JPH02160754A - シアノ基含有(メタ)アクリル酸エステルの製造方法 - Google Patents
シアノ基含有(メタ)アクリル酸エステルの製造方法Info
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- JPH02160754A JPH02160754A JP31497288A JP31497288A JPH02160754A JP H02160754 A JPH02160754 A JP H02160754A JP 31497288 A JP31497288 A JP 31497288A JP 31497288 A JP31497288 A JP 31497288A JP H02160754 A JPH02160754 A JP H02160754A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[産業上の利用分野]
本発明はシアノ試合a(メタ)アクリル酸エステルの製
造方法に関するものである 。このシアノ基含有(メタ
)アクリル酸エステルは111独重合或いは他の単量体
と共重合することにより、シアン基による耐油性、耐燃
料油性またε−カプロラクトン開環部による可とう性、
耐薬品性等の特徴を有する優れた重合体が得られる。 [従来の技術〕 一般に(メタ)アクリル酸とアルコールとから(メタ)
アクリル酸エステルを合成する場合脱水触媒を用いた脱
水エステル化反応が用いられる。 しかしアルコールの構造中にエステル結合やシアノ基な
どの官能基を含む場合このような脱水エステル化反応中
に種々の副反応がおこる。本発明者らは先に、シアノ基
含有(メタ)アクリル酸エステルを脱水エステル化触媒
として硫酸を用いる方法により合成した(特願昭62−
282177号参照)。しかし、この方法では高温下で
長時間の脱水エステル化を必要とするため1反応中にエ
ステル交換やシアノ基の加水分解等の副反応がおこり、
得られるアクリル酸エステルの分子量や酸価が増大する
という問題があった。 [発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、脱エステル化によるシアノ基aM(メ
タ)アクリル酸エステルの製造法において、エステル化
の反応時間を短縮でき、エステル化中におこる副反応を
抑制することができる触媒系を提供することにある。 [課題を解決するための手段] 本発明は下記式(1)で表わされるシアノ置換アルキル
アルコールのε−カプロラクトン開環付加物と(メタ)
アクリル酸との脱水エステル化により得られる下記式(
II)で表わされるシアノ基含有(メタ)アクリル酸エ
ステルの製造方法に関するものである。 If−[0−(CIlt)s−C−]n−OR’
(1)1 。 (ここでRはシアノ置換アルキル基 、2は水素又はメ
チル基、nは整数であり、その数平均値1〜10である
。) 本発明者らは、アクリル酸又はメタクリル酸と式(1)
で表わされる化合物の脱水エステル化反応を行なうにあ
たり2種々の脱水触媒について検討を行い、P−)ルエ
ンスルホンを用いたところ。 従来の硫酸を用いた場合に比較して、短時間の脱水エス
テル化により式(II)で表わされるシアノ基含有(メ
タ)アクリル酸エステルが得られ、かつ脱水エステル化
中のエステル交換反応やシアノ基の加水分解等の副反応
が抑制されることを見出した。 本発明で用いられる式(I)で表わされる化合物は、有
機チタン化合物、有機スズ化合物、スズ化合物、過塩素
酸等の触媒の存在下でシアノ置換アルコールにε−カプ
ロラクトンを開環付加する公知の方法により合成される
。 ここで用いられるシアノ置換アルコール類としては、エ
チレンシアンヒドリン、1−シアノエチルアルコール、
l−シアツブロバノール、2−シアツブロバノール、3
−シアツブロバノール、4−ジアツブタノール、6−シ
アノヘキサノールなどが挙げられるが、とくにエチレン
シアンヒドリンが好ましい。 本発明に用いられる式(1)で表わされる化合物の使用
量は、アクリル酸又はメタクリル酸に対して0.05〜
2.0倍当量である。 本発明において触媒として用いられるP−)ルエンスル
ホン酸の使用量は1式(1)で表わされる化合物1モル
に対して、1〜TOOミリモル、好ましくは50〜30
0ミリモルである。触媒量が少なすぎる場合、求められ
るアクリル酸エステルの収量が低下し、触媒量が多すぎ
る場合、エステル化中の副反応が増大する。 本発明において、触媒としてP−トルエンスルホン酸と
ともに無水Na、So、及び/又は無水Ca S O4
を用いると反応時間がさらに短縮される。無水N a
2 S O、aおよび/又は無水Ca S 04の使用
量は2式(1)で表される化合物1モルに対して1〜7
00ミリモル、好ましくは30〜300ミリモルである
。 反応は一般の脱水エステル化反応で用いられる溶媒中で
行なわれ9例えばn−ヘキサン、シクロヘキサン、ベン
ゼン、トルエンなどが用いられる。 その使用口は特に限定するものではない。 本発明においてはアクリル酸又はメタクリル酸が脱水エ
ステル化中に重合することを防ぐため。 重合禁止剤又は反応液への空気の吹込みを必要とする。 重合禁止剤としては2例えばハイドロキノン、ハイドロ
キノンモノメチルエーテル、カテコールなどが用いられ
る。 反応温度は用いる溶媒の沸点以下であるが、あまり高温
下での反応を行なうと副反応がおこるため、好ましくは
70〜120℃である。 本発明の方法により1式(II)で表されるシアノ置換
(メタ)アクリル酸エステルの合成に関して、脱水エス
テル化中の副反応を抑制することができる。 [実施例] 以下に本発明を実施例により具体的に説明するが1本発
明の範囲はこれに制限されるものではない。 式(1)のシアノ置換アルキルアルコールのε−カブロ
ラクトン開環付加物の合成側 撹拌機と凝縮器のついた1、000m1の三ツロフラス
コにエチレンシアンヒドリン533.1g(7,5モル
)とε−カプロラクトン171.2g(1,5モル)を
仕込み、撹拌しなからη”1Mした。温度が120℃に
なったところで。 塩化第−スズ0.5gを添加し温度を120℃に保持し
て窒素雰囲気下で1.5時間反応を行なった。反応後の
エチレンシアンヒドリン及びε−カプロラクトンの転化
率はそれぞれ9,896゜90.1%であった。更に減
圧下で加熱することにより反応物から未反応のエチレン
シアンヒドリン及びε−カプロラクトンを除去し1式(
1)の化合物を得た。得られた化合物の分子量は202
.3であった。このものは式(1)において R1がシ
アノエチル基、nの数平均値が1.15の化合物に相当
する。ここでエチレンシアンヒドリンおよびと一カプロ
ラクトンの転化率はガスクロマトグラフを使用すること
により、またε−カプロラクトンの開環付加物の分子口
は塩化アセチル−ピリジン法(D、M、5aitb a
nd W、M、D。 !(ryant、J、As、Cbom、Soe、、vo
l、57.Gl(1935)参照)に従って測定したO
H価から求めた。 実施例1 得られた式(1)の化合物313 g、アクリル酸12
2g、)ルエン315 g、 ヒドロキノン10g、
P−トルエンスルホン酸22.5gを、撹拌機、凝縮器
及び分、liI器のついた1、000m1の三ツロフラ
スコに仕込み、エステル化反応を行なった。反応により
生成する水は、トルエンと共に蒸留、凝縮し分離器によ
り系外に取除き、トルエンのみを反応系中に戻した。反
応開始後5時間で水の生成がなくなり、冷却し反応を終
了した。 i′1られた反応溶液を20%水酸化ナトリウム水溶液
で中和した後、20%塩化ナトリウム水溶液で数回洗浄
することにより触媒、重合禁止剤及び未反応のと一カプ
ロラクトン開環付加物を除去し。 トルエンを減圧除去して式(II)の[j的とする淡黄
色のシアノ試合釘アクリル酸エステルを得た。 収量は405gであった。iすられたアクリル酸エステ
ルの酸価は1.6X10−5当量/gであった。 得られたアクリル酸エステルの末端不飽和基の定量から
算出した該アクリル酸エステルの分子量は272.4で
あった。このものは式(II)において、Rがシアノエ
チル基、R2が水素、nの数平均値が1.29の化合物
に相当する。ここで。 酸価は、試料1g中に合釘される酸を中和するのに要す
るアルカリの当量数であり、中和滴定によりall定さ
れる。また末端不飽和基の定量は2モルホリン法(例え
ば高分子学会高分子実験学編集委員会編高分子実験学第
2巻「単量体」の225項に記載されている方法)によ
り測定した。 実施例2 触媒として、P−トルエンスルホン酸20.5g。 無水N a S 0430 gを用い、実施例1と同
様の操作によりエステル化反応を行なった。反応開始後
4時間で水の生成がなくなり、冷却し反応を終了した。 反応終了後、デカンテーションによりN a S 0
4を取除き9反応液を実施例1と同様の操作を行ない、
目的とするアクリル酸エステルを得た。得られたアクリ
ル酸エステルの収量は395gであった。得られたアク
リル酸エステルの酸価は2.2X10−5当量/gであ
り2分子量は267.8であった。このものは式(II
)において R1がシアノエチルH,R2が水素、nの
数平均値が1.25の化合物に相当する。 実施例3 触媒として、P−トルエンスルホン酸20g、無水Ca
S O4gを用い1反応時間4時間で、その他は実施
例2と同様の操作を行なった。得られたアクリル酸エス
テルの収量は401gであった。 得られたアクリル酸エステルの酸価は3.2×10−5
当量/gであり1分子量は274.7であった。このも
のは式(II)において、R1がシアノエチル基、R2
が水素、nの数平均値が1.26の化合物に相当する。 実施例4 アクリル酸の代わりにメタクリル酸146gを用い、そ
の他は実施例1と同様の操作を行なった。 ?!Jられたメタクリル酸エステルの収量は419であ
った。得られたメタクリル酸エステルの酸価は2.5X
10−5当口/gであり1分子量は283であった。こ
のものは式(II)において、R1がシアノエチル基、
R2がメチル基、nの数平均値が1.26の化合物に相
当する。 比較例1 触媒として、112酸10gを用い1反応時間7時間で
、その他は実施例1と同様の操作を行なった。 得られたアクリル酸エステルの収量は450gであった
。jりられたアクリル酸エステルの酸価は3.6X10
−’鶏口/gであり1分子量は307.8であった。こ
のものは式(II)において、Rがシアノエチル基、R
2が水素、nの数平均値が1.6の化合物に相当する。 比較例2 触媒として、硫酸9.5gを用い0反応時間7゜時間で
、その他は実施例1と同様の操作を行なりた。得られた
アクリル酸エステルの収量は441gであった。得られ
たアクリル酸エステルの酸価は2.7X10−4当量/
gであり1分子量は302であった。このものは式1)
において。 Rがシアノエチル基、R2が水素、nの数平均値が1.
55の化合物に相当する。
造方法に関するものである 。このシアノ基含有(メタ
)アクリル酸エステルは111独重合或いは他の単量体
と共重合することにより、シアン基による耐油性、耐燃
料油性またε−カプロラクトン開環部による可とう性、
耐薬品性等の特徴を有する優れた重合体が得られる。 [従来の技術〕 一般に(メタ)アクリル酸とアルコールとから(メタ)
アクリル酸エステルを合成する場合脱水触媒を用いた脱
水エステル化反応が用いられる。 しかしアルコールの構造中にエステル結合やシアノ基な
どの官能基を含む場合このような脱水エステル化反応中
に種々の副反応がおこる。本発明者らは先に、シアノ基
含有(メタ)アクリル酸エステルを脱水エステル化触媒
として硫酸を用いる方法により合成した(特願昭62−
282177号参照)。しかし、この方法では高温下で
長時間の脱水エステル化を必要とするため1反応中にエ
ステル交換やシアノ基の加水分解等の副反応がおこり、
得られるアクリル酸エステルの分子量や酸価が増大する
という問題があった。 [発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、脱エステル化によるシアノ基aM(メ
タ)アクリル酸エステルの製造法において、エステル化
の反応時間を短縮でき、エステル化中におこる副反応を
抑制することができる触媒系を提供することにある。 [課題を解決するための手段] 本発明は下記式(1)で表わされるシアノ置換アルキル
アルコールのε−カプロラクトン開環付加物と(メタ)
アクリル酸との脱水エステル化により得られる下記式(
II)で表わされるシアノ基含有(メタ)アクリル酸エ
ステルの製造方法に関するものである。 If−[0−(CIlt)s−C−]n−OR’
(1)1 。 (ここでRはシアノ置換アルキル基 、2は水素又はメ
チル基、nは整数であり、その数平均値1〜10である
。) 本発明者らは、アクリル酸又はメタクリル酸と式(1)
で表わされる化合物の脱水エステル化反応を行なうにあ
たり2種々の脱水触媒について検討を行い、P−)ルエ
ンスルホンを用いたところ。 従来の硫酸を用いた場合に比較して、短時間の脱水エス
テル化により式(II)で表わされるシアノ基含有(メ
タ)アクリル酸エステルが得られ、かつ脱水エステル化
中のエステル交換反応やシアノ基の加水分解等の副反応
が抑制されることを見出した。 本発明で用いられる式(I)で表わされる化合物は、有
機チタン化合物、有機スズ化合物、スズ化合物、過塩素
酸等の触媒の存在下でシアノ置換アルコールにε−カプ
ロラクトンを開環付加する公知の方法により合成される
。 ここで用いられるシアノ置換アルコール類としては、エ
チレンシアンヒドリン、1−シアノエチルアルコール、
l−シアツブロバノール、2−シアツブロバノール、3
−シアツブロバノール、4−ジアツブタノール、6−シ
アノヘキサノールなどが挙げられるが、とくにエチレン
シアンヒドリンが好ましい。 本発明に用いられる式(1)で表わされる化合物の使用
量は、アクリル酸又はメタクリル酸に対して0.05〜
2.0倍当量である。 本発明において触媒として用いられるP−)ルエンスル
ホン酸の使用量は1式(1)で表わされる化合物1モル
に対して、1〜TOOミリモル、好ましくは50〜30
0ミリモルである。触媒量が少なすぎる場合、求められ
るアクリル酸エステルの収量が低下し、触媒量が多すぎ
る場合、エステル化中の副反応が増大する。 本発明において、触媒としてP−トルエンスルホン酸と
ともに無水Na、So、及び/又は無水Ca S O4
を用いると反応時間がさらに短縮される。無水N a
2 S O、aおよび/又は無水Ca S 04の使用
量は2式(1)で表される化合物1モルに対して1〜7
00ミリモル、好ましくは30〜300ミリモルである
。 反応は一般の脱水エステル化反応で用いられる溶媒中で
行なわれ9例えばn−ヘキサン、シクロヘキサン、ベン
ゼン、トルエンなどが用いられる。 その使用口は特に限定するものではない。 本発明においてはアクリル酸又はメタクリル酸が脱水エ
ステル化中に重合することを防ぐため。 重合禁止剤又は反応液への空気の吹込みを必要とする。 重合禁止剤としては2例えばハイドロキノン、ハイドロ
キノンモノメチルエーテル、カテコールなどが用いられ
る。 反応温度は用いる溶媒の沸点以下であるが、あまり高温
下での反応を行なうと副反応がおこるため、好ましくは
70〜120℃である。 本発明の方法により1式(II)で表されるシアノ置換
(メタ)アクリル酸エステルの合成に関して、脱水エス
テル化中の副反応を抑制することができる。 [実施例] 以下に本発明を実施例により具体的に説明するが1本発
明の範囲はこれに制限されるものではない。 式(1)のシアノ置換アルキルアルコールのε−カブロ
ラクトン開環付加物の合成側 撹拌機と凝縮器のついた1、000m1の三ツロフラス
コにエチレンシアンヒドリン533.1g(7,5モル
)とε−カプロラクトン171.2g(1,5モル)を
仕込み、撹拌しなからη”1Mした。温度が120℃に
なったところで。 塩化第−スズ0.5gを添加し温度を120℃に保持し
て窒素雰囲気下で1.5時間反応を行なった。反応後の
エチレンシアンヒドリン及びε−カプロラクトンの転化
率はそれぞれ9,896゜90.1%であった。更に減
圧下で加熱することにより反応物から未反応のエチレン
シアンヒドリン及びε−カプロラクトンを除去し1式(
1)の化合物を得た。得られた化合物の分子量は202
.3であった。このものは式(1)において R1がシ
アノエチル基、nの数平均値が1.15の化合物に相当
する。ここでエチレンシアンヒドリンおよびと一カプロ
ラクトンの転化率はガスクロマトグラフを使用すること
により、またε−カプロラクトンの開環付加物の分子口
は塩化アセチル−ピリジン法(D、M、5aitb a
nd W、M、D。 !(ryant、J、As、Cbom、Soe、、vo
l、57.Gl(1935)参照)に従って測定したO
H価から求めた。 実施例1 得られた式(1)の化合物313 g、アクリル酸12
2g、)ルエン315 g、 ヒドロキノン10g、
P−トルエンスルホン酸22.5gを、撹拌機、凝縮器
及び分、liI器のついた1、000m1の三ツロフラ
スコに仕込み、エステル化反応を行なった。反応により
生成する水は、トルエンと共に蒸留、凝縮し分離器によ
り系外に取除き、トルエンのみを反応系中に戻した。反
応開始後5時間で水の生成がなくなり、冷却し反応を終
了した。 i′1られた反応溶液を20%水酸化ナトリウム水溶液
で中和した後、20%塩化ナトリウム水溶液で数回洗浄
することにより触媒、重合禁止剤及び未反応のと一カプ
ロラクトン開環付加物を除去し。 トルエンを減圧除去して式(II)の[j的とする淡黄
色のシアノ試合釘アクリル酸エステルを得た。 収量は405gであった。iすられたアクリル酸エステ
ルの酸価は1.6X10−5当量/gであった。 得られたアクリル酸エステルの末端不飽和基の定量から
算出した該アクリル酸エステルの分子量は272.4で
あった。このものは式(II)において、Rがシアノエ
チル基、R2が水素、nの数平均値が1.29の化合物
に相当する。ここで。 酸価は、試料1g中に合釘される酸を中和するのに要す
るアルカリの当量数であり、中和滴定によりall定さ
れる。また末端不飽和基の定量は2モルホリン法(例え
ば高分子学会高分子実験学編集委員会編高分子実験学第
2巻「単量体」の225項に記載されている方法)によ
り測定した。 実施例2 触媒として、P−トルエンスルホン酸20.5g。 無水N a S 0430 gを用い、実施例1と同
様の操作によりエステル化反応を行なった。反応開始後
4時間で水の生成がなくなり、冷却し反応を終了した。 反応終了後、デカンテーションによりN a S 0
4を取除き9反応液を実施例1と同様の操作を行ない、
目的とするアクリル酸エステルを得た。得られたアクリ
ル酸エステルの収量は395gであった。得られたアク
リル酸エステルの酸価は2.2X10−5当量/gであ
り2分子量は267.8であった。このものは式(II
)において R1がシアノエチルH,R2が水素、nの
数平均値が1.25の化合物に相当する。 実施例3 触媒として、P−トルエンスルホン酸20g、無水Ca
S O4gを用い1反応時間4時間で、その他は実施
例2と同様の操作を行なった。得られたアクリル酸エス
テルの収量は401gであった。 得られたアクリル酸エステルの酸価は3.2×10−5
当量/gであり1分子量は274.7であった。このも
のは式(II)において、R1がシアノエチル基、R2
が水素、nの数平均値が1.26の化合物に相当する。 実施例4 アクリル酸の代わりにメタクリル酸146gを用い、そ
の他は実施例1と同様の操作を行なった。 ?!Jられたメタクリル酸エステルの収量は419であ
った。得られたメタクリル酸エステルの酸価は2.5X
10−5当口/gであり1分子量は283であった。こ
のものは式(II)において、R1がシアノエチル基、
R2がメチル基、nの数平均値が1.26の化合物に相
当する。 比較例1 触媒として、112酸10gを用い1反応時間7時間で
、その他は実施例1と同様の操作を行なった。 得られたアクリル酸エステルの収量は450gであった
。jりられたアクリル酸エステルの酸価は3.6X10
−’鶏口/gであり1分子量は307.8であった。こ
のものは式(II)において、Rがシアノエチル基、R
2が水素、nの数平均値が1.6の化合物に相当する。 比較例2 触媒として、硫酸9.5gを用い0反応時間7゜時間で
、その他は実施例1と同様の操作を行なりた。得られた
アクリル酸エステルの収量は441gであった。得られ
たアクリル酸エステルの酸価は2.7X10−4当量/
gであり1分子量は302であった。このものは式1)
において。 Rがシアノエチル基、R2が水素、nの数平均値が1.
55の化合物に相当する。
以上の結果から、触媒系としてP−トルエンスルホン酸
又は、P−トルエンスルホン酸と無水Na2SO4及び
/又は無水Ca S O4を用いることにより、副反応
による酸価の増加及び式(II)におけるnの増加を抑
制し得ることが明らかである。
又は、P−トルエンスルホン酸と無水Na2SO4及び
/又は無水Ca S O4を用いることにより、副反応
による酸価の増加及び式(II)におけるnの増加を抑
制し得ることが明らかである。
Claims (2)
- (1)P−トルエンスルホン酸の存在下に、下記式(
I )で示されるシアノ置換アルキルアルコールのε−カ
プロラクトン開環付加物とアクリル酸又はメタアクリル
酸との脱水エステル化反応を行なうことを特徴とする、
下式(II)で表わされるシアノ基含有(メタ)アクリル
酸エステルの製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (ここでR^1はシアノ置換アルキル基、R^2は水素
またはメチル基、nは整数であり、その数平均値は1〜
10である。) - (2)P−トルエンスルホン酸と無水Na_2SO_4
及び/又は無水CaSO_4の存在下に、下記式( I
)で示されるシアノ置換アルキルアルコールのε−カプ
ロラクトン開環付加物とアクリル酸又はメタアクリル酸
との脱水エステル化反応を行なうことを特徴とする、下
式(II)で表わされるシアノ基含有(メタ)アクリル酸
エステルの製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (ここでR^1はシアノ置換アルキル基、R^2は水素
またはメチル基、nは整数であり、その数平均値1〜1
0である。)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31497288A JPH02160754A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | シアノ基含有(メタ)アクリル酸エステルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31497288A JPH02160754A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | シアノ基含有(メタ)アクリル酸エステルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02160754A true JPH02160754A (ja) | 1990-06-20 |
Family
ID=18059884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31497288A Pending JPH02160754A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | シアノ基含有(メタ)アクリル酸エステルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02160754A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108727186A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-02 | 郑州轻工业学院 | 一种乳酸甘油酯的合成及纯化方法 |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP31497288A patent/JPH02160754A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108727186A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-02 | 郑州轻工业学院 | 一种乳酸甘油酯的合成及纯化方法 |
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