JPS6313983B2 - - Google Patents

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JPS6313983B2
JPS6313983B2 JP54116166A JP11616679A JPS6313983B2 JP S6313983 B2 JPS6313983 B2 JP S6313983B2 JP 54116166 A JP54116166 A JP 54116166A JP 11616679 A JP11616679 A JP 11616679A JP S6313983 B2 JPS6313983 B2 JP S6313983B2
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JP54116166A
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Makoto Oogawara
Yukihisa Takaoka
Makoto Kameyama
Iwakichi Sugyama
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Matsumoto Seiyaku Kogyo KK
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Matsumoto Seiyaku Kogyo KK
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良されたα−シアノアクリレートの
合成法特にアルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金
属水酸化物を用いて調製される相間移動触媒活性
を有する化合物を触媒としてシアノ酢酸エステル
とホルムアルデヒドを反応させる事を特徴とする
α−シアノアクリレートの合成法に係るものであ
る。
瞬間接着剤のベース物質として広く知られてい
るα−シアノアクリレートモノマーの合成法には
種々の方法が提案されている。
現在一般的に行われている方法はA.E.Ardisの
USP2467926の方法を基本とし周辺事項を改良し
て実施されている事は周知の通りである。この典
型的な方法はメタノール中でピペリジンを触媒と
してパラホルムアルデヒドとシアノ酢酸エステル
を反応させた後メタノールを除去する。これに脱
水溶剤を加えて共沸脱水し得られたα−シアノア
クリレートポリマーにP2O5を加えて解重合して
α−シアノアクリレートモノマーを得るものとさ
れている。
この方法は一般的に実施されている方法であり
又ピペリジンもホルマリンやシアノ酢酸エステル
の活性化には特に有効な触媒であるとされてい
る。
この合成法には付加反応、脱水反応、解重合反
応と各工程があるが、これらの工程を通常連続し
て行い、中間で生成物を単離精製しないので次工
程に持込まれる不純物に対する配慮が必要であ
る。典型的反応で使用されているピペリジンは付
加反応工程では必須の成分であるが、それ以後の
工程では不要な成分でありかつ残留すれば有害と
なる場合もある。このピペリジンの殆んど大部分
はメタノール留去又は共沸蒸留の段階で留去され
ているが一般的には解重合工程まで残留して来
る。この為解重合反応を妨害し又粗合成モノマー
の品質、安定性を著しく低下させる原因ともなつ
て不都合であつた。これらの不都合を回避する為
脱水工程の前で洗浄する方法や各種の酸を添加し
て脱水反応以後の操作を行う方法等が提案されて
いるが満足できるものではなかつた。
そこで本発明者等は先にアルカリ金属水酸化物
やアニオン交換樹脂を触媒として水及び水に不溶
性の有機溶剤を溶媒として反応させる方法が有効
である事を見出して特許を出願した。この方法は
優れた方法ではあるが例えば脱水作業に配慮を要
したので更に研究し相間移動触媒活性を有する化
合物を触媒として用いてシアノ酢酸エステルとホ
ルムアルデヒドを反応させる方法を開発し特許を
出願した。この方法はより優れた方法であるが触
媒の成分の1つとしてアルカリ金属水酸化物を用
いる方法であり反応条件によつてはシアノ酢酸エ
ステルの副反応を伴う虞れがあつた。
本発明ではこの副反応を起す虞れがより少ない
方法について検討した結果、相間移動触媒活性を
有する触媒の1成分としてアルカリ金属炭酸塩、
アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属炭
酸塩を単独又は混合して或いはアルカリ金属水酸
化物を併用して用いる方法は副反応が少なく極め
て有効である事を見出したのである。
本発明を更に詳細に説明すれば、本発明で用い
られるシアノ酢酸エステルは次の一般式 NCCH2COOR () を有する化合物である。ここにRは置換されない
又は置換されたアルキル基又はアリール基を意味
し、例えばメチル、エチル、i−プロピル、n−
プロピル、n−ブチル、i−ブチル、sec−ブチ
ル、t−ブチル、n−アミル、i−アミル、t−
アミル、n−ヘキシル、2エチルヘキシル、n−
オクチル、デシル、ベンジル、シクロヘキシル、
フエニル基、或は更にメトキシエチル、エトキシ
エチル、エトキシブチル、クロロエチル、クロロ
プロピル、クロロフエニル基等があげられる。又
ホルムアルデヒドとしてはパラホルムアルデヒド
又はホルマリンなど一般的に用いられるものが使
用しうる。これらシアノ酢酸エステルとホルムア
ルデヒドの反応のモル比は当モル又はその周辺の
比率が適当である。
本発明ではかかるシアノ酢酸エステルとホルム
アルデヒドと反応させる際に相間移動触媒活性を
有する化合物を触媒として用いるのであり、かか
る触媒としては二相系で起る反応を促進しうる化
合物が用いられる。例えばオニウム化合物大環状
ポリエーテル、非イオン界面活性剤の形のものが
よく用いられるが、この外大環状アミノポリエー
テルやホスホリル化合物等の形でも使用すること
ができる。これらの化合物は炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム
の様なアルカリ金属炭酸塩、水酸化カルシウム、
水酸化バリウム、水酸化マグネシウムの様なアル
カリ土類金属水酸化物(水との作用で水酸化物を
形成する化合物例えばアルコラート、酸化物を含
む)、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、重炭
酸カルシウムの様なアルカリ土類金属炭酸塩を単
独又は混合し或いは更にアルカリ金属水酸化物
(水との作用で水酸化物を形成する化合物例えば
アルコラート、酸化物を含む)例えば水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを併用
して使用する事が出来る。使用に際してはオニウ
ム化合物、大環状ポリエーテル、非イオン界面活
性剤や大環状アミノポリエーテル、ホスホリル化
合物等で例示される相間移動触媒を併用して使用
するか又は予め処理して使用する事が出来る。
オニウム化合物としてはまず一般式 〔式中Xは窒素又はリン、R1、R2、R3、R4はア
ルキル、アルアルキル、アリール等の炭化水素基
でC1〜C22、Y-は一価のアニオン例えばCl-
Br-、I-、HSO- 4〕 で示される第四級オニウム塩があげられる。
上式のようにこのオニウム化合物は一般的には
塩化物、臭化物、沃化物等のハロゲン化物又は硫
酸水素塩又はメチルサルフエート、エチルサルフ
エートの様なアルキルサルフエート塩の形で用い
られるアンモニウム化合物又はホスホニウム化合
物である。
又他のオニウム塩としては一般式 〔式中R5、R6、R7はアルキル基で一般的に炭素
数約1〜18、Y-は一価アニオン。〕 で示されるスルホニウム化合物である。この化合
物としては例えば塩化物、臭化物、沃化物の様な
ハロゲン化物又はメチルサルフエート、エチルサ
ルフエートの様なアルキルサルフエート塩の形で
用いられる。
この様な化合物の1例としてはテトラ−n−ブ
チルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチ
ルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチル
アンモニウムアイオダイド、トリメチルベンジル
アンモニウムクロライド、トリメチルベンジルア
ンモニウムブロマイド、トリエチルベンジルアン
モニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモ
ニウムブロマイド、メチルトリオクチルアンモニ
ウムクロライド、トリメチルオクチルアンモニウ
ムブロマイド、トリカプリルメチルアンモニウム
クロライド、トリフエニルメチルアンモニウムク
ロライド、メチル−2−メチルフエニルアンモニ
ウムクロライド、トリエチルパルミチルアンモニ
ウムクロライド、トリメチルパルミチルアンモニ
ウムクロライド、トリエチルステアリルアンモニ
ウムクロライド、トリメチルベヘニルアンモニウ
ムクロライド、テトラメチルホスホニウムアイオ
ダイド、テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマ
イド、テトラフエニルホスホニウムブロマイド、
トリエチルオクチルホスホニウムブロマイド、ト
リエチルパルミチルホスホニウムブロマイド、テ
トラブチルアンモニウム硫酸水素、トリエチルベ
ンジルアンモニウム硫酸水素、テトラブチルアン
モニウムエチルサルフエート、トリエチルベンジ
ルメチルサルフエート、エチル−2−メチルペン
チル−2−メチルウンデシルスルホニウムエチル
サルフエート、メチルジノニルスルホニウムメチ
ルサルフエート等が例示出来る。
これらのオニウム化合物は通常アルカリ金属水
酸化物と併用して用いられるが予め反応してオニ
ウム水酸化物の形にして使用する事も出来る。ま
た、これらのオニウム化合物はアルキル部分が高
分子骨格を持つた塩基性イオン交換樹脂の形にし
ても使用し得る。高分子骨格としては一般的にポ
リスチレン樹脂例えばスチレン−ジビニルベンゼ
ンコポリマーを用い官能基としては第四級アンモ
ニウム、ホスホニウム基であるものが一般的に多
く用いられる。この様な強塩基性陰イオン交換樹
脂の市販品の例としては商品名Duolite A−102
−D A−101−D、ES−111、Dowex、11、
2、21K、Amberlite IRA−400、IRA401、900、
402、IRA911等を挙げる事が出来る。
この他本発明に適用し得る相間移動触媒の例と
してはクラウンエーテルとも呼ばれる大環状ポリ
エーテル、例えば1,4,7,10,13,16−ヘキ
サオキサシクロオクタデカン(通常単に18−クラ
ウン−6と称す、18は環を構成する原子の総数、
6は酸素原子の数を示す)や3−4−ベンゾ1,
6,9,12,15,18,21−ヘプタオキサシクロト
リコス−3−エン等の類似の大環状アミノエーテ
ル、例えば〔2.2.2〕クリプテート或いはホスホ
リル化合物例えば2−ホスホリルスルホキシド等
も挙げられる。又更に界面活性剤も有効である。
界面活性剤としては特に非イオン界面活性剤が良
く用いられる。通常はポリアルキレンオキシドエ
ーテル体又はエステル体でアルキレンオキシドは
1〜50量体、一般的には5〜10量体、又エーテ
ル、エステル基は炭素数8〜20程度のものが好ま
しく使用される。
この様な相間移動触媒活性を有する化合物を用
いて反応を行う場合、有機溶剤、水を単独又は混
合して溶媒として使用する事が出来る。特に水と
水に不溶性でアルカリ物質と反応する事がない有
機溶剤、例えばシクロヘキサン、ベンゼン、トル
エン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベン
ゼンの如き炭化水素又はその誘導体、ジ−n、ブ
チルエーテル、ジ−イソアミルエーテル、ジフエ
ニルエーテルの様なエーテル類等を1種又は2種
以上混合して使用する事が出来る。()式で示
されるシアノ酢酸エステルとホルムアルデヒドの
反応はシアノ酢酸エステル1モル部に対し水を50
〜300部、有機溶剤を50〜300部撹拌機のついた反
応槽に仕込みこれに相間移動触媒活性を有する化
合物として、例えば第4級アンモニウムを0.01部
以下では反応が遅くなりすぎ、又5部以上加えて
も有意義な効果が出ないので0.01〜5部一般的に
は0.05〜4部とアルカリ金属炭酸塩、アルカリ土
類金属水酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩を単独
又は混合し、或いはアルカリ金属水酸化物を併用
して0.01部以下では反応が遅くなりすぎ20部以上
では副反応の起る心配もあるので0.01〜20部、好
ましくは0.02〜15部を加えて撹拌し均一に溶解さ
せる。
これにホルムアルデヒドを実質的に1モル部加
えて室温で又必要があれば30〜40℃に加温しシア
ノ酢酸エステルを加えて反応させる。シアノ酢酸
エステルを反応させた後その温度で10〜60分撹拌
し更に50〜100℃で5〜60分加熱して反応を終了
させる。反応液を静置して水相を分離する。この
際塩酸、硫酸、硝酸、パラトルエンスルホン酸の
様な酸性物質を併用する事も出来る。
シアノ酢酸エステル−ホルムアルデヒド反応ポ
リマーを含む有機溶剤相を更に必要があれば水洗
して水相を分離しポリマーを含む有機溶剤相を蒸
留して共沸脱水し、脱水処理終了後更に残留する
有機溶剤を常圧又は減圧で蒸留しポリマーを得
る。
このポリマーを定法に従いP2O5、ハイドロキ
ノン、可塑剤等を必要に応じて加え酸性物質例え
ばSO2気流下で減圧解重合処理し数mmHgの減圧
で170〜240℃程度の液温で留出する粗α−シアノ
アクリレートモノマーを採取する。この粗モノマ
ーの収率はシアノ酢酸エステルに対して85%又は
それ以上の収率である。本発明の方法に従つて反
応を行つた時アルカリ金属水酸化物を用いて反応
した時に見られる事がある解重合蒸留後期の高沸
点留分や結晶状物の留出と言う副反応は実質的に
認められず高純度の粗モノマーが得られる。この
粗モノマーを精製した時には高品質のα−シアノ
アクリレートモノマーがより高収率で得られるの
で瞬間接着剤のベースや他の材料として有効であ
る。
本発明の著しい特徴の1例は常温又は比較的低
温でシアノ酢酸エステルとホルムアルデヒドの反
応が短時間に進む事であり、又、アルカリ金属水
酸化物を単独で用いる場合よりも本発明の如くア
ルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物、
アルカリ土類金属炭酸塩を単独又は混合或いはア
ルカリ金属水酸化物を併用して用いる本法では加
水分解反応等の副反応がより少い事も他の特徴の
1つである。副反応がより少い結果解重合がより
容易に行われ、相モノマー純度を高く高品質の精
製モノマーが得られる事も特徴の1つである。
以下に実施例をあげる。
実施例 1 水120部とトルエン150部を反応槽に仕込み、こ
れにNa2CO36部とトリブチルベンジルアンモニ
ウムクロライド0.5部を加えて溶解させる。これ
にパラホルムアルデヒド31部を加えて撹拌し30℃
にした。
シアノ酢酸エチルエステル113部をこれに撹拌
しつつ約20分間で添加しそのままの温度で20分反
応させたのち加温し80〜85℃で30分反応させて反
応を終了した。これを冷却し静置して水相を分離
し150部の水で更に2回洗浄して水相を分離し淡
黄色透明なポリマートルエン溶液を得た。
このポリマートルエン溶液を常圧で蒸留して共
沸脱水させ、脱水処理終了後残留するトルエンを
常圧及び減圧下で留去したところ淡黄色粘稠液状
ポリマーが得られた。このポリマーにP2O54部、
ハイドロキノン0.7部を加えて5mmHgの減圧下
SO2気流下で減圧解重合し170〜215℃の液温で留
出する粗モノマー113部を得た。
解重合反応中結晶状物の生成等の副反応は認め
られなかつた。収率はシアノ酢酸エステルに対し
(以下同じ)90%であつた。
この粗モノマー100部をとりP2O51部、ハイド
ロキノン0.5部を加えてSO2気流下で減圧蒸留し
たところ65〜66℃/6mmHgの留分94部が得られ
た。この留分は無色透明であり、赤外線吸収スペ
クトルは図面の如くであり、又ガスクロマトグラ
フ分析の結果と併せてエチル−α−シアノアクリ
レートである事が確認された。
この精製モノマーは純度が高く瞬間接着剤のベ
ースとして適していた。
実施例 2 水100部とトルエン150部を反応槽に仕込みこれ
にBa(OH)24部、KOH0.5部とトリブチルベンジ
ルアンモニウムブロマイドを加えて撹拌して溶解
させる。これにパラホルムアルデヒド31部を加え
て撹拌し30℃に加温した。
シアノ酢酸エチルエステル113部をこれに撹拌
しつつ約20分間で添加し室温で30分間撹拌維持し
た。その後加温し80℃で20分間反応し、加温を止
め冷却した。反応液を静止して水相を分離して得
られたポリマートルエン溶液を常圧で蒸留し共沸
により脱水する。その後(実施例1)と同様に処
理し6mmHgの減圧下170〜210℃の液温で留出す
る粗モノマー113部を得た。(収率89.8%) この粗モノマー100部を同様に処理して65〜66
℃/6mmHgの留分93部が得られた。生成物は分
析の結果エチル−α−シアノアクリレートである
事が確認された。
実施例 3 水150部、シクロヘキサン150部を反応槽に仕込
み、これにK2CO35部とKOH0.8部を加え更に非
イオン界面活性剤ノニルフエニルエーテル10モル
エチレンオキサイド付加体(例えば共栄社油脂
化学工業(株)製 商品名ノニオライトPN10等)3
部を加えて撹拌した。これにシアノ酢酸エチルを
20分で滴加して撹拌させそのままの温度で20分間
撹拌したのち60〜70℃で30分間反応させて終了し
た。
反応液を冷却して静置し水相を分離し更に1N
のH2SO410mlと水140部を加えて洗浄し水相を分
離した。
得られたポリマー溶液を共沸蒸留して脱水処理
し、残留するシクロヘキサンを常圧及び減圧で留
去して殆んど無色透明の粘稠液状ポリマーを得
た。
このポリマーにP2O52.1部、ハイドロキノン0.6
部を加えSO2気流下で解重合した結果6mmHgの
減圧下170〜200℃の液温で留出する留分112部
(89.6%)を得た。
この粗モノマー100部を実施例1と同様にして
精製した結果66〜67℃/6mmHgの留分93部が得
られた。
この留分は無色透明であり分析の結果エチル−
α−シアノアクリレートである事が判つた。
実施例 4 トルエン220部に18−クラウン−6を5部と水
30部、K2CO35部、KOH0.5部を混合して加えて
撹拌し溶解させた。これにパラホルムアルデヒド
31部を加えて25℃で30分間撹拌した。
これに撹拌しつつシアノ酢酸エチル113部を約
20分間で添加しそのまま30分反応後80℃で30分反
応させた。反応液を冷却して静止し水相を分離し
更に300部の水で2回洗浄し、ポリマートルエン
溶液を得た。
このトルエン溶液を共沸により脱水し脱水処理
後残留するトルエンを日常圧及び減圧で蒸留して
ポリマーを得た。このポリマーを1000部のエチル
エーテルに加えて撹拌して洗浄し、ポリマーを分
離させた。
分離したポリマーを減圧で処理してポリマー
103部を得た。このポリマーにP2O51.5部、ハイド
ロキノン0.4部を加えてSO2気流下で4mmHgの減
圧下で解重合し165〜200℃の液温で留出する粗モ
ノマー97部を得た(ポリマーに対する収率94%)
を得た。
この粗モノマー80部にP2O50.8部、ハイドロキ
ノン0.3部を加えてSO2気流下で減圧蒸留し65〜
66℃/6mmHgの留分75部が得られた。この留分
は分析の結果エチル−α−シアノアクリレートで
ある事が判つた。
実施例 5 メタノール250部に10部の水へとかした
K2CO35部、KOH0.8部を加えて更にノニルフエ
ニルエーテル10モル、エチレンオキシド付加物3
部とパラホルムアルデヒド31部を加え撹拌し溶解
させた。これにシアノ酢酸エチル113部を20分で
滴加し、20分間撹拌したのち50〜60℃で30分間反
応し反応を終了させた。
これを常圧及び減圧でメタノールを留去し更に
150部のトルエンを加えて共沸脱水して脱水後残
るトルエンを留去して殆んど無色透明の粘稠液状
ポリマーを得た。
このポリマーにP2O52部、ハイドロキノン0.6部
を加えSO2気流下で解重合した結果6mmHgの減
圧下170〜220℃での液温で留出する留分111部
88.8%を得た。
この粗モノマー100部を実施例1と同様に精製
した結果66〜67℃/6mmHgの留分94部が得られ
た。
この留分は無色透明であり分析の結果エチル−
α−シアノアクリレートである事が判つた。
実施例 6 水250部にノニルフエニルエーテル10モルエチ
レンオキシド付加物4部を加えて撹拌したのち
K2CO38部を加えて溶解しこれにパラホルムアル
デヒド31部を加えた。
これにシアノ酢酸エチルエステル113部を20分
で滴加し30分間撹拌したのち70〜80℃で30分撹拌
して反応させ反応を終了した。
反応液を室温まで静置冷却し水相を分離した。
得られたポリマー層にトルエン150部を加えて
共沸脱水し以下(実施例5)と同様にして113部
の留分を得た。
この留分100部を同様に精製して92部の無色透
明なエチル−α−シアノアクリレートを得た。
【図面の簡単な説明】
図面はエチル−α−シアノアクリレートの赤外
線吸収スペクトルである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 シアノ酢酸エステルとホルムアルデヒドを相
    間移動触媒活性を有する化合物の存在下に反応さ
    せてα−シアノアクリレートを合成する方法に於
    いて、相間移動触媒活性を有する前記化合物とア
    ルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物、
    アルカリ土類金属炭酸塩を単独又は混合し或いは
    アルカリ金属水酸化物と併用して反応させる事を
    特徴とするα−シアノアクリレートの合成法。
JP11616679A 1978-11-02 1979-09-12 Method for synthesis of alpha-cyanoacrylate Granted JPS5640657A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11616679A JPS5640657A (en) 1979-09-12 1979-09-12 Method for synthesis of alpha-cyanoacrylate
US06/087,970 US4328170A (en) 1978-11-02 1979-10-25 Process for preparing an α-cyanoacrylate
IE2047/79A IE50306B1 (en) 1978-11-02 1979-10-25 Process for preparing an alpha-cyanoacrylate
DE2944085A DE2944085C2 (de) 1978-11-02 1979-10-31 Verfahren zur Herstellung von α-Cyanacrylsäure-estern

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JP11616679A JPS5640657A (en) 1979-09-12 1979-09-12 Method for synthesis of alpha-cyanoacrylate

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JPS5640657A JPS5640657A (en) 1981-04-16
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Cited By (1)

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