JPH0314593A - O―シリルo、n―ケテンアセタールの調製方法 - Google Patents

O―シリルo、n―ケテンアセタールの調製方法

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JPH0314593A
JPH0314593A JP1224720A JP22472089A JPH0314593A JP H0314593 A JPH0314593 A JP H0314593A JP 1224720 A JP1224720 A JP 1224720A JP 22472089 A JP22472089 A JP 22472089A JP H0314593 A JPH0314593 A JP H0314593A
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ウイリアム ジェイムズ シュルツ,ジュニア
John L Speier
ジョン レオポルド スペアー
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
    • C07F7/1804Compounds having Si-O-C linkages

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、0−シリルO,N−ケテンアセタール(S
NKA)、1−オルガノシロキシ−1−ジオルガノアく
ノー2,2−ジオルガノエチレンの製造方法に関する。
より詳しく述べれば、この発明は、過剰のオルガノハロ
シランの存在下でα〜ハロアミドとアルカリ金属との反
応から0−シリル○,N−ケテンアセクールを生産する
方法に関する。
?従来の技術〕 本発明の目的上、「O−シリルO,N一ケテンアセター
ル」とは、次の一般式、すなわち、R2C=C(OSi
R,,Xi−) (NR”■)(式中、各R及び各R1
はアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキ
ル基からなる群より独立に選択され、Xはフッ素原子、
塩素原子又は臭素原子であり、nは1〜3の整数である
)の化合物を指称する。
これらの化合物は、他の手段では合成するのが難しいで
あろう有機化合物の調製に有用であるため価値がある。
もう一つの最近の応用は、○−シリルO,N−ケテンア
セタールをアクリレート重合開始剤として利用するもの
である。原子団移転重合(Group Transfe
r Polymerization) (GTP)とし
て知られるこの概念は、デュポン(DuPont)社に
より開発されたものであって、次の三つの米国特許明細
書、すなわちl983年l1月8日発行のファーンハム
(Farnham)  らの第4414372号明細書
、1983年l1月22日発行のウェブスター(Web
s ter )の第4417034号明細書、及び19
85年4月2日発行のウェブスターの第4508880
号明細書に開示される。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、高純度で単離及び分離することのでき
るO−シリル○,N−ケテンアセタールを調製するため
の経済的な手順を提供することである。
〔課題を解決するための手段及び作用効果〕本発明は、
弐R2C=CO(SiR−Xz−) (NRz)を有す
る0−シリル○,N−ケテンアセタールは過剰のオルガ
ノハロシランR.,Siχ4−,lの存在下にα−ハロ
アミド 0 11 R2CCNRz X’ とアルカリ金属との反応から調製することができる、と
いう予期せざる発見を基礎としている。これらの化学構
造及び本発明の詳細を以下に示す。
本発明には、0−シリルO,N−ケテンアセタールを調
製するための公知の方法を上回るい《っかの利点がある
。本発明を、アミン又はアミドと適当な金属試薬との反
応で金属エノラートを生威し、続いてエノラートイオン
とオルガノクロロシランとを反応させることによって○
−シリルON−ケテンアセタールを調製する手順と比較
すれば、本発明には原料費がより低いという利点がある
。この技術は、アξン又はアミドと例えばリチ,ウムジ
イソブロピルアミド又は水素化カリウムのような金属性
試薬との反応による金属エノラートイオンの調製を教示
する。これらの金属性試薬は両方とも、本発明で利用す
るアルカリ金属よりもはるかに経費がかかる。上記の反
応は、テトラヒド口フランのような追加の試薬をも包含
しかねない。追加の試薬を必要とすることは、製造費を
更に追加させる。
本発明によれば、ここで説明される条件下で調製される
○−シリルO,N−ケテンアセクールの調製方法が提供
される。従ってここに記載されるのは、次の式、すなわ
ち、 R2C=C(OSiRfiX3−) (NR”z)  
又は?コlス=C(OSiRllX3−I,) (NR
”■)(上式中、各R及び各R′″はアルキル基、アル
ケニル基、アリール基又はアラルキル基からなる群より
独立に選択され、Xはフッ素原子、塩素原子又は臭素原
子であり、nは1.2又は3の値を有し、qは2〜22
の値を有する)を有するO−シリルO.N−ケテンアセ
タールを調製するための方法であって、次の工程(A)
及び(B)、すなわち、 (A)次の式、すなわち、 ? II R.CCNR”■ 又は x1 0 X′ を有するα−ハロアミド(式中、R , R”及びqは
上で定義されており、X”はハロゲン原子である)を、
式R,lSiX..を有する過剰のオルガノハロシラン
(式中、R,X及びnは上で定義されている)の存在下
にアルカリ金属と接触させる工程、(B)上記のα−ハ
ロアミド、アルカリ金属及びオルガノ八ロシラン間の反
応を促進してO−シリル○,N−ケテンアセクール及び
アルカリ金属ハロゲン化物を生戒する工程、 を含んでなる方法である。
O−シリルO,N−ケテンアセタールは、例えば、 (CH.) (CHs)C=COSi (CH:l) 
! .N(CHi)z (C)h) (CJs)C=COSi(CH3) 3 
,N(CH:l) (CJs) (CHs) (CHi)C=COSi(CH:+) 3
 ,I N(CI{3)(CHZCH=CH2)(CI!) (
CzHs)C=COSi (CH3) x .N (C
Hよ)(C6}I5) (CH3) (CHz=CHCHz)C=COSi (
CH.) y ,N(CH3)Z (CH.)(CJs)C=COSt(CHz)3 ,N
 (CH3) z (CH.) (CHi)C=COSi (CH3) z
c1  又はN(CI+)z 曙習了コ= COS i (CH z) 3N(CH3
)Z でよい。
α−ハロアξドは、例えば、N,N−ジメチル2−プロ
モイソブチルアミド、N.N一エチルメチル−2−クロ
ロ−2−メチルブチルア旦ド、N,N−メチルアリルー
2−プロモイソブチルア旦ド、N.N−メチルフェニル
ー2−クロロ−2メチルブチルアミド、 0 1I (CI{3) (C.HS)CCN(C}13)2CI 0 II (CH3) (CHZ=CHCH2)CCN(CH3)
 2  又はBr O CI でよい。
オルガノ八ロシランは、例えば、メチルトリフルオロシ
ラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラ
ン、トリメチルクロロシラン、トリメチルブロモシラン
、ジエチルジク口ロシラン、トリエチルブロモシラン、
ジイソプロピルジクロロシラン、t−プチルジメチルク
口ロシラン、ビニルトリクロロシラン、メチルビニルジ
クロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、フエニル
メチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン又は
ジフエニルジクロロシランでよい。
アルカリ金属は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリ
ウム又はそれらの合金でよい。好ましいアルカリ金属は
ナトリウムである。アルカリ金属は、2種又は3種以上
の金属の合金の形で使用してもよく、例えば固体又は溶
融した形態のナトリウム/カリウム合金を使用してもよ
い。アルカリ金属は、適当な不活性の液体、すなわち本
発明の反応物又は生或物に対して不活性な例えばバラフ
ィンのような液体に分散した分散液の形で使用しても差
支えない。アルカリ金属又はアルカリ金属の合金は、溶
融した粒子が不活性な液体に分散した分散系として使用
してもよい。
過剰のオルガノハロシランの存在下でのα−ハロア藁ド
とアルカリ金属(M)との反応は、次の全体反応により
表すことができる。
0 11 R2CCNRz+RxSiX+2M−+R2C=C(O
SiRz) (NRz) 十MX’ +MXX’ α−ハロアごド及びアルカリ金属は、次の有機金属中間
体、すなわち、 0 11 [R2CCNRzl −M” を生或すると考えられる。この非常に反応性の中間体は
、所望の○−シリルO,N−ケテンアセタールを生戒す
るのに十分なだけ過剰のオルガノハロシランの存在下で
ほぼ定量的に捕捉される。過剰のオルガノ八ロシランが
上記の有機金属中間体を実質上即座に捕捉するのに十分
でない場合には、その代りとして副生物の生成が起こる
α−ハロアミド、アルカリ金属及びオルガノハロシラン
間の反応は、α−ハロアミド及びオルガノハロシランの
ハロゲン原子が同じであるかあるいは異なるかどうかに
よって結果として単一のアルカリ金属ハロゲン化物又は
複数のアルカリ金属ハロゲン化物(MX’及びMX)の
混合物を生成することができる。このように、本発明の
目的上、「アルカリ金属ハロゲン化物」という用語は単
一のアルカリ金属ハロゲン化物又は異種のアルカリ金属
ハロゲン化物の混合物を指称する。これらの金属塩は、
反応物が金属の表面と接触するのを妨げる大量の細かい
粒子を生或する。過剰のオルガノハロシラン又は不活性
液体での希釈及び撹拌は、反応物の接触を助ける。反応
の速度は、一般に金属の露出表面及び金属の表面の状態
に影響される。
溶融したアルカリ金属は液体媒体に容易に分敗して、大
きな非常に反応性の露出領域を提供する。
反応物間の接触は、α−ハロア稟ドとアルカリ金属が反
応する間に十分なだけ過剰のオルガノハロシランが存在
するという必要条件が満たされる限りは、多くの様式で
行うことができる。接触の様式の第一の例は、バッチ反
応器へ全ての反応物をバッチ式に加えるものであって、
オルガノハロシランはO−シリル○,N−ケテ,ンアセ
タールの生産を最大限にし且つ結果として生ずる液体/
固体混合物のための希釈剤として役立つように十分過剰
に存在している。接触様弐の第二の例は、αーハロアξ
ドとオルガノハロシランの混合物すなわち本質的に等モ
ル混合物を、不活性液体中の過剰のオルガノハロシラン
及び溶融アルカリ金属に加えるものである。第三の可能
性ある接触様式は、過剰のオルガノハロシランと溶融ア
ルカリ金属の加熱混合物へα−ハロアミドを加えるもの
である。
α−ハロアミド、オルガノハロシラン及びアルカリ金属
の接触は、標準的なバッチ化学反応装置で実施すること
ができる。反応器には、アルカリ金属が液体反応媒体に
分散するのを確実にするように撹拌のための適切な手段
を準備すべきである。
本発明の目的上、「反応を促進する」とは、反応器が、
液体の反応物及び生或物と固体のアルカリハロゲン化物
の塩とにより形或されるスラリーが処理しやすい物理的
混合物になるのを確実にするのに十分な液状内容物を十
分に撹拌し、必要に応じて加熱及び冷却するような用意
を有するべきであることを意味する。
反応物、生或物及び固体の混合物が反応物の十分な接触
を可能にするための処理しやすい物理的混合物になるの
を確実にするのに十分な体の存在は、過剰のオルガノハ
ロシランを希釈剤として使用することによって容易にす
ることができる。更に、不活性の液体すなわち反応物及
び生戒物に対して不活性な液体を希釈剤として利用して
もよい。
そのような不活性液体の例は、脂肪族炭化水素、エーテ
ル、芳香族炭化水素及び鉱油である。
上に概説したように、α−ハロアξドに対するオルガノ
八ロシランの総括的な化学量論的量は1.0:1である
。やはり上で言及したように、十分なだけ過剰のオルガ
ノハロシランの存在は○シリル○,N−ケテンアセクー
ルの収量を最大にするために必要である。全ての反応物
が同時に接触するバッチ様式においては、α−ハロアミ
ドに対するオルガノハロシランの相対モル比はおよそ2
.0:1より大きく、すなわち化学量論上約100バー
セントよりも多く過剰にすぺきである。好ましくは、こ
の化学量論上の過剰は約100パーセントから400バ
ーセントまでの範囲にあるべきである。化学量論上の過
剰を100%より少なくしてもよいが、液体及び固体の
非常に濃厚なスラリーの如き反応の問題の結果として付
加的な処理上の問題が生じるかもしれない。オルガノハ
ロシランの化学量論上の過剰を上に開示したものよりも
多くしても差支えない。けれども、そのような過剰のオ
ルガノハロシランを使用することでそれ以上の利益は得
られないと発明者らは信じる。
α−ハロアミドとオルガノハロシランとの混合物がオル
ガノハロシランと溶融アルカリ金属との混合物に加えら
れる接触様式においては、α−ハロアミド及びアルカリ
金属は非常に急速に反応し、モして生或された有機金属
中間体は過剰のオルガノハロシランと反応して○−シリ
ルO,N−ケテンアセタールを生戒する。反応器内の過
剰オルガノハロシランは、α−八ロアミドと共に加えら
れるオルガノ八ロシランにより補充される。発明者らは
、オルガノハロシランの総括的な過剰がα−ハロアミド
に関してモル基準で約10パーセントよりも多いものは
α−ハロアξドの0−シリルO,N−ケテンアセタール
への最大限の転化を果すのに十分なだけの過剰であると
信じる。
上に概説したように、α−ハロアミドに対するアルカリ
金属の総括的な化学量論的量は2.o:iである。発明
者らは、5パーセント又は2.to:t程度の少しの化
学量論上の過剰でα−ハロア飽ドの全部をO−シリル○
,N−ケテンアセタールへ本質的に転化させるのに十分
であると信じる。とは言うものの、α−ハロアミドに関
するアルカリ金属の量は、α−ハロア旦ドに関して過剰
のオルガノハロシランが存在するということを条件とし
て、重要ではない。化学量論上の量より少量のアルカリ
金属は結果として未反応のα−ハロアミドを残し、そし
てそれは所望のO−シリルO.N−ケテンアセタールか
ら分離することができよう。
オルガノハロシランのほかに不活性の液体を利用する場
合には、上で概説したオルガノハロシランの化学量論上
の過剰をα−ハロア稟ドの転化を最大限にするのに十分
なだけの水準まで比例して低下させることができる。
反応物間の接触温度は反応速度に影響を及ぼす。
しかしながら、上で言及したように、α−ハロアミドの
○−シリル○,N−ケテンアセタールへの転化の度合は
十分なだけ過剰のオルガノハロシランの関数である。温
度は、アルカリ金属又はアルカリ金属合金を溶融状態に
維持することが所望される場合に影響を与える。接触の
温度には、不活性の液体を加え又は圧力を適用してそこ
まで液体l昆合物を加熱することのできる温度を上昇さ
せることによって影響を及ぼすことができる。一例とし
て、接触及び反応は周囲温度からオルガノハロシランの
大気沸騰温度又は還流温度までの温度で行うことができ
、還流条件でのトリメチルクロロシランは温度を約58
“Cよりも高くする。不活性液体とオルガノハロシラン
との混合物を利用して温度をアルカリ金属の融点よりも
高くすることができ、例えば、オクタンとトリメチルク
ロロシランとの混合物はナトリウムの融点(97.5゜
C)よりも高い還流温度を提供するように配合すること
ができる。
プロセスを完了するのに必要とされる時間は、反応混合
物の温度とアルカリ金属の形態とによって確定される。
例えば、反応物及び溶媒の両方としてトリメチルクロロ
シランを使用すれば、還流時の温度は約50〜60゜C
になり、そしてα−ハロアミドの本質的に完全な反応を
果すのに必要とされる接触時間は2時間よりも長く、し
ばしば約IO時間よりも長くなる。更に別の例として、
オクタンどトリメチルク口ロシランとの沸点が約105
゜Cの混合物を作って反応混合物中に溶融ナトリウムを
用意することができる。これらの後者の条件下では、α
−八ロアミドを本質的に完全に消費するための時間は1
時間以下にすることができよう。
本発明の方法は更に、O−シリル○.N−ケテンアセタ
ールを単離及び分離することを包含する.○−シリル○
,N−ケテンアセクールの分離及び単離は、液体/固体
混合物からO−シリル○.N一ケテンアセタールを蒸留
することにより果すことができる。より好ましくは、0
−シリルO,N−ケテンアセタールを分離及び単離する
ことには、最初にアルカリ金属ハロゲン化物の塩を除去
し、次いで蒸留によってO−シリル0,N−ケテンアセ
タールを回収することが包含される.上記の塩は、1モ
ルのO−シリルO.N−ケテンアセタールにつき2モル
の量で発生する。これらの塩は、粗反応混合物から塩を
ろ過するような公知の技術により取除くことができる。
加圧ろ過のようないずれの工業的ろ過方法を利用しても
よい。
塩を除去する前又は後の粗生戒物混合物からの所舅のO
−シリルO.N−ケテンアセクールの回収は、蒸留の如
き公知の技術により果すことができる.下記の例では、
本発明の方法により調製されたO−シリル○.N−ケテ
ンアセタールは蒸留によって約80重量%よりも高い純
度まで回収することができる、ということが示された.
更に、過剰のオルガノハロシランも蒸留により単離及び
分離して、可能な再循環によるプロセスへの戻しを容易
にすることができる。
〔実施例〕
当業者が本発明をよりよく理解できるように、以下の例
を提供する。この例は例示として提供するものであって
、特許請求の範囲に記載される本発明を限定するものと
解すべきではない。
班土 0−シリルO,N−ケテンアセタールをα−ハロアξド
、アルカリ金属及びオルガノハロシランの反応から調製
した。
機械式撹拌機と還流冷却器とを取付けた50dフラスコ
へ、トリメチルクロロシラン28.0 g (0.25
8グラムモル)及び切断して約0.2gの小片にされた
金属ナトリウム2.67 g (0.116グラム原子
)を入れた。還流冷却器にアルゴンの入口を取付けた。
10 g ( 0.0515グラムモル)のN,N−ジ
メチル−2−プロモイソブチルアミドを分割せずに加え
た。
このN,N−ジメチル−2−プロモイソブチルアミドは
、この反応のために下記において説明するように調製し
た. 反応の過程を通じて上記のフラスコをアルゴンでパージ
した。上記の混合物を還流温度まで加熱し、そして20
時間保持した.液体試料を採取し、ガスクロマトグラフ
ィー技術により分析した。フレームイオン化検出器を用
いる毛管クロマトグラフを利用して分析中の生戒物の分
解を最小限にした。分析によって、出発α−プロモアミ
ドのおおよそ87.0パーセントの転化率が示され、そ
して消費されたα−ブロモアごドの73.5パーセント
が〇一シリルO,N−ケテンアセタール、すなわち、(
CI13) 2C = C [OSi (CI+2) 
zl [N (CH3) 2]に転化されたことが示さ
れた。
フラスコ内の混合物を還流条件に保持し続けた。
還流下で合計して40時間後に別の試料を採取した。
分析から、95.3バーセントのプロモアミドが消費さ
れており、○−シリルO,N−ケテンアセクールの収率
は80.6パーセントであることが示された.反応混合
物から吸引ろ過により固形物を除去した。ろ液を減圧下
で蒸留した.生戒物の沸点は20IIIIIIHgで6
5〜67゜Cであった。回収された生或物のガスクロマ
トグラフィーによる分析の結果、この生或物は80パー
セントより多くがO−シリルO,N−ケテンアセタール
であることが示された。
上記のN,N−ジメチル−2−プロモイソブチルアミド
は、2−プロモイソブチリルプロミドとジメチルアミン
との反応から調製された。この2一プロモイソブチリル
ブロミドは、米国ウィスコンシン州ミルウォーキーのア
ルドリッチ・ケミカル社(Aldrich Chemi
cal)より購入した。
乾燥したジメチルアξンをヘキサンに加えた。
このアミン/ヘキサン混合物へ、2−プロモイソブチリ
ルブロミドを混合物が決して40″Cを超えないような
速度で加えた。この酸性臭化物の添加には約1時間を要
した。系全体はアルゴン雰囲気下に保持した。反応混合
物を一晩混合させた。この混合物を実験室用吸引ろ過器
でろ過した。固形物を追加のヘキサンで洗浄した。ろ液
及び洗浄ヘキサンを一緒にし、そしてこの一緒にした混
合物をガスクロマトグラフィー及び質量分析により分析
した。所望のN,N−ジメチル−2−プロモイソブチル
アミドが主要戒分であることが確認された。
回転蒸発器でもって混合物からヘキサンを除去した。残
りの粗生底物を真空下で蒸留した。この生或物の沸点は
1mmHgで59〜60゜Cであった。蒸留収率は出発
酸性臭化物を基準として90パーセントであった。
上記の結果は、α−ハロア旦ドとアルカリ金属及び過剰
のオルガノハロシランとの反応から高収率の0−シリル
○,N−ケテンアセタールを調製することができるとい
うことを示している。
手続補正書(方式) 平或2年1月18日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、次の式、すなわち、 R_2C=C(OSiR_nX_3_−_n)(NR^
    a_2)又は▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、各R及び各R^2はアルキル基、アルケニル
    基、アリール基又はアラルキル基からなる群より独立に
    選択され、Xはフッ素原子、塩素原子又は臭素原子であ
    り、nは1、2又は3の値を有し、qは2〜22の値を
    有する)を有するO−シリルO,N−ケテンアセタール
    を調製するための方法であって、次の工程(A)及び(
    B)、すなわち、 (A)次の式、すなわち、 ▲数式、化学式、表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼ を有するα−ハロアミド(式中R、R^aおよびqは上
    で定義されており、X^iはハロゲン原子である)を、
    式R_nSiX_4_−_nを有する過剰のオルガノハ
    ロシラン(式中、R、X及びnは上で定義されている)
    の存在下にアルカリ金属と接触させる工程、(B)上記
    のα−ハロアミド、アルカリ金属及びオルガノハロシラ
    ン間の反応を促進してO−シリルO,N−ケテンアセタ
    ール及びアルカリ金属ハロゲン化物を生成する工程、 を含んでなる、上記の方法。 2、当該O−シリルO,N−ケテンアセタールを単離及
    び分離することを更に包含している、請求項1記載の方
    法。 3、当該O−シリルO,N−ケテンアセタールを単離及
    び分離することに蒸留するより前に前記アルカリ金属ハ
    ロゲン化物を除去することが更に含まれている、請求項
    2記載の方法。
JP1224720A 1988-09-02 1989-09-01 O―シリルo、n―ケテンアセタールの調製方法 Expired - Lifetime JPH0670071B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US239917 1988-09-02
US07/239,917 US4824980A (en) 1988-09-02 1988-09-02 Process to produce O-silyl O,N-ketene acetals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0314593A true JPH0314593A (ja) 1991-01-23
JPH0670071B2 JPH0670071B2 (ja) 1994-09-07

Family

ID=22904303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1224720A Expired - Lifetime JPH0670071B2 (ja) 1988-09-02 1989-09-01 O―シリルo、n―ケテンアセタールの調製方法

Country Status (6)

Country Link
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