JPH02247153A - アクリル酸およびメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルの製造法 - Google Patents
アクリル酸およびメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルの製造法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/24—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or derivatives thereof with a carbon-to-oxygen ether bond, e.g. acetal, tetrahydrofuran
- C07C67/26—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or derivatives thereof with a carbon-to-oxygen ether bond, e.g. acetal, tetrahydrofuran with an oxirane ring
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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。
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、不飽和ヒドロキシアルキルエステルの製造に
おける不均一金属触媒の使用に関する。
おける不均一金属触媒の使用に関する。
[従来の技術および発明が解決しようとする課題]触媒
としては、ある種のホスフェートおよび金属ホスフェー
ト触媒組成物が従来より用いられてきた。これらの祠料
の中でも、リン酸アルミニウムであって、化学量論的な
AlPO4および非化学量論的なAI (PO4)Xで
あってXが1未満のものが挙げられる。例えば、米国特
許第L904,550号明細書には、かかる祠料の調製
とその脱硫触媒としての使用が記載されている。米国特
許第3,801,704号明細書には、接触脱水にリン
酸アルミニウムを用いることができることが教示されて
いる。米国特許第4.524,225号明細書には、か
かるホスフェ−1・が水素化触媒としても働くことが記
載されている。リン酸アルミニウムの他の引用されてい
る用途には、クラッキング(米国特許第4,382,8
78号明細書)、エーテル再配列(米国特許第4.53
8,008号明細書)、およびポリオレフィン合成(米
国特許第4,364.839号、第4.547.479
号、第4,424.139号、第4,397,785号
、第4,596,882号、第4,504.638号お
よび第4.364.854号明細書)が挙げられる。こ
れらの総ての場合において、化学量論的または非化学量
論的リン酸アルミニウムが教示されており、それらの製
造法が記載されている。
としては、ある種のホスフェートおよび金属ホスフェー
ト触媒組成物が従来より用いられてきた。これらの祠料
の中でも、リン酸アルミニウムであって、化学量論的な
AlPO4および非化学量論的なAI (PO4)Xで
あってXが1未満のものが挙げられる。例えば、米国特
許第L904,550号明細書には、かかる祠料の調製
とその脱硫触媒としての使用が記載されている。米国特
許第3,801,704号明細書には、接触脱水にリン
酸アルミニウムを用いることができることが教示されて
いる。米国特許第4.524,225号明細書には、か
かるホスフェ−1・が水素化触媒としても働くことが記
載されている。リン酸アルミニウムの他の引用されてい
る用途には、クラッキング(米国特許第4,382,8
78号明細書)、エーテル再配列(米国特許第4.53
8,008号明細書)、およびポリオレフィン合成(米
国特許第4,364.839号、第4.547.479
号、第4,424.139号、第4,397,785号
、第4,596,882号、第4,504.638号お
よび第4.364.854号明細書)が挙げられる。こ
れらの総ての場合において、化学量論的または非化学量
論的リン酸アルミニウムが教示されており、それらの製
造法が記載されている。
文献記載の他のホスフェート含有触媒組成物には、各種
のアミンおよび他の窒素含有化合物の合成に有用なスト
ロンチウム化合物が米国特許第4.505,784号明
細書に記載されている。
のアミンおよび他の窒素含有化合物の合成に有用なスト
ロンチウム化合物が米国特許第4.505,784号明
細書に記載されている。
リン酸鉄は通常は化学量論的で且つ結晶性であり、周知
であるが、触媒または触媒の担体に必要な特性は持たな
い。例えば、ツハコ(Tsuhako)ら(11本化学
会誌、2号、1980年、176〜tgo頁)は、8種
類のリン酸鉄であって、総てが化学量論的であって比率
P O4/ F eが1.0より大きいものの調製と特
性を記載している。ロイマン(Leumann)とルッ
ツ(Lutz) (Galvanotechnik、
68(Ill)、 1977年、715〜719頁)は
、特に、リン酸含有廃水の処理において製造される「リ
ン酸鉄」を記載している。かかる祠料は通常は化学量論
的なFePO4であり、これもまた触媒祠料ではない。
であるが、触媒または触媒の担体に必要な特性は持たな
い。例えば、ツハコ(Tsuhako)ら(11本化学
会誌、2号、1980年、176〜tgo頁)は、8種
類のリン酸鉄であって、総てが化学量論的であって比率
P O4/ F eが1.0より大きいものの調製と特
性を記載している。ロイマン(Leumann)とルッ
ツ(Lutz) (Galvanotechnik、
68(Ill)、 1977年、715〜719頁)は
、特に、リン酸含有廃水の処理において製造される「リ
ン酸鉄」を記載している。かかる祠料は通常は化学量論
的なFePO4であり、これもまた触媒祠料ではない。
当該技術分野では、適当な禁止剤の存在下でアクリル酸
またはメタクリル酸にアルキレンオキシドを添加するこ
とにより、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリル酸
を製造されることか従来より認められている。この添加
には、常に触媒が必要である。当該技術分野に記載され
ている触媒には、アンモニウム塩(米国特許第3.05
9,024号明細書)、アンモニウムイオン交換樹脂(
英国特許第1003348号明細書)、ホスホニウム塩
(ドイツ国特許第2527118号および第25271
17号明細書)、および(メタ)アクリレートアニオン
のすI・リウムおよびカリウム塩(日本国特許第725
1382号明細書、フランス国特許第1556837号
明細書および米国特許第3.214.988号明細書)
が挙げられる。
またはメタクリル酸にアルキレンオキシドを添加するこ
とにより、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリル酸
を製造されることか従来より認められている。この添加
には、常に触媒が必要である。当該技術分野に記載され
ている触媒には、アンモニウム塩(米国特許第3.05
9,024号明細書)、アンモニウムイオン交換樹脂(
英国特許第1003348号明細書)、ホスホニウム塩
(ドイツ国特許第2527118号および第25271
17号明細書)、および(メタ)アクリレートアニオン
のすI・リウムおよびカリウム塩(日本国特許第725
1382号明細書、フランス国特許第1556837号
明細書および米国特許第3.214.988号明細書)
が挙げられる。
多数の遷移金属触媒、例えば塩類も当該技術分野に知ら
れており、銅(米国特許第3.709.928号明細書
)、チタン(日本国特許第6902886号明細書)、
バナジウム(日本国特許第8187537号明細書)、
ニオブまたはルテニウム(米国特許第4.223,1.
60号明細書)、クロム(米国特許第4.404,39
5号明細書)および鉄(米国特許第4,385,081
号明細書)が挙げられる。
れており、銅(米国特許第3.709.928号明細書
)、チタン(日本国特許第6902886号明細書)、
バナジウム(日本国特許第8187537号明細書)、
ニオブまたはルテニウム(米国特許第4.223,1.
60号明細書)、クロム(米国特許第4.404,39
5号明細書)および鉄(米国特許第4,385,081
号明細書)が挙げられる。
これらの触媒のうちで、鉄塩はアルキレンオキシドとア
クリル酸またはメタクリル酸から2−ヒドロキシアルキ
ル(メタ)アクリレートの製造を触媒するものとして最
も頻繁に当該技術分野で教示されているものである。ク
ロム塩は、当該技術分野で二番目に頻繁に教示されてい
る。英国特許第1003346号明細書、フランス国特
許第1357422号および第1357423号明細書
、米国特許第3.804,884号および第3,840
.295号明細書、ベルギー国特許第857517号明
細書、オランダ国特許第6700738号明細書および
日木国特許第7017882号明細書は、いずれもイオ
ン交換樹脂を触媒として使用することを教示しているが
、アルキレンオキシドとアクリル酸またはメタクリル酸
とからの2ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの
製造における不均一(すなわち、反応中に不溶性である
)触媒として用いられることが教示されている。この触
媒は反応体と生成物に可溶性であって、生成物を触媒か
ら分離する工程が必要なことが極めて多い。
クリル酸またはメタクリル酸から2−ヒドロキシアルキ
ル(メタ)アクリレートの製造を触媒するものとして最
も頻繁に当該技術分野で教示されているものである。ク
ロム塩は、当該技術分野で二番目に頻繁に教示されてい
る。英国特許第1003346号明細書、フランス国特
許第1357422号および第1357423号明細書
、米国特許第3.804,884号および第3,840
.295号明細書、ベルギー国特許第857517号明
細書、オランダ国特許第6700738号明細書および
日木国特許第7017882号明細書は、いずれもイオ
ン交換樹脂を触媒として使用することを教示しているが
、アルキレンオキシドとアクリル酸またはメタクリル酸
とからの2ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの
製造における不均一(すなわち、反応中に不溶性である
)触媒として用いられることが教示されている。この触
媒は反応体と生成物に可溶性であって、生成物を触媒か
ら分離する工程が必要なことが極めて多い。
先行技術を考察することによって、現行の当該技術分野
に周知の各種組成物やこれらの組成物の製造法が示され
、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの形成
を促進する現行の当該技術分野に周知の様々な触媒が示
される。これらの報告は数多くの特許明細書や文献の例
示に過ぎないが、引用されたこれらの報告は本発明が関
連化か極めて高い教示内容を反映しているものと思われ
る。
に周知の各種組成物やこれらの組成物の製造法が示され
、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの形成
を促進する現行の当該技術分野に周知の様々な触媒が示
される。これらの報告は数多くの特許明細書や文献の例
示に過ぎないが、引用されたこれらの報告は本発明が関
連化か極めて高い教示内容を反映しているものと思われ
る。
[課題を解決するための手段および作用コ本発明に用い
られる触媒は、下記の式 %式%) を有する非化学量論的リン酸塩を有して成るものである
。
られる触媒は、下記の式 %式%) を有する非化学量論的リン酸塩を有して成るものである
。
+3
例えば、M (PO4)1は化学量論的金属リン酸塩で
あり、M+3□(PO4)。、5は非化学量論的金属リ
ン酸塩である。金属Mの原子価の要件は満たされなけれ
ばならないので、これらの非化学量論的組成物は他のア
ニオン性反応種であるOHおよび02−を含んでいる。
あり、M+3□(PO4)。、5は非化学量論的金属リ
ン酸塩である。金属Mの原子価の要件は満たされなけれ
ばならないので、これらの非化学量論的組成物は他のア
ニオン性反応種であるOHおよび02−を含んでいる。
これらの組成物は、水であって金属に配位しており構造
の一体的部分であるものまたは単なる偶然の水和の水の
ようなものも含む。これらの触媒は性状が均一で無定形
であり1、具体的には単なるリン酸塩とオキシドおよび
/または水酸化物化合物との混合物ではない。
の一体的部分であるものまたは単なる偶然の水和の水の
ようなものも含む。これらの触媒は性状が均一で無定形
であり1、具体的には単なるリン酸塩とオキシドおよび
/または水酸化物化合物との混合物ではない。
本発明の触媒の表面特性は、優れた触媒性能に寄与する
。細孔容積、細孔度分布および活性な触媒を得るのに要
する表面積は、製造法のキーとなる変数を適当に調節す
ることによって得られる。
。細孔容積、細孔度分布および活性な触媒を得るのに要
する表面積は、製造法のキーとなる変数を適当に調節す
ることによって得られる。
したがって、本発明は所望な結果を得るための具= 7
体的な工程および条件を提供する。
−船釣な条件で、例えばFe+3を用いる場合には、触
媒の製造法は下記のように行うことができる。まず、適
当な鉄塩から水性第二鉄溶液を製造する。次に、適当な
リン酸塩源、例えば正リン酸をこの第二鉄溶液に加える
。生成する鉄/リン酸塩溶液を、次にpH調整剤、好ま
しくは所望な非化学量論的金属スラリーホスフェ−1−
組成物のゲル化または沈澱に影響を勾える種水性アンモ
ニアなどのようなアルカリ性溶液と混合して反応させる
。他の混合の順序も可能である。pH,濃度、温度およ
び混合時間は化学量論と構造に影響し、したがって、得
られる生成物の利用可能性にも影響する。次に、生成す
るスラリ“−を一般には所定時間撹拌を行い、反応を完
結さ七る。次に固形物を常法、例えば濾過または遠心分
離によって液相から分離する。洗浄および乾燥は、任意
の所望な手段によって行ってもよい。触媒は適当な形状
および粒度に成形してもよい。最後に、力位を行って過
剰の水を除去する。触媒の成形は、場合にょっては、洗
浄前または洗浄と乾燥の間のような早い時期に行うのが
極めて好都合なこともある。
媒の製造法は下記のように行うことができる。まず、適
当な鉄塩から水性第二鉄溶液を製造する。次に、適当な
リン酸塩源、例えば正リン酸をこの第二鉄溶液に加える
。生成する鉄/リン酸塩溶液を、次にpH調整剤、好ま
しくは所望な非化学量論的金属スラリーホスフェ−1−
組成物のゲル化または沈澱に影響を勾える種水性アンモ
ニアなどのようなアルカリ性溶液と混合して反応させる
。他の混合の順序も可能である。pH,濃度、温度およ
び混合時間は化学量論と構造に影響し、したがって、得
られる生成物の利用可能性にも影響する。次に、生成す
るスラリ“−を一般には所定時間撹拌を行い、反応を完
結さ七る。次に固形物を常法、例えば濾過または遠心分
離によって液相から分離する。洗浄および乾燥は、任意
の所望な手段によって行ってもよい。触媒は適当な形状
および粒度に成形してもよい。最後に、力位を行って過
剰の水を除去する。触媒の成形は、場合にょっては、洗
浄前または洗浄と乾燥の間のような早い時期に行うのが
極めて好都合なこともある。
本発明の触媒は、不飽和カルボン酸のエステル化、特に
2−ヒドロキシアルキルエステルを含むある種の産業上
重要な接触工程に特に有用である。
2−ヒドロキシアルキルエステルを含むある種の産業上
重要な接触工程に特に有用である。
本発明の触媒はこれらのエステルを製造するための不均
一触媒であり、純粋な生成物から触媒を分離するのに単
に濾過工程を必要とするだけであるので有利である。こ
の触媒は極めて活性であり、選択的であり、製造の容易
さおよび生成物の純度の点で極めて有利である。
一触媒であり、純粋な生成物から触媒を分離するのに単
に濾過工程を必要とするだけであるので有利である。こ
の触媒は極めて活性であり、選択的であり、製造の容易
さおよび生成物の純度の点で極めて有利である。
ある種の無機非化学量論的金属リン酸塩は、特に不均一
触媒として用いられ、下記の式%式%) (式中、Mは金属、好ましくは+3価の遷移金属、+3 例えばFe SCr+3などであり、yはホスフェト対
金属のモル比であり、約0,1〜0,6、好ましくは約
0.1〜0.8の範囲であり、X′は金属の原子価条件
を満足するための他のアニオン性反応種である)を有す
る化合物を有して成ることを見出たした。
触媒として用いられ、下記の式%式%) (式中、Mは金属、好ましくは+3価の遷移金属、+3 例えばFe SCr+3などであり、yはホスフェト対
金属のモル比であり、約0,1〜0,6、好ましくは約
0.1〜0.8の範囲であり、X′は金属の原子価条件
を満足するための他のアニオン性反応種である)を有す
る化合物を有して成ることを見出たした。
本発明に用いられる触媒は、性状が無定形であることも
特徴としており、すなわちこれらの組成物を通常のX線
回折法によって検討するときに結晶性相は検出されない
。更に、これらの触媒は性状が均一であり、例えばr
F e P O4JおよびFe OまたはFe (OH
)3の別個な相は存在しない。更に、表面積と細孔容積
がそれぞれ100rrr/gおよびO,lcc/gを上
回る新規な触媒組成物が最も好ましい。
特徴としており、すなわちこれらの組成物を通常のX線
回折法によって検討するときに結晶性相は検出されない
。更に、これらの触媒は性状が均一であり、例えばr
F e P O4JおよびFe OまたはFe (OH
)3の別個な相は存在しない。更に、表面積と細孔容積
がそれぞれ100rrr/gおよびO,lcc/gを上
回る新規な触媒組成物が最も好ましい。
これらの触媒は不規則な粉末または顆粒として製造する
ことができるが、規則的な形状、例えば不均一触媒に通
常に用いられるような微小球状ビーズ、大きめのビーズ
または円筒形横断面を有する粒子として用いられること
も極めて多い。これらの組成物は希釈せずにまたは担体
を用いて使用することができるが、経済的理由からまた
は最終生成物の物性を向上する上で希釈が望ましい。し
たがって、不活性な無機材料、特にシリカ、アルミナ、
チタニアなどのようなオキシドを、最も好都合な製造段
階において組成物と物理的に混合することができる。不
活性な「担体」をゲル化または沈澱の時点て加えてもよ
い。用いられる希釈剤または担体の水準は10〜90%
(重量/重量)でよい。
ことができるが、規則的な形状、例えば不均一触媒に通
常に用いられるような微小球状ビーズ、大きめのビーズ
または円筒形横断面を有する粒子として用いられること
も極めて多い。これらの組成物は希釈せずにまたは担体
を用いて使用することができるが、経済的理由からまた
は最終生成物の物性を向上する上で希釈が望ましい。し
たがって、不活性な無機材料、特にシリカ、アルミナ、
チタニアなどのようなオキシドを、最も好都合な製造段
階において組成物と物理的に混合することができる。不
活性な「担体」をゲル化または沈澱の時点て加えてもよ
い。用いられる希釈剤または担体の水準は10〜90%
(重量/重量)でよい。
触媒の製造法は、下記の工程、すなわち、1、 適当な
金属塩の稀薄な水性溶液を調製し、2、 適当なホスフ
ェートの稀薄な水性溶液を調製し、 3、 1と2を混合して、所望ならば、pH調整剤を加
え、 4、 生成する生成物スラリーをエージングして、 5、 スラリーから固形の触媒組成物を分離し、6、
固形触媒組成物を洗浄し、 7、 乾燥して、 8、 触媒を所望な粒度および形状の粒子に成形し、所
望ならば不活性希釈剤を加え、9、 必要ならば、力位
を行う工程を含んて成る。
金属塩の稀薄な水性溶液を調製し、2、 適当なホスフ
ェートの稀薄な水性溶液を調製し、 3、 1と2を混合して、所望ならば、pH調整剤を加
え、 4、 生成する生成物スラリーをエージングして、 5、 スラリーから固形の触媒組成物を分離し、6、
固形触媒組成物を洗浄し、 7、 乾燥して、 8、 触媒を所望な粒度および形状の粒子に成形し、所
望ならば不活性希釈剤を加え、9、 必要ならば、力位
を行う工程を含んて成る。
これらの工程のそれぞれを詳細に説明する。
金属塩は、必要な原子価(酸化状態)を有する所望な金
属の任意の水溶性塩であればよい。強酸の塩が特に好適
である。例えば、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄および塩化第
二鉄が適当である。−船釣には、酸化状態が+3の遷移
金属か好ましい触媒特性を生じ、Fe SCr+3、
Ce+3などが好まし+3 い遷移金属である。金属塩溶液は通常は稀溶液であり、
固形分が1〜10重量%である。
属の任意の水溶性塩であればよい。強酸の塩が特に好適
である。例えば、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄および塩化第
二鉄が適当である。−船釣には、酸化状態が+3の遷移
金属か好ましい触媒特性を生じ、Fe SCr+3、
Ce+3などが好まし+3 い遷移金属である。金属塩溶液は通常は稀溶液であり、
固形分が1〜10重量%である。
リン酸塩溶液は金属塩溶液から別個に製造することがで
き、または所望な2047Mのモル比が金属とリン酸塩
との間に何んら反応なしに得られるときには、同時に製
造してもよい。好適なリン酸塩源には、正リン酸、リン
酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸二水
素アンモニウム等が挙げられる。この溶液も稀薄であり
、固形分は1〜10重量%である。これらの溶液の混合
は任意の好都合な手段によって行われる。これらの溶液
は両方とも別個に第三のpH調節溶液に添加することが
でき、または組み合わせた金属/リン酸塩溶液をpH調
節溶液に加えることができる。
き、または所望な2047Mのモル比が金属とリン酸塩
との間に何んら反応なしに得られるときには、同時に製
造してもよい。好適なリン酸塩源には、正リン酸、リン
酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸二水
素アンモニウム等が挙げられる。この溶液も稀薄であり
、固形分は1〜10重量%である。これらの溶液の混合
は任意の好都合な手段によって行われる。これらの溶液
は両方とも別個に第三のpH調節溶液に添加することが
でき、または組み合わせた金属/リン酸塩溶液をpH調
節溶液に加えることができる。
混合は、比較的短時間で均一な生成物を製造することが
できるように効率的に行わねばならない。
できるように効率的に行わねばならない。
pH調節溶液は、稀薄な水性アンモニアが最も好都合で
あるが、他のアルカリ性材料も用いることができる。混
合物の最終pHは3〜11、好ましくは7〜1に最も好
ましくは8〜10とすべきである。
あるが、他のアルカリ性材料も用いることができる。混
合物の最終pHは3〜11、好ましくは7〜1に最も好
ましくは8〜10とすべきである。
混合は通常は周囲温度で行われるが、0℃から100℃
程度の高温までの温度で生成物の物性を向上させること
ができる。約り5℃〜約100℃の温度で1〜24時間
エージングすることによって、生成物のの物性を向上さ
せることもできる。エージングの際に、pHまたは塩含
量を調整して、特性を改良することもできる。
程度の高温までの温度で生成物の物性を向上させること
ができる。約り5℃〜約100℃の温度で1〜24時間
エージングすることによって、生成物のの物性を向上さ
せることもできる。エージングの際に、pHまたは塩含
量を調整して、特性を改良することもできる。
洗浄は傾瀉−沈降法によってまたは遠心分離装置または
濾過装置上で洗浄することによって行うことができる。
濾過装置上で洗浄することによって行うことができる。
洗浄は、脱イオン水または蒸留水を用いて行うのが最善
である。
である。
乾燥は、一般に強制熱風、真空または噴霧乾燥のような
通常の手段によって行われる。温度は、触媒組成物の分
解を回避するように制御すべきである。200℃未満の
温度が好ましい。
通常の手段によって行われる。温度は、触媒組成物の分
解を回避するように制御すべきである。200℃未満の
温度が好ましい。
触媒を成形して特定の用途に最も好適な粒度および粒子
形状にするのは、当該技術分野に周知の技法によって行
うことができる。例えば、噴霧乾燥、押出、タブレット
成形または各種の球状化法が効果的である。希釈剤を加
えるのが有利である。
形状にするのは、当該技術分野に周知の技法によって行
うことができる。例えば、噴霧乾燥、押出、タブレット
成形または各種の球状化法が効果的である。希釈剤を加
えるのが有利である。
成形または希釈は、選択される具体的な成形胞の条件に
よって指定される各種の製造段階で行うことができる。
よって指定される各種の製造段階で行うことができる。
当該技術分野に周知の好適な希釈剤を用いることができ
るが、シリカが特に好適であることが判った。
るが、シリカが特に好適であることが判った。
最後に、製造工程は力位段階を含むことができる。この
力位は、通常は空気中で行うが、窒素またはH20含有
ガスのような他の雰囲気中で行うのが好適であり、生成
物強度を改良し、水分含量を減少させる。H20は望ま
しくない非選択的反応を起こすことがあるので、水分含
量の減少は触媒の観点から重要である。250〜400
℃の力位温度では、触媒特性の望ましくない変化を生じ
ることなく所望な水の損失を起こす。
力位は、通常は空気中で行うが、窒素またはH20含有
ガスのような他の雰囲気中で行うのが好適であり、生成
物強度を改良し、水分含量を減少させる。H20は望ま
しくない非選択的反応を起こすことがあるので、水分含
量の減少は触媒の観点から重要である。250〜400
℃の力位温度では、触媒特性の望ましくない変化を生じ
ることなく所望な水の損失を起こす。
本発明は、酸と適当なアルキレンオキシド、特にエチレ
ンオキシドまたはプロピレンオキシドから不飽和カルボ
ン酸のエステル化、具体的にはアクリル酸またはメタク
リル酸の2−ヒドロキシアルキルエステル用の触媒の使
用に関する。触媒は任意の好適な反応装置で用いてもよ
く、または回分法または連続法で用いてもよい。回分法
では、触媒は、有効な水準、通常は充填した酸の書記重
量に対して鉄を約lO〜約70重量%、好ましくは鉄を
20〜50重量%で用いるべきである。連続法では、瞬
間的な触媒/液体の重量比が対応する範囲になる。反応
温度は約30°〜約90℃であるが、約50゜〜約70
℃が好ましい。反応は、当該技術分野に知られている適
当な重合菌糸材の存在下で行う。生成物から触媒の分離
は、濾過、傾瀉または遠心分離のような任意の好都合な
手段によって行う。
ンオキシドまたはプロピレンオキシドから不飽和カルボ
ン酸のエステル化、具体的にはアクリル酸またはメタク
リル酸の2−ヒドロキシアルキルエステル用の触媒の使
用に関する。触媒は任意の好適な反応装置で用いてもよ
く、または回分法または連続法で用いてもよい。回分法
では、触媒は、有効な水準、通常は充填した酸の書記重
量に対して鉄を約lO〜約70重量%、好ましくは鉄を
20〜50重量%で用いるべきである。連続法では、瞬
間的な触媒/液体の重量比が対応する範囲になる。反応
温度は約30°〜約90℃であるが、約50゜〜約70
℃が好ましい。反応は、当該技術分野に知られている適
当な重合菌糸材の存在下で行う。生成物から触媒の分離
は、濾過、傾瀉または遠心分離のような任意の好都合な
手段によって行う。
旦分離した触媒をリサイクルするのが望ましい。
生成物からの触媒の分離は、この触媒が本質的に生成物
中で不溶性であるので、先行技術に比較して改良されて
いる。
中で不溶性であるので、先行技術に比較して改良されて
いる。
触媒は如何なる好都合な粒度て用いてもよい。
スラリー法では、粒度は数ミクロンから数ミリメーター
の範囲でよい。固定床法では、触媒技術分野で周知のよ
うに、粒度は通常は1〜10順となる。
の範囲でよい。固定床法では、触媒技術分野で周知のよ
うに、粒度は通常は1〜10順となる。
反応装置の形状、すなわち固定床対スラリー以外の因子
が粒度のの選択に影響することもある。このような因子
の例は、核酸、圧降下または濾過性であり、それらのい
ずれかが特定の供給祠料/生成物/方法の組み合わせに
重要となることがある。
が粒度のの選択に影響することもある。このような因子
の例は、核酸、圧降下または濾過性であり、それらのい
ずれかが特定の供給祠料/生成物/方法の組み合わせに
重要となることがある。
これらの触媒を用いると、アクリル酸およびメタクリル
酸の2−ヒドロキシアルキルエステルの製造の技術分野
で知られている触媒よりも有利になる。これらの触媒は
所望な生成物に対する選択性が一層高く且つ活性も一層
高く、反応を低温で行うことができる点で有利である。
酸の2−ヒドロキシアルキルエステルの製造の技術分野
で知られている触媒よりも有利になる。これらの触媒は
所望な生成物に対する選択性が一層高く且つ活性も一層
高く、反応を低温で行うことができる点で有利である。
反応温度は広範囲に変化させることができるが、先行技
術による触媒で必要な反応温度より低く、当該技術分野
に知られている触媒の存在下で行うときよりも一層速や
かに反応が完結する。これにより、明らかに必要なエネ
ルギーが低下するので、−層経済的な方法である。
術による触媒で必要な反応温度より低く、当該技術分野
に知られている触媒の存在下で行うときよりも一層速や
かに反応が完結する。これにより、明らかに必要なエネ
ルギーが低下するので、−層経済的な方法である。
[実施例]
下記の実施例は、本発明のある種の態様を示すものであ
る。これらの実施例は、特許請求の範囲に開示され且つ
列挙されているものに記載されている発明の範囲を確立
するためのものではない。
る。これらの実施例は、特許請求の範囲に開示され且つ
列挙されているものに記載されている発明の範囲を確立
するためのものではない。
比率は、特に断らないかぎり重量部(pbv)または重
量%(%/wt)である。
量%(%/wt)である。
実施例1 触媒の調製
硫酸第二鉄水和物690gと85%H3PO475gを
脱イオン水3,000 gに溶解することによって溶液
を調製する。この溶液を、脱イオン水12,450g中
の28%水性アンモニア1.488 gのよく撹拌した
溶液に、滴下して加える。最終生成物のpHは10であ
る。生成する綿毛状の褐色沈澱を通常の真空濾過装置を
用いて濾別して、多量の脱イオン水を用いて、濾液のp
Hが約7となるまで洗浄を行う。
脱イオン水3,000 gに溶解することによって溶液
を調製する。この溶液を、脱イオン水12,450g中
の28%水性アンモニア1.488 gのよく撹拌した
溶液に、滴下して加える。最終生成物のpHは10であ
る。生成する綿毛状の褐色沈澱を通常の真空濾過装置を
用いて濾別して、多量の脱イオン水を用いて、濾液のp
Hが約7となるまで洗浄を行う。
固形生成物を漏斗から取り出し、105℃の強制空気オ
ーブン中で乾燥し、評価の前に所望な粒度まで粉砕する
。分析を行ったところ、この生成物の化学量論は、 F e (P O) O(OH) (HO)
・0.2 H2O40,21,21,221,2 となる。粉砕され分粒された生成物の表面積は、261
ゴ/gであり、細孔容積は0.18 cc / gであ
る。
ーブン中で乾燥し、評価の前に所望な粒度まで粉砕する
。分析を行ったところ、この生成物の化学量論は、 F e (P O) O(OH) (HO)
・0.2 H2O40,21,21,221,2 となる。粉砕され分粒された生成物の表面積は、261
ゴ/gであり、細孔容積は0.18 cc / gであ
る。
実施例2 触媒の溶解度
アクリル酸(AA)およびヒドロキシエチルアクリレー
ト(HEA)中ての生成物の溶解度を評価する。AA(
!:HEAは、それぞれ触媒を用いるエステル化法の供
給祠料および生成物の例である。
ト(HEA)中ての生成物の溶解度を評価する。AA(
!:HEAは、それぞれ触媒を用いるエステル化法の供
給祠料および生成物の例である。
70℃ではHEA中では溶解性は観察されず、70℃で
はAA中では溶解度は約100 ppmのみであった。
はAA中では溶解度は約100 ppmのみであった。
この低溶解度は不均一エステル化法に用いられる触媒に
取って最も望ましい。しかしながら、触媒が比較的可溶
性であれば、触媒の寿命は限られたものとなり、生成物
を汚染する。化学量論的な鉄リン酸塩および酸化物はA
AXHEAおよび同様な有機酸およびエステル類に易溶
性である。
取って最も望ましい。しかしながら、触媒が比較的可溶
性であれば、触媒の寿命は限られたものとなり、生成物
を汚染する。化学量論的な鉄リン酸塩および酸化物はA
AXHEAおよび同様な有機酸およびエステル類に易溶
性である。
実施例3 力位の効果
実施例1の生成物を、空気中で400℃で2時間力位す
る。材料の物性は変化しないが、AAへの溶解度は以前
観察されたものの半分未満にまで減少する。
る。材料の物性は変化しないが、AAへの溶解度は以前
観察されたものの半分未満にまで減少する。
不飽和エステルの製造において本発明の触媒の使用を説
明するため、下記の実施例を示す。
明するため、下記の実施例を示す。
実施例4 HEAの製造
撹拌棒を備えた500 mlフィッシャー−ポーター反
応ボトルに、実施例1から得た触媒(2,8g)を充填
する。アクリル酸(2,0g)を加えて反応ボトルを多
数の口を備えた反応装置ヘッド(67%鉄)に接続する
。反応装置を加圧試験した後、排気する。エチレンオキ
シド(4,7g)を室温でガスとして加えて、所定の圧
にする。ガスの添加を停止して、反応装置を50℃に加
熱し、その温度に1時間保持する。触媒を溶液中で十分
撹拌する。
応ボトルに、実施例1から得た触媒(2,8g)を充填
する。アクリル酸(2,0g)を加えて反応ボトルを多
数の口を備えた反応装置ヘッド(67%鉄)に接続する
。反応装置を加圧試験した後、排気する。エチレンオキ
シド(4,7g)を室温でガスとして加えて、所定の圧
にする。ガスの添加を停止して、反応装置を50℃に加
熱し、その温度に1時間保持する。触媒を溶液中で十分
撹拌する。
反応装置を室温まで冷却して、過剰のエチレンオキシド
を排気する。生成物/触媒混合物に20分間窒素を流し
て、未反応のエチレンオキシドを更に完全に除去する。
を排気する。生成物/触媒混合物に20分間窒素を流し
て、未反応のエチレンオキシドを更に完全に除去する。
混合物を濾過して触媒を除去し、生成する2−ヒドロキ
シエチルアクリレート(HEA)を分析する。一連の実
施例の結果を、表1に示す。
シエチルアクリレート(HEA)を分析する。一連の実
施例の結果を、表1に示す。
表−1
実施例4.8.9.10.12および13からのHEA
分析(重量%)実施例 AA HEA EG
DA DEGMA4 2.28 85.0
0.05 4.398 1.94 89.3
0.05 5.049 2.72 8
4.7 0.05 5.7B10 1.
33 90.8 0.05 5.7812
8.29 78.1 0.10 7.1
413 33.60 g9.6 0.12
[1,58AA=アクリル酸、 HEA−ヒドロキシエチルアクリレート、EDGA=エ
チレングリコールジアクリレート、DEGMA=ジエチ
ルグリコールモノアクリレート。
分析(重量%)実施例 AA HEA EG
DA DEGMA4 2.28 85.0
0.05 4.398 1.94 89.3
0.05 5.049 2.72 8
4.7 0.05 5.7B10 1.
33 90.8 0.05 5.7812
8.29 78.1 0.10 7.1
413 33.60 g9.6 0.12
[1,58AA=アクリル酸、 HEA−ヒドロキシエチルアクリレート、EDGA=エ
チレングリコールジアクリレート、DEGMA=ジエチ
ルグリコールモノアクリレート。
実施例5
触媒量を少なく L (1,9K、 48%鉄)、アク
リル酸の代わりにメタクリル酸(2,0g)を用い、エ
チレンオキシド添加量を若干少なくした(3.8g)こ
とを除いて、実施例4の方法を繰り返す。
リル酸の代わりにメタクリル酸(2,0g)を用い、エ
チレンオキシド添加量を若干少なくした(3.8g)こ
とを除いて、実施例4の方法を繰り返す。
反応装置を70℃に1時間加熱する。生成物であるヒド
ロキシエチルメタクリレート(HEMA)についての結
果を表−2に示す。
ロキシエチルメタクリレート(HEMA)についての結
果を表−2に示す。
表−2
52,317B、2 1.34 3.fi
511 3.7’0 8B、8 0.1
7 8.17MAA−メタクリル酸、 HEMA−ヒドロキシエチルメタクリレ−!・、EGD
MA−エチレングリコールジメタクリレート、 DEGMMA=ジエチレングリコールモノメタクリレー
ト。
511 3.7’0 8B、8 0.1
7 8.17MAA−メタクリル酸、 HEMA−ヒドロキシエチルメタクリレ−!・、EGD
MA−エチレングリコールジメタクリレート、 DEGMMA=ジエチレングリコールモノメタクリレー
ト。
実施例6
エチレンオキシドの代わりにプロピレンオキシドを用い
ることを除いて、実施例4の方法を繰り返す。プロピレ
ンオキシドは室温で揮発性の液体であるので、これを氷
温まで冷却した後、排気工程の後に気密注射器で反応装
置に加えた。窒素置換時間を1時間に増加して、生成物
溶液から未反応プロピレンオキシドを完全に除去する。
ることを除いて、実施例4の方法を繰り返す。プロピレ
ンオキシドは室温で揮発性の液体であるので、これを氷
温まで冷却した後、排気工程の後に気密注射器で反応装
置に加えた。窒素置換時間を1時間に増加して、生成物
溶液から未反応プロピレンオキシドを完全に除去する。
生成物であるヒドロキシプロピルアクリレート(HP
A)についての結果を表−3に示す。
A)についての結果を表−3に示す。
表−3
実施例6および7からのHP (M) A分析(重量%
)実施例 (M)AA IIP(M)A POD(
M)A DPGM(M)A6 6.85 Bo
、79 0.27 1.9274.4g 91
.40 0.34(M)AA −(メタ)アクリル酸、 IIP(M)A−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ
ート、 PGD(M)A =プロピレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、 DPGM(M)A=ニジプロピレングリコールモノメタ
)アクリレート。
)実施例 (M)AA IIP(M)A POD(
M)A DPGM(M)A6 6.85 Bo
、79 0.27 1.9274.4g 91
.40 0.34(M)AA −(メタ)アクリル酸、 IIP(M)A−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ
ート、 PGD(M)A =プロピレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、 DPGM(M)A=ニジプロピレングリコールモノメタ
)アクリレート。
実施例7
アクリル酸の代わりにメタクリル酸(2,0g)を用い
、反応を70°Cで1時間行うことを除いて、実施例6
の方法を繰り返す。生成物であるヒドロキシプロピル(
メタ)アクリレート(HPMA)についての結果を表−
3に示す。
、反応を70°Cで1時間行うことを除いて、実施例6
の方法を繰り返す。生成物であるヒドロキシプロピル(
メタ)アクリレート(HPMA)についての結果を表−
3に示す。
実施例8
撹拌棒を500 mlフィッシャー−ポーター反応ボト
ルに取り付け、実施例1から得た触媒(72,9g)を
充填する。アクリル酸(100,0g)と禁止剤を加え
て反応ボトルを多数の口を備えた反応装置ヘッド(35
%鉄)に接続する。反応装置を加圧試験し、排気した後
、室温で窒素中5%酸素を10psigまで充填する。
ルに取り付け、実施例1から得た触媒(72,9g)を
充填する。アクリル酸(100,0g)と禁止剤を加え
て反応ボトルを多数の口を備えた反応装置ヘッド(35
%鉄)に接続する。反応装置を加圧試験し、排気した後
、室温で窒素中5%酸素を10psigまで充填する。
エチレンオキシド(72g)を反応温度で(50℃)液
体として加えて、反応装置中で30psigを超過しな
いようにする。エチレンオキシドの付加は約1時間を要
して起こり、反応装置を更に2時間一定温度に保持する
。触媒は、実験中に撹拌溶液中に懸濁する。反応装置を
υI気し、反応装置が室温まで冷却したとき、反応装置
を窒素で30分間置換する。生成物を傾瀉により、触媒
と分離して生成する2−ヒドロキシエチルアクリレート
(HEA)を分析する。表−1に示される結果はHEA
の収率が幾分高くなっていることを除き、より小さな規
模の反応に就いて得られる結果と同しである。
体として加えて、反応装置中で30psigを超過しな
いようにする。エチレンオキシドの付加は約1時間を要
して起こり、反応装置を更に2時間一定温度に保持する
。触媒は、実験中に撹拌溶液中に懸濁する。反応装置を
υI気し、反応装置が室温まで冷却したとき、反応装置
を窒素で30分間置換する。生成物を傾瀉により、触媒
と分離して生成する2−ヒドロキシエチルアクリレート
(HEA)を分析する。表−1に示される結果はHEA
の収率が幾分高くなっていることを除き、より小さな規
模の反応に就いて得られる結果と同しである。
実施例9
実施例8で回収した同じ触媒を再使用して、実施例8の
方法を繰り返す。表−1に示される結果は、触媒が再使
用時にも有効であることを示している。
方法を繰り返す。表−1に示される結果は、触媒が再使
用時にも有効であることを示している。
実施例10
実施例9で回収した触媒をメタノールで洗浄して乾燥し
た後再使用して、実施例8の方法を繰り返す。表−1に
示される結果は、触媒をメタノールで洗浄し、再使用す
るときにも新たな触媒と同様に有効であることを示唆し
ている。
た後再使用して、実施例8の方法を繰り返す。表−1に
示される結果は、触媒をメタノールで洗浄し、再使用す
るときにも新たな触媒と同様に有効であることを示唆し
ている。
実施例11
アクリル酸の代わりにメタクリル酸(LOo、Og)を
用いること以外は、実施例10の方法を繰り返す。
用いること以外は、実施例10の方法を繰り返す。
反応装置を70°Cに加熱する。生成物であるヒドロキ
シエチルメタクリレート(HEMA)についての結果を
、表−2に示す。
シエチルメタクリレート(HEMA)についての結果を
、表−2に示す。
実施例12
本発明の触媒がHEAの製造についての当該技術分野に
おいて教示されている典型的な均一触媒よりも生成物の
純度を改良する例として、実施例4の方法を触媒として
F e CI 3 (0,029g 10.5%鉄)を
用いて行う。反応装置を65℃に2時間加熱する。表−
1に示される生成物であるヒドロキシエチルアクリレ−
) (HEA)についての結果は、本発明の触媒が先行
技術の触媒より優れていることを示している。所望な生
成物の収量は一層高く、より低い温度で且つ短時間で生
成する。
おいて教示されている典型的な均一触媒よりも生成物の
純度を改良する例として、実施例4の方法を触媒として
F e CI 3 (0,029g 10.5%鉄)を
用いて行う。反応装置を65℃に2時間加熱する。表−
1に示される生成物であるヒドロキシエチルアクリレ−
) (HEA)についての結果は、本発明の触媒が先行
技術の触媒より優れていることを示している。所望な生
成物の収量は一層高く、より低い温度で且つ短時間で生
成する。
実施例13
本発明の触媒が化学量論的な市販のリン酸鉄とはかなり
異なる例として、実施例4の方法をアクリレート(3,
0)とエチレンオキシド(4,8g)との反応の触媒と
してFFePO4−HO2(19,19,5%鉄)を用
いて行う。反応装置を65°Cに2時間加熱する。表−
1に示される生成物であるヒドロキシエチルアクリレー
ト(HEA)についての結果は、化学量論的リン酸鉄が
受容不可能な利料であることを示している。
異なる例として、実施例4の方法をアクリレート(3,
0)とエチレンオキシド(4,8g)との反応の触媒と
してFFePO4−HO2(19,19,5%鉄)を用
いて行う。反応装置を65°Cに2時間加熱する。表−
1に示される生成物であるヒドロキシエチルアクリレー
ト(HEA)についての結果は、化学量論的リン酸鉄が
受容不可能な利料であることを示している。
実施例14
実施例1の方法を沈澱工程を通して精確に行う。
生成する綿毛状の褐色沈澱(重量%)を次に、多重スラ
リー傾瀉法を用いて洗浄する。最終の傾瀉の後、スラリ
ーは固形触媒組成物 Fe(PO4)、X′を約6重量%含む。次に、このス
ラリーを市販のシリカ100gと混合して、通常の周知
の技法を用いて押出する。178”の直径で押出した触
媒の表面積は167rr?/fであり、細孔容積は1.
2 QQ/ gであり、平均細孔半径は145人である
ことが判っている。
リー傾瀉法を用いて洗浄する。最終の傾瀉の後、スラリ
ーは固形触媒組成物 Fe(PO4)、X′を約6重量%含む。次に、このス
ラリーを市販のシリカ100gと混合して、通常の周知
の技法を用いて押出する。178”の直径で押出した触
媒の表面積は167rr?/fであり、細孔容積は1.
2 QQ/ gであり、平均細孔半径は145人である
ことが判っている。
実施例15
硫酸第二鉄水和物69.Ofと、85%正リン酸300
.0 gを脱イオン水197gに溶解して溶液を調製す
る。この溶液を、28%水性アンモニアの脱イオン水1
245に溶液を十分に撹拌したものに徐々に加える。最
終のスラリーのpHは、98である。
.0 gを脱イオン水197gに溶解して溶液を調製す
る。この溶液を、28%水性アンモニアの脱イオン水1
245に溶液を十分に撹拌したものに徐々に加える。最
終のスラリーのpHは、98である。
生成する綿毛状の褐色沈澱を母液から分離して、通常の
真空濾過装置を用いて多量の脱イオン水で洗浄する。生
成物を強制空気オーブン中で乾燥する。乾燥生成物のB
ET表面積は1.4 rrr/ gであす、P O4/
F eの比率の計算値は0.88である。
真空濾過装置を用いて多量の脱イオン水で洗浄する。生
成物を強制空気オーブン中で乾燥する。乾燥生成物のB
ET表面積は1.4 rrr/ gであす、P O4/
F eの比率の計算値は0.88である。
表面積がこのように不満足なほど低いことから、成る範
囲の組成物だけが好適であることを示している。
囲の組成物だけが好適であることを示している。
Claims (8)
- (1)アクリル酸およびメタクリル酸のヒドロキシアル
キルエステルの製造法において、アクリル酸またはメタ
クリル酸を、式 M(PO_4)_yX′ (式中、Mは遷移金属であり、X′は陰イオン性反応種
であり、yは約0.1〜約0.9である)を有する非化
学量論的な無定形触媒を用いて適当なアルキレンオキシ
ドで処理することを特徴とする方法。 - (2)アクリル酸またはメタクリル酸を適当なアルキレ
ンオキシドで約30°〜約90℃の範囲の温度で処理し
、請求項1に記載の触媒のMがFe^+^3、Cr^+
^3およびCe^+^3から選択されることから成る、
アクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステルを
製造するための請求項1に記載の方法。 - (3)アクリル酸またはメタクリル酸を適当なアルキレ
ンオキシドで約30°〜約90℃の範囲の温度で処理し
、請求項2に記載の触媒のMがFe^+^3である、ア
クリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステルを製
造するための請求項1に記載の方法。 - (4)アクリル酸またはメタクリル酸を適当なアルキレ
ンオキシドで約30°〜約90℃の範囲の温度で処理し
、請求項3に記載の触媒のyが0.2〜0.6である、
アクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステルを
製造するための請求項3に記載の方法。 - (5)ヒドロキシアクリレートを製造するための、請求
項4に記載の方法。 - (6)ヒドロキシプロピルアクリレートを製造するため
の、請求項4に記載の方法。 - (7)ヒドロキシプロピルメタクリレートを製造するた
めの請求項4に記載の方法。 - (8)ヒドロキシエチルメタクリレートを製造するため
の請求項4に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/295,692 US4910329A (en) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Process for preparing hydroxyalkyl esters |
US295692 | 1999-04-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02247153A true JPH02247153A (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=23138828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1338046A Pending JPH02247153A (ja) | 1989-01-11 | 1989-12-26 | アクリル酸およびメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルの製造法 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4910329A (ja) |
EP (1) | EP0378289B1 (ja) |
JP (1) | JPH02247153A (ja) |
AT (1) | ATE90932T1 (ja) |
CA (1) | CA2004624C (ja) |
DE (1) | DE69002008T2 (ja) |
DK (1) | DK0378289T3 (ja) |
ES (1) | ES2058773T3 (ja) |
GR (1) | GR3008249T3 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004351415A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-12-16 | Nippon Shokubai Co Ltd | クロム系触媒の回収方法 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6353061B1 (en) | 1993-05-26 | 2002-03-05 | Dentsply Gmbh | α, ω-methacrylate terminated macromonomer compounds |
US6369164B1 (en) | 1993-05-26 | 2002-04-09 | Dentsply G.M.B.H. | Polymerizable compounds and compositions |
US5998499A (en) | 1994-03-25 | 1999-12-07 | Dentsply G.M.B.H. | Liquid crystalline (meth)acrylate compounds, composition and method |
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