にあたっては更なる反応速
度の向上および反応温度の温和化がのぞまれていた。
DHBPを炭素数1〜3の一価アルコールを含む水溶液中、
一価及び/又は二価の銅化合物系触媒の存在下、アルカ
リ金属水酸化物と反応させ加水分解させる方法により、
200℃以下の温和な条件下でBPDOが製造出来ることを見
出し、既に特許を出願した(特願昭63−159499号)。し
かし、該方法においても200℃以下の温度で反応は進行
するが、反応は遅く、工業化にあたっては更なる反応速
度の向上および反応温度の温和化がのぞまれていた。
[発明が解決しようとする課題] 芳香族ハロゲン化合物の大きな特色の一つは、ハロゲ
ンの反応性が脂肪族の場合に比べてはるかに小さいこと
である。従って、及びに見られる従来方法では、ア
ルカリ水溶液中、銅化合物触媒存在下に、250℃以上も
の高温下で加水分解を行う必要があった。それゆえ、装
置材質として高価なニッケル,ハステロイB(Ni−28M
o),ハステロイC(Ni−17Mo−15Cr−5Fe−3W)等を用
いても、この様な高温では腐蝕の問題は解決出来なかっ
た。
ンの反応性が脂肪族の場合に比べてはるかに小さいこと
である。従って、及びに見られる従来方法では、ア
ルカリ水溶液中、銅化合物触媒存在下に、250℃以上も
の高温下で加水分解を行う必要があった。それゆえ、装
置材質として高価なニッケル,ハステロイB(Ni−28M
o),ハステロイC(Ni−17Mo−15Cr−5Fe−3W)等を用
いても、この様な高温では腐蝕の問題は解決出来なかっ
た。
また、本発明者らが既に出願した方法では200℃以下
の温度でも反応を可能とし、高価な装置材質を用いれば
腐食の問題は解決出来るようになったが、より安価な装
置材質を用いようとすれば更なる反応温度の低温化が必
要であり、また低温化に伴う反応速度の低下という問題
点があった。
の温度でも反応を可能とし、高価な装置材質を用いれば
腐食の問題は解決出来るようになったが、より安価な装
置材質を用いようとすれば更なる反応温度の低温化が必
要であり、また低温化に伴う反応速度の低下という問題
点があった。
本発明の目的は、DHBPを低温、短時間で加水分解し、
高選択的にBPDOを製造する方法を提供することである。
高選択的にBPDOを製造する方法を提供することである。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、従来技術の問題点に鑑み、前記金属材
料の腐蝕が抑制される200℃以下の低温で、短時間にDHB
Pを加水分解する方法につき鋭意検討を行った。その結
果、脂肪族化合物の存在下、DHBPを加水分解することに
よりBPDOを製造すると、200℃以下の温和の条件下で加
水分解速度が著しく高まり、加えて脱ハロゲンによるビ
フェニル類やフェニルフェノール類の副生および一価ア
ルコールによるアルコキシビフェニル類の副生等の副反
応が抑えられ、高選択的にBPDOが製造出来ることを見い
出し、本発明を完成するに至った。
料の腐蝕が抑制される200℃以下の低温で、短時間にDHB
Pを加水分解する方法につき鋭意検討を行った。その結
果、脂肪族化合物の存在下、DHBPを加水分解することに
よりBPDOを製造すると、200℃以下の温和の条件下で加
水分解速度が著しく高まり、加えて脱ハロゲンによるビ
フェニル類やフェニルフェノール類の副生および一価ア
ルコールによるアルコキシビフェニル類の副生等の副反
応が抑えられ、高選択的にBPDOが製造出来ることを見い
出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は塩素及び/又は臭素のDHBPを炭素数1
〜3の一価アルコールを含む水溶液中、一価及び/又は
二価の銅化合物系触媒の存在下、アルカリ金属水酸化物
と反応させることにより加水分解させてBPDOを製造する
方法において、一般式(I) R(OCH2CH2)nOH (I) (nは1から40の整数を表し、RはHまたは炭素原子数
1ないし40のアルキル基を表す) で表される脂肪族化合物の存在下に反応を行うことを特
徴とするBPDOを製造する方法に関するものである。
〜3の一価アルコールを含む水溶液中、一価及び/又は
二価の銅化合物系触媒の存在下、アルカリ金属水酸化物
と反応させることにより加水分解させてBPDOを製造する
方法において、一般式(I) R(OCH2CH2)nOH (I) (nは1から40の整数を表し、RはHまたは炭素原子数
1ないし40のアルキル基を表す) で表される脂肪族化合物の存在下に反応を行うことを特
徴とするBPDOを製造する方法に関するものである。
また、アルコールを含まない系に同様に該脂肪族化合
物を添加した場合には反応はほとんど進行しない。従っ
て、本発明はアルコールを含む水溶液系に該脂肪族化合
物を添加した場合にのみ、著しい効果が発現出来るもの
である。
物を添加した場合には反応はほとんど進行しない。従っ
て、本発明はアルコールを含む水溶液系に該脂肪族化合
物を添加した場合にのみ、著しい効果が発現出来るもの
である。
以下その詳細について説明する。
[作用] 本発明によるDHBP加水分解反応は、DHBPを炭素数1〜
3の一価アルコールを含む水溶液中、オキシエチレン鎖
からなり水酸基を含有する脂肪族化合物と一価及び/又
は二価の銅化合物系触媒の存在下にアルカリ金属水酸化
物と反応させることにより、達成される。
3の一価アルコールを含む水溶液中、オキシエチレン鎖
からなり水酸基を含有する脂肪族化合物と一価及び/又
は二価の銅化合物系触媒の存在下にアルカリ金属水酸化
物と反応させることにより、達成される。
本発明でいうDHBPとは、置換ハロゲンが塩素及び/又
は臭素である4,4′−ジハロゲノビフェニルであり、具
体的には4,4′−ジクロロビフェニル、4,4′−ジブロモ
ビフェニル、4,4′−クロロブロモビフェニルを挙げる
ことができる。特に4,4′−ジブロモビフェニルは、比
較的反応性が高く、本加水分解反応に好適な化合物であ
る。これらの化合物は、ビフェニルのハロゲン化等で容
易に製造することが出来る。
は臭素である4,4′−ジハロゲノビフェニルであり、具
体的には4,4′−ジクロロビフェニル、4,4′−ジブロモ
ビフェニル、4,4′−クロロブロモビフェニルを挙げる
ことができる。特に4,4′−ジブロモビフェニルは、比
較的反応性が高く、本加水分解反応に好適な化合物であ
る。これらの化合物は、ビフェニルのハロゲン化等で容
易に製造することが出来る。
本発明で用いる炭素数1〜3の一価アルコールとは、
メタノール,エタノール,1−プロパノール,2−プロパノ
ールから選ばれる化合物を、少なくとも1種含むもので
ある。これらの中でも、エタノールは反応性の高さ、副
反応の少なさより特に好ましいものである。
メタノール,エタノール,1−プロパノール,2−プロパノ
ールから選ばれる化合物を、少なくとも1種含むもので
ある。これらの中でも、エタノールは反応性の高さ、副
反応の少なさより特に好ましいものである。
またこのアルコールの添加量は、反応溶媒中にアルコ
ールを通常20〜75体積%含む範囲が選ばれる。アルコー
ル量20体積%以下では、DHBPの反応転化率が低く、本加
水分解反応の加速効果が少ない。またアルコール量75体
積%以上では、アルコキシ化された副反応生成物が多く
なること及び反応中間体の4−ハロゲノ−4′−ヒドロ
キシビフェニルの段階で反応が停止する傾向にあること
等の問題が認められる。
ールを通常20〜75体積%含む範囲が選ばれる。アルコー
ル量20体積%以下では、DHBPの反応転化率が低く、本加
水分解反応の加速効果が少ない。またアルコール量75体
積%以上では、アルコキシ化された副反応生成物が多く
なること及び反応中間体の4−ハロゲノ−4′−ヒドロ
キシビフェニルの段階で反応が停止する傾向にあること
等の問題が認められる。
本発明で用いるアルカリ金属水酸化物としては、水酸
化リチウム,水酸化ナトリウム,水酸化カリウム等が使
用され、好ましくは水酸化ナトリウム,水酸化カリウム
である。
化リチウム,水酸化ナトリウム,水酸化カリウム等が使
用され、好ましくは水酸化ナトリウム,水酸化カリウム
である。
その使用量は、出発物質のDHBP1モル当たり、通常2
〜10モル程度である。
〜10モル程度である。
アルカリ金属水酸化物は、通常水溶液の形で使用さ
れ、その濃度は特に制限はないが実用上5重量%以上が
好ましい。
れ、その濃度は特に制限はないが実用上5重量%以上が
好ましい。
触媒として用いるオキシエチレン鎖からなり水酸基を
含有する脂肪族化合物の例としては、エチレングリコー
ル,ジエチレングリコール,トリエチレングリコール,
ポリエチレングリコール,メチルセロソルブ,エチルセ
ロソルブ,ポリエチレングリコールメチルエーテル,ポ
リエチレングリコールエチレエーテルなどが挙げられ
る。
含有する脂肪族化合物の例としては、エチレングリコー
ル,ジエチレングリコール,トリエチレングリコール,
ポリエチレングリコール,メチルセロソルブ,エチルセ
ロソルブ,ポリエチレングリコールメチルエーテル,ポ
リエチレングリコールエチレエーテルなどが挙げられ
る。
これらの触媒の量は、反応基質であるDHBP1モルに対
して約0.001モルから約0.5モルの範囲で任意であるが、
反応効率の面から約0.01モルから約0.1モル程度の使用
が好ましい。また、一般式(I)におけるnが40を超え
ると溶解性が低下するため本加水分解反応の加速効果が
少ない。
して約0.001モルから約0.5モルの範囲で任意であるが、
反応効率の面から約0.01モルから約0.1モル程度の使用
が好ましい。また、一般式(I)におけるnが40を超え
ると溶解性が低下するため本加水分解反応の加速効果が
少ない。
次に本発明で用いる一価及び/又は二価の銅化合物系
触媒とは一価もしくは二価の銅の酸化物,硫化物,ハロ
ゲン化物,シアン化物または有機酸および無機酸の銅塩
などであり、それぞれ単独または混合物で使用出来る。
その具体例を挙げると、Cu2O,Cu2S,CuF,CuCl,CuBr,CuI,
CuCN,CuSCN,K3[Cu(CN)4],Cu2CO3,CuO,CuS,CuSe,Cu
(OH)2,CuF2,CuCl2及びその2水和物,CuBr2,Cu(Cl
O3)2・6H2O,Cu(CN)2,Cu(ClO4)2・6H2O,CuSO4及
びその5水和物,CuNO3・3H2O,CuCO3(OH)2,Cu(B
F4)2,CuSiF6・4H2O,Cu(C2O4)水和物,Cu(CH3COO)2
・H2O等がある。これらの中でも、酸化物、ハロゲン化
物、無機酸の銅塩が工業的には好ましい。
触媒とは一価もしくは二価の銅の酸化物,硫化物,ハロ
ゲン化物,シアン化物または有機酸および無機酸の銅塩
などであり、それぞれ単独または混合物で使用出来る。
その具体例を挙げると、Cu2O,Cu2S,CuF,CuCl,CuBr,CuI,
CuCN,CuSCN,K3[Cu(CN)4],Cu2CO3,CuO,CuS,CuSe,Cu
(OH)2,CuF2,CuCl2及びその2水和物,CuBr2,Cu(Cl
O3)2・6H2O,Cu(CN)2,Cu(ClO4)2・6H2O,CuSO4及
びその5水和物,CuNO3・3H2O,CuCO3(OH)2,Cu(B
F4)2,CuSiF6・4H2O,Cu(C2O4)水和物,Cu(CH3COO)2
・H2O等がある。これらの中でも、酸化物、ハロゲン化
物、無機酸の銅塩が工業的には好ましい。
これらの銅化合物の使用量に関しては、実用上DHBPに
対して0.1〜40モル%が選ばれる。その理由は、触媒0.1
モル%未満では、加水分解反応が遅く、40モル%を越え
るとその増量効果が認められないことによる。より好ま
しくは、0.5〜20モル%である。
対して0.1〜40モル%が選ばれる。その理由は、触媒0.1
モル%未満では、加水分解反応が遅く、40モル%を越え
るとその増量効果が認められないことによる。より好ま
しくは、0.5〜20モル%である。
本発明において反応温度は、目的とするBPDOを得るた
めに100〜250℃が選ばれる。100℃未満では、加水分解
反応が遅く、250℃を越えると、DHBPの脱ハロゲン反応
やBPDOのアルコキシ化反応等の副反応が増大し、BPDOの
選択率が低下する。特に好ましくは、120〜200℃であ
る。
めに100〜250℃が選ばれる。100℃未満では、加水分解
反応が遅く、250℃を越えると、DHBPの脱ハロゲン反応
やBPDOのアルコキシ化反応等の副反応が増大し、BPDOの
選択率が低下する。特に好ましくは、120〜200℃であ
る。
この温度を維持するため、本加水分解反応は密閉容器
内で加圧下に反応を行う。本反応条件下では、圧力は通
常50気圧以下である。
内で加圧下に反応を行う。本反応条件下では、圧力は通
常50気圧以下である。
反応の実施に当たって、撹拌効率は、大きな反応条件
因子となるため、良好な撹拌状態にしておくことが必要
である。
因子となるため、良好な撹拌状態にしておくことが必要
である。
またBPDOの酸化を防止するため、加圧容器の空間は、
窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
反応時間は、個々の反応条件に左右されるので、それ
らの条件に見合った反応時間を選択するのが好ましい。
らの条件に見合った反応時間を選択するのが好ましい。
本発明の方法において得られた、反応生成物を含むア
ルカリ溶液は、アルコールを留去後、水に不溶の抽出溶
剤を用いて副生成物の除去,精製を行った後、鉱酸を用
いて中和しBPDOのかたちで晶析される。本発明の方法に
おいて、反応生成物の単離,精製方法については特に制
限はない。
ルカリ溶液は、アルコールを留去後、水に不溶の抽出溶
剤を用いて副生成物の除去,精製を行った後、鉱酸を用
いて中和しBPDOのかたちで晶析される。本発明の方法に
おいて、反応生成物の単離,精製方法については特に制
限はない。
[発明の効果] 以上説明した如く、本発明の方法によれば、200℃以
下の温和な条件下でDHBPの加水分解反応を完結させるこ
とができ、しかもBPDOを高い選択率で得ることができ
る。
下の温和な条件下でDHBPの加水分解反応を完結させるこ
とができ、しかもBPDOを高い選択率で得ることができ
る。
従って、精製工程の負担が少なく、また金属装置材料
の腐蝕の問題も回避されるため、工業的には極めて有用
な技術となりうる。
の腐蝕の問題も回避されるため、工業的には極めて有用
な技術となりうる。
[実施例] 以下実施例により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。
これらに限定されるものではない。
(実施例1) 200mlのSUS316製オートクレーブの中に4,4′−ジブロ
モビフェニル(以下、DBBPと略記する)18.72g(60mmo
l),苛性ソーダ12g(300mmol),水70ml,エタノール35
ml,ジエチレングリコール349mg(3.3mmol)及び酸化第
一銅0.35(2.4mmol)を仕込み、密閉して空間の空気を
窒素に置換した後昇温し、180℃で3時間反応させた。
尚、この時の反応圧力は、18kg/cm2(ゲージ圧)であっ
た。
モビフェニル(以下、DBBPと略記する)18.72g(60mmo
l),苛性ソーダ12g(300mmol),水70ml,エタノール35
ml,ジエチレングリコール349mg(3.3mmol)及び酸化第
一銅0.35(2.4mmol)を仕込み、密閉して空間の空気を
窒素に置換した後昇温し、180℃で3時間反応させた。
尚、この時の反応圧力は、18kg/cm2(ゲージ圧)であっ
た。
次にオートクレーブを室温まで冷却し、反応物を取り
出し、エタノールを留去した。反応物にベンゼン約100m
lを加え、未反応のDBBPおよび副生成物のビフェニル、
4−ブロモビフェニル、4−エトキシビフェニル、4−
ブロモ−4′−エトキシビフェニル等をベンゼン相に抽
出除去した後、アルカリ水溶液を濾過して触媒の酸化第
一銅を除いた。続いて、濾液のアルカリ水溶液の濃硫酸
で酸性にして、析出した結晶を濾別し水洗して乾燥する
ことにより白色粉体を得た。
出し、エタノールを留去した。反応物にベンゼン約100m
lを加え、未反応のDBBPおよび副生成物のビフェニル、
4−ブロモビフェニル、4−エトキシビフェニル、4−
ブロモ−4′−エトキシビフェニル等をベンゼン相に抽
出除去した後、アルカリ水溶液を濾過して触媒の酸化第
一銅を除いた。続いて、濾液のアルカリ水溶液の濃硫酸
で酸性にして、析出した結晶を濾別し水洗して乾燥する
ことにより白色粉体を得た。
この粉体および前出のベンゼン溶液について、ガスク
ロマトグラフィー分析したところ、DBBPの反応転化率は
89.7%,BPDOの収率は83.9%であった。
ロマトグラフィー分析したところ、DBBPの反応転化率は
89.7%,BPDOの収率は83.9%であった。
また、DBBPの一つの臭素が水酸基に置換した中間体4
−ヒドロキシ−4′−ブロモビフェニル(以下、HBBPと
略記する)の収率は0.9%で、DBBPの臭素が水素置換し
た副生成物(ビフェニル、4−ブロモビフェニル、4−
ヒドロキシビフェニル、4−エトキシビフェニル)の合
計は1.2%、DBBPの臭素がエトキシ置換した副生成物
(4−ブロモ−4′−エトキシビフェニル、4−ヒドロ
キシ−4′−エトキシビフェニル、4,4′−ジエトキシ
ビフェニル)の合計1.4%が各々得られた。
−ヒドロキシ−4′−ブロモビフェニル(以下、HBBPと
略記する)の収率は0.9%で、DBBPの臭素が水素置換し
た副生成物(ビフェニル、4−ブロモビフェニル、4−
ヒドロキシビフェニル、4−エトキシビフェニル)の合
計は1.2%、DBBPの臭素がエトキシ置換した副生成物
(4−ブロモ−4′−エトキシビフェニル、4−ヒドロ
キシ−4′−エトキシビフェニル、4,4′−ジエトキシ
ビフェニル)の合計1.4%が各々得られた。
尚、これらの数値はDBBP当たりのmol%である。
この反応条件および結果を表1と表2に示す。
(実施例2〜8および比較例1〜3) 実施例1に準じて、200mlのオートクレーブの中に表
1に示した組成を仕込み、表1の反応条件で反応を行っ
た。実施例1と同様の後処理を実施し、BPDOを得た。
1に示した組成を仕込み、表1の反応条件で反応を行っ
た。実施例1と同様の後処理を実施し、BPDOを得た。
得られた結果を表2に示す。
Claims (1)
- 【請求項1】塩素及び/又は臭素の4,4′−ジハロゲノ
ビフェニルを炭素数1〜3の一価アルコールを含む水溶
液中、一価及び/又は二価の銅化合物系触媒の存在下、
アルカリ金属水酸化物と反応させることにより加水分解
させてビフェニル−4,4′−ジオールを製造する方法に
於いて、一般式(I) R(OCH2CH2)nOH (I) (nは1から40の整数を表し、RはHまたは炭素原子数
1ないし40のアルキル基を表す) で表される脂肪族化合物の存在下に反応を行うことを特
徴とするビフェニル−4,4′−ジオールを製造する方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17187689A JP2737266B2 (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | ビフェニル―4,4′―ジオールを製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17187689A JP2737266B2 (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | ビフェニル―4,4′―ジオールを製造する方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0338538A JPH0338538A (ja) | 1991-02-19 |
JP2737266B2 true JP2737266B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=15931433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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