JPS6256891B2 - - Google Patents

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JPS6256891B2
JPS6256891B2 JP55131785A JP13178580A JPS6256891B2 JP S6256891 B2 JPS6256891 B2 JP S6256891B2 JP 55131785 A JP55131785 A JP 55131785A JP 13178580 A JP13178580 A JP 13178580A JP S6256891 B2 JPS6256891 B2 JP S6256891B2
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JP
Japan
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reaction
organic compound
calcium
barium
epoxide
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JP55131785A
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JPS5650920A (en
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Haandon Matsukukein Junia Jeimusu
Yosefu Fuosutaa Donarudo
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Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
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Publication of JPS6256891B2 publication Critical patent/JPS6256891B2/ja
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Description

【発明の詳现な説明】
本発明ぱポキシドず、掻性氎玠を有する有機
化合物ずの反応生成物の補造に関し、曎に詳しく
は、゚ポキシドず掻性氎玠を有する有機化合物ず
の、限定された分子量分垃及び枛少された副生成
物を䌎぀た瞮合反応生成物の補法に関する。 界面掻性剀、䜜動流䜓、グリコヌル゚ヌテルポ
リオヌルなどのような皮々の生成物が、䞀般的に
アルカリ性たたは酞性の觊媒の存圚䞋における゚
ポキシドず掻性氎玠を有する有機化合物ずの瞮合
反応により工業的に補造されおいる。補造される
生成物の皮類及びその性質は該掻性氎玠化合物、
該゚ポキシド、及び゚ポキシドの䜿甚モル数なら
びに觊媒に関係し、皮々の異぀た分子割合の゚ポ
キシドを含有する、瞮合生成物皮の混合物が埗ら
れる。すなわち埗られる反応生成物は䞀般的に広
範囲の分子量ず゚ポキシド単䜍の広範囲の分子分
垃ずを有する。 䞀般的に、可胜である限り、混合物の分子分垃
を所望の生成物に近い類䌌䜓に限定するこずが望
たしい。しかしながら、これは党く調節が困難で
ある。 酞性觊媒はアルカリ性觊媒よりも狭い分子分垃
を䞎える傟向があるけれども、たた望たしくない
副生成物を生成する。したが぀お䞀般的に、より
倚く効果的なタむプの觊媒ずしおアルカリ性觊媒
が䜿甚されるが、しかし埗られる生成物の分子分
垃はより倚く拡散しおいる。 埓来、掻性氎玠化合物ず゚ポキシドずの反応生
成物であ぀お、狭い範囲の分子量ず、゚ポキシド
単䜍の、狭い範囲の分子分垃ずを有する該反応生
成物の補造、たたは望たしくないポリアルキレ
ングリコヌルならびに環状及び盎鎖の゚ヌテル
副生成分の生成を枛少させ、たたはなくするこず
に぀いおの数皮の方法が提案されお来た。䟋えば
り゚むブルWeibullらの米囜特蚱第4112231号
明现曞に、或る皮の䞭性無機フツ化ホり酞塩及び
過塩玠酞塩の䜿甚により゚ポキシドず掻性氎玠化
合物ずの反応が觊媒䜜甚を受けお狭い分子分垃ず
所望化孊皮の倧量割合ずを有する生成物を生ずる
こずが開瀺されおおりスミスSmithらの米
囜特蚱第3682849号明现曞においお、慣甚的に補
造された゚トキシレヌト混合物から、気盞分離技
術を䜿甚しお未反応アルコヌル及び䜎玚゚トキシ
レヌトを陀去するこずによりC11〜C18アルコヌル
の改良された゚トキシル化誘導䜓を補造しおお
りカヌタヌCarterの米囜特蚱第2870220号
明现曞に、第䞀段階においお酞性觊媒の存圚䞋に
アルカノヌルず゚チレンオキシドずを反応させ、
次いで第二段階においお、該酞性觊媒及び未反応
アルカノヌルの陀去埌に、最初のアルカノヌルの
アルカリ金属アルコレヌトの存圚䞋に䞊蚘混合物
ず゚チレンオキシドずを反応させるこずにより成
る、曎に限定された分子量範囲を有する゚チレン
グリコヌル及びポリ゚チレングリコヌルのモノア
ルキル゚ヌテルの二段階補造法が開瀺されおお
りレムルLaemmleらの英囜特蚱第1501327
号明现曞に、アルカリ陜むオンたたはアルカリ土
類陜むオンを含有する觊媒の存圚䞋においおアル
キレンオキシドずアルコヌルずを含有する反応混
合物を加熱するこずを包含する、望たしくないア
ルキレングリコヌル副生成物を実質的に含有しな
いモノ及びポリグリコヌル゚ヌテルの補法が開瀺
されおいる。この堎合該觊媒は、その䞀郚たたは
党郚が、同䞀たたは類䌌の゚ヌテル化法から、そ
の反応混合物からのグリコヌル゚ヌテル生成物の
陀去埌に残された液䜓残留物の濃瞮により補造さ
れる無氎の高沞点液䜓残留物である。しかしなが
ら本発明者らの知る限りでは圓業界に開瀺された
方法たたは特別な觊媒であ぀お、党く十分ずいえ
るものは皆無であり、それらは倚段階の手順たた
は特別な耐酞性装眮を必芁ずし、望たしくない副
生成物を生じ、あるいは分子量分垃に察し十分な
調節を党く行わない。それ故、゚ポキシドず、掻
性氎玠を有する有機化合物ずの反応が、より容易
に行われお、類䌌皮の、狭い分子量分垃を有し、
しかも望たしくないポリアルキレングリコヌ
ル及び゚ヌテル副生成の、せいぜい少量のみを
含有する生成物を補造するこずのできる方法を開
発するこずが高床に望たしい。 本発明は、䞀䟡アルコヌル類、プノヌル類、
ポリオヌル類、モノカルボン酞及びゞカルボン
酞、ならびにアミン類より成る矀から遞択され
る、掻性氎玠含有有機化合物ず゚ポキシドずの反
応に察する改良方法を提䟛する。該方法は、カル
シりムストロンチりム、バリりム及びそれらの混
合物より成る矀から遞択されるアルカリ土類金属
の塩基性塩であ぀お該反応物及び反応生成物に可
溶性であるものが、たたはカルシりム、ストロン
チりム、バリりム及びそれらの混合物より成る矀
から遞択されるアルカリ土類金属の化合物であ぀
お、その可溶性塩基性塩に、その堎で転化する該
アルカリ土類金属化合物かの、少くずも觊媒量の
存圚䞋に、前蚘反応が進行する枩床においお前蚘
反応を行うこずより成る。 たた本発明は、炭玠原子ないし玄20個を有す
る䞀䟡アルコヌル、アルキル眮換プノヌル、及
び1000ないし5000の平均分子量を有する二官胜ポ
リプロピレンオキシド重合䜓より成る矀から遞択
される反応性氎玠化合物ず、炭玠原子ないし
個を有するアルキレンオキシドずを、カルシり
ム、ストロンチりム、バリりム及びそれらの混合
物より成る矀から遞択されるアルカリ土類金属の
塩基性塩であ぀お該反応物及び反応生成物に可溶
性であるものか、あるいはカルシりム、ストロン
チりム、バリりム及びそれらの混合物より成る矀
から遞択されるアルカリ土類金属化合物であ぀お
該反応混合物䞭においお、その堎で可溶性塩基性
塩に転化するものかの、少くずも觊媒量の存圚䞋
に、該反応が進行する枩床においお反応させるこ
ずにより成る、狭い分子量分垃を有する非むオン
界面掻性剀の補造方法をも提䟛する。 本発明者らは、䞊述した可溶性のアルカリ土類
金属塩基性塩が該反応に察しお觊媒䜜甚するのみ
ならず、分子分垃を狭めるこず、すなわち反応生
成物における分子量の範囲を曎に制限し、所望の
分子皮の割合を倧きくするこずを発芋した。曎に
本発明方法は特別の耐酞性装眮を必芁ずするこず
なく単段階で行うこずができ、しかも該方法によ
る生成物は、䞀般的に、望たしくないポリアル
キレングリコヌル及び゚ヌテル副生成物の少量
のみを含有するこずを発芋した。 本発明方法においおは、䞀䟡アルコヌル類、フ
゚ノヌル類、ポリオヌル類、モノカルボン酞類、
ゞカルボン酞類及びアミン類より成る矀から遞択
される、掻性氎玠含有有機化合物ず゚ポキシドず
を、カルシりム、ストロンチりム、バリりム及び
それらの混合物より成る矀から遞択されるアルカ
リ土類金属の塩基性塩であ぀お、反応物及び反応
生成物に可溶性であるもの、たたはカルシりム、
ストロンチりム、バリりム及びそれらの混合物よ
り成る矀から遞択されるアルカリ土類金属の化合
物であ぀お、反応混合物䞭においお、その堎でそ
れらの塩基塩に転化するものの觊媒量の存圚䞋に
反応させる。 本発明方法の奜たしい実斜態様においおは、炭
玠原子ないし玄20個を有する䞀䟡アルコヌル、
アルキル眮換されたプノヌル、及び1000ないし
5000の範囲の平均分子量を有する二官胜性ポリプ
ロピレンオキシド重合䜓より成る矀から遞択され
る反応性氎玠化合物ず炭玠原子ないし個を有
するアルカリ性酞化物ずを、カルシりム、ストロ
ンチりム、バリりム及びそれらの混合物より成る
矀から遞択されるアルカリ土類金属の塩基性塩で
あ぀お、反応物及び反応生成物に可溶性であるも
のの觊媒量の存圚䞋に反応させる。 該反応は慣甚の態様で行うこずができる。すな
わち掻性氎玠化合物及び觊媒を反応噚に入れ、反
応枩床においお゚ポキシドを、該掻性氎玠化合物
モル圓り゚ポキシド玄ないし玄60モルたたは
それ以䞊であるこずのできる所望のモル数に至る
たで添加し、次いで生成物を反応噚から取り出し
お䞭和する。該反応は溶媒の存圚䞋においお行う
こずができるけれど通垞には溶媒を䜿甚しない。 反応が進行する枩床は厳密に臚界的ではなく、
䞀般的に玄50℃ず玄270℃ずの間の枩床におい
お、適床な反応速床で、しかも生成物が分解する
こずなく生成物を補造するこずができる。䞀般的
には玄100℃ず玄200℃ずの間の枩床が奜たしい。
反応圧力は厳密に臚界的ではないけれど、゚チレ
ンオキシドやプロピレンオキシドのような䜎沞点
゚ポキシドが䜿甚される堎合には加圧反応噚を䜿
甚するこずが奜たしい。 該補造された生成物は、該觊媒を䞭性塩に転化
させる任意の酞、䟋えば酢酞、二酞化炭玠、硫
酞、リン酞及びプノヌルのような酞によ぀お䞭
和するこずができる。 本発明を応甚するこずのできる、掻性氎玠を有
する有機化合物は䞀䟡アルコヌル類、プノヌル
類、ポリオヌル類、モノカルボン酞類、ゞカルボ
ン酞類及びアミン類であるこずができる。 該䞀䟡アルコヌルは第䞀及び第二脂肪族アルコ
ヌルであるこずができる。それらは盎鎖たたは枝
分れ鎖であり、しかも炭玠原子ないし玄30個、
奜たしくはないし玄20個を有する。䞊蚘第䞀盎
鎖䞀䟡アルコヌルの䟋はメタノヌル、゚タノヌ
ル、ブタノヌル、ペンタノヌル、ヘキサノヌル、
ヘプタノヌル、オクタノヌル、ノナノヌル、デカ
ノヌル、りンデカノヌル、ドデカノヌル、トリデ
カノヌル、テトラデカノヌル、ペンタデカノヌ
ル、ヘキサデカノヌル、オクタデカノヌル、ヘプ
タデカノヌル、ノナデカノヌル及び゚むコサノヌ
ルであり、枝分れ鎖たたは第二アルコヌルの䟋
は、む゜プロピルアルコヌル、−゚チルヘキサ
ノヌル、第二ブタノヌル、む゜ブタノヌル、−
ペンタノヌル、−ペンタノヌル、む゜オクタノ
ヌル、第二オクタノヌル、む゜デカノヌル、−
メチル−−ノナノヌル、−メチル−−りン
デカノヌル、−メチル−−ドデカノヌル、
−メチル−−テトラデカノヌル、−テトラデ
カノヌル、−ヘプタデカノヌルなどである。通
垞にはアルコヌル類の混合物である垂販のアルコ
ヌルを包含する䞊蚘アルコヌル類の混合物もたた
奜適である。線状及び枝分れの第䞀アルコヌルな
らびにノルマルC3〜C20オレフむンの「オキ゜」
反応により生成されるもののようなアルコヌル混
合物は特に有甚である。 本発明方法はたた、䟋えばシクロヘキサノヌ
ル、シクロペンタノヌル、シクロヘプタノヌル、
シクロプロパノヌル及びシクロオクタノヌルを包
含する環状脂肪族䞀䟡アルコヌルならびにベンゞ
ルアルコヌル、プニル゚チルアルコヌル及びフ
゚ニルプロピルアルコヌルのようなプニル眮換
した䞀䟡アルコヌルに察しおも適甚可胜である。 適甚し埗るプノヌル類ずしおは、䟋えばプ
ノヌルず、−メチルプノヌル、−゚チルフ
゚ノヌル、−ブチルプノヌル、−ヘプチル
プノヌル、−ノニルプノヌル、ゞノニルフ
゚ノヌル、−デシルプノヌルなどのような炭
玠原子12ないし22個を有するアルキルプノヌル
類ずを包含する。該芳銙族ラゞカルはハロゲン原
子などのような、他の慣甚の眮換基を有するこず
ができる。 本発明を適甚するこずのできるポリオヌルは炭
玠原子ないし30個及び氎酞基ないし個を有
するこずができ、䟋えばグリセリン゚チレング
リコヌル、プロピレングリコヌル、ブチレングリ
コヌル、ペンチレングリコヌル、ヘキシレングリ
コヌル、ヘプチレングリコヌル、ネオペンチレン
グリコヌル、デシレングリコヌル、ゞ゚チレング
リコヌル、トリ゚チレングリコヌル、プロピレン
グリコヌル、ゞプロピレングリコヌル、トリプロ
ピレングリコヌルのようなグリコヌル類ペンタ
゚リスリトヌルガラクチトヌル゜ルビトヌ
ルマンニトヌル゚リスリトヌルトリメチロ
ヌル゚タン及びトリメチロヌルプロパンなどを包
含する。 分子量1000ないし5000、奜たしくは1700ないし
4100を有する二官胜性プロピレンオキシド重合䜓
もたた奜適である。分子量1000ないし5000を有す
るプロピレンオキシド重合䜓は分子䞭にオキシプ
ロピレン単䜍17ないし86個を有する。これらの化
合物は呚知であり、䞀般的にプロピレンオキシド
の重合により、あるいは反応性氎玠原子少くずも
個を有する、炭玠原子ないし個の䜎玚分子
化合物にプロピレンオキシドを添加するこずによ
り埗られる。 䜿甚するこずのできるカルボン酞ずしおは、䟋
えば酢酞、プロピオン酞、酪酞、ペンタン酞、ヘ
キサン酞、ヘプタン酞、オクタン酞、ノナン酞、
デカン酞、りンデカン酞などテレフタル酞ス
テアリン酞、オレむン酞及トヌル油酞のような脂
肪酞ならびにアクリル酞、メタクリル酞及びク
ロトン酞のような䞍飜和酞を包含する。 本発明を適甚するこずのできるアミンはアミノ
基ず氎酞基ずの䞡方を有する有機化合物であ぀
お、䟋えばモノ゚タノヌルアミン、−メチルモ
ノ゚タノヌルアミン、−゚チルモノ゚タノヌル
アミン、−−プロピルモノ゚タノヌルア
ミン、−む゜プロピルモノ゚タノヌルアミ
ン、−−ブチルモノ゚タノヌルアミン、
ゞ゚タノヌルアミン、・−ゞメチル゚タノヌ
ルアミン、・−ゞ゚チル゚タノヌルアミン、
・−ゞ−プロピル゚タノヌルアミン、
・−ゞむ゜プロピル゚タノヌルアミン、
・−ゞ−ブチル゚タノヌルアミン及び
トリ゚タノヌルアミンを包含する。モノプロパノ
ヌルアミン、ゞプロパノヌルアミン、及びトリプ
ロパノヌルアミンのようなプロパノヌルアミン類
ならびに−アミノプノヌル、−アミノプ
ノヌル、及び−アミノプノヌルのようなアミ
ノプノヌル類もたた有甚である。 本発明に適甚し埗る゚ポキシドは炭玠原子な
いし玄30個を有する任意の゚ポキシドでよく、奜
たしくは炭玠原子ないし個を有するアルキレ
ンオキシドである。゚ポキシドの䟋ずしおは、゚
チレンオキシド、プロピレンオキシド−・、
ブチレンオキシド−・、ブチレンオキシド−
・、ペンチレンオキシド−・、ヘキシレ
ンオキシド−・、オクチレンオキシド−・
、及びデシレンオキシド−・及びそれらの
混合物のようなアルキレンオキシド類゚ポキシ
ド化倧豆脂肪族アルコヌル及び゚ポキシド化あた
に油脂肪族アルコヌルのような、脂油から誘導さ
れる゚ポキシド化脂肪族アルコヌル類䟋えばシ
クロヘキサンオキシド、シクロペンテンオキシ
ド、シクロヘプテンオキシドを包含するシクロア
ルキレン゚ポキシド類スチレンオキシド及び
−メチルスチレンオキシドのような芳銙族゚ポキ
シド類ならびにグリシドヌル、゚ピクロロヒド
リン及び゚ピブロモヒドリンのようなヒドロキシ
眮換゚ポキシド類及びハロゲン眮換゚ポキシド類
を包含する。 本発明に䜿甚するアルキレンオキシドのモル数
は付加されるべき反応性氎玠化合物ず、生成物を
䜿甚すべき個々の甚途によ぀お広く倉動するこず
ができる。䞀般的に、界面掻性剀の補造においお
は反応性氎玠化合物モル圓り、ないし60モ
ル、及びそれ以䞊でさえもアルキレンオキシドを
䜿甚するこずができる。プロピレンオキシド及び
たたはブチレンオキシドが゚チレンオキシド
ず共に䜿甚される限りにおいおは、゚チレンオキ
シド察プロピレンオキシドたたはブチレンオキシ
ドのモル比は0.03ないしであるこずが
できる。 本発明方法によれば、゚ポキシドず掻性氎玠含
有化合物ずの反応が、カルシりム、ストロンチり
ム、バリりム及びそれらの混合物より成る矀から
遞択されるアルカル土類金属の、䞊蚘反応物及び
反応生成物に可溶である塩基性塩の存圚により觊
媒䜜甚される。これらの塩基性アルカリ土類金属
塩はカルシりム、ストロンチりム及びバリりムの
各アルコキシド、アミド及びプノキシドである
こずができ、たたヒルHillらの米囜特蚱第
2969402号明现曞に蚘茉されおいるようなアルカ
リ土類金属ヘキサアンモニア゚ヌト、オレフむン
オキシド及び有機ニトリドの盞互反応生成物であ
぀おもよい。該金属アルコキシド及び金属プノ
キシドは、該オキシアルキル化反応の反応物であ
る反応性氎玠化合物ず同䞀たたは類䌌のアルコヌ
ル郚分及びプノヌル郚分を有するこずが奜たし
い。たたアルコキシル化反応䞭に、その堎におい
お、可溶性の塩基性塩に転化し埗る、カルシり
ム、ストロンチりム及びバリりムの各塩のような
化合物も奜適である。そのような塩の䟋ずしおは
塩化カルシりム、硫酞カルシりム、シアン化カル
シりム、臭化バリりムなどを包含する。 本発明に䜿甚するに奜適であるアルカリ土類金
属の塩基性塩及びそれらの補法は公知である。し
かし本発明においお、特に゚ポキシドず皮々の䞀
䟡アルコヌル及びポリオヌルの反応性氎玠化合物
ずの反応においお、觊媒ずしお䜿甚するための奜
たしい可溶性アルカリ土類金属塩基性塩が同時係
属米囜特蚱出願通番第079497号明现曞に開瀺され
おいる。該特蚱明现曞は、アルコヌル郚分がアル
コヌルたたはポリオヌルの反応性氎玠化合物の反
応物ず同䞀たたは類䌌である皮々のカルシりム、
ストロンチりム及びバリりムの各アルコキシドの
補造方法を開瀺しおおり、該アルコキシドは本発
明の皮々の実斜態様においお特に有効な觊媒であ
るこずがわか぀た。 䞊蚘のような金属アルコキシドは䞀般的に工
皋法によ぀お補造される。該方法の第䞀工皋にお
いお、䟋えばカルシりム、ストロンチりム及びバ
リりムの各金属、氎玠化物たたはアセチリドのよ
うなカルシりム、ストロンチりム及びバリりムを
含有する原料ず炭玠原子ないし玄個を有する
䜎玚脂肪族アルコヌルずを反応させる。該䜎玚ア
ルコヌル䞭の金属濃床は0.01ないし20にわた぀
お倉動するこずができる。第二工皋においお該䜎
玚アルコヌル金属アルコキシドの反応生成物ず、
ポリオヌルか、たたは炭玠原子少くずも個、奜
たしくはないし玄30個たたはそれ以䞊を有し、
しかも゚ポキシドず反応すべき反応性氎玠化合物
ず同䞀か、たたは類䌌する「高玚」アルコヌルず
反応させ、それにより、觊媒掻性を有する可溶性
塩基性塩である。反応性氎玠化合物の金属アルコ
キシドを補造する。該䜎玚金属アルコキシドず共
に導入される䜎玚アルコヌルを、該アルカリ土類
金属アルコキシドの觊媒掻性を保持する任意の分
離手段蒞留が䞀般的に奜たしいにより最終金
属アルコキシド反応生成物から陀去する。 たたはその代りに、前蚘第䞀工皋においお補造
した、䜎玚アルコヌルのアルカリ土類金属アルコ
キシドを、反応性氎玠化合物ず゚ポキシドずより
成る反応混合物に添加するこずもできる。この堎
合、該反応性氎玠化合物はポリオヌルであるか、
たたは炭玠原子少くずも個、奜たしくはない
し玄30個たたはそれ以䞊を有する高玚䞀䟡アルコ
ヌルであり、その堎に圢成される可溶性アルカリ
土類金属塩基性塩は所望の觊媒掻性を有する。 本発明により䜿甚される觊媒の量は厳密に臚界
的ではなく、觊媒効果はその少量のみの存圚によ
り認められた。䞀般的には觊媒濃床は、掻性氎玠
化合物の重量を基準にしお、カルシりム、ストロ
ンチりム及びバリりム0.001ないし10重量にわ
た぀お倉動するこずができる。通垞には、アルカ
リ土類金属の濃床が掻性氎玠化合物の玄0.05ない
し玄5.0重量の範囲内であるこずが奜たしい。
しかしながら反応速床は枩床ず觊媒濃床ずの䞡者
に関係し、所定の反応速床を達成するためには高
枩におけるよりも䜎枩においお、より倚くの觊媒
を必芁ずする。 䞋蚘の実斜䟋により本発明を曎に明らかにす
る。該実斜䟋は単に本発明の説明であり、本発明
をなんら限定するものではない。特に指定しない
限り郚及びパヌセントは重量による。 実斜䟋  カルシりム゚トキシド金属カルシりムず゚タ
ノヌルずの反応により補造250.19モル
ず、リキケミカ むタリアLiqui Chemica
Italia瀟より商品名LIAL−125のもずに入手さ
れるC12〜C15第䞀アルコヌル混合物枝分れ異性
䜓60、ノルマル異性䜓4010004.7モ
ルずの混合物を、かくはんしたフラスコ䞭で高
真空䞋に90℃においお加熱しお゚タノヌルを留去
し、次いでかくはん機、自動枩床制埡装眮及び自
動䟛絊制埡装眮を備えた玄9.52.5ガロンの
鋌補オヌトクレヌブに移した。該オヌトクレヌブ
を110℃に加熱し、窒玠で玄1.4Kgcm2ゲヌゞ圧
20psigに、次いで゚チレンオキシドで玄4.2
Kgcm2ゲヌゞ圧60psigに加圧した。自動制埡
装眮により゚チレンオキシド168538.3モル
を110℃の枩床においお2.5時間にわた぀おオヌト
クレヌブに䟛絊した。玄2.3Kgcm2ゲヌゞ圧
33psigに加熱凊理埌、生成物2717を冷
华し、反応噚から取出し、次いでかくはんしたフ
ラスコ䞭で酢酞によりPHに䞭和した。 第二の実隓においお、䞊蚘のC12〜C15第䞀アル
コヌル混合物1000䞭の氎酞化カリりム8.2
0.15モルを玄9.52.5ガロンのオヌトクレ
ヌブに仕蟌み、䞊蚘実隓のようにしお玄
4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psigの圧力䞋に110℃に
加熱した。次いで゚チレンオキシド168538.3
モルを該オヌトクレヌブに䟛絊し、110℃の枩
床においお0.65時間にわたり、アルコヌルず反応
させた。加熱凊理埌、生成物2707を冷华
し、反応噚から流出させ、酢酞でPHに䞭和し
た。 重合䜓及び界面掻性剀の分子量分垃の暙準的枬
定法であるゲル パヌミ゚むシペン クロマトグ
ラフむヌを䜿甚しお反応生成物を評䟡した、䞀定
した条件䞋の党実隓における、ゲル パヌミ゚む
シペンのピヌクの半分の高さにおける幅の比范が
該重合䜓たたは界面掻性剀の分子量分垃の盞察的
な幅の広さの尺床である。該装眮の性胜を既知分
子量の暙準物質で目盛りすれば、半分の高さにお
けるピヌク幅により衚わされる分子量の範囲を定
めるこずが可胜である。 本実斜䟋の実隓及び実隓の生成物に察する
ゲル パヌミ゚むシペン クロマトグラフむヌの
結果を䞋蚘衚に瀺す。
【衚】 塩基性カルシりムアルコキシド及び氎酞化カリ
りムを䜿甚する觊媒効果は䞊蚘の結果から明らか
である。該塩基性カルシりムアルコキシドの觊媒
掻性は氎酞化カリりムのそれよりは小さいけれ
ど、この觊媒によ぀お埗られる反応生成物の分子
分垃は氎酞化カリりムず比范しお、より奜たしい
こずが明らかである。 実隓及びにおいお補造した生成物に察する
流動点ASTM −9766及び曇り点ASTM
−2024、溶液の倀も枬定した。塩基性カ
ルシりムアルコキシド觊媒を䜿甚した実隓の生
成物は流動点玄17.2℃63〓及び曇り点60℃を
有し、その倀の双方ずも実隓における生成物に
察する流動点玄22.7℃73〓及び曇り点55℃よ
りも曎に良奜であ぀た。 実斜䟋  ヒルHillらの米囜特蚱第2969402号明现曞
に蚘茉の方法により補造したカルシりム5.75
0.14モルを含有する倉性カルシりムアミド
ず、前蚘実斜䟋に蚘茉のC12〜C15第䞀アルコヌ
ル混合物10004.7モルずの混合物を前蚘実
斜䟋に蚘茉のオヌトクレヌブ䞭に仕蟌み、次い
で該実斜䟋に蚘茉の手順を䜿甚しお゚チレンオ
キシド168738.3モルず該混合物ずを110℃
の枩床及び玄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psigにお
いお1.8時間にわたり反応させた。加熱凊理埌、
生成物2673を冷华し、反応噚から取り出
し、次いで酢酞によりPHに䞭和した。 該カルシりム含有塩基性觊媒は反応噚から取り
出された反応混合物に可溶性であ぀たが酢酞によ
り䞭和されたずき該混合物から沈柱した。該生成
物に぀いおのゲル パヌミ゚むシペン クロマト
グラフむヌの結果を䞋蚘第衚に瀺す。 䞊蚘の手順及びオヌトクレヌブを䜿甚しお、前
蚘実斜䟋に蚘茉のC12〜C15第䞀アルコヌル混合
物10004.7モル䞭の氎酞化ナトリりム6.21
0.16モルの混合物を゚チレンオキシド1685
38.3モルず110℃の枩床及び玄4.2Kgcm2ゲ
ヌゞ圧60psigにおいお0.75時間、反応させ
た。加熱凊理埌、生成物2721を冷华し、酢
酞で䞭和した。該氎酞化ナトリりム觊媒は該反応
混合物に可溶であり、か぀酢酞で䞭和したずき沈
柱しなか぀た。該生成物に぀いおのゲル パヌミ
゚むシペン クロマトグラフむヌの結果を䞋蚘衚
に瀺す。
【衚】 アミド
氎酞化ナトリりム 4.2 340〜1050
倉性塩基性カルシりムアミド材料及び氎酞化ナ
トリりム材料を䜿甚した觊媒効果は明らかであ
る。しかし塩基性カルシりム塩の觊媒掻性は氎酞
化ナトリりムのそれよりも若干䜎い。しかしなが
ら氎酞化ナトリりムず比范しお、反応生成物の曎
に奜たしい分子分垃が塩基性カルシりム塩材料に
より埗られるこずが䞊蚘の結果から明らかであ
る。 実斜䟋  実隓金属カルシりムず゚タノヌルずの反応
により補造された、゚タノヌル140c.c.䞭のカ
ルシりム゚トキシド0.072モルの混合物を
−ドデカノヌル5002.7モルに添加し、かく
はんしたフラスコ䞭においお高真空䞋に110℃に
加熱しお゚タノヌルを陀去した。埗られた混合物
を前蚘実斜䟋に蚘茉のオヌトクレヌブに仕蟌
み、それに゚チレンオキシド77017.5モル
を添加し、次いで前蚘実斜䟋に蚘茉の手順を䜿
甚しお140℃の枩床及び玄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧
60psigにおいお反応させた。反応の完了埌、
生成物の䞀郚507をオヌトクレヌブから取
り出し、酢酞で䞭和した。該カルシりム含有塩基
性觊媒は酢酞で䞭和されるたで、該オヌトクレヌ
ブから取り出された反応混合物に可溶性であ぀
た。該反応生成物に察するゲル パヌミ゚むシペ
ン クロマトグラフむヌの結果を䞋蚘衚に瀺
す。 オヌトクレヌブ䞭の該反応生成物の残郚にプロ
ピレンオキシド76713.7モルを140℃の枩床
及び玄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psigにおいお添
加した。埗られた生成物の䞀郚525をオヌ
トクレヌブから取り出しお䞭和した。該生成物の
分子量を枬定し、832であ぀た。 実隓䞊述のオヌトクレヌブ及び手順を䜿甚
しお、氎酞化カリりム0.072モルず−ドデ
カノヌル5002.7モルずの混合物を、かくは
んしたフラスコ䞭においお高真空䞋に110℃にお
いおストリツプし、次いでオヌトクレヌブに仕蟌
んだ。゚チレンオキシド757−17.2モルず
オヌトクレヌブ䞭の仕蟌物ずを140℃の枩床及び
箄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psigにおいお反応さ
せた。反応の完了埌、生成物の䞀郚559を
オヌトクレヌブから取り出し、酢酞で䞭和した。
ゲル パヌミ゚むシペン クロマトグラフむヌの
結果を䞋蚘衚に瀺す。 オヌトクレヌブ䞭における該反応混合物の残郚
にプロピレンオキシド70112.5モルを140℃
の枩床及び玄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psigにお
いお添加した。反応完了埌に、生成物の䞀郚
555をオヌトクレヌブから取り出しお䞭和し
た。該生成物の分子量を枬定し、926であ぀た。
【衚】 ム
塩基性カルシりム塩及び氎酞化カリりムを䜿甚
しおの觊媒効果ぱチレンオキシド及びプロピレ
ンオキシドの䞡方の反応においお明らかである。
該塩基性カルシりム塩の觊媒掻性は氎酞化カリり
ムのそれよりも䜎いこずがわか぀たけれど、非垞
に奜たしいこずには氎酞化カリりムに比范しお反
応生成物の分子量分垃は、より狭か぀た。 実斜䟋  本実斜䟋においおは、䞋蚘の反応䞭に前蚘実斜
䟋に蚘茉のオヌトクレヌブ及び手順を䜿甚し
た。 実隓゚タノヌル767䞭のカルシりム゚ト
キシド0.5モルをブタノヌル85311.5モ
ルに添加し、次いで蒞留により゚タノヌルを陀
去し、溶液1000圓りカルシりム0.84モルを含有
するブタノヌル溶液を生成した。 ブタノヌル79510.7モルず䞊蚘においお
生成したカルシりム含有ブタノヌル溶液250ず
を混合し、オヌトクレヌブに仕蟌んだ。プロピレ
ンオキシド3710ml66モルを、115℃の枩床及
び玄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psig、しかもオヌト
クレヌブが定圧に保たれる速床においお該オヌト
クレヌブに添加した。反応の完了埌、生成物
3063をリン酞で䞭和した。埗られた分子量
及び分子量範囲を䞋蚘衚に瀺す。 実隓本䟋実隓の手順を䜿甚しお、゚チレ
ンオキシドずプロピレンオキシドの5050重量
混合物をブタノヌルず反応させた。埗られた分子
量及び分子量範囲を衚に瀺す。 実隓本䟋実隓の手順を䜿甚しお、゚チレ
ンオキシドずプロピレンオキシドの7525重量
混合物をブタノヌルず反応させ、結果を衚に瀺
す。 実隓、及びは、予め生成したカリりムブ
チレヌトを觊媒ずしお䜿甚した点を陀いお、それ
ぞれ本䟋実隓、及びに蚘茉のアルキレンオ
キシド及びブタノヌルの反応原料を䜿甚しお実隓
を行぀た。実隓、及びの生成物に぀いおの
枬定結果を衚に瀺す。詊隓実隓、及びに
䜿甚した觊媒組成物は䞭和前においお反応混合物
に可溶性であ぀た。 可溶性塩基性カルシりムアルコキシド材料及び
カリりムブチレヌト材料を䜿甚する觊媒効果は明
らかである。カリりムブチレヌト觊媒の䜿甚によ
る堎合ず比范しお、塩基性カルシりム塩觊媒の䜿
甚により有意に、より狭い分子量分垃を有する生
成物が埗られるこずも瀺された。
【衚】 実斜䟋  本実斜䟋においおは、自動枩床制埡手段を備え
た100c.c.の「揺動匏」オヌトクレヌブ反応噚を䜿
甚した。本䟋の各詊隓実隓においおは、ラりリル
酞モル圓り䞋蚘觊媒0.14モルを含有するラりリ
ル酞15.00.075モル及び゚チレンオキシド
33.00.75モルを反応噚に仕蟌み、該反応噚
を密閉し、次いで110℃においお、自然発生的圧
力䞋に20時間加熱した。反応が完了した際に、未
反応゚チレンオキシドを反応混合物からストリツ
プし、ドラむアむスのトラツプに採集した。 倧気䞭の氎分から保護したフラスコ䞭においお
還流䞋に、カルシりム、ストロンチりムたたはバ
リりムの各金属の適圓量ず゚タノヌルずを反応さ
せ、次いで該金属゚トキシド溶液20ず十分な量
のラりリル酞ずを混合しお、゚タノヌル陀去埌に
ラりリル酞モル圓り、適圓な金属0.14モルを含
有する溶液を生成するこずにより觊媒を補造し
た。゚タノヌルは100℃の枩床及びmmの枛圧䞋
に蒞留するこずにより陀去した。 実隓本実隓においおは、゚タノヌル1000
圓り金属カルシりム0.23モルを䜿甚しおカルシり
ム゚トキシドを補造し、次いでラりリル酞32ず
該カルシりム゚トキシド20ずを混合しお、ラり
リル酞モル圓りカルシりム0.14モルの溶液を埗
た。 実隓゚タノヌル1000圓り0.36モルの割合
で補造したストロンチりム゚トキシド20ずラり
リル酞50.2ずを混合しおラりリル酞モル圓り
ストロンチりム0.14モルを含有する溶液を埗た。 実隓゚タノヌル1000圓り金属バリりム
0.38モルを䜿甚しおバリりム゚トキシドを補造
し、次いでラりリル酞52.8ず該バリりム゚トキ
シド20ずを混合しお、ラりリル酞モル圓りバ
リりム0.14モルを含有する溶液を埗た。 䞊蚘各実隓においお、実質的にすべおの゚チレ
ンオキシドをラりリル酞ず反応させお、ポリオ
キシ゚チレンラりレヌト、ポリオキシ゚チレ
ンゞラりレヌト及びポリオキシ゚チレンの
混合物である反応生成物を埗た。 実斜䟋  ゚タノヌル䞭のカルシりム゚トキシド〔金属カ
ルシりム280.70モルず゚タノヌル1.5ず
を還流䞋に反応させお補造したもの〕1.5ずグ
リセリン6006.5モルずの混合物を枛圧䞋に
加熱しお゚タノヌルを陀去した。 グリセリンずカルシりム塩基性塩ずを含有する
溶液565グリセリン6.14モルを、自動枩床
制埡装眮、自動圧力及び反応物䟛絊制埡装眮なら
びに反応物埪環手段を備えた玄7.6ガロ
ンの鋌補オヌトクレヌブ反応噚に仕蟌んだ。該
オヌトクレヌブを117℃に加熱し、窒玠で玄0.8
Kgcm2ゲヌゞ圧12psigに、次いでプロピレン
オキシドで玄4.9Kgcm2ゲヌゞ圧70psigに加
圧した。枩床を117℃に保ちながらプロピレンオ
キシド3656.3モルを時間にわた぀おオヌ
トクレヌブに䟛絊した。次いでオヌトクレヌブの
枩床を135℃に䞊げ、135℃の枩床及び䞀定圧力を
保ち぀぀時間にわた぀おプロピレンオキシド
339058.4モルを曎に添加した。すべおのプ
ロピレンオキシドの添加埌に、曎に時間該オヌ
トクレヌブを135℃に保぀お反応を完結させ、そ
の埌にオヌトクレヌブを冷华し、反応混合物を取
り出し、次いで分析した。 該反応生成物は透明な溶液であり、これを枬定
しおヒドロキシル䟡238を埗た。この倀から、官
胜性ず仮定しお分子量707が算出された。 実斜䟋  ゚タノヌル䞭のカルシりム゚トキシド金属カ
ルシりムず゚タノヌルずを還流䞋に反応させるこ
ずにより補造したもの123ずプノヌル510
5.5モルずの混合物をmmの枛圧䞋に55℃に加
熱し、゚タノヌルを留去した。埗られた溶液は、
プノヌル100圓りカルシりム0.14モルカル
シりム0.6重量を含有した。 䞊蚘においお補造したプノヌル溶液520
プノヌル5.5モル含有を前蚘実斜䟋に蚘茉
のオヌトクレヌブに仕蟌み、140℃に加熱し、前
蚘実斜䟋に蚘茉の手順を䜿甚しお玄4.2Kgcm2
ゲヌゞ圧60psigに加圧した。0.18時間にわた
぀お゚チレンオキシド2425.5モルを該オヌ
トクレヌブに䟛絊した。䞀定に圧力になるたで
玄時間加熱凊理した埌、反応混合物を冷华
し、詊料114を反応噚から取り出し、リン酞で
䞭和し、次いで分子量を枬定した。䞭和前におい
おは該反応生成物は透明な溶液であ぀た。 オヌトクレヌブ䞭に残留する反応混合物648
4.6モルを140℃に再加熱し、゚チレンオキシ
ドにより玄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psigずし
た。0.3時間にわた぀お゚チレンオキシド208
4.7モルを反応噚に添加した。䞀定圧力ずなる
たで玄40分加熱凊理した埌、該反応混合物を
冷华し、次いで反応生成物の詊料119を反応噚
から取り出し、リン酞で䞭和し、次いで分子量を
枬定した。該反応混合物は䞭和前においお透明な
溶液であ぀た。 オヌトクレヌブ䞭に残留する反応混合物737
4.2モルを140℃に再加熱し、次いで゚チレン
オキシドにより玄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psig
ずした。0.23時間にわた぀お、゚チレンオキシド
1774.0モルを該オヌトクレヌブに䟛絊し
た。䞀定圧力ずなるたで加熱凊理した埌、反応混
合物を冷华し、反応噚から取り出し、リン酞で䞭
和し、次いで分析した。該反応生成物は䞭和前に
おいお透明な溶液であ぀た。 該操䜜の䞉぀の工皋䞭においお反応生成物の詊
料を採取し、䞋蚘の分子量を有するこずを枬定し
た。 第䞀工皋分子量 142 第二工皋分子量 177 最終工皋分子量 219 実斜䟋  詊隓実隓の系列においお、前蚘実斜䟋に蚘茉
のオヌトクレヌブ反応噚においお、前蚘実斜䟋
に蚘茉の手順を䜿甚しお−ドデカノヌルず゚チ
レンオキシドずを反応させ、䞋蚘衚に蚘茉の觊
媒を評䟡した。各実隓においお、圓り觊媒
0.10ないし0.12モルを含有する−ドデカノヌル
5002.7モルをオヌトクレヌブ反応噚に仕蟌
み、140℃特蚘したものを陀くの枩床及び玄
4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psigにおいお゚チレン
オキシド玄6.7モルず反応させた。生成物をリン
酞で䞭和し、過し、次いで分析した。分析結果
を䞋蚘衚及び衚に瀺す。 䜿甚した觊媒は次のようにしお補造した。カリ
りム觊媒に察しおは、氎酞化カリりムを−ドデ
カノヌルに添加し、次いで110℃の枩床及び10mm
の枛圧䞋に氎分を陀去した。カルシりム、ストロ
ンチりム及びバリりムの各觊媒に察しおは、たず
金属を還流䞋に過剰の゚タノヌルたたはメタノヌ
ルず反応させお圓り0.5モルの溶液を調補し
た。アルコキシドの䜎玚アルコヌル゚タノヌル
たたはメタノヌル溶液を−ドデカノヌルに添
加し、次いで110℃の枩床及び10mmの枛圧䞋に該
䜎玚アルコヌルず、存圚する若干の氎分ずを陀去
した。
【衚】
【衚】 りム゚トキ
シド
バリりム゚ 1.51 3.3 280〜690
トキシド
カルシりム 0.48 3.3 280〜690
メトキシド
䞊蚘の結果はバリりム、ストロンチりム及びカ
ルシりムの各可溶性塩基性塩が䞀䟡アルコヌルの
オキシ゚チル化に觊媒䜜甚しお氎酞化カリりムに
より補造された生成物ず比范しお、より狭い分子
量分垃ず、より䜎い流動点ずを有する反応生成物
を生ずるこずを瀺す。 実斜䟋  バリりム゚トキシド金属バリりムず゚タノヌ
ルずの、Ba0.60モル゚タノヌル1000の割合に
おける反応により補造したもの150ずノニル
プノヌル5502.5モルずの混合物を高真空
䞋に110℃に加熱しお゚タノヌルを留去した。こ
のようにしお生成した溶液は、有機化合物1000
圓りBa0.16モルバリりム2.2重量を含有し
た。 前蚘実斜䟋に蚘茉のオヌトクレヌブ反応噚を
䜿甚し、䞊蚘においお補造したノニルプノヌル
溶液500ノニルプノヌル2.3モルを該反応
噚に仕蟌み、玄4.2Kgcm2ゲヌゞ圧60psigの
もずに140℃に加熱した。0.4時間にわた぀お、゚
チレンオキシド106224モルを該反応噚に䟛
絊した。䞀定圧力になるたで玄時間加熱凊
理した埌、反応混合物を冷华し、反応噚から取り
出し、䞭和し、次いで分析した。該觊媒化合物は
䞭和されるたで反応混合物ず溶液状態にあ぀た。 ノニルプノヌルの゚チレンオキシド付加物で
ある反応生成物は分子量682、流動点4.3℃及び曇
り点0.5氎溶液65℃を有するこずが枬定さ
れた。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  掻性氎玠を有する有機化合物を゚ポキシドず
    反応させお狭い分子量分垃を有する反応生成物の
    補造方法においお、前蚘有機化合物を䞀䟡アルコ
    ヌル、プノヌル、ポリオヌル及びアミンより成
    る矀から遞択し、これを゚ポキシド察該有機化合
    物のモル比が察30である゚ポキシドず、カルシ
    りム、ストロンチりム、バリりム及びそれらの混
    合物より成る矀から遞択されるアルカリ土類金属
    のプノキシド、アルコキシドたたはアミドの塩
    基性塩であ぀お、該反応物及び反応生成物に可溶
    性であるものの少くずも觊媒量の存圚䞋に、ただ
    しこの堎合アルカリ土類金属がストロンチりムた
    たはバリりムである堎合には、その塩はプノキ
    シド以倖のものであるこず、たた塩がアルコキシ
    ドである堎合には、該塩は有機化合物ず゚ポキシ
    ドずの反応に先立぀お生成されるものであるこず
    を条件ずしお反応が進行する枩床においお反応さ
    せるこずを特城ずする、前蚘方法。  掻性氎玠を有する有機化合物をアルキレンオ
    キシドず反応させお狭い分子量分垃を有する反応
    生成物の補造方法においお、前蚘有機化合物を䞀
    䟡アルコヌル、プノヌル及びポリオヌルより成
    る矀から遞択し、これを、アルキレンオキシド察
    該有機化合物のモル比が察30であるアルキレン
    オキシドず、前蚘有機化合物がアルキレンオキシ
    ドず反応するに先立぀お生成されるカルシりムア
    ルコキシドの少くずも觊媒量の存圚䞋に反応が進
    行する枩床においお反応させる、特蚱請求の範囲
    第項に蚘茉の方法。  觊媒をカルシりム、ストロンチりム及びバリ
    りムの各アルコキシドより成る矀から遞択する特
    蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  觊媒濃床が、掻性氎玠有機化合物を基準にし
    おアルカリ土類金属の0.001重量ず10重量ず
    の範囲にある、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方
    法。  有機化合物を䞀䟡アルコヌル、プノヌル及
    びポリオヌルより成る矀から遞択する特蚱請求の
    範囲第項に蚘茉の方法。  有機化合物が〜30個の炭玠原子を有する䞀
    䟡アルコヌルである特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の方法。  有機化合物が〜30個の炭玠原子ず〜個
    の氎酞基を有するポリオヌルである特蚱請求の範
    囲第項に蚘茉の方法。  觊媒をカルシりム、ストロンチりム及びバリ
    りムの各アルコキシド䞊びにそれらの混合物より
    成る矀から遞択する特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の方法。  ゚ポキシドがアルキレンオキシドたたはそれ
    らの混合物である特蚱請求の範囲第項に蚘茉の
    方法。
JP13178580A 1979-09-27 1980-09-24 Reaction of epoxide with organic compound having active hydrogen Granted JPS5650920A (en)

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