JPS60208983A - ビシクロオルソエステル化合物 - Google Patents

ビシクロオルソエステル化合物

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JPS60208983A
JPS60208983A JP59062128A JP6212884A JPS60208983A JP S60208983 A JPS60208983 A JP S60208983A JP 59062128 A JP59062128 A JP 59062128A JP 6212884 A JP6212884 A JP 6212884A JP S60208983 A JPS60208983 A JP S60208983A
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治男 西田
Takeshi Nakahara
毅 中原
Koji Kusumoto
楠本 紘士
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (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】 本発明は、下記一般式(1) (但し、R1はアルキル基、 R2は水素原子、アルキ
ル基、又はヒドロキシアルキル基である。) で示iLれるビシクロオルソエステル化合物に関する。
従来、2.6.7−ト11オキサピシクa〔2゜2.2
〕 オクタン基を有する化合物(以下、ビシクロ化合物
と略記する。)のうち数種のものについては、塩化ビニ
ル樹脂の安定剤や除草剤などへの用途が検討されてきた
。最近、この種の化合物の開環異性化重合が検討され。
重合に伴なう体積変化bZ非常忙小さいという特異な現
象が報告されるに及んで、新た忙成型材料、注型材料及
び接着剤などへの用途が注目されている。
ビシクロ化合物の開環異性化重合方法としては、三フフ
化ホウ素・エーテル錯体等のルイス酸を用いる方法、及
びトリフロロメチルスルホン酸等のブレンステッド酸を
用いる方法が知られている。しかし、ルイス酸やブレン
ステッド酸は、1)強酸であるため取扱いが雌しい、2
)重合体の分子量が低い、3)三フフ化ホウ素・エーテ
ル錯体を用いた場合着色し易い、4)水分の影響が大き
b、等の問題点があった。
そこで本発明者らは、上記の如き問題点を解決するため
に、取扱いが容易なラジカル重合開始剤によって開環異
性化重合可能なビシクロ化合物の開発を続けてきた。そ
の結果、ある特定の構造を有するビシクロ化合物が、ラ
ジカル開始剤により開環異性化し、重合体を生成する事
を見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記一般式(1) (但し、R1はアルキル基、 R2は水素原子、アルキ
ル基、又はヒドロキシアルキル基である。) で示されるビシクロオルンエステル化合物である。
前記一般式(1)中、R1及びR2で示されるアルキル
基としては、その炭素数に特に限定されず、種々のもの
が用いられる。しかし、一般に原料の入手の容易さから
、炭素数1〜4のアルキル基、例えば、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、並びにブチル基等が特に好適である
。また、前記一般式(1)中のR2であるヒドロキシア
ルキル基としては、その炭素数に限定されずに種々のも
のが用い得るが一般忙、これも原料の入手の容易さから
、炭素数1〜4、例えば、ヒドロキシメチル基。
ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基。
ヒドロキシブチル基等が好適に用りられる。
本発明のビシクロオルンエステル化合物は、室温下で無
色透明結晶又は無色透明液状であり、R1及びR2の炭
素数が少ない程、より結晶性が良くなる傾向がある。又
、該ビシクロオルンエステル化合物は、四塩化炭素、ク
ロロホルム、塩化メチレン、アセトン、ヘキサン、ベン
ゼン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等に
溶解性を示す。
本発明のビシクロオルンエステル化合物は、次のような
測定圧よって該化合物である事を確認できる。
1)赤外吸収スペクトル(IR)の測定と二重結合(−
C=C−)の存在が確認できる。前者に由来する吸収帯
は、1100〜900cm−’に数本現われ、後者に由
来する吸収帯は、1650〜1700crn−’に1本
現われる。
2)1H−核磁気共鳴吸収スペクトル(IH−N MR
)の測定 重クロロホルム溶媒中でテトラメチルシランを基準とし
て測定すると、δ(ppm ) =3.8〜4.1の位
置にビシクロオルンエステル基中の6個のメチレン水素
に由来する一重線の吸収ピークが現われる。また、 δ
(ppm)= 5〜6.′5の位置に二重結合構造中の
水素に由来する多重線の吸収ピークが現われる。
R1がメチル基の場合には、δ(ppm ) =1.1
〜1.3の位置VCR1のメチル水素圧由来する二重線
の吸収ピークが現われる。
3)質量分析 質量分析として電子衝撃法(E、法)及び電解脱離法(
FD法)を用いる事によって分子量を確認できる。該化
合物の分子量をMとすると、n+/e=M+の位置に分
子イオンピークが、或いは(M±1)+ の位置に擬分
子イオンピークが観測される。
4)元素分析 炭素及び水素の分析結果を前記一般式(1)から算出さ
れる理論値と比較する事により確認できる。
以上に説明した種々の測定方法により、本発明のビシク
ロオルンエステル化合物カ確認できる。
前記一般式(1)で示されるビシクロオルソエステル基
中物の製造方法は、特に限定されず如何なる方法を採用
してもよい。一般に工業的に好適な方法を例示すれば次
のとおりである。
即ち、一般式(2) (但し、R1はアルキル基、 R2は水素原子、アルキ
ル基又はヒドロキシアルキル基である。) で示されるビシクロ化合物の脱臭化水素反応を行なう事
によって、前記一般式(1)で示されるビシクロオルジ
エステル化合物を製造することができる。
前記一般式(2)で示される原料化合物はそれ自身新規
化合物である。
前記一般式(2)で示されるビシクロ化合物は、次のよ
うな方法によって、該化合物であることが確認できる。
5)赤外吸収スペクトル(IR)の測定前記一般式(2
)で示される化合物のIRを測定する事により、ビシク
ロオルンエステル基の存在が確認できる。ビシクロオル
ンエステル基に由来する吸収帯は900〜1100副−
1に数本現われる。
6)1H−核磁気共鳴吸収スペクトル(IH−NMR)
の測定 重クロロホルム溶媒中で、テトラメチルシランを基準と
して測定すると、δ(ppm)=6.8〜4.1の位置
にビシクロオルソエステル基中の6個のメチレン水素に
由来する一重線ピークが現われる。また臭素原子が結合
した炭素上の水素に由来するピークは、δ(ppm)=
3.7〜4.0の位置に四重線として現われる。更に、
R1がメチル基の場合Ka、R1のメチレン水素ハ、δ
(ppm ) =1.6〜2.4の位置に多重線として
現われる。
また、R1のメチル水素及び前記一般式(2)中のR2
の水素に由来する吸収ピークは、δ(ppm)=0.7
〜1.6の位置に重複して現われる。
7)質量分析 質量分析として、電子衝撃法(EI法)及び電解脱離法
(FD法)を用いる車圧よって分子量を確認できる。該
化合物の分子量をMとするとm/e=M+の位置に分子
イオンビークが、成員は(M±1)+の位置に擬分子イ
オンビークが観測される。
8)元素分析 炭素、水素及び臭素の分析結果を前記一般式(2)から
算出される理論値と比較する事により確認できる。
以上説明した糧々の測定方法により、前記一般式(2)
で示されるビシクロ化合物が確認できる。
前記一般式(2)で示されるビシクロ化合物の製造方法
は特に限定されず、如何なる方法も採用する事ができる
。工業的に有利な代表的な製造方法を例示すれば次のと
おりである。
即ち、一般式(3) (但し、R1及びR5はアルキル基である。)で示され
る1、1.1− トリアルコキシ−2−ブロモアルカン
と 一般式(4) %式%(4) (但し、R2は水素原子、アルキル基又はヒドロキシア
ルキル基である。) で示されるトリメチロール化合物とを脱アルコール反応
させる事により、前記一般式(2)で示されるビシクロ
化合物を製造する方法が好適である。
その反応式を示せば下記のとおりである。
脱アルコール反応は、原料である1 、1.1−トリア
ルコキシ−2−ブロモアルカンとトリメチロール化合物
とを混合し、酸触媒の存在下に加熱する事により行なわ
れる。上記の原料は等モル混合するのが好ましい。上記
の反応は、減圧〜加圧のいかなる圧力下でも行ない得る
が、好適には常圧、もしくは〜200−Hf程度の弱い
減圧下で行なう。また、上記反応の温度は、メタノール
の沸点から180℃の範囲で好適に行ない得る。更に、
上記の酸触媒としては、その沸点が反応温度より高く、
反応基質との相溶性が良い化合物であれば、公知のブレ
ンステッド酸が何ら制限されず用い得る。本発明忙於い
て好適に用いられる酸触媒を具体的忙例示すれば、p−
トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、i酸等が挙
げられる。酸触媒の量は基質に対し、0.5〜10wt
%で使用するのが好適である。上記反応後、停止剤とし
て例えば、トリエチルアミン、ピリジン等の塩基性物質
を少くとも酸触媒量以上加える。この反応溶液を減圧蒸
留する事によって、前記一般式(2)で示されるビシク
ロ化合物が、白色から淡黄色の結晶固体及び液体として
反応液から分離される。
一般式(4)で示されるトリメチロール化合物のうち、
R2がヒドロキシアルキル基であル化合物、例えばペン
タエリスリトール等は、一般式(3)で示される化合物
への溶解性が悪く、かつ融点も非常に高いため、一般に
は適当な溶剤を用い、希釈した条件下で脱アルコール反
応を行なう。上記の溶剤としては、基質及び酸触媒に不
活性である事が望ましく、具体的に例示すれば、ジオク
チルフタレート。
ジブチルフタレート、ジブチルアジペート等が挙げられ
る。他の反応東件は、前述の脱アルコール反応と同様で
ある。
前記一般式(1)で示される本発明のビシクロオルソエ
ステル化合物は、以上に説明した前記一般式(2)で示
されるビシクロ化合物の脱臭化水素反応を行なうことに
よって製造することができる。
その反応式を示せば下記のとおりである。
脱臭化水素反応に際しては、公知の脱臭化水素試剤が何
ら制限されず用いられる。好適圧用いられる脱臭化水素
試剤としては、アルカ’)4Jtのアルコキシドが挙げ
られる。就中、カリウム−t−ブトキシド、カリウム−
イソプロポキシド等のカリウムアルコキシドが好ましい
。前記一般式(2)で示されるビシクロ化合物と脱臭化
水素試剤の仕込み比は、等モル、或いは脱臭化水素試剤
を最高1.5倍モル程度過剰に用いるのが好適である。
前記一般式(2)で示されるビシクロ化合物の脱臭化水
素反応は適当な溶媒、例えば、テトラヒドロフラン等に
溶解させて行なえばよい。また、上記反応の温度は、室
温〜溶媒の沸点、好ましくは50℃〜溶媒の沸点の範囲
で行なえば良b0 該脱臭化水素反応の後、反応液を濃縮し、減圧蒸留する
事によって、本発明のビシクロオルソエステル化合物を
含む混合物が得られる。更K、上記混合物を精留する事
により、本発明の前記一般式(1)で示されるビシクロ
オルソエステル化合物が単離される。
本発明のビシクロオルソエステル化合物は、ビシクロオ
ルソエステル基の1位の位置にアルケニル基を有する化
合物である。従って、本発明のビシクロオルソエステル
化合物は、三フフ化ホウ素・エーテル錯体等のカチオン
重合触媒により、ビシクロオルソエステル基のカチオン
開環異性化重合し得るのみならず、ラジカル重合開始剤
、例えば、t−ブチルハイドロパーオキシド、ジ−t−
ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ベンゾイ
ルパーオキシド等の有機過酸化物、アゾビスインブチロ
ニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等の
アゾビス系開始剤等によっても重合し、白色〜淡黄色の
粉末状重合体を生成する。しかもラジカル重合で生成し
た重合体の赤外吸収スペクトルより、14.9%のビシ
クロオルンエステル基カ開環異性化シている事が見出さ
れた。
本発明のビシクロオルソエステル化合物と類似した構造
を有し、公知の化合物である下記ビシクロ化合物(6)
及び(7)の場合、(但し、Rけアルキル基である。) ラジカル開始剤による開環異性化率は、それぞれ約5〜
6%及び0〜1%である。
但し、ここで示した開環異性化率の値は、次の様な方法
でめた値である。即ち、ビシクロ化合物が開環異性化し
た際、エステルを生成する事より、下記の2つのモデル
化合物を選び、 +1 これらを所定の割合で混合し、その混合物のIRスペク
トル上のエステルの吸光度を用込て検量線を作製し、こ
の検量線よりめた。
以上、述べてきたように、本発明のビシクロオルソエス
テル化合物は、カチオン開環異性化重合をし得るだけで
はなく、ラジカル開始剤による開環異性化反応に於いて
、従来公知のビシクロ化合物よりも少くとも3倍程度の
選択的活性を有するという特徴を有している。
従って、本発明のビシクロオルソエステル化合物は、ル
イス酸等の酸性物質を使用しなくても開環異性化反応を
行なうため、ルイス酸等の酸性物質の混入が問題となる
ような分野、例えば、半導体封止材料として使用する場
合に特に有用な材料となる。上記の用途の他忙、本発明
のビシクロオルソエステル化合物は、種々の工業的用途
、例えば、封止材料。
成型材料、注型材料、接着材及び塗料等にも応用するこ
とができる。
本発明を更に具体的に説明するために、以下、参考例、
実施例及び比較例を挙げるが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではなり0 実施例−1 200CCナス型フラスコに、1.1.1−1リメトキ
シー2−ブロモブタンa 4t (o、194mol 
) # トリメチロールプロパン26 f (0,19
4mol ) 及rJ p −トルエンスルホン酸約0
.2tを取った。これに蒸留装置を組み、内容物を攪拌
下、140℃に加熱した。約2時間で26頭のメタノー
ルが留出した後放冷し、冷却後トリエチルアミン1mo
lを加えた。続いて減圧蒸留を行ない97.5℃/ 0
. O35mmHyの留分50.Orを得た。収率は9
7%であった。
この様にして得られた生成物は留去後、急速に結晶化し
、淡黄色結晶固体と変化した。この結晶固体の種々の測
定値は以下の通りであった。
1)融点45〜46℃ 2)沸点97.5℃10.035鴫Hf3)赤外吸収ス
ペクトル(その結果は第1図として添付する) 1090 、1055 、1000 crn−’4) 
IH−核磁気共鳴吸収スペクトル(その結果は第2図と
して添付する) 測定溶媒:重クロロホルム 標 準;テトラメチルシラン 5)元素分析 以上の種々の測定結果より前記結晶固体は構造式が で示される1−(1−ブロモプロピル)−4=エチル−
2,6,7−ドリオキサビシクロ〔2,2,21オクタ
ンである事が確認できた。
次にこの1−(−ブロモプロピル)−4−エチル−2,
t5.7−ドリオキサビシクロ〔2゜2.2〕オクタン
49F(0,185mol)を50CHの乾燥テトラヒ
ドロフランに溶解し、2oocc+y4下ロート中に入
れた。又還流冷却器を付けた300CC二ロフラスコ中
にカリウム−1−ブトキシド22.49 (0,20m
ol)と乾燥テトラヒドロフラン150CCを取り、カ
リウム−1−ブトキシドを溶解した。続いてこの二口フ
ラスコに上記200CCの滴下ロートを取り付け、室温
攪拌下に滴下な開始した。滴下終了後、加熱を開始し、
テトラヒドロフランの還流を行なった。5時間後還流を
止め放冷した。冷却後、反応液は濾過し、濾液を濃縮し
た。続いて減圧蒸留を行ない73〜90℃10.65龍
Hpの留分5.22 fを得た。収率は15.3%であ
った。この様にして得られた生成物の種々の測定値は次
の通りであった。
1)融点67〜38℃ 2)沸点76.5〜78℃10.41■Hf3) 赤外
吸収スペクトル(その結果は第6図として添付する。) 169Dα−(C=C) 4)1H−核磁気共鳴吸収スペクトル(その図は第4図
として添付する) 測定溶媒;重クロロホルム 標 S:テトラメチルシラン 5)質量分析(FD法) m/e=184 (M+) 6)元素分析 以上の種々の測定結果より、前記生成物は構造式が で示される1−(1−プロペニル)−4−cチル−2,
6,7−)リオキサビシクロ〔2゜2.2〕オクタンで
あることが確認できた。
実施例−2 200CCナス型フラスコに1.1.1−トリメトキシ
−2−ブロモブタン42 t (0,185mol)、
)リメチロールエタン 22.29 (0,185mo
l )及びp−1ルエンスルホン酸を取った。その後は
実施例−1と同様の操作を行なり一下記に示される1−
(1−ブロモプロピル)−4−メチル−2,6,7−)
リオキサビシクロ(2,2,2]オクタンを収率82%
で得た。
上記ビシクロ化合物の確認は、前述した如きの種々の測
定方法の結果より行なった。即ち、赤外吸収スペクトル
、jH−NMRスペクトル(その結果は、第5図として
添付する)より、ビシクロオルンエステル基の存在カ確
認され、また、質量分析よりm/e=251(M+)の
分子イオンビークが確認された。
また、元素分析の結果は表5に示したとおりであった。
表 5 次ニこの1−(1−ブロモプロピル)−4−メチル−2
,6,7−1リオキサビシクロし2.2.21オクタン
38 f (0,151mol )を50CHの乾燥テ
トラヒト°ロフランに溶解し、2oocc滴下ロート中
に入れた。、また環流冷却器を付けた3000C二ロフ
ラスコ中にカリウム−t−ブトキシド18f(0−16
1mol)と乾燥テトラヒドロフラン150CCを取り
、カリウム−1−ブトキシドを溶解した。その後は実施
例−1と同様の操作を行ない、下式に示されろ1−(1
−プロペニル)−4〜メチル−2,6,7−ドリオキサ
ビシクロ〔2,2,2〕オクタンを収率12.0%で得
た。
上記ビシクロ化合物の確認は、前述した如きの測定方法
だより行なった。即ち、赤外吸収スペクトル、IH−N
MRスペクトル(その結果は第6図として添付する)よ
り、ビシクロオルンエステル基の存在が確認され、また
、質量分析よりm/ e= 170 (M”)の分子イ
オンピークが確認された。また、元素分析の結果は表6
に示したとおりであった。
表 6 実施例−6 原料として1.1.14リメトキシー2−ブロモブタン
と2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールを
用いた以外は、すべて実施例−1と同様の操作を行ない
、表7の原料化合物及び生成物を合成した。
これらの化合物の確認は、前述した如き種々の測定方法
により行なった。即ち、赤外吸収スペクトル、+H−N
MRスペクトルよりビシクロオルソエステル基の存在が
確認され、また、質量分析及び元素分析の結果社表7に
示したとおりである。
実施例−4 300CCナス型フラスコに1.1.1−)リフトキシ
−2−ブロモブタン44 t (0,194mol)、
ペンタエリスリトール26.4f(0,194mol 
) eジオクチルフタレート100f及びp−トルエン
スルホン酸約0.2 tik取−”>fe−0これに蒸
留装置を接続し、内容物を攪拌下150〜160℃に加
熱し脱メタノール反応を行なった。その後は実施例−1
と同様の操作を行ない、表8の原料化合物及び生成物を
合成した。
これらの化合物の確認は、前述した如きの種々の測定方
法により行なった。即ち、赤外吸収スペクトル、’H−
NMRスペクトルよりビシクロオルジエステル基及び水
酸基の存在が確認され、また、質量分析及び元素分析の
結果は表8に示したとおりである。
参考例−1,比較例−1,2 実施例−1で製造した1−(1−プロペニル)−4−エ
チル−2,6,7−ドリオキサビシクロ[2,2,2)
オクタン0.60 s 4 tをアンプル中に取り、更
に、ジ−t−ブチルパーオキシド48W(10mo1%
対ビシクロ化合物)を加えた。このアンプルは、ドライ
アイス−メタノール中で冷却しながら真空ポンプで減圧
し封管した。次に、この封管したアンプルを120℃オ
イルバス中で72時間重合を行なった。その後、アンプ
ルを破り、内容物を約ICCの塩化メチレン忙溶解した
後、ヘキサン中に沈殿させた。沈殿した重合体は濾過乾
燥する車圧より、白色粉末として得られた。重合率は5
.2%であった。更に、この重合体の赤外吸収スペクト
ルを測定した結果、1700〜1800m にエステル
の吸収が観測された。そのエステルの吸収の吸光度の値
は、前述した検量線より開環異性化率14.9%に相当
した。
比較例として、1−ビニル−4−エチル−2,6,7−
)リオキサビシクロ[2,2,2)オクタン及び1.4
−ジエチル−2,6,7−ドリオキサビシクロ[2,2
,2)オクタンを用いて、上記と同様にしてジ−t−ブ
チルパーオキサイドを10 mo1%を加えて重合を行
なった。その結果、1−ビニル−4−エチル−2,(S
、7−)リオキサビシクロ[2,2,2)オクタンは、
24時間重合後、白色粉末重合体を得、その開環異性化
率は5.2%であった。
又、1.4−ジエチル−2,6,7−)リオキサビシク
ロ[2,2,2]オクタンは、全く重合せず、反応液の
赤外吸収スペクトルより開環異性化率は0.6%であっ
た。
参考例−2 実施例−2,3及び4で製造した本発明のビシクロオル
ソエステル化合物を、参考例−1と同様にしてアンプル
中忙取り、ジー1−ブチルパーオキシド10 mo1%
を加t、トライアイス−メタノール中で冷却下、減圧に
しながら封管を行なった。次にこの封管したアンプルを
オイルバス中で72時間重合した。
重合後の処理は参考例−1と同様に行なった。
得られた重合体は白色粉末状であり、その開環異性化率
は表9に示した通りであった。
表 9
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、実施例−1で得られたビシクロオ
ルソエステル化合物の原料の赤外吸収スペクトル及び1
H−核磁気共鳴吸収スペクトルを示す。 第3図及び第4図は、実施例−1で得られた本発明のビ
シクロオルソエステル化合物の赤外吸収スペクトル及び
IH−核磁気共鳴吸収スペクトルを示す。 第5図及び第6図は、実施例−2で得られたビシクロオ
ルソエステル化合物の原料及び本発明のビシクロオルソ
エステル化合物のIH−核磁気共鳴吸収スペクトルを示
す。 特許出願人 徳山曹達株式会社 ++(へ袖 正置 EI]o、5?4 ’−r 8 z8 2 も明りるオIT、 ピン707rlt、ソエスt1し/3吻3 補五113
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A L +月でへさ。1 以り 手続補装置(方式) %式% 1、事件の表示 特願昭59−62128号2、発明の
名称 ビシクロオルソエステル化合物3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住、 所 山口県徳山市御影町1番1号4、補正命令の
口何 昭和59年6月 60同 発送口 昭和59年6
月26日 明細轡の浄書(内容に変更なし)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 (但し、R1はアルキル基、 R2は水素原子、アルキ
    ル基、又はヒドロキシアルキル基である。) で示されるビシクロオルソエステル化合物。
JP59062128A 1984-03-31 1984-03-31 ビシクロオルソエステル化合物 Granted JPS60208983A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5466710A (en) * 1988-03-21 1995-11-14 Roussel Uclaf Heterobicycloalkanes as pesticidal compounds

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