JPS5980656A - スルホニルイソシアネ−トの製法 - Google Patents

スルホニルイソシアネ−トの製法

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JPS5980656A
JPS5980656A JP58172322A JP17232283A JPS5980656A JP S5980656 A JPS5980656 A JP S5980656A JP 58172322 A JP58172322 A JP 58172322A JP 17232283 A JP17232283 A JP 17232283A JP S5980656 A JPS5980656 A JP S5980656A
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sulfonyl
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JP58172322A
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カルル・ライヒ
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Henkel Teroson GmbH
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Henkel Teroson GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/36Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of amides of sulfonic acids
    • C07C303/38Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of amides of sulfonic acids by reaction of ammonia or amines with sulfonic acids, or with esters, anhydrides, or halides thereof

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスルホニルイソシアネートの製法に関する。
スルホニルインシアネートは今世紀の始め以来すでに公
知であったけれど、この種類の物質の系統的な研究は5
0年後に始まったにすぎない。その1つの理由はこれら
の化合物を合成的に得る難しさであり、他の理由は該化
合物の高反応性にあった。本明細1の範囲において、ス
ルホニルイソシアネートは一般式 %式% 〔式中、イソシアネート基はSO2基に直結しており、
RはCI= 018アルキル基、フェニル基、C1〜C
+aフルキルフェニル基或いはインシアネート基である
〕 を有する化合物と考えられる。
式■の化合物は有機イソシアネートの、分解及び変色に
対する安定化(参照、米国特許第3.330、849号
及び独国特許公報第2,030,316号)、及びポリ
ウレタンプレポリマーの安定化増大(独国特g1公報第
1.245.590号)に関して重要になってきた。更
にスルホニルジイソシアネートは、反応性のアクリレー
ト接着剤の安定化及び促進のだめに使用しうるジアシル
スルファミドを製造するための中間体化合物を生成する
(独国特許願第p31 37 306.2−43号)。
1964年に公知のこれらの化合物の製造法は11、 
Ulrich、 Cherrt、、 、Rev、 、 
 65 (3) 。
369〜376(1965)に−要約されている。
多大な最近の文献を前置すると、次のようなスルホニル
イソシアネートの一般的な製造法が存在する: 1、脂肪族スルホニルインシアネートの製造法。
1.1.  スルホニルクロライド及び無水物の銀イソ
シアネー トとの反応: CH3−5O2−Cl +A gNcO−+C113−
502−h’cO+A gC10、C,#1llete
r、 Ber、  38 、 2013−2015(1
905);L、Field、p、Il。
5ettla、gg、 J、 Am、 Chern、、
 Soc、  76 。
1222−1225 (1954)。
1.2.  スルホニルウレタン又はそのシリル化同展
体からのアルコールの遊離 →  CM、−5o2−NCO+ C2H,OB7?’
−5O,N−C−mF−タR”−5O,−NCO+(C
E、)、S iOR”H,R0Dαν(8,米国特許第
3 185 677号;F、 E、 Daly、 E、
 J、 l1olle、 J、 Org。
Chem、39(11)、1597−1600(197
4)。
1.3.  スルホニルクロライドのアルカリ金属シア
ネートとの不均一反応: CE、−5O,−NCO+KCL Y、 Nadachi、 M、 Kokura、  特
開1@51−26816号。
z 芳香族スルホニルイソシアネートの製造法。
2.1.スルホンアミドの、高沸点の不活性な溶媒中で
のホスゲンとの反応: に、 Krzikalla、独国特許公報第81760
2号。
2.2  スルホンアミドのアルキルイソシアネートと
の反応からの中間体であるN−アルキル−N/−アリー
ルスルホニル尿素の、ホスケ°ンとの反応: 、/L  Ulrich、  B、  Tucker、
  A、A、R,Sayigん。
J、Org、Chem、31(8)、2658−266
1(1966)及び Angew、 Chem。
二(16>、761−769(1966);II、 U
lrich、米国特許第3 330 849号;A、 
Adnan、A、A、R,Sayig娼W、Ulric
h。
米国特許第3 352 909号; if、 Ulrich、米国特許第3 379 758
号;A、A、R,Sayigh、 H,Ulrich、
  米国特許第3 371 114号、米国性W「第3
 484 466号。
2.3.芳香族スルホニルクロライドのアルカリ金属シ
アネートとの反応: /、E、Franz、米国特許第2974 164号。
2、4.  i%族炭化水素の、クロルスルホニルイソ
シアネートとの反応: 、h’、Be5tian、7F、Blau、D、Gun
ther。
独国特許公報第1 289 526号。
3、 スルホニルジイソシアネートの製造法。
3.1.  プロムシアノケ1ンのSO,トの反応:2
、BrCN +  2 5o3−一→OCM−S 02
−NCO十SO+Br2 R,Graf、独国特許公報第940 351号。
3、2  クロルスルホニルイソシアネートの熱又は接
jIイ分解: 2   Cl−5O2−−、VC’0        
           −1)200−5006C OCN−,802−NCO+CI、+ 502に、 M
atterstock、 R,Graf、独国特許公報
第1 152 093号。
3.3.クロルスルホニルイソシアネートの銀インシア
ネートとの反応: C1−502−NCO+AgNC0→0CR−5O2−
NCO+AgCIR,Appal、 If、 Gt、r
ber、 Her、  91 。
1200(1958)。
上述の方法のすべては実質的な欠点をもっている。例え
ば銀イソシアネートの使用は高価であり且つ厄介で時間
と費用のかかるその再生がつきまとい、一方カリウムシ
アネートを用いる場合には不均一反応により少しの収率
でしか生成物が得られない。適当な溶媒を用いて馬−反
応を行なうことは、スルホニルイソシアネートが高反応
性であり、特に高温下にはその溶媒とスルホニルイソシ
アネートが反応して収率を低下さゼるので不可能でおる
。ホスダンを用いる反応では、この物質が非常に有毒で
、健康を害する欠点となり、また副生物を除去しなけれ
ばならない。スルホニルウレタンからの遊離反応では、
これらの出発物質を最初に特別に合成しなければならず
、且つ続いて遊離生成物をその転化反応で再生すること
ができないという望ましくない事実がある。
技術的に公知のスルホニルジイソシアネートの製造法に
おいては、かなシ高価なプロムシアノヶ゛ンの高い毒性
が好ましくなく且つ一方でクロルスルホニルイソシアネ
ートの熱分解中に出発物質の1部だけが利用されて、残
りの残基が塩素と二酸化硫黄とを生成するために特別な
排ガス処置も必要とするという事実がある。
本発明の目的は、脂肪族及び芳香族スルホニルインシア
ネート並びにスルホニルジイソシアネートが上述の欠点
を避けつつ簡単な方法で高収率及び高純度下に得られる
反応を発見することである。。
ここに予期を越えて、スルホニルハライドを例えばルイ
ス酸のような適当な触媒の存在下にトリメチルシリルイ
ソシアネートと反応させた時に上述の欠点が回避できる
こと及び特にスルホニルジインシアネート及び芳香族ス
ルホニルイソシアネート、更に脂肪族スルホニルイソシ
アネートが次の方程式 %式% 〔式中、Rは上述と同義である〕 に従って高収率及び高純度で製造されることが発見され
た。
トリメチルシリルイソシアネートの使用は、イソシアネ
ート基をトリメチルシリロキシスルホニルクロライドへ
導入することに関して11’、1hbss。
HoJ、Krannich及びTI’、5undert
ptey、er。
Ber、、109.1486〜1490(1976)に
確かに提某されている。しかし上述の系列で最も反応性
の高いスルホニルイソシアネートであるクロルスルホニ
ルイソシアネートを記述された条件下にトリメチルシリ
ルイソシアネートと反応させた時に、所望のスルホニル
ジイソシアネートを分離することは不可能であり、この
物質はガスクロマトグラフイーによって痕跡量で検知さ
れるにすぎない。−力木発明の触媒を添加すれば、例え
ばスルホニルジイソシアネートが高純度で且つ80%の
収率で生成するという具合に、驚くほど平滑に反応が進
行する。
従って本発明は、一般式 %式% 〔式中、Rは直鎖又は分岐鎖C8〜C18アルキル基、
フェニル基、直鎖又は分岐鎖のアルキル基の炭素数が1
〜18のアルキルフェニル基或いはイソシアネート基で
ある〕を有するスルホニルクロライドをイソシアネート
と反応させて一般式 %式% ”〔式中、Rは上述の意味を有する〕 を有スるスルホニルイソシアネートを製造する方法に関
する。この方法はトリメチルシリルイソシアネートをイ
ンシアネートとして用いること及び反応を触媒量のルイ
ス酸の存在下に行なうことが特徴である。
充填塔を含む適当な精留装置だけを必要とするというこ
とが本発明の転化反応の1つの利点である。従ってスル
ホニルジイソシアネートを得るだめのクロルスルホニル
インシアネートの熱分解反応に必要とされる高価な高温
反応器が省略できる。
均一反応に基づく高反応速度のために好ましい空間一時
間・収率が得られるということは、本方法の更なる重要
な経済的利点である。一方反応から殆んど定量的に回収
されるクロル) IJメチルシランヲ、再ヒドリメチル
シリルイソシアネートを製造するために再使用すること
も可能でちる。従って次の全反応方程式 %式% が達成される。これは、直接的転化反応が不均一反応で
あるから、直接の経路では達成されないものである。
出発物質として必要とされる有位スルホニルクロライド
は、対応するスルホン酸から容易に製造することができ
る。L、Grafが独国特許公報第9213、896号
に記述するように、クロルスルホニルイソシアネートは
クロルシアノケ゛ン及び二酸化硫黄から容易に得ること
ができる。
トリメチルシリルイソシアネートは独国特許公報第1.
965.741号に従って有利に製造でき、クロルトリ
メチルシランを、溶媒としてのジメチルホルムアεドを
用いてナトリウムシアネートと反応させることによって
89%の収率例得られる。
適尚な触媒及び反応温度を選択することにより、転化反
応は実質的に影響を受ける。
一般にルイス酸と考えられる多くの金属及び非金属ハラ
イド、特に一般式AXn(n=Aの価数)を有するホウ
素、アルミニウム、チタン、錫、パナソウム、アンチモ
ン、鉄及び亜鉛の弗化物、臭化物、ヨウ化物及び特に塩
化物は本発明の反応を接触するのに有用である。言及し
た化合物の各々は単独で又は混合物として用いることが
できる。
本発明の範囲において、チタン及びスズのハライド、例
えば四塩化チタン及び四塩化スズは竹に適当である。即
ち反応性のクロルスルホニルイソシアネートの場合に四
塩化スズを用いて良好な結果が得られ、一方芳香族又1
.は脂肪族スルホニルイソシアネートの製造では四塩化
チタン又は四塩化スズ及びチタンの組合せが好適である
触媒の量は用いるトリメチルシリルイソシアネートの量
に基づいて約0.1〜20重景%、好ましくは約5〜1
0M量%である。
触媒作用の正確な橙構は未だに説明できないが、いくつ
かの観察によると、触媒とトリメチルシリルイソシアネ
ートの間で先ず錯体が生成し、この結果少量のクロルメ
チルシランが生成すると考えられる。多分この中間体化
合物はスルホクロライドと反応し、この結果N C’ 
O基が移9、触媒が再生する。
温度の調節で反応をかなり制御することも可能である。
すべての成分の混合物を加熱することによって反応を1
jtl始することができるが、特に反応性の低いスルホ
ニルクロライドの場合には、120〜130℃の底部温
度が維持され且つ温度が160℃以上に上昇しないよう
にトリメチルシリルインシアネート 好適である。
本発明の方法で得られるスルホニルイソシアネートは、
必要ならば真空を用い、反応混合物を精留することによ
って分離できる。スルホニルイソシアネート 定量的収率で得られる付加化合物の構造をl’ R、1
3 C − ILM R及び’ II − A’ Ji
 Rスペクトルで知ることによって同矩できる。
次の実施例は本発明を例示する。
実施例1 スルホニルイソシアネートの製造 クロルスルホニルイソシアネート28.:<oy( 0
.2 0 0モル)及ヒ) !Jメチルシリルイソシア
ネー) 2 3. 0 4 f ( 0. 2 0 0
モル)を、充填塔を備えた丸底フラスコ内で攪拌しなか
ら油浴によつて還流温度−走で加熱しl′co沸とう混
合−物に四塩化スズ1 ylを入れた。この時塔頂にお
いて91から58°Cまでの急速な温度低下が観察され
た。次いで留出温度が58・〜・60°C′VC維持で
きるように塔頂生成物(クロルトリメチル7ラン)を除
去した。
2.5時間の反応時間後、底部温度は97°から143
℃まで上昇した。この間制限なく、+1流させたにも拘
らず、留出温度は126℃以下に低下しなか°りた。反
応混合物をピグロー塔により真壁下に精留し゛C1沸点
(18ミリバール)46〜47℃、無色の液体の純粋な
スルホニルツインシアネート23.74 F (理論ニ
はの80%)を得た。
GC分析によると、反応中に得られる蒸留生成物(無色
の液体26. OOy )は82%のクロルトリメチル
シラン及び18タロのトリメチルシリルインシアネート
からなった。即もクロルトリメチルシラン21. a 
2 y (理論量の98%)が回収できた。
スルボニルジイソシアネートの同定 無水ペンツルアルコール5.419 (0,050モル
)をm水ベンゼン200 meニm)94 Lスルホニ
ルジイソシアネート3.70 fを滴々に添加した。
結果として反応温度は上昇し、無色の沈殿が生成した。
この沈殿を吸引沖過し、乾燥した(4.0511理論値
の99%)。ジエチルゴーチル7/石油エーテルからの
再結晶後、融点(分Ml)141℃、無色の結晶のf、
N’−ビス(ペンソロギシカルポニル)スルファミド7
、6 t y −[4)A=。
構造: JR−不ベクトル(Ki3r): 3280 / 3200の−1ν(#j/、)1750
crn−’  y (C=0 )ν(SO2)α8 +
 ν(SO2)81/同定は限定的でない 13 C−NM R−スペクトル(アセトンd e’)
151.36 ppm   C=0 136.38pp脩) 128.64pp惚) 64、42 ppm   −CB、、−I II −N
ki R−スペクトル(アセトンd、)10、71 p
pm 、 s 、 2)i (−Nll −)7、34
 ppm 、 s 、 1011(−Arc)5.16
 ppm 、s、4B(−CD2−)IRスペクトルは
スルホニルツインシアネート(K、 Appel、 H
,Gerbttr、 Ber、  91 。
1200(195B)K従い、クロルスルホニルイソシ
アネート及び銀インシアネートから製造)とベンジルア
ルコールから合成した物質のスペクトルと完全に同一で
おった。
実施例2 4−メチルベンゼンスルホニルイソシアネートの製造 4−メチルベンゼンスルホニルクロライド95、44モ
ル(0,500モル)を丸底フラスコで溶融し、四塩化
チタン2,5コを添加した。この結果反応混合物は褐色
になった。フラスコに充填塔を取りつけ、120°Cま
で加熱した。続いてトリメチルシリルイソシアネート6
1.13 F (0,600モル)を、底部温度が12
0℃に維持できるように滴々に添加した。この添加を始
めた時黄色沈殿が生成し、同時に留出温度が58七に低
下した。
実施例1に対応して塔頂生成物は58〜59℃の温度で
留出し、一方底部温度は150℃まで徐々に上昇した。
この方法で、沸点58〜59°Cの無色の液体46.6
6 ?が3時間以内に留出した(GC分析:η4粋なり
ロルメチルシラン)。
反応混合物をクライゼン橋を通して油ポンプの真空下に
蒸留し、沸点(1ミリバール)92〜96°Gの僅かに
黄色の液体83.60 gを得た。これをピグロー塔で
精留することにより、沸点(0,9ミリバール)94〜
94.5℃の無色の4−メチルベンゾスルホニルイソシ
アネート1(T4論値の74%)を得た。これはGC分
析にJニル、!:依然8%の4−メチル−ベンゼンスル
ホニルクロライドを含有していた。
4−)チル−ベンゼンスルホニルイソシアネートの同定 無水ベンゼン50rn!中無水ベンジルアルコール2、
74 S’ (0,025モル)に、4−メチルベンゾ
スルホニルイソシアネート5.00ff:滴々に添加し
た。反応混合物の温度は上昇し、デー明なC容液が得ら
れた。ベンゼン溶液の窯元により、髪へくらかの石油エ
ーテルの添加及び吸引濾過によ・シ、無色の結晶7.0
5 fを得た。ベンビン/石油エーテルから7f)結晶
した後、融点100−11)1℃の無色の結晶で、薄層
クロマトグラフィー(シリカケ゛ル、ベンゼン/ジエチ
ルエーテル)で均一のN−ペンツルオキシカルボニル4
−メチルベンゾスルポンアミド6、209を得た。
構造: IR−スペクトル(lcBγ) 3290cm−’    J/ (Njl )1740
an−’    p(C=0)1350ayB −” 
   ν(So、、 )as1160、’1170m−
1  ν(So2)s、、、 C−j¥ Mノア−スペ
クトル(CDC13)150、 ’?71rpqlL(
= 0 )144.86 ppm  ) 135、91 pp′rn  ) 129.53 ’IJp’ル ) 128.53 ppm  ) 128.34 ppm  ) 6 8.4 8  pptn         −Cノ
12−2 ’!、 51 ppつn−C−/j。
’  II −A’A/ R−スペクトル(CDCl2
)8、s 4 ppm、 s 、 I H、D20によ
る一NH−への交換可能 7.91/’7.81/ 7.23/ 7.137)7
””+A IJ  −2〜!! 、 4 ノア  (−
C6H4−5o、、= )7、21 ppm、 s 、
 511 (−C6B、C112−)5、02 ppm
、 s 、 2 B (−CJi2−)2.34ppη
L、 s 、 311 (−CH2)実施例3 メタンスルホニルイソシアネートの製造充填塔を取9つ
けた丸底フラスコに、メタンスルホクロリド44.56
 v (0,3s 9モル)、TiC1,2ml及び5
nC1,2meを仕込み、油浴で120℃に加熱した。
続いてトリメチルシリルイソシアネ−1−53,74F
 (0,466f )の全量のうち15fを添加した。
この結果、反応混合物内に黄褐色の沈殿が観察された。
留出tlrl’1度が58゛Cに低下した後、クロルト
リメチルシランを、底部温度が135°Cに達するまで
塔頂かも58〜60°C下に連続的に除去した。次いで
トリメチルシリルインシアネートの残りの部分を、13
5〜150℃の底部温度が維持されるように滴々に添加
し、一方クロルトリメチルシランを50〜60℃で留出
させた。9時間に亘って底部温度160℃と留出温度6
0℃とを組合わせて転化反応を制御した。
反応混合物を、実施例2におけるように、先ずクライゼ
ン橋を通して真空下に蒸留し、これによって沸点(22
ミリバール)73〜80℃の殆んど無色の液体31.1
lOrを得た。次いでピグロー塔を通して精留すること
によシ、沸点(22ミリバー /L/ ) 79〜81
℃ノ無色のメタンスルホニルイソシアネート19.32
 Fを回収した。これはガスクロマトグラフィー分析に
よると、依然6%のメタンスルホクロライドを含有した
メタンスルホニルイノシアネートの同定無水ベンゼン5
0 me 中熱水ベンツルアルコール3.57 F (
0,033(−#)に、メタンスルホニルイソシアネー
ト4.0 Of (0,033モル)を5分以内に滴々
に添加した。自然の発熱反応が起こった。次いでベンゼ
ンを蒸発させて無色の結晶残渣7.61Fを得た。ベン
ゼン/石油ニーf)”から再結晶後、融点111〜11
2°Cの無色の結晶のN−ペンツルオキシカルボニルメ
タン6、4’l y ヲ得た。
構造: IR−スペクトル(K、BT): 3250an−”   v (Nil )17501:
rn−’   v (C=0 )1345m−’   
    v(S(72) a、 sl 155 cln
 −’   l’ (SO2) 8”C−NJJR−ス
ペクトル(アセトン′d、)152.42ppm   
  C=0 136.41p7+m) 129.26ppm) 129、10 p p悦)  (”0Fi、l−128
,83pptル) 68、487)7)飢  −C’ H2−41,257
)p?ル  C113− ’ IJ −NM R−スペクトル(アセトンd6)9
、98 pptn、、 s 、 111 、 J)20
による一NE−への交換可能 7、 3 7 7) p?)L、  s  +  5 
 if  (C6B5   )5.20 ppm、 s
 、 211 (−CJi、、−、)3.25p7)幌
、 s 、 3.11 (−C113)特N’T’ l
(j 、Iqijj 人   チロシン・ケ゛ゼルシャ
フト・ミツト・ベシュレレクテル・)\フツン グ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 %式% 〔式中、Rは直鎖又は分岐鎖C1〜CI8アルキル基、
    フェニル基、直軸又は分岐鎖のアルキル基の炭素数が1
    〜18のアルキルフェニル基或いはイソシアネート基で
    ある〕を有するスルホニルクロライドをインシアネート
    と反応させて一般式 %式% 〔式中、Rは−F述の意味を有する〕 を有するスルホニルイソシアネートを製造する際に、)
    !Jメチルシリルイソシアネートをインシアネートとし
    て用い且つ反応を触媒量のルイス酸の存在下に行なう該
    スルホニルイソシアネートの製造法。 2 ルイス酸として、式 %式% 〔式中、Aはホウ素、アルミニウム、チタニウム、スズ
    、バナジウム、アンチモン、鉄又は亜鉛を表わし、Xは
    )・ライドを表わし及びnはAの価数に和尚する〕 を有するハライドを使用する特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 3、触媒をトリメチルシリルイソシアネ−1・に基づい
    て約0.1〜20重量%の量で使用する特許請求の範囲
    第1又は2項記載の方法。 4、反応を約120〜160℃、好ましくは120〜1
    30℃の底部流度で行なう特許請求の範囲第1〜3項記
    載の1つの方法。 5 反応を溶媒なしに行ない、生成したトリノチルクロ
    ルシランを反応混合物から連続的に除去する特許請求の
    範囲第1〜4項記載の1つの方法。
JP58172322A 1982-09-22 1983-09-20 スルホニルイソシアネ−トの製法 Pending JPS5980656A (ja)

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