JPS5827257B2 - Takashiki carbon sun mataha sonokinzokuen no seizouhouhou - Google Patents

Takashiki carbon sun mataha sonokinzokuen no seizouhouhou

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JPS5827257B2
JPS5827257B2 JP48052274A JP5227473A JPS5827257B2 JP S5827257 B2 JPS5827257 B2 JP S5827257B2 JP 48052274 A JP48052274 A JP 48052274A JP 5227473 A JP5227473 A JP 5227473A JP S5827257 B2 JPS5827257 B2 JP S5827257B2
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Japan
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reaction
cpd
carboxylic acid
acid
polycyclic
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学 花本
守正 荒川
潤一郎 大坪
明郷 片ノ坂
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Zeon Corp
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Nippon Zeon Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特殊な多環式オレフィンからそのカルボン酸誘
導体を製造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing carboxylic acid derivatives of special polycyclic olefins.

本発明者はさきに、シクロペンタジェン(以下CPDと
いう)の3および/または4量体の環内不飽和基をカル
ボキシル化することにより、特異な機能を有する脂環式
カルボン酸またはその金属塩を製造する方法を発明した
(特願昭47−95517、同48−452、同48−
453)。
The present inventors have previously discovered an alicyclic carboxylic acid or a metal salt thereof having a unique function by carboxylating the endocyclic unsaturated group of a 3- and/or 4-mer of cyclopentadiene (hereinafter referred to as CPD). Invented a method for manufacturing (Patent Applications 1987-95517, 1986-452, 1983-1999)
453).

CPDの3および/または4量体は、ジシクロペンタジ
ェンにCPDが1ないし2分子付加した化学構造をもつ
ものである。
CPD trimers and/or tetramers have a chemical structure in which one or two molecules of CPD are added to dicyclopentadiene.

本発明者はこのたび、上記のジシクロペンタジェンの代
りに、テトラまたはヘキサ−ヒドロインデンまたはそれ
らのアルキル置換体を出発物質とし、これに1ないし2
分子のCPDを付加して得られる、エンドメチレンする
下記のような多環式オレフィン もまた、これをカルボキシル化することにより上記特願
の場合と同様に特異な作用効果を有する多環式カルボン
酸またはその金属塩が得られることを見出した。
The present inventors have recently discovered that, in place of the above-mentioned dicyclopentadiene, tetra- or hexa-hydroindene or their alkyl substituted products are used as starting materials, and 1 to 2
Endomethylene polycyclic olefins such as those shown below, obtained by adding CPD molecules, can also be carboxylated to produce polycyclic carboxylic acids that have specific effects similar to the case of the above patent application. or its metal salt can be obtained.

従来から、種々のオレフィンにカルボキシル基が導入で
きることはよく知られており、ジシクロペンタジェンや
ノルボルネンをカルボキシル化スることも知られている
It has been well known that carboxyl groups can be introduced into various olefins, and it is also known that dicyclopentadiene and norbornene can be carboxylated.

しかしながらこの上うな2環式オレフィン(ただしエン
ドメチレン基によって形成された環は数えない。
However, such bicyclic olefins (however, the rings formed by endomethylene groups are not counted).

以下同じ)から誘導されたカルボン酸では、本発明の目
的とする特異な作用効果は得られない。
Carboxylic acids derived from carboxylic acids (the same applies hereinafter) cannot provide the specific effects aimed at by the present invention.

しかるに、3環以上の多環式オレフィンをカルボキシル
化した例はこで示される骨核を有する種々の多環式オレ
フィンにカルボキシル基を導入してその性質を調べたと
ころ、3ないし4環式のカルボン酸が本発明の目的を遠
戚することをつきとめた。
However, when a carboxyl group was introduced into various polycyclic olefins having a bone core and their properties were investigated, an example of carboxylation of a polycyclic olefin having three or more rings was found. It has been found that carboxylic acids are distantly related to the object of the present invention.

本発明の目的としている特異な作用効果とは、カルボン
酸の状態では樹脂状になり得、かつアルカリ金属塩の状
態では水中で優れた界面活性を示すことである。
The unique action and effect aimed at by the present invention are that in the carboxylic acid state, it can become resinous, and in the alkali metal salt state, it exhibits excellent surface activity in water.

この特異な性質は、現在工業的に利用できるものとして
は天然の松樹中から採取されるロジン(脂環構造の3環
式モノカルボン酸)にしか例を見ない。
This unique property can only be found in rosin (a tricyclic monocarboxylic acid with an alicyclic structure) extracted from natural pine trees, which is currently available industrially.

それ数本発明はロジンと同効の物質を合成する方法を提
供するものである。
In addition, the present invention provides a method for synthesizing a substance having the same efficacy as rosin.

本発明はテトラまたはヘキサ−ヒドロインデンに工ない
し2分子のシクロペンタジェンを付加し核を有する多環
式オレフィン(以下単に多環式オレフィンという)を使
用したもので、これから誘される骨核を有する多環式カ
ルボン酸(以下単に多環式カルボン酸という)またはそ
の金属塩は新規物質であって、ロジンと同効の作用を呈
することが判明した。
The present invention uses a polycyclic olefin (hereinafter simply referred to as polycyclic olefin) having a nucleus obtained by adding one or two molecules of cyclopentadiene to tetra- or hexa-hydroindene, and the bone nucleus derived from the polycyclic olefin is used. It has been found that the polycyclic carboxylic acid (hereinafter simply referred to as polycyclic carboxylic acid) or its metal salt is a new substance and exhibits the same effect as rosin.

しかも本発明の方法によれば、CPDの3ないし4量体
を出発物質とする場合よりも一層高い選択性をもってモ
ノカルボン酸を合成することができる。
Moreover, according to the method of the present invention, monocarboxylic acids can be synthesized with higher selectivity than when using CPD trimers or tetramers as starting materials.

なぜならCPDの3ないし4量体には2ケのノルボルネ
ン環をもったオレフィンが含まれ易いが、テトラまたは
ヘキサ−ヒドロインデンにCPDを付加したものにはノ
ルボルネン環が1ケしか形成されず、テトラ−ヒドロイ
ンデンを用いた場合に形成する他の1つの不飽和基もそ
れは反応性の低い、シクロペンテンまたはシクロヘキセ
ン環となるからである。
This is because tri- or tetramers of CPD tend to contain olefins with two norbornene rings, but when CPD is added to tetra- or hexa-hydroindene, only one norbornene ring is formed; - Another unsaturated group formed when hydroindene is used is a cyclopentene or cyclohexene ring, which has low reactivity.

たgしその場合強いカルボキシル化条件下ではジカルボ
ン酸とすることもできる。
However, under strong carboxylation conditions it can also be a dicarboxylic acid.

以上から明らかなように本発明は、テトラまたはヘキサ
−ヒドロインデンまたはそれらのアルキル置換体に、1
ないし2分子のCPDを付加して得られる多環式オレフ
ィンに、適当な試薬を反応して環内不飽和基にカルボキ
シル基を導入することを特徴とする多環式カルボン酸ま
たはその金属塩の製造方法であり、カルボキシル基の導
入方法としては■一酸化炭素供給体を反応する■いった
んハロゲン化するかもしくはしないで、シアンイオン供
給体を反応させ、シアノ化した後加水分解する■・・ロ
ゲン化し、ついで金属マグネシウムを作用せしめた後、
二酸化炭素を反応させる方法がある。
As is clear from the above, the present invention provides tetra- or hexa-hydroindene or an alkyl substituted product thereof with 1
A polycyclic carboxylic acid or a metal salt thereof characterized in that a polycyclic olefin obtained by adding one or two molecules of CPD is reacted with a suitable reagent to introduce a carboxyl group into an unsaturated group in the ring. This is a manufacturing method, and the method for introducing a carboxyl group is: ■ React with a carbon monoxide donor ■ React with a cyanide ion donor, with or without halogenation, cyanate and then hydrolyze ■...Rogen After being treated with metallic magnesium,
There is a method of reacting carbon dioxide.

テトラヒドロインデンとして最も得易い3a・4 ・7 7a−テトラヒドロインデンは なる構造式で示され、CPDと1・3−ブタジェンとを
200℃以上に加熱することにより容易に合成すること
ができる。
3a.4.7 7a-Tetrahydroindene, which is the most easily obtained tetrahydroindene, is represented by the following structural formula, and can be easily synthesized by heating CPD and 1.3-butadiene to 200° C. or higher.

またCPDとイソプレンとを熱付加反応させると5また
は6位にメチル基が付いた、3a・4・7・7a−テト
ラヒドロインデンのアルキル置換体が得られる。
Further, when CPD and isoprene are subjected to a thermal addition reaction, an alkyl-substituted 3a.4.7.7a-tetrahydroindene with a methyl group attached at the 5th or 6th position is obtained.

同様にして、種々のアルキル置換体が、■・3−ブタジ
ェンのアルキル置換体とCPDのアルキル置換体との熱
付加反応によって合成することができる。
Similarly, various alkyl-substituted products can be synthesized by thermal addition reactions between 1.3-butadiene alkyl-substituted products and CPD alkyl-substituted products.

置換しているアルキル基としてはメチル基、エチル基、
n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−
ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができ、置換基
の数は2ヶ以上であってもよい。
Substituted alkyl groups include methyl group, ethyl group,
n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-
Examples include butyl group, t-butyl group, etc., and the number of substituents may be two or more.

またインデンを部分的に水素化してもテトラヒドロイン
デンを得ることができる。
Tetrahydroindene can also be obtained by partially hydrogenating indene.

水素化を更に進めるとヘキサヒドロインデンが得られる
Further hydrogenation yields hexahydroindene.

ヘキサヒドロインデンはまたシクロペンテンと1・3−
ブタジェンとの熱付加反応によっても得ることができる
Hexahydroindene is also cyclopentene and 1,3-
It can also be obtained by thermal addition reaction with butadiene.

テトラまたはヘキサ−ヒドロインデンまたはそれらのア
ルキル置換体に1ないし2分子のCPDを付加するには
、該ヒドロインデンにCPDまたはジシクロペンタジェ
ンを加えて熱付加反応することによって得ることができ
る。
One or two molecules of CPD can be added to tetra- or hexa-hydroindene or an alkyl substituted product thereof by adding CPD or dicyclopentadiene to the hydroindene and carrying out a thermal addition reaction.

熱付加反応は160℃以上の温度、殊に200℃以上の
温度で進行するが、250℃以上になると3分子または
それ以上のCPDが付加した高次付加体あるいは別の反
応機構で進む重合体の生成量が増加して目的とする付加
体が得難くなる。
The thermal addition reaction proceeds at a temperature of 160°C or higher, especially 200°C or higher, but when the temperature reaches 250°C or higher, a higher order adduct with three or more molecules of CPD added or a polymer that proceeds by a different reaction mechanism. The amount of produced increases, making it difficult to obtain the desired adduct.

CPDの付加物には更にCPDが付加反応するため、適
温範囲(2000〜230℃)で反応した場合であって
もCPDの付加反応は多分子性をとる。
Since CPD further undergoes an addition reaction with the CPD adduct, the CPD addition reaction takes on polymolecular properties even when the reaction is carried out at an appropriate temperature range (2000 to 230°C).

従ってCPDの付加分子数が1および/または2の付加
物のみを収得するためには適当な反応率に達したときに
反応を中止し、未反応物を回収した後生酸物中から目的
の付加物のみを蒸留によって分取するのがよい。
Therefore, in order to obtain adducts with only 1 and/or 2 CPD molecules, the reaction should be stopped when an appropriate reaction rate is reached, and after collecting unreacted products, the desired addition product should be removed from the raw acid. It is best to separate only the substances by distillation.

しかし、本発明の出発物質中にヒドロインデンあるいは
3分子以上のCPDの付加物が混入していても、本発明
の目的に重大な障害を与えることはないので、用途によ
っては許容でき、従ってCPDの付加操作は上記の方法
に限定される必要はない。
However, even if hydroindene or an adduct of three or more molecules of CPD is mixed in the starting material of the present invention, it does not seriously impede the purpose of the present invention, and is therefore acceptable depending on the application. The addition operation need not be limited to the above method.

例えばCPDと1・3−ブタジェンとを熱付加反応して
テトラヒドロインデンを合成する際に、反応温度を高く
する(230℃前後)か、あるいはCPDを過剰に配合
すると、テトラヒドロインデンとともに、そのCPD付
加物も多量に生成するので、一段で得ることもできる。
For example, when synthesizing tetrahydroindene by thermal addition reaction of CPD and 1,3-butadiene, if the reaction temperature is raised (around 230°C) or if CPD is blended in excess, CPD will be added together with tetrahydroindene. It also produces a lot of things, so you can get them in one step.

かくして得られた多環式オレフィンにカルボキシル基を
導入するには、既に周知の方法および反応条件を適用す
ることができる。
In order to introduce a carboxyl group into the polycyclic olefin thus obtained, well-known methods and reaction conditions can be applied.

本発明で採用されるカルボキシル化反応の第1の方法は
一酸化炭素供給体を反応させることによって行なわれる
が、もとより一酸化炭素自体を反応させて行なう方法も
採用できる。
The first method of carboxylation reaction employed in the present invention is carried out by reacting a carbon monoxide donor, but of course a method in which carbon monoxide itself is reacted can also be adopted.

就中代表的な方法としてはオキソ合成またはオレフィン
に刻するレツペ反応と呼ばれている、一酸化炭素の付加
反応がある。
Among these, a representative method is the addition reaction of carbon monoxide, which is called oxo synthesis or the Retzpe reaction in which olefins are chopped.

多環式オレフィンに周期律表第■族の金属系触媒たとえ
ば炭酸コバルトや酢酸コバルトのようなコバルト塩、あ
るいはこれらから誘導されるコバルトカルボニルの存在
下、要すればアミンのような水素供給体となる助触媒の
共存下に、水、アルコールまたは水素を介在させつつ一
酸化炭素を加圧下に作用させると、まずノルボルネン環
の不飽和基にヒドロカルボニル付加反応が起る。
The polycyclic olefin is treated with a metal catalyst of group Ⅰ of the periodic table, such as a cobalt salt such as cobalt carbonate or cobalt acetate, or a cobalt carbonyl derived from these, and if necessary with a hydrogen donor such as an amine. When carbon monoxide is applied under pressure in the presence of a promoter such as water, alcohol, or hydrogen, a hydrocarbonyl addition reaction first occurs to the unsaturated group of the norbornene ring.

触媒としてはコバルトのほか、ニッケル、鉄、パラジウ
ム、ロジウム等も使用できる。
In addition to cobalt, nickel, iron, palladium, rhodium, etc. can also be used as a catalyst.

水の介在下では付加したカルボニルに水酸基が入って多
環式オレフィンのノルボルネン不飽和基の炭素にカルボ
キシル基が導入される。
In the presence of water, a hydroxyl group enters the added carbonyl, and a carboxyl group is introduced into the carbon of the norbornene unsaturated group of the polycyclic olefin.

またアルコールの介在下では同様にしてカルボン酸エス
テルが導入され、更に水素の介在下ではアルデヒド基が
導入される。
Further, in the presence of alcohol, a carboxylic acid ester is similarly introduced, and further in the presence of hydrogen, an aldehyde group is introduced.

ここに得られるエステルおよびアルデヒドはそのままで
も新規な樹脂として利用できるが、これらはそれぞれ加
水分解、および酸化するとカルボン酸またはカルボン酸
のアルカリ金属塩となる。
The esters and aldehydes obtained here can be used as they are as new resins, but when they are hydrolyzed and oxidized, they become carboxylic acids or alkali metal salts of carboxylic acids.

直接カルボン酸を得た場合にも、これを水酸化アルカリ
、炭酸アルカリ、水酸化アルカリ土金属その他の金属化
合物と処理するとカルボン酸の金属塩となることは云う
までもない。
Needless to say, even when a carboxylic acid is obtained directly, a metal salt of the carboxylic acid is obtained when this is treated with an alkali hydroxide, an alkali carbonate, an alkaline earth metal hydroxide, or other metal compound.

この方法によれば、一酸化炭素の吸収量を追跡すること
によって多環式オレフィンに列するカルボキシル基の導
入割合を調節することができ、場合によっては副反応を
制御するために反応率を低下し、あるいは逆にテトラヒ
ドロインデンを使用した場合には反応を過度に進行させ
ることによってノルボルネン環にのみカルボキシル基が
導入されて得られるモノカルボン酸とシクロペンテン環
またはシクロヘキセン環にもカルボキシル基が導入され
て得られるジカルボン酸とを任意の比率で合成すること
ができる。
According to this method, the introduction rate of carboxyl groups into polycyclic olefins can be adjusted by monitoring the amount of carbon monoxide absorbed, and in some cases, the reaction rate can be reduced to control side reactions. Or, conversely, when tetrahydroindene is used, by allowing the reaction to proceed excessively, a carboxyl group is introduced only into the norbornene ring, resulting in a monocarboxylic acid and a carboxyl group is also introduced into the cyclopentene ring or cyclohexene ring. The resulting dicarboxylic acid can be synthesized in any ratio.

またコツホ型反応によって、一酸化炭素を酸触媒下で反
応させてもカルボニル化され、後に加水することによっ
てカルボキシル基とすることができる。
In addition, carbon monoxide can also be carbonylated by reacting with an acid catalyst by a Kotsuzo type reaction, and can be converted into a carboxyl group by subsequent addition of water.

酸触媒としては硫酸、りん酸、弗化水素、三弗化はう素
等が使用でき、加圧下に一酸化炭素を作用せしめる。
As the acid catalyst, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrogen fluoride, fluorine trifluoride, etc. can be used, and carbon monoxide is applied under pressure.

酸触媒下では一酸化炭素に替えて、これを発生すること
のできるカルボニル化合物、例えばぎ酸を使用すること
ができる。
Under acid catalysis, carbonyl compounds capable of generating carbon monoxide, such as formic acid, can be used instead of carbon monoxide.

ぎ酸を使用するときには過酸化物を触媒として使用する
こともできる。
When using formic acid, peroxides can also be used as catalysts.

本発明で採用されるカルボキシル化反応の第2の方法は
、シアンイオン供給体たとえばシアン化水素やシアン化
金属を反応させて二) IJル化合物とし、これを加水
分解してカルボン酸またはその金属塩を得るものである
The second method of the carboxylation reaction employed in the present invention is to react a cyanide ion donor such as hydrogen cyanide or metal cyanide to form an IJ compound, which is then hydrolyzed to give a carboxylic acid or its metal salt. It's something you get.

多環式オレフィンに周期律表第■族の金属の錯化合物、
たとえばパラジウムやニッケルのトリフェニルフォスフ
イン錯体やコバルトカルボニル、ニッケルカルボニル等
ヲ触媒としてシアン化水素を作用させると、電子吸引基
のない環内不飽和基であっても、付加反応が進行してモ
ノシアネートが得られる。
A complex compound of a polycyclic olefin and a metal from group II of the periodic table,
For example, when hydrogen cyanide acts as a catalyst on palladium or nickel triphenylphosphine complexes, cobalt carbonyl, nickel carbonyl, etc., an addition reaction progresses to form monocyanate even if the ring is an unsaturated group that does not have an electron-withdrawing group. can get.

テトラヒドロインデンにCPDを付加して得られる多環
式オレフィンからは強い反応条件を適用することによっ
てジシアネートを得ることもできる。
Dicyanate can also be obtained from a polycyclic olefin obtained by adding CPD to tetrahydroindene by applying strong reaction conditions.

モノシアネートを合成するには多環式オレフィンのノル
ボルネン環不飽和基に予めハロゲン化試薬を反応させて
ハライドとしておき、これにシアンイオン供給体を置換
させてもよい。
In order to synthesize a monocyanate, the norbornene ring unsaturated group of a polycyclic olefin may be reacted with a halogenating reagent in advance to form a halide, and the halide may be substituted with a cyanide ion donor.

ハロゲン化試薬としては塩化水素および臭化水素が例示
できる。
Examples of the halogenating reagent include hydrogen chloride and hydrogen bromide.

またシアンイオン供給体としてはシアン化ナトリウム、
シアン化カリウム等のシアン化アルカリ金属や、シアン
化銅のようなシアン化金属が適している。
In addition, as a cyanide ion donor, sodium cyanide,
Alkali metal cyanides such as potassium cyanide and metal cyanides such as copper cyanide are suitable.

シアン化アルカリを使用したときは、置換反応は100
℃前後の温度でも進行しうるが、ジメチルスルホキシド
のような極性溶剤を使用するのが好ましい。
When using alkali cyanide, the substitution reaction is 100
Although it may proceed at temperatures around 0.degree. C., it is preferred to use a polar solvent such as dimethyl sulfoxide.

あるいはジャーナル・オブ・ジ・アメリカン・ケミカル
・ソサエティ第93巻第195頁(1971年)に記載
の方法に従って原料物質を有機溶媒に加え、シアン化ア
ルカリを水に加え、この間にトリカプリルメチルアンモ
ニウムのような高級アルキル基をもった第4級アンモニ
ウム塩あるいはヘキサデシルトリブチルホスホニウムブ
ロマイドのようなホスホニウム塩を介在させることによ
り水中から有機層へシアンイオンを運ぶ方法も採用する
ことができる。
Alternatively, according to the method described in Journal of the American Chemical Society Vol. 93, p. It is also possible to adopt a method of transporting cyanide ions from water to the organic layer by intervening a quaternary ammonium salt having a higher alkyl group such as phosphonium salts such as hexadecyltributylphosphonium bromide.

本発明で採用されるカルボキシル化反応の第3の方法は
、上側と同様にまず多環式オレフィンをハライドとし、
これに金属マグネシウムを作用させてグリニヤ試薬を形
成せしめ、ついで二酸化炭素を吹込んでグリニヤ反応を
起し、加水することによってカルボキシル化するもので
ある。
The third method of carboxylation reaction adopted in the present invention is to first convert a polycyclic olefin into a halide, as in the above method, and
This is treated with metallic magnesium to form a Grignard reagent, and then carbon dioxide is blown into it to cause a Grignard reaction, followed by carboxylation by adding water.

以上に記述した方法はいずれを採用しても本発明の目的
を達成できるが、反応時間、反応温度、圧力条件、溶媒
の種類、触媒の種類等は適宜決定されるものであってそ
れらを任意に選択しても本発明の技術的範囲を逸脱する
ものではない。
The purpose of the present invention can be achieved by employing any of the methods described above, but the reaction time, reaction temperature, pressure conditions, type of solvent, type of catalyst, etc. are determined as appropriate, and these can be arbitrarily determined. Even if this is selected, it does not depart from the technical scope of the present invention.

本発明によって得られる多環式カルボン酸は、前記した
ようにロジンまたはその誘導体と同様の用途に使用して
優れた効果をもたらす。
The polycyclic carboxylic acid obtained by the present invention can be used in the same applications as rosin or its derivatives, as described above, to bring about excellent effects.

塗料、インキ、接着剤等の配合剤として使用する場合に
はカルボン酸のままの形でも使用できるが、多価アルコ
ールまたは1価アルコールでエステル化し、あるいは周
期律表第■族の金属塩として酸価を低下するとともに分
子量を大きくして使用する方が効果が高い。
When used as a compounding agent for paints, inks, adhesives, etc., the carboxylic acid can be used as it is, but it can be esterified with a polyhydric alcohol or monohydric alcohol, or as a metal salt of group Ⅰ of the periodic table. It is more effective to lower the molecular weight and increase the molecular weight.

エステル化するときは本発明で得られるカルボン酸を常
法によりアルコールと縮合反応するか、あるいは多環式
オレフィンにアルコール介在下で一酸化炭素を反応させ
て直接エステル体を製造するか、もしくは製造したエス
テルが1価アルコールのエステルであれば、更にこれと
多価アルコールとでエステル交換を行なうことによって
得られる。
When esterifying, the carboxylic acid obtained in the present invention is subjected to a condensation reaction with alcohol using a conventional method, or a polycyclic olefin is reacted with carbon monoxide in the presence of alcohol to directly produce an ester, or If the obtained ester is an ester of a monohydric alcohol, it can be obtained by further transesterifying this with a polyhydric alcohol.

アルカリ土金属塩として使用するときは多環式カルボン
酸に金属酸化物あるいは金属水酸化物を反応するか、ま
たは該カルボン酸のアルカリ金属塩と水溶性無機アルカ
リ土金属塩との間で複分解することにより得ることがで
きる。
When used as an alkaline earth metal salt, a polycyclic carboxylic acid is reacted with a metal oxide or metal hydroxide, or metathesized between an alkali metal salt of the carboxylic acid and a water-soluble inorganic alkaline earth metal salt. This can be obtained by

以上のような□分子量を高くして使用する場合にはジカ
ルボン酸を副生せしめたもの、あるいはカルボキシル化
反応中に他の反応機構で副生ずる二量化体等の高分子生
成物を多量に含有するものがむしろ有利である。
□ When used with a high molecular weight as described above, it contains a large amount of polymer products such as dicarboxylic acid by-produced or dimerized by-produced by other reaction mechanisms during the carboxylation reaction. It is rather advantageous to do so.

一方、本発明によって得られる金属塩、殊にアルカリ塩
は水中で界面活性効果を示すので、洗浄剤や乳化剤とし
て有用であり、特にこれが樹脂状を呈することを利用し
て、製紙用サイズ剤、および合成ゴムや合成樹脂の乳化
重合における乳化剤として利用すれば工業的価値が犬で
ある。
On the other hand, the metal salts obtained by the present invention, especially the alkali salts, exhibit a surfactant effect in water and are therefore useful as detergents and emulsifiers.In particular, the metal salts obtained by the present invention are useful as detergents and emulsifiers. It also has industrial value if used as an emulsifier in the emulsion polymerization of synthetic rubbers and synthetic resins.

この場合にはモノカルボン酸塩が好ましい。In this case, monocarboxylic acid salts are preferred.

なお、前記したように分子量を高(して利用する場合に
は、テトラまたはヘキサ−ヒドロインデンに3分子以上
のCPDが付加した多環式オレフィンが相当量混入した
ものを出発原料として使用することもできる。
In addition, as mentioned above, when using a high molecular weight product, a material containing a considerable amount of a polycyclic olefin in which three or more molecules of CPD are added to tetra- or hexa-hydroindene should be used as a starting material. You can also do it.

またへキサヒドロインデンから誘導した本発明のカルボ
ン酸は多環式疎水基に不飽和基が存在していないので化
学的に安定であるという利点がある。
Furthermore, the carboxylic acid of the present invention derived from hexahydroindene has the advantage of being chemically stable since no unsaturated group is present in the polycyclic hydrophobic group.

次に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。Next, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.

実施例 1 ブタジェンとCPDとの等モル混合物を230℃で1時
間、自圧下に反応させた生成物から精密分別蒸留により
純度90%の3a・4・7・7aテトラヒドロインデン
を調製した。
Example 1 3a.4.7.7a tetrahydroindene with a purity of 90% was prepared by precision fractional distillation from the product obtained by reacting an equimolar mixture of butadiene and CPD at 230° C. for 1 hour under autogenous pressure.

不純物はブタジェンとCPDとの共二量化によってでき
た配位異性体で、主としてビニルノルボルネン、ジシク
ロペンタジェンおよびビニルシクロヘキセンから成って
いた。
The impurities were coordination isomers formed by codimerization of butadiene and CPD, consisting primarily of vinylnorbornene, dicyclopentadiene, and vinylcyclohexene.

ここに得られた精留品10モルを230℃に保温攪拌し
、その中へ6時間にわたってジシクロペンタジェン3モ
ルを滴下した。
10 moles of the thus obtained rectified product were stirred while keeping the temperature at 230°C, and 3 moles of dicyclopentadiene was added dropwise thereto over 6 hours.

滴下終了後分別蒸留し、90℃〜110℃/10mmH
gおよび110°〜140℃/ 10 rtanHgの
沸点範囲の留分をそれぞれ分取した。
After completion of dropping, fractional distillation is carried out at 90℃~110℃/10mmH.
A fraction with a boiling point range of 110° to 140°C/10 rtanHg was collected.

ガスクロマトグラムを求め、更に分取式ガスクロマトグ
ラフによって分離した各成分をNMRによって構造を確
認した結果前者の第1留分は1分子のCPDが付加して
できた共3量体であり(少量のトリシクロペンタジェン
等の3量化異性体を含有)、後者の第2留分は共3量体
70%、共4量体(共3量体に更に1分子のCPDが付
加したもの)20%およびその他の配位異性体10%の
混合物であった。
A gas chromatogram was obtained, and the structure of each component separated by a preparative gas chromatograph was confirmed by NMR. The result was that the first fraction of the former was a co-trimer formed by adding one molecule of CPD (a small amount of The second fraction of the latter contains 70% co-trimer and 20% co-tetramer (one molecule of CPD added to the co-trimer). and other coordination isomers at 10%.

第1留分として得た共3量体130grをベンゼン13
0 gr 、ジコバルトオクタカルボニル6.5gr、
水65gr、およびピリジン35 grとともに21の
オートクレーブに仕込み、密封して一酸化炭素を圧入し
て圧力180 kg/crA1温度160℃に保って3
時間かくはんした。
130g of the cotrimer obtained as the first fraction was mixed with benzene 13
0 gr, dicobalt octacarbonyl 6.5 gr,
Put 65 gr of water and 35 gr of pyridine into a 21 autoclave, seal it, pressurize carbon monoxide and keep it at a pressure of 180 kg/crA1 temperature of 160°C.
I stirred for hours.

反応終了後内容物を取出して稀硫酸で触媒を分解し、水
洗乾燥後ベンゼンと未反応物を留去すると残渣としてヒ
ドロカルボキシ体121 grが得られた。
After the reaction was completed, the contents were taken out, the catalyst was decomposed with dilute sulfuric acid, washed with water, dried, and then benzene and unreacted substances were distilled off to obtain 121 gr of a hydrocarboxylic compound as a residue.

このものの赤外吸収スペクトル(以下IRという)はカ
ルボン酸の存在と、ノルボルネン環二重結合の消失を示
し、淡黄色樹脂状で環球法軟化点82℃、酸価241で
あった。
The infrared absorption spectrum (hereinafter referred to as IR) of this product showed the presence of carboxylic acid and the disappearance of the norbornene ring double bond, and it was a pale yellow resin with a ring and ball softening point of 82°C and an acid value of 241.

この酸価はCI)式(分子量232)からの計算値とは
g等しいが、ケルパーミュエーションクロマトクラムか
ら、〔■〕式の分子量に相当する主成分の他にその倍量
に相当する成分の含有(約30%)が認められ、また少
量のジカルボン酸も含有していることが推定される。
This acid value is g equal to the value calculated from the formula (CI) (molecular weight 232), but from the Kölpermutation chromatogram, in addition to the main component corresponding to the molecular weight of the formula [■], there are also components equivalent to twice that amount. (approximately 30%), and it is estimated that it also contains a small amount of dicarboxylic acid.

実施例 2 実施例1の前半で第2留分として得た共3.4量体混合
物200 grをキシレン200gr、ジコバルトオク
タカルボニル5gr、メチルアルコール128 gr
、およびピリジン50grとともに21のオートクレー
ブに仕込み、密封して一酸化炭素を圧入し、圧力180
kg/cst、温度145℃に保って3時間かくはん
した。
Example 2 200 gr of the cotrimer mixture obtained as the second fraction in the first half of Example 1 was mixed with 200 gr of xylene, 5 gr of dicobalt octacarbonyl, and 128 gr of methyl alcohol.
, and 50g of pyridine into a 21 autoclave, sealed, and pressurized with carbon monoxide to bring the pressure to 180g.
kg/cst, the temperature was maintained at 145° C., and the mixture was stirred for 3 hours.

反応終了後内容物を取出して稀硫酸で触媒を分解し、水
洗、乾燥後、蒸留器に移してメチルアルコール、キシレ
ンおよび未反応物を蒸留回収し、引続き沸点95℃〜1
10℃/ 1 mvtHgの留分を減圧蒸留した。
After the reaction is complete, the contents are taken out, the catalyst is decomposed with dilute sulfuric acid, washed with water, dried, and transferred to a distillation vessel to recover methyl alcohol, xylene, and unreacted substances by distillation.
A fraction of 10° C./1 mvtHg was distilled under reduced pressure.

このものはIRでエステル基の吸収が認められ、ノルボ
ルネン環二重結合の吸収は消失し、酸価がなく、げん化
価210を示したことから該当する多環式モノカルボン
酸のメチルエステルであると思われる。
This product showed absorption of ester groups by IR, absorption of norbornene ring double bonds disappeared, no acid value, and a saponification value of 210, indicating that it was a methyl ester of the corresponding polycyclic monocarboxylic acid. It appears to be.

これを水酸化ナトリウムでげん化して相当するナトリウ
ム塩とした。
This was saponified with sodium hydroxide to give the corresponding sodium salt.

その一部をとって酸性とし、析出した樹脂をベンゼンで
抽出しベンゼンを回収すると軟化点98℃、酸価221
の淡黄色透明の樹脂を得た。
A part of it is taken and made acidic, and the precipitated resin is extracted with benzene to recover the benzene, which has a softening point of 98°C and an acid value of 221.
A pale yellow transparent resin was obtained.

実施例 3 イソプレン1030グ、CPD100Oグ、およびメチ
ルアルコール21を101のオートクレ−プに仕込み、
自圧下270℃に1時間かきまぜた。
Example 3 1030 grams of isoprene, 100 grams of CPD, and 21 grams of methyl alcohol were charged into a 101 autoclave.
The mixture was stirred at 270°C under autogenous pressure for 1 hour.

反応後蒸留により50°〜75℃/20mm Hgの留
分992 grを得た。
Post-reaction distillation yielded a fraction of 992 gr at 50° to 75°C/20 mm Hg.

このものはガスクロマトグラフィーにより72%の5メ
チルまたは6メチルテトラヒドロインデンを含んでおり
、残りは各種2量体の配位異性体混合物であった。
This contained 72% of 5-methyl or 6-methyltetrahydroindene as determined by gas chromatography, with the remainder being a mixture of coordination isomers of various dimers.

この留分670 grを240℃に保温攪拌した中へC
PD200grを3時間にわたって滴下し、後1時間反
応した。
670 gr of this fraction was stirred while keeping it at 240°C.
PD200gr was added dropwise over 3 hours, and the reaction was continued for 1 hour.

反応生成物から未反応物を蒸留回収した後引続き減圧蒸
留し、80°〜130℃151nr/LHgの沸点留分
を分取した。
After distilling and recovering unreacted substances from the reaction product, vacuum distillation was subsequently carried out to separate a fraction with a boiling point of 151 nr/LHg at 80° to 130°C.

このものは常法によって組成分析すると、CPDI分子
が付加 して得られたn−aおよび■−bのような多環式オレフ
ィンを主成分とするものであった。
When this product was analyzed for composition by a conventional method, it was found that the main component was polycyclic olefins such as na and -b obtained by addition of CPDI molecules.

このもの100 grを、ベンゼン100gr。100 gr of this stuff, 100 gr of benzene.

シアン化水素5 grlPd (P (C6H=、O)
s 〕48gr・およびP (C6H50) 340
grとともに11のオートクレーブに仕込み、140℃
に加熱した。
Hydrogen cyanide 5 grlPd (P (C6H=, O)
s ] 48gr・and P (C6H50) 340
Pour into 11 autoclaves with gr and heat to 140°C.
heated to.

4時間毎にシアン水素5 grを追加しつつ合計20時
間保温した。
The temperature was maintained for a total of 20 hours while adding 5 gr of hydrogen cyanogen every 4 hours.

反応物を稀アルカリと稀塩酸で洗浄し、水洗乾燥後蒸留
して沸点1300〜140℃/ 1 vtrrtHgの
留分65grを分取した。
The reaction product was washed with dilute alkali and dilute hydrochloric acid, washed with water, dried, and then distilled to separate 65 gr of a fraction with a boiling point of 1300 to 140°C/1 vtrrtHg.

このものは元素分析IR1分子量の測定結果から該当す
る多環式シアノ化合物であることを確認した。
This product was confirmed to be the corresponding polycyclic cyano compound based on the results of elemental analysis and IR1 molecular weight measurement.

得られたシアノ化合物50fを強いかくはん機の付いた
ステンレス製フラスコ中で170℃ニ加熱し、これに4
8%苛性カリ水溶液25grを1時間にわたって滴下し
、全体をペースト化させ、なお1時間か(はんした後温
水50grを性用し、更に水で稀釈して固形分40%の
褐色透明の石けん液150 grを得た。
50f of the obtained cyano compound was heated to 170°C in a stainless steel flask equipped with a strong stirrer, and then
Add 25g of 8% caustic potassium aqueous solution dropwise over 1 hour, make the whole into a paste, and then add 50g of warm water for another 1 hour. Obtained 150 gr.

この石けんは該当するモノカルボン酸のカリウム塩であ
った。
This soap was a potassium salt of the corresponding monocarboxylic acid.

この石けん液を酸性とし、析出した樹脂をベンゼンで抽
出し、ベンゼンを回収すると淡黄色透明の樹脂状物が得
られた。
This soap solution was made acidic, and the precipitated resin was extracted with benzene. When the benzene was recovered, a pale yellow transparent resinous substance was obtained.

この樹脂はモノカルボン酸で、酸価218、軟化点79
℃を示した。
This resin is a monocarboxylic acid with an acid value of 218 and a softening point of 79.
℃ was shown.

実施例 4 実施例1において使用したのと同じ3a・4・7・7a
−テトラヒドロインデンをパラジウム炭素触媒下軽度な
水素fヒ反応を行なって、■・2・3a・4・7・7a
−および3a・4・5・6・7・7a−ヘキサヒドロイ
ンデンと少量の3a・4・7・7a−テトラヒドロイン
デンとからなる混合物を得た。
Example 4 Same 3a, 4, 7, 7a as used in Example 1
- Tetrahydroindene was subjected to a mild hydrogen reaction under a palladium carbon catalyst, and
A mixture consisting of - and 3a,4,5,6,7,7a-hexahydroindene and a small amount of 3a,4,7,7a-tetrahydroindene was obtained.

この混合物600 grを240℃に保温攪拌し、その
中ヘジシクロペンタジエン260 grを6時間にわた
って滴下した。
600 gr of this mixture was stirred while keeping it warm at 240°C, and 260 gr of hedicyclopentadiene was added dropwise thereto over 6 hours.

滴下終了後1時間反応してから分別蒸留し、未反応物を
留去した後70°〜150℃15zmHgの沸点留分を
分取した。
After the completion of the dropwise addition, the reaction was continued for 1 hour, and then fractional distillation was carried out to remove unreacted substances, and then a fraction with a boiling point of 70 DEG to 150 DEG C. and 15 zmHg was collected.

このものは数平均分子量214を示し、IRからノルボ
ルネン環二重結合は明確に認められたが、シクロヘキセ
ン環およびシクロペンテン環の二重結合はほんの僅かし
か存在していなかった。
This product had a number average molecular weight of 214, and a norbornene ring double bond was clearly recognized by IR, but only a small number of cyclohexene ring and cyclopentene ring double bonds were present.

このことからここに得た混合物の主成分はへキサヒドロ
インデンにCPDが1分子付加したもの約6割と同2分
子付加したもの約4割とから成っていることが推定され
た。
From this, it was estimated that the main components of the mixture obtained here consisted of about 60% of hexahydroindene with one molecule of CPD added and about 40% of hexahydroindene with two molecules of CPD added.

これを200grとり、ベンゼン200gr。Take 200g of this and add 200g of benzene.

ジコバルトオクタカルボニル20grとともに21のオ
ートクレーブに仕込み、CO,/ H2= 1. /
iの混合ガスを160 kg/ctAまで圧入し、かく
はんしつつ昇温しで150℃で3時間反応した。
21 autoclave with 20 gr of dicobalt octacarbonyl, CO,/H2=1. /
The mixed gas of i was injected under pressure to 160 kg/ctA, and the temperature was raised while stirring to react at 150° C. for 3 hours.

反応後常法によって触媒を除去し、蒸留によってベンゼ
ンと未反応物を除去した後、主留分として沸点1900
〜210℃/lmmHgの留分を得た。
After the reaction, the catalyst was removed by a conventional method, and benzene and unreacted substances were removed by distillation.
A fraction of ~210°C/lmmHg was obtained.

この留分はアルデヒドのIR吸収を示し、これを常法に
より酸化して淡黄色透明の樹脂を得た。
This fraction showed IR absorption of aldehyde, and was oxidized by a conventional method to obtain a pale yellow transparent resin.

この。樹脂は軟fヒ点120℃、酸価206を示す多環
式モノカルボン酸であった。
this. The resin was a polycyclic monocarboxylic acid having a soft f point of 120° C. and an acid value of 206.

実施例 5 実施例1前半と同様にして調製した第2留分100gr
を11のフラスコに仕込み、か(はん下に35%塩酸3
00 grを加え、80℃で5時間保温かくはんした。
Example 5 100g of second fraction prepared in the same manner as in the first half of Example 1
into 11 flasks, add 35% hydrochloric acid under the
00 gr was added thereto, and the mixture was kept warm at 80° C. for 5 hours.

反応液にキシレン100grを加えてキシレン層と水層
とを分離し、キシレン層を水洗、脱水後蒸留し、沸点1
15°〜196℃/ 0.6 mrnHgの留分を分取
した。
100g of xylene was added to the reaction solution to separate the xylene layer and water layer, and the xylene layer was washed with water, dehydrated, and then distilled to reduce the boiling point to 1.
A fraction of 15° to 196°C/0.6 mrnHg was collected.

このものはIRからモノクロライドと推定された。This substance was estimated to be monochloride based on IR.

次に50 (Jmlのフラスコにシアンfヒソーダ30
grとジメチルスルホキシド150m1とを仕込みかく
はん下に90℃に昇温し、上記のモノクロライド130
grを滴下した。
Next, 50 (Cyan f Hisoda 30 in Jml flask)
gr and 150 ml of dimethyl sulfoxide were heated to 90°C while stirring, and the above monochloride 130
gr was added dropwise.

反応温度は発熱により上昇するが160℃を越えないよ
うにした。
Although the reaction temperature rose due to exothermic heat, it was controlled not to exceed 160°C.

滴下終了後なお3時間、160℃に保った。After the dropwise addition was completed, the temperature was maintained at 160°C for 3 hours.

冷却後反応液を水中に投入し、水中から生成物をエーテ
ルで抽出し、減圧蒸留によって沸点130°〜220℃
/ 0.7 mmHgの成分を分取した。
After cooling, the reaction solution is poured into water, the product is extracted from the water with ether, and the boiling point is 130° to 220°C by distillation under reduced pressure.
/0.7 mmHg was fractionated.

ここに得たニトリルをオートクレーブ中で水酸fヒカリ
ウム水溶液とともに200℃にかくはんしてけん化し、
カルボン酸カリウム塩を得た。
The nitrile obtained here was stirred at 200°C with an aqueous solution of hicalmium hydroxide in an autoclave to saponify it,
A carboxylic acid potassium salt was obtained.

この石けんから常法によって得た遊離のカルボン酸は黄
色透明の樹脂状物で、軟化点96℃、酸価218を示し
た。
The free carboxylic acid obtained from this soap by a conventional method was a yellow transparent resin-like substance with a softening point of 96° C. and an acid value of 218.

実施例 6 エチルエーテル100grとリボン状金属マグネシウム
5 grを入れた5007711のフラスコ中に乾燥状
態で空気を断ち、25°〜30℃で臭fヒエチル0.5
grを滴下し、グリニヤ反応を開始させた。
Example 6 A flask of 5007711 containing 100 gr of ethyl ether and 5 gr of ribbon metal magnesium was placed in a dry state without air, and at 25° to 30°C the odor f 0.5 ethyl was added.
gr was added dropwise to initiate the Grignard reaction.

そこへ実施例5前半によって得たモノクロライド50g
rを30℃に保ちつつ2時間にわたつて滴下し、その後
30分間かくはんして大部分のマグネシウムを溶解反応
させた。
There, 50 g of monochloride obtained in the first half of Example 5
The solution was added dropwise over 2 hours while keeping the temperature at 30° C., and then stirred for 30 minutes to dissolve and react most of the magnesium.

次にエチルエーテル100grを加え、50℃に保冷し
て二酸化炭素15Jを30分間にわたって吹込んだ。
Next, 100 gr of ethyl ether was added, the mixture was kept cool at 50° C., and 15 J of carbon dioxide was blown into the mixture over 30 minutes.

最後に3%塩酸100grを滴下後10分間かくはんし
た。
Finally, 100g of 3% hydrochloric acid was added dropwise and stirred for 10 minutes.

反応液から水層を除去した後水洗、乾燥し、蒸留によっ
て130℃/1.2mmHgまでの留分を除去し、残分
として淡黄色透明の樹脂状物を得た。
After removing the aqueous layer from the reaction solution, it was washed with water, dried, and distilled to remove the fraction up to 130° C./1.2 mmHg to obtain a pale yellow transparent resinous substance as a residue.

このものはやはり該当するモノカルボン酸で軟化点89
℃、酸価217を示した。
This is the corresponding monocarboxylic acid with a softening point of 89.
℃ and an acid value of 217.

以上の各実施例で得た石けん(実施例2.3および5)
はいずれも優れた製紙用サイス済1]としての効果を示
した。
Soaps obtained in each of the above Examples (Examples 2.3 and 5)
All of these exhibited excellent effects as paper-making sizing material 1].

また良好な乳fヒ効果を有し、ロジン石けんと同様に、
合成ゴムの乳fヒ重合に乳fヒ剤として使用できた。
It also has a good milk effect, similar to rosin soap,
It could be used as an emulsion agent in the emulsion polymerization of synthetic rubber.

またカルボン酸は天然ゴムおよびSBRの良好なタッキ
ファイヤ−となり、特有の粘着性を与えた。
Carboxylic acids were also good tackifiers for natural rubber and SBR, giving them their unique tackiness.

実施例4によって得たカルボン酸は重合ロジンと同様の
性質を示し、これをトリグリセライドまたはカルシウム
塩としたものはそれぞれ135℃、160℃の軟化点を
示し、印刷インキ用の樹脂として優れた効果を示した。
The carboxylic acid obtained in Example 4 exhibited properties similar to those of polymerized rosin, and its triglyceride or calcium salt showed softening points of 135°C and 160°C, respectively, and was excellent as a resin for printing ink. Indicated.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 テトラまたはヘキサ−ヒドロインデンまたはそれら
のアルキル置換体に、1ないし2分子のシクロペンタジ
ェンを付加して得られる、分子末端フィンに、一酸化炭
素供給体を反応させ、環内不飽和基をカルボキシル化す
ることを特徴とする、有する多環式カルボン酸またはそ
の金属塩の製造方法。 2 テトラまたはヘキサ−ヒドロインデンまたはそれら
のアルキル置換体に、1ないし2分子のシクロペンタジ
ェンを付加して得られる、分子末端フィンに、いったん
ハロゲン化するかもしくはしないで、シアンイオン供給
体を反応させ、環内不飽和基をシアノ化した後加水分解
することを特徴る骨核を有する多環式カルボン酸または
その金属塩の製造方法。 3 テトラまたはヘキサ−ヒドロインデンまたはそれら
のアルキル置換体に、■ないし2分子のシクロペンタジ
ェンを付加して得られる。 分子末端フィンの環内不飽和基をハロゲン化し、ついで
金属マグネシウムを作用せしめた後、二酸化炭素を反応
させることを特徴とする、分子末端に式カルボン酸また
はその金属塩の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A carbon monoxide donor is reacted with a molecular terminal fin obtained by adding one or two molecules of cyclopentadiene to tetra- or hexa-hydroindene or an alkyl substituted product thereof, 1. A method for producing a polycyclic carboxylic acid or a metal salt thereof, which comprises carboxylating an unsaturated group in a ring. 2. A cyanide ion donor is reacted with a molecular terminal fin obtained by adding one or two molecules of cyclopentadiene to tetra- or hexa-hydroindene or an alkyl substituted product thereof, with or without halogenation. 1. A method for producing a polycyclic carboxylic acid having a bone core or a metal salt thereof, which comprises cyanizing an unsaturated group in the ring and then hydrolyzing it. 3 Obtained by adding 1 to 2 molecules of cyclopentadiene to tetra- or hexa-hydroindene or an alkyl substituted product thereof. 1. A method for producing a carboxylic acid having the formula formula or a metal salt thereof at a molecular end, the method comprising halogenating an unsaturated group in the ring of a fin at the end of the molecule, then reacting with metallic magnesium, and then reacting with carbon dioxide.
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