JPS6032764A - 二官能性ペルオキシドの製造法 - Google Patents

二官能性ペルオキシドの製造法

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JPS6032764A
JPS6032764A JP13945283A JP13945283A JPS6032764A JP S6032764 A JPS6032764 A JP S6032764A JP 13945283 A JP13945283 A JP 13945283A JP 13945283 A JP13945283 A JP 13945283A JP S6032764 A JPS6032764 A JP S6032764A
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Takeshi Komai
駒井 猛
Toshihiro Izumi
和泉 俊博
Shuji Suyama
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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、熱分解速度の異なる二種のペルオキシド基を
有する二官能性ペルオキシドの製造法に関し、さらに詳
しくは、分子中にジアシルペルオキシド結合とペルオキ
シエステル結合トを有する二官能性ペルオキシドを収率
高く、短時間で製造する方法に関する。
従来から、熱分解速度の異なる二種以上のペルオキシド
基を有する多官能性ペルオキシドは、ブロック共重合体
、耐衝撃性ポリスチレン、ABS樹脂などを製造する際
の重合開始剤として有用であるとされていた。
このような用途に用いられる二官能性ペルオキシドの製
造法として、その分子中にジアシルペルオキシド結合と
ペルオキシエステル結合トを有する二官能性ペルオキシ
ドであるブチルジオキシカルボニルプロピオニルベルオ
キシドを次に示すように三段階の反応で製造する方法が
知られている(ズール・オルグ・キム・・・Zhwr。
Org 、1Qtrn −、第6巻、1585頁(19
70))。
(1)マず次式(イ)で示されるような酸無水物とt−
ブチルヒドロペルオキシドとをピリジン存在下で反応さ
せモノt−プチルペルオキシズシネートを生成させ ― (A (2)次いで次式(ロ)に示されるように前記モノt−
プチルペルオキシズシネートをジメチルホルムアミドの
存在下、塩化チオニルで塩素化してt−ブチルジオキシ
カルボニルプロピオニルクロライドを生成させ、 5− 鵞 Hs (3)シかる後に、次式(4)で示されるように前記t
−ブチルジオキシカルボニルプロビオニルクロライドと
ジエチルエーテル及び過酸化水素の混合物とをピリジン
触媒下で反応させてt−ブチルジオキシカルボニルプロ
ピオニルベルオキシドを得る方法である。
t7t、(2)の段階で生成せるt−ブチルジオキシカ
ルボニルプロピオニルクロライドを次式(4)に示され
るように25チ水酸化カリウム水溶液及びアセトンの存
在下、ペルオキシアゼライン酸と反応させることにより
、ビス(t−プチルベルオキシズシニル)アゼラオイル
ジベルオキシドを合成する方法(ズール・オルグ・キム
、第9巻、1076頁(1975) )も知られている
しかし、このいずれの方法も反応の収率が低く更に(2
)の段階の塩素化反応に長時間を要するという欠点を有
していた。即ち前者のペルオキシドは酸無水物からの全
収率が24チにすぎず、また後者のペルオキシドでは収
率23%であり、その前段の反応も入れるとコハク酸無
水物から原料クロライドまでの収率が前記刊行物に開示
のデータでは52.8%であるので全収率は12%にす
ぎ々いものであつfc。
また、塩素化反応は完結までに室温で24〜48時間も
要している。これは、おそらく原料カルボン酸に、特に
熱及び酸類に不安定なペルオキシエステル結合を有して
いるためである。反応時間を短縮する目的で通常の飽和
脂肪酸の塩素化に要する反応温度(40〜70℃)で式
(ロ)の反応を行なった場合、副生する塩化水素又は塩
素他剤自身がペルオキシエステル基を分解させる可能性
が充分あり、このため収率の低下をひきおこす。反応条
件しだいではペルオキシエステルの分解による暴走反応
又は爆発に至る危険性も有している。したがって仁の反
応は、このよう表側反応を避けるためできる限り低温で
行なうことが望ましく、その結果、反応が完結するまで
には極めて長時間反応させる必要がアシ、実用上の問題
点とされている。
そこで、本発明者らは、前記の従来法の欠点を解消すべ
く鋭意研究した結果、従来法に較べ収率が高く、かつ反
応時間も短かく工業的に有利な製造方法である本発明を
完成した。
即ち、本発明は、次に示されるように2段階の反応から
なるものである。
一般式 %式%() (式中、Rは炭素数1〜5の直鎖又は分校のアルキル基
;炭素数5〜9のシクロアルキル基又は置換シクロアル
キル基;又はR′0で示すしるアリール基、ここでR〃
は水素原子もしくは炭素数1〜4の直鎖又は分枝のアル
キル基を示す。)で示されるヒドロペルオキシド1モル
に対し、一般式 %式%) (式中、R′は+cHt+、但し−= 1〜20 : 
y x 二しン基;直鎖上にメチル、エチル、エチニル
基又はフェニル基が1〜2個分枝した炭素数が10〜2
0のアルキレン基;分子内の二重結合の数が9− 1〜5個である炭素数が10〜20の不飽和炭化水素基
又けその直鎖上にメチル、エチル、エチニル基又はフェ
ニル基が1〜2個分枝した分校不飽和炭化水素基を示す
。) で示される二塩基酸塩化物1モル〜10モルを反応させ
て 一般式 (式中、R及びR′は前記に同じ) で示される化合物を生成させ、次いで該化合物又は該化
合物及び前記一般式(Inで示される二塩基酸塩化物の
混合物に過酸化水素を添加しアルカリ金属水酸化物5の
存在下で反応させて一般式 (式中、R及びR′は前記に同じであシ平均組合10一 度欝は2〜2oである。) で示される二官能性ペルオキシドを製造する方法である
まず、一段目の反応であるヒドロペルオキシドと二塩基
酸塩化物との反応についてのべる。
この反応に用いられるヒドロペルオキシドは、例えばt
−ブチルヒドロペルオキシド、t−アミルヒドロペルオ
キシド、t−ヘキシルヒドロペルオキシド、1,1,5
.5−テトラメチルブチルヒドロペルオキシドのよりな
アルキルヒドロペルオキシド又はクメンヒドロペルオキ
シド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシ)’ 
+7)ようなアラルキルヒドロペルオキシド、P−メン
タンヒドロペルオキシドのような脂環式ヒドロペルオキ
シドなどであシ、又二塩基酸塩化物は例えばブタンニ酸
(コハク酸)、ペンタンニ酸(グルタル酸)1、ヘキサ
ンニ酸(アジピン酸)、ヘプタンニ酸(ピメリン酸)、
オクタンニ酸(コルク酸)、ノナンニ酸(アゼライン酸
)、デカンニ酸(セバシン酸)、ウンデヵンニ酸、−l
/− ドデカンニ酸、トリデカンニ酸、テトラデカン二酸、ペ
ンタデカンニ酸、ヘキサデカンニ酸、ヘプタデカンニ酸
、オクタデカジエン、ノナデカンニ酸、エイコサンニ酸
、ヘネイコサンニ酸、ドコサンニ酸、6−エチルドデカ
ン−1,12−ジカルボン酸、7−ニチルヘキサデカン
ー1゜16−ジカルボン酸、7,8−ジフェニルテトラ
デカン−1,14−ジカルボン酸、7.12−ジメチル
−7,11−オクタデカジエン−1,18−ジカルボン
酸、7−ピニルー9−へキサテセンー1.16−ジカル
ボン酸、6−ビニルドデカン−1,12−ジカルボン酸
、7−チトラデカンー1゜14−ジカルボン酸及び7,
11−オクタデカジエン−1,1B−ジカルボン酸など
の塩化物がある。
ヒドロペルオキシドと二塩基酸塩化物との反応は公知の
ペルオキシエステル化反応と同じ条件下で後述するよう
に触媒を用いて、又無触媒で行なわれる。
次に反応条件について詳しく説明する。
反応温度は通常のペルオキシエステルを製造する時と同
じでよ<、−io〜50℃であり、好ましくは0〜30
℃である。これよシ高い温度で反応を行なうと、生成し
たペルオキシエステルが分解する危険性があり、またこ
れよシ低い温度では反応を完結させるのに長時間を必要
とするため好ましく々い。反応時間は反応温度及び二塩
基酸塩化物とヒドロペルオキシドとのモル比によシ異な
る。例えば、反応温度が高い場合、あるいは二塩基酸塩
化物に対するヒドロペルオキシドのモル比がかなシ小さ
い場合は反応を完結せしめるに必要な時間は短かくてよ
い。
通常は0.5〜3時間で充分である。
ヒドロペルオキシドと二塩基酸塩化物との比率ハ、ヒド
ロペルオキシド1モルに対して二塩基酸塩化物1モル以
上であることが必要でおる。
二塩基酸塩化物が1モルに達しない場合は、反応完了后
反応生成物中に未反応の二塩基酸塩化物が存在しないか
、又は存在しても少量のため二段目の反応が円滑に進行
せず目的とする二官能性ペルオキシドの収率が低い。ま
た比率を13− 大きくしてnが20をこえた場合は、本発明の目的であ
る二官能性が薄れる。したがって実用上好ましくは1モ
ル以上10モル以下である。
この第1段目の反応を触媒を用いて行う場合、一般にペ
ルオキシエステルを合成する時に用いられる触媒が適用
できる。すなわち有機塩基、例えばアンモニアまたはピ
リジン、トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第
5級アミンが用いられる。有機塩基の使用量は、ヒドロ
ペルオキシドに対して0.8〜1.5倍モル、好ましく
は1〜1.2倍モルである。その理由は0.8倍モル未
満では、ペルオキシエステル化反応が完結せず、1.5
倍モルを越えると、二塩基酸塩化物のロスが多くなる。
二塩基酸塩化物及びモノペルオキシエステルの混合液と
第5級アミン塩酸塩等の有機塩基との分離は濾過により
行なう。濾過方法としては、減圧濾過、自然濾過、加圧
濾過、遠心濾過のいずれの方法を用いてもよい。
この第1段目の反応であるペルオキシエステ−/弘− ル化反応は無触媒で行なうこともできる。この場合は反
応によシ発生する塩化水素分子を系内から取シ除くこと
により反応が進行することを利用するものである。具体
的には、例えば減圧下で反応系内を脱気させながら行な
うか、乾燥空気又は窒素のような不活性ガスを流通させ
ながら行なえばよい。
第1段目の反応において■反応生成物の粘度が高い場合
又は■触媒として第3級アミンを用い、第3級アミン塩
酸塩の生成量が多くなる条件では溶剤を使用して反応す
る方が好ましい。
溶剤を添加する目的は■反応生成物の粘度が高い場合は
粘度を少にして反応を円滑にするためであυ、■第3級
アミン塩酸塩の生成量が多くなる場合は、開環に二塩基
酸塩化物やモノペルオキシエステルが付着してロスとな
シ収率の低下を防ぐためである。
使用される溶剤としてはヘキサン、ベンゼン等であるが
、二塩基酸塩化物及びヒドロペルオキシドに対して不活
性な溶剤であればこの反応−/S− に使用することができる。
次に、繭記一段目の反応で得られた化合物と二塩基酸塩
化物の混合物をアルカリ金属水酸化物の存在下で過酸化
水素と反応させる2段目の反応を行なう。
この反応に用いられるアルカリ金属水酸化物としては、
例えば水酸化す) IJウム、水酸化カリウム等である
2段目の反応における過酸化水素の使用量は1段目の反
応で得られた一般式(ト)即ちHI で示される化合物゛の塩素量に対して0.5〜1.0倍
モル、好ましくは0.5〜0.7倍モルである。過酸化
水素の一針がこれより少ないとジアシルペルオキシ化反
応が完結せず、加水分解などの副反応が起き純度低下を
招く。これより多い場合はこれより多くても反応に寄与
しないので経済的に不利である。
また反応温度及び反応時間は通常のジアシルペルオキシ
ドの製造条件でよい。即ち反応温度は一15〜30℃、
好ましくは一5〜15℃であり反応時聞け0.25〜1
時間である。
以上の条件で二段目の反応を行なうことにより、一般式
(財)、即ち で示される少アシルペルオキシド結合とペルオキシエス
テル結合とを有する二官能性ペルオキシドを含む反応生
成液をうろことができる。
反応終了後、生成した二官能性ペルオキシドが固体の場
合はテ過により反応液と分離し、水洗、乾燥するととに
より目的とする二官能性ペルオキシドを得ることができ
る。また液体の場合は、静置分離により反応液と分離し
、水洗後、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等の乾燥
剤により乾燥し濾過することにより二官能性ペルオキシ
ドが得られる。また溶剤を用いた場合で77− も溶剤を減圧留去することにより、容易に二官能性ペル
オキシドが得られる。
前述した方法により製造した二官能性ペルオキシドは、
赤外線吸収スペクトルの特性吸収波長、核磁気共鳴スペ
クトルのδ値とその強度及びヨード滴定法によりジアシ
ルペルオキシド基とペルオキシエステル基に基づく活性
酸素量を測定することにより構造が確認される。
以上の製造方法によれば、従来法に較べ著しく高い収率
で、かつ短時間で二官能性ペルオキシドが得られる。
又本発明方法は更に原料であるヒドロペルオキシドに対
する二塩基酸塩化物の比を調整するこトニより、ジアシ
ルペルオキシド結合部分とペルオキシエステル結合とが
所要の比である二官能性ペルオキシドを容易にうろこと
ができるという従来法にはない特徴を有する。例えば一
段目の反応において二塩基酸塩化物の使用量が大である
と一分子内のジアシルペルオキシド結合部分を大とする
ととができる。このようにジー/l− アシルペルオキシド結合部分とペルオキシエステル結合
部分の比を変えることができると、重合開始剤としての
用途の幅が拡がり特長的な使い方をすることができる。
次に実施例によシ、本発明を具体的に説明する。
実施例1 攪拌機及び温度針のついた内容量50ローのフラスコに
80.1 f (0,5モル)のドデカンニ酸の二塩化
物を入れ、ついで窪素気流下t−ブチルヒドロペルオキ
シド18f (0,2モル)、ピリジン16.6f (
0,21モル)及びヘキサン50fの混合溶液を、フラ
スコ内の温度を10〜15℃に保ち表から15分間で滴
下した。滴下後、温度を15〜20℃に保ちながら1時
間反応を行なった。その後、テ過によジピリジン塩酸塩
を取り除き、無色透明な液体130.2F を得た。こ
の液体の塩素量は9.5チ であった。次に攪拌機、温
度計のつい穴内容量500−のフラスコに7%水酸化ナ
トリウム水溶液229vを入れた後、10〜20℃の条
件下−/q− で50チ過酸化水素水14.Elを加えた。次いで、得
られた無色透明な液体150.2Fを0〜5℃ の条件
下で滴下した。滴下後、内容物の温度を0〜5℃に保ち
ながら50分間反応を継続した。反応生成物を濾過して
固体と廃水とに分離した後、固体を水洗、乾燥して白色
粉末68.5 fを得た。
収率は81.7%であった。ヨード滴定により活性酸素
量を測定1.た結果、全活性酸素量は7.68チであり
、そのうちジアシルペルオキシド基に基づく活性酸素I
は5.99 %であシ、ペルオキシエステル基に基づく
それは5.69 %であった。活性酸素量の組成比から
平均縮合度nは5.2であった。また赤外線吸収スペク
トル及び核磁気共鳴スペクトルにより次式に示す二官能
性ペルオキシドであることが確認された。
実施例2 t−ブチルヒドロペルオキシド10.8r (0,12
jTIffl ”oI) Ll −at(b’4 (0
1モル)及びピリジン1o、at (0,126モル)
とした以外は、実施例1に準じて処理を行ない126.
32の無色透明な液体を得た。この液体の塩素量は11
.4%であった。次に7%水酸化ナトリウム水溶液26
6f及び50%過酸化水素水17.2Fとした以外は、
実施例1に準じて処理を打力い61.5tの白色粉末を
得た。収率は79チでおった。ヨード滴定法による全活
性酸素量は7.44%であシ、ソノウチジアシルベルオ
キシド基に基づく活性酸素量は5.10%であシ、ペル
オキシエステル基に基づく活性酸素量は2.34チであ
った。活性酸素量の組成比から平均縮合度nは5.4で
あった。
また赤外線吸収スペクトル及び核磁気共鳴スペクトルに
より次式に示す二官能性ペルオキシドであることが確認
された。
実施例5 t−7’チルヒドロペルオキシド5.4f (0,06
モー、2/ − ル)及びピリジンs、o r (0,065モル)とし
た以外は、実施例1に準じて処理を行ない124.6t
の無色透明な液体を得次。この液体の塩素量は12.8
%であった。次に7%水酸化ナトリウム水溶液295f
及び50チ過酸化水素水19.1fとした以外は、実施
例1に準じて処理を行ない61.21の白色粉末を得た
。収率はB5.5fbであった。ヨード滴定法による全
活性酸素量は7.24%であシ、そのうちジアシルペル
オキシド基に基づく活性酸素量は6.旧チであり、ペル
オキシエステル基に基づく活性酸素量は1.25%であ
った。活性酸素量の組成比から平均縮合度は10.8で
あった。
また赤外線吸収スペクトル及び核磁気共鳴スペクトルに
より次式に示す二官能性ペルオキシドであることが確認
された。
実施例4 実施例1で用いたのと同じ反応器に71.7f−22= (0,5モル)のセバシン酸塩化瞼を入れ、その中にt
−アミルヒドロペルオキシド20.8f (0,2モル
)とピリジン17.4t (0,22モル)及びヘキサ
ン50fの混合溶液を10〜15℃に保ちながら15分
間で滴下した。滴下後、10〜15℃で2時間反応を継
続した。ピリジン塩酸塩を濾過にょシ取シ除き無色透明
な液体151.2rを得た。この液体の塩素量は9.7
チであった。実施例1で用いたのと同じ500−のフラ
スコに7%水酸化カリウム水溶液316fを入れた後、
10〜20℃の条件下で50%過酸化水素水15.2t
を加えた。次いで得られた無色透明な液体151.2f
を0〜5℃で滴下した。
滴下後、内容物の温度を5〜10℃に保ちながら20分
間反応を継続した。反応生成物を濾過して固体と廃水と
に分離した後、固体を水洗乾燥することによp55.7
tの白色粉末を得た。収率は70.9%であった。ヨー
ド滴定法による全活性酸素量は8.10tsでアシ、そ
のうちジアシルペルオキシド基に基づく活性酸素量は4
.56 %であり、ペルオキシエステル基に基づく活性
酸素量は−,13− 3,74%であった。活性酸素量の組成比から平均縮合
度は5.4であった。また赤外線吸収スペクトル及び核
磁気共鳴スペクトルにより次式に示す二官能性ペルオキ
シドであることが確認された。
実施例5 二塩基酸塩化物としてエイコサンニ酸塩化物113.7
f (0,5モル)とヒドロペルオキシドトシてt−ヘ
キシルヒドロペルオキシド25.69 (0,2モル)
を用いた以外は、実施例1に準じて処理を行ない165
.5fの無色透明な液体を得た。この液体の塩素量は7
.農であった。次に7チ水酸化す) リウム水溶液22
5.4 fと50%過酸化水素水14.4fとした以外
は、実施例1に準じた処理を行ない8B、5fの白色粉
末を得た。収率は72チであった。ヨード滴定法による
全活性酸素量は5.06%であり、そのうちジアシルペ
ルオキシド基に基づく活性酸素量は2.68%でおり、
ペルオキシエステル基に基づく活性酸素量は2.38%
であった。活性酸素量の組成比から平均縮合度nは3.
5であった。また赤外線吸収スペクトル及び核磁気共鳴
スペクトルにより次式に示すようカニ官能性ペルオキシ
ドであることが確認された。
実施例6 二塩基酸塩化物としてアジピン酸塩化物54.9t(0
,5モル)と、ヒドロペルオキシドとして98チクメン
ヒドロペルオキシド4.77 (0,05モル)とピリ
ジン2゜4p(0,05モル)とした以外は、実施例1
に準じた処理を行ない101.9Fの無色透明表液体を
得た。この液体の塩素量は18.5%であった。次に1
0チ水酸化ナトリウム水溶液254.9tと50%過酸
化水素水25.3fとした以外は、実施例1に準じて処
理を行ない57.8 tの白色粉末を得た。収率は67
.1%であった。ヨード滴定法に−,1− よる全活性酸素量は10.29%であシ、そのうちジア
シルペルオキシド基に基づく活性酸素量は9.17%で
アリ、ペルオキシエステル基に基づく活性酸素量は1.
12チであった。活性酸素量の組成比から平均縮合度n
は17.5であった。また赤外線吸収スペクトル及び核
磁気共鳴スペクトルにより次式に示すような二官能性ペ
ルオキシドであることが確認された。
実施例7 二塩基酸塩化物として7−エチルヘキサデカン−1,1
6−ジカルボン酸塩化物115.79 (0,5モル)
と、溶剤としてベンゼンBO2を用いる以外は、実施例
1に準じて処理を行ない178vの淡黄色液体を得た。
この液体の塩素量は6.7チであった。次に攪拌機と温
度計のついた11のフラスコ中に、7チ水酸化カリウム
水溶液509.79を入れた後、10〜20℃の条件下
で50−過酸化水26− 素水14.3Fを加えた。その後、得られた淡黄色液体
1781を一5〜D℃で滴下した。滴下後、内容物の温
度を一5〜0℃に保ちながら1時間反応を継続し、水洗
後、廃水と分離することによシ156fの油層を得た。
その後、油層中のベンゼンを留去することにより82f
の粘稠液体を得た。
収率は68チであった。ヨード滴定法による全活性酸素
量は5.27%であり、そのうちジアシルペルオキシド
基に基づく活性酸素量は2.64チであり、ペルオキシ
エステル基に基づく活性酸素量は2.63%であった。
活性酸素量の組成比から平均縮合度nは3.0であった
。また赤外線吸収スペクトル及び核磁気共鳴スペクトル
によシ、次式に示す二官能性ペルオキシドであることが
確認された。
実施例8 ヒドロペルオキシドとしてP−メンタンヒド−,27− ロペルオキシド54t(0゜2モル)とした以外は実施
例1に準じて処理を行ない、44.89の無色透明な液
体を得た。この液体の塩素量は8.596であった。次
に7チ水酸化す) IJウム水溶液2282及び50チ
過酸化水素水14.7 Fとした以外は実施例1に準じ
て処理を行ない72.8fの白色粉末を得た。収率は7
1.4チであった。ヨード滴定法による全活性酸素量は
6.42%であり、そのうちジアシルペルオキシド基に
基づく活性酸素量は3.43%でアリ、ペルオキシエス
テル基に基づく活性酸素量は2.99%であった。活性
酸素量の組成比から平均縮合度nは5.3であった。ま
た赤外線吸収スペクトル及び核磁気共鳴スペクトルによ
シ次式に示す二官能性ペルオキシドであることが確認さ
れた。
L:H,CH。
424−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 (式中、Rは炭素数1〜5の直鎖又は分枝のアルキル基
    :炭素1i5〜9のシクロアルキル基又は置換シクロア
    ルキル基:又はr()で示されるアリール基、ここでB
    tLは水素原子、もしくは炭素数1〜4の直鎖又は分校
    のアルキル基を示す。)で示されるヒドロペルオキシド
    1モルに対し、 一般式 (式中、R′は+CH,蝿、但し常=1〜20;)二二
    一一 レン基;直鎖上にメチル、エチル、エチニル又はフェニ
    ル基が1〜2個分枝した炭素数が10〜20のアルキレ
    ン基;分子内の二重結合の数が1〜3である炭素数10
    〜20の不飽和炭化水素基又は直鎖上にメチル基、エチ
    ル基、エチニル基又はフェニル基が1〜2個分枝した分
    枝不飽和炭化水素基を示す。)で示される二塩基酸塩化
    物1モル〜10モルを反応させて 一般式 (式中、RおよびR′は繭記に同じ)で示される化合物
    を生成させ、次いで該化合物又は該化合物及び紡記一般
    式■で示される二塩基酸塩化物の混合物に過酸化水素を
    添加し、アルカリ金属水酸化物の存在下で反応させて CHs CHJ −3− (式中RおよびR′は前記に同じであシ、nは2〜20
    である。)で示されるジアシルペルオキシド結合とペル
    オキシエステル結合とを有する二官能性ペルオキシドを
    製造する方法。
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