JPH02169609A - 含ハロゲン系重合体の製造方法 - Google Patents

含ハロゲン系重合体の製造方法

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JPH02169609A
JPH02169609A JP32427788A JP32427788A JPH02169609A JP H02169609 A JPH02169609 A JP H02169609A JP 32427788 A JP32427788 A JP 32427788A JP 32427788 A JP32427788 A JP 32427788A JP H02169609 A JPH02169609 A JP H02169609A
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acid
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Hiroyuki Kanamaru
金丸 博行
Yoshifumi Fujitani
藤谷 嘉文
Shoji Tani
谷 昭二
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、水系における分散安定性の改良された含ハロ
ゲン系重合体の製造方法に関する。
[従来の技術] 含ハロゲン系重合体組成物、例えば、含塩素ビニル系樹
脂組成物は、安価であり、優れた特性を有していること
から、家庭用品、工業用資材等として幅広く用いられて
いる。
斯かる樹脂組成物の原料樹脂である含ハロゲン系重合体
の製造方法としては、その目的とする重合体の性質に応
じて懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等の諸法がお
る。
これらの製造方法において、重合時や重合終了時におけ
る系内の分散状態や分散の安定性が悪いと生成物の収率
が低下したり、得られる重合体の粒子径や分子量等の特
性がバラつくことがおる。
又、懸濁重合法において、重合系内の分散性が悪いと保
護コロイドとして機能する水溶性高分子が重合体上に偏
在し、結果として重合体被膜の耐湿性等の物性が劣るこ
とがある。更に、分散性の悪い乳化重合系から得られた
重合体は泡たち易く、その取扱い上支障を来たすことが
ある。
以上の如く、水系で重合する場合において、系内の優れ
た分散状態を安定に保つことは、良好な特性を具備する
重合体を得る上で非常に重要な点である。
[発明が解決しようとする課題] 本発明者らは、水系で含ハロゲン系重合体を製造するに
際しての重合系の分散安定性を改良すべく鋭意検討した
ところ、特定の構造を有する脂環式エポキシ化合物を分
散助剤として適用することにより所期の目的を達成し得
ることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成し
た。
即ち、本発明は、分散安定性に優れ、重合体本来の特性
を損わない、含ハロゲン系重合体の製造方法を提供する
ことを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係る含ハロゲン系重合体の製造方法は、含ハロ
ゲン単量体単独又は含ハロゲン単量体とそれと共重合可
能な単量体との混合物を分散剤の存在下、水系で重合す
るに際し、一般式(I>で表わされる脂環式エポキシ化
合物の1種又は2種以上の存在下で重合することを特徴
とする。
\ 0OR2 [式中、Aは、エポキシ基、メチル基及びハロゲン原子
からなる群から選ばれた1種以上の基を有していてもよ
いシクロヘキサン環又は1,4−エンドメヂレンシクロ
ヘキサン環を表わす。R1及びR2は、同−又は相異な
って、少なくとも1個のエポキシ基を有していてもよい
炭素数3〜22の直鎖状又は分枝状のアルキル基又は少
なくとも1個のエポキシ基を有していてもよい炭素数3
〜22の二重結合含有鎖状脂肪族炭化水素基を表わす。
但し、R及びR2の少なくとも一方は、エポキシ基を少
なくとも1個有するアルキル基又は二重結合含有鎖状脂
肪族炭化水素基を表わす。]本発明の一般式(I)の脂
環式エポキシ化合物におCブるアルキル基の炭素数は3
〜22であって、特に6〜20であることが好ましい。
又、アルキル基がエポキシ基を有する場合、斯かるエポ
キシ基の個数は、1〜3個であることが好ましい。従っ
て、一般式(I)の脂環式エポキシ化合物の内でも、R
及びR2が同−又は相異なって、エポキシ基を1〜3個
、待に1又は2個有していてもよい炭素数6〜20のア
ルキル基でおり、R1及びRの少なくとも一方、待にR
及びR2の両者がエポキシ基を1〜3個、特に1又は2
個有している炭素数6〜20のアルキル基である化合物
が好ましい。
特に好ましい一般式(I>の化合物は、例えば、次の化
合物である。
04.5−エポキシへキサヒドロフタル酸ビス(3,4
−エポキシヘキシル) 04.5−エポキシへキサヒドロフタル酸ビス(5,6
−エポキシデシル) o4,5−エポキシへキサヒドロフタル酸ビス(6,7
−エポキシドデシル) 04.5−エポキシへキサヒドロフタル酸ビス(7,8
−エポキシテトラデシル〉 04.5−エポキシへキサヒドロフタル酸ビス(9,1
0−エポキシオクタデシル) 04.5−エポキシへキサヒドロフタル酸n−ブチル(
9,10−エポキシオクタデシル)04.5−エポキシ
−3,6−ニンドメチレンへキサヒドロフタル酸ビス(
6,7−■ポキシドデシル) 0ヘキサヒドロフタル酸ビス(6,7−エポキシドデシ
ル) 0ヘキサヒドロフタル酸−n−ブチル(8,9−エボキ
シベキサデシル) 0ヘキサヒドロフタル!(5,6−エポキシデシル)(
9,10−エポキシオクタデセン−12−イル) 一般式(I>で表わされる脂環式エポキシ化合物は、一
般式(n)で表わされるカルボン酸、そのカルボン酸無
水物及びそれらの異性体混合物から選ばれる1種若しく
は2種以上の化合物を酸成分とし、 [式中、Aは、前記と同じ意味を有する。]一般数式I
II)で表わされるアルコールR30H(III) [式中、R3は、炭素数3〜22の二重結合含有鎖状脂
肪族炭化水素基を表わす。] をアルコール成分として、硫酸、リン酸、p−トルエン
スルホン酸、金属系化合物等に例示されるエステル化触
媒の存在下、常法に従ってエステル化し、次いで、得ら
れたエステル化物を硫酸、リン酸等の無機酸を触媒とし
、過酸化水素、過酢酸、過蟻酸等の有機過酸を助触媒と
して常法に従いエポキシ化することにより調製できる。
当該エポキシ化は、各種の方法により行なうことができ
る。例えば、シクロヘキサン等の有機溶媒中に前記エス
テル化物を溶解し、当該エステル化物の二重結合に対し
、2倍当量程度の約60%過酸化水素水溶液、エステル
化物に対し約10%の蟻酸及びエステル化物に対し約1
%の硫酸を添加し、40〜80℃程度の温度下、10〜
15時間程度反応することにより所定のエポキシ化物を
収率良く得ることができる。
上記一般式(n)の酸成分としては、テトラヒドロフタ
ル酸、3−メチルテトラヒドロフタル酸、4−メチルテ
トラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、3−メチ
ルへキサヒドロフタル酸、4−メチルへキサヒドロフタ
ル酸、3−クロロテトラヒドロフタル酸、4−クロロテ
トラヒドロフタル酸、3−ブロモテトラヒドロフタル酸
、4−ブロモテトラヒドロフタル酸、3.6−ニンドメ
チレンテトラヒドロ無水フタル酸、4−メチル−3゜6
−ニンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等が例示さ
れる。
又、一般式(I[I)で表わされる不飽和アルコールと
しては、アリルアルコール、ヘキセニルアルコール、ツ
ルビルアルコール、オクテニルアルコール、ウンデセニ
ルアルコール、ドデセニルアルコール、テトラデセニル
アルコール、ヘキサデセニルアルコール、オクタデセニ
ルアルコール、リルニルアルコール、リルイルアルコー
ル、11−トコセノール等の炭素数3〜22の直鎖状若
しくは分枝鎖状の不飽和アルコールが例示される。
R及びR2の一方が、エポキシ基を有するアルケニル基
であり、他方がエポキシ基を有しないアルケニル基であ
る一般式(I)の脂環式エポキシ化合物を得るには、上
記不飽和アルファルを用いてエステル化し、得られるエ
ステル化物の二重結合に対し50%当量程度の約60%
の過酸化水素水溶液を用いてエポキシ化すればよい。
又、R及びR2の一方がエポキシ基を有するアルキル基
であり、他方がエポキシ基を有しないアルキル基である
一般式(1)の脂環式エポキシ化合物を得るには、一般
式(II)で表わされる不飽和アルコールと一般式(I
V)で表わされる飽和アルコールとの混合物を用いて前
記の如くエステル化し、得られるエステル化物をエポキ
シ化反応に供すればよい。
R40H(IV) [式中、R4は、炭素数3〜15のアルキル基を表わす
。] 一般式(IV)で表わされる飽和アルコールとしては、
プロパツール、ブタノール、アミルアルコール、ヘキサ
ノール、ヘプタツール、n−オクタツール、2−エヂル
ヘキサノール、ノニルアルコール、デシルアルコール、
ウンデシルアルコール、ドデカノール、ミリスチルアル
コール等の炭素数3〜15の直鎖°状若しくは分枝鎖状
の飽和アルコールが例示される。
又、アルフi−ル610(ビスタケミカル ファーイー
スト社!!り、リネボール79、リネボール911(シ
ェル化学Il製)、ダイヤドール79、ダイヤドール9
11(三菱化成v/J製)等の混合系オキソアルコール
もアルコール成分として使用できる。
かくして得られた本発明に係る脂環式エポキシ化合物は
、重合系において0.001〜10重量%程度、好まし
くは0.1〜5重量%程度添加される。0.001重量
%未渦0場合では良好な分散安定性が得られにくく、1
0重量%を越えると得られる重合体自体の物性に与える
影響が大きく、好まし・くない。
本発明に係る代表的な含ハロゲン系重合体として、含塩
素ビニル系重合体が提示でき、具体的には、塩化ビニル
、塩化ごニリデンに例示される含塩素化合物の単独重合
体及びそれらの共重合体並びにそれらと共重合可能な共
単量体を構成成分とする共重合体等が例示される。
上記の共単量体として、具体的には、酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル、デカン酸ビニル等の炭素数4〜18の
脂肪族カルボン酸ビニルエステル、(メタ)アクリル酸
メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル
蓋(2−エチルヘキシル)、(メタ)アクリル酸デシル
等の(メタ)アクリル酸アルキル(炭素数1〜18)エ
ステル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジオクチル、
マレイン酸ジドデシル等のマレイン酸ジアルキル(炭素
数1〜18)エステル、n−プロピルビニルエーテル、
2−エチルヘキシルビニルエーテル、ドデシルビニルエ
ーテル等のアルキル(炭素数1〜20)ビニルエーテル
、エチレン、プロピレン、ブタジェン等の炭素数2〜1
2のα−オレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン以
外のハロゲン化ビニル等が例示される。
本発明に係る懸濁重合方法の一例を掲げる。
懸濁重合器に、所定量の脱イオン水、単量体、分散剤(
懸濁安定剤)及び重合開始剤を仕込み、20〜100℃
程度、好ましくは40〜70℃程度の温度下で一定に保
ちつつ、10〜24時間程度激しく撹拌する。重合が終
了して得られたスラリーは、次の七ツマー回収槽に移送
し、未反応単量体を減圧下で回収する。次いで、濾過、
洗浄後、乾燥して目的とする重合体を得る。
上記方法において適用される懸濁安定剤としては従来公
知の化合物を使用することができ、具体的には、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルアルコールの部分鹸化物、
ポリ酢酸ビニルの部分鹸化物、酢酸ビニル−無水マレイ
ン酸共重合体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポ
リメタクリルアミド等の合成高分子、ゼラチン、トラガ
ント、メチルセルローズ、ヒドロキシメチルセルローズ
、カルボキシメチルセルローズ、デンプン等の天然高分
子等の水溶性高分子及びvft酸バリウム、硫酸カルシ
ウム、次間バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の微粉末
の難溶性無機物が例示される。
これらの懸濁安定剤は単独で又は2種0以上を組合わせ
て適用され、その添加量は、通常、重合系全体に対して
0.001〜10重量%程度、好ましくは0.1〜5重
量%程度である。
尚、媒体の比重、表面張力、粘度等の調整、易溶性単量
体の溶解度低減のため、補助剤として塩化ナトリウム、
塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を添加してもよい。更
に、極少量(1pl)m程度)の界面活性剤を添加して
上記微粉末の分散を改良することもできる。
又、重合開始剤としては、前記単量体に可溶な従来公知
の油溶性開始剤が用いられ、具体的な化合物として、過
酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等
の過酸化アシル類、ピバリン酸パーオキシ−tert−
ブチル等の過酸エステル類、ジイソプロピルパーオキシ
ジカーポネート、ビス(2−エチルヘキシル ト等のジアルキル(炭素数2〜8)パーオキシジカーボ
ネ−ト等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、ア
ゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビス
シクロヘキサンカルボニトリルするレドックス系開始剤
も使用できる。
重合開始剤の添加量は、通常、単量体100重量部に対
し、0.01〜0.5重量部程度である。
脱イオン水は、通常、単量体100@i部当り、150
〜300重量部程度適用される。
以上の諸条件は、特に限定されるものではなく、目的と
する重合体の品質により適宜選択することができる。
次に、乳化重合法における一例を掲げる。即ち、重合器
に所定量の単量体、脱イオン水、分散剤(乳化剤)及び
重合開始剤を仕込み、好ましくは40〜60℃程度の温
度下で重合する。重合終了後、汎用重合体においては、
塩酸、塩化カルシウム、明ばん等の塩析剤により凝析し
た侵、濾過、洗浄侵、乾燥して目的とする重合体を得る
。
乳化剤としては、陰イオン界面活性剤や非イオン界面活
性剤等が推奨され、その添加量は、単量体100重量部
に対し、通常、0.05〜20重量部程度、好ましくは
0.1〜10重量部程度である。
陰イオン界面活性剤としては、従来公知の界面活性剤、
具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、
長鎖パラフィンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸塩
、ラウリルサルフェート等のアルキル(炭素数10〜1
6)ザルフェート、ステアリン酸ナトリウム、オレイン
酸ナトリウム等の脂肪酸塩等が例示される。
又、非イオン界面活性剤としては、従来公知の界面活性
剤、具体的にはポリオキシエチレンアルキル(炭素11
0〜16)エステル、ポリオキシエチレンアルキル(炭
素数10〜16)エーテル等が例示される。
重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過@酸アンtニ
ウム等の従来公知の水溶性の開始剤が適用される。
重合開始剤の添加量は、通常、単量体100重量部に対
し、0.01〜0.5重量部程度である。
脱イオン水は、通常、単量体100重量部当り、150
〜400重量部程度用いられる3゜更に、懸濁重合法に
おける懸濁安定剤と同様の化合物を分散剤とし、乳化重
合法における重合開始剤と同様の化合物を重合開始剤と
して用いて分散重合を行なうこともできる。
いずれの方法においても、上記諸条件は、特に限定され
るものではなく、単量体の種類や目的とする重合体の品
質により適宜選択することができる。
本発明に係る方法により含ハロゲン系重合体を製造する
に際し、必要に応じて、連鎖移動剤、重合禁止剤、増感
剤等の補助剤を適宜選択して添加することができる。
[実施例] 以下に実施例を掲げ、本発明の詳細な説明する。
尚、各側における効果の評価方法は、以下の通りである
。
盆依ユ 重合終了後、耐圧ガラスアンプルを垂直に3分間静置し
た後、アンプル内部での反応液の分散状態を観察し、白
濁(分散)部分の全体に対する割合を10段階に評価し
た。即ち、白濁部分の割合が多い程、その系における分
散状態は良好でおると判断する。
1含体Ω光ヱ」 重合終了後、−20℃以下に冷却し、耐圧ガラスアンプ
ルを開管する。室温下で未反応の単量体を除去した侵、
水で希釈し、次いで塩析剤(濃塩酸)を添加して重合体
成分を分離する。その後、テトラヒドロフラン/メタノ
ール混合系で精製した後、乾燥する。得られた重合体を
テトラヒドロフランに溶解し、蒸気圧浸透圧法にて分子
量(数平均分子量)を測定した。
実施例1 100mの耐圧ガラスアンプルに、 脱イオン水        30  (重1部)ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.05 過硫酸カリウム       0.005亜硫酸水素ナ
トリウム    0.003塩化ビニル       
 io、。
アクリル酸エチル      2.0 及び本発明に係る分散助剤として、 4.5−エポキシへキサヒドロフタル酸ビス(9,10
−エポキシオクタデシル)(以下、「エステル■」と略
称する。)0.5 を仕込み、振盪型恒温槽を用いて、窒素雰囲気下、50
℃で20時間乳化重合して、塩化ビニル−アクリル酸エ
チル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は9であり、得ら
れた重合体の分子量は68.000であった。
実施例2 分散助剤としで用いるエステルエの添加量を0.02重
量部とした以外は、実施例1に準じて乳化重合法により
塩化ビニル−アクリル酸エチル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は7であり、得ら
れた重合体の分子量は59,000であった。
実施例3 分散助剤として用いるエステル■の添加量を3.0重1
部とした以外は、実施例1に準じて乳化重合法により塩
化ビニル−アクリル酸エチル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は7であり、得ら
れた重合体の分子量は55,000であった。
実施例4 分散助剤としてヘキサヒドロフタル酸ビス(6゜7−エ
ポキシドデシル)(以下「エステル■」と略称する。)
を用いた以外は実施例1に準じて塩化ビニル−アクリル
酸エチル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は8で必り、得ら
れた重合体の分子量は56,000であった。
実施例5 分散助剤としてヘキサヒドロフタル@n−ブチル(8,
9−エポキシヘキサデシル)を用いた以外は実施例1に
準じて塩化ビニル−アクリル酸エチル共重合体を調製し
た。
重合終了時における重合体の分散状態は7でおり、得ら
れた重合体の分子量は50,000であった。
実施例6 分散助剤として4,5−エポキシ−3,6−ニンドメチ
レンへキサヒドロフタル酸ビス(6,7−エポキシドデ
シル)(以下「エステル■」と略称する。)を用いた以
外は実施例1に準じて塩化ビニル−アクリル酸エチル共
重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は8であり、得ら
れた重合体の分子量は59.000であった。
実施例7 分散助剤としてヘキサヒドロフタル!(5,6−■ホキ
シブシル)(9,10−エポキシオクタデセン−12−
イル)を用いた以外は実施例1に準じて塩化ビニル−ア
クリル酸エチル共重合体をWA製した。
重合終了時における重合体の分散状態は7でおり、得ら
れた重合体の分子量は51.000であった。
実施例8 分散助剤としてエステル■とエステル■の当重量混合物
を用いた以外は実施例1に準じて塩化ビニル−アクリル
酸エチル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は8であり、得ら
れた重合体の分子量は61,000であった。
実施例9 100dの耐圧ガラスアンプルに、 脱イオン水        30  (重量部)ポリビ
ニルアルコール    0.3 過酸化ベンゾイル      0.08塩化ビニル  
      10.0 2−エチルヘキシルビニルエーテル 2、0 及び本発明に係る分散助剤として、 エステルn          0.5を仕込み、実施
例1と同様の条件で懸濁重合して塩化ビニル−2−エチ
ルヘキシルビニルエーテル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は8であり、得ら
れた重合体の分子量は62,000であった。
実施例10 100dの耐圧ガラスアンプルに、 脱イオン水        30 (重量部)ポリビニ
ルアルコール    0.3 過硫酸アンモニウム     0.1 塩化ビニル        10.0 酢酸ビニル         2.0 及び本発明に係る分散助剤として、 エステル■         0.5 を仕込み、実施例1に準じて分散重合し、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は8であり、得ら
れた重合体の分子量は59,000であった。
実施例11 単量体として塩化ビニル12.0重量部を用いた以外は
、実施例4に準じてポリ塩化ビニルを調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は7であり、得ら
れた重合体の分子量は81,000であった。
実施例12 単量体として、塩化ビニリデン12.0重量部を用いた
以外は、実施例4に準じてポリ塩化ビニリデンを調製し
た。
重合終了時における重合体の分散状態は8でめり、得ら
れた重合体の分子量は78,000であった。
実施例13 単量体として、 塩化ごニリデン    10.0重量部酢酸ビニル  
     2.0重量部を用いた以外は、実施例4に準
じてポリ塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体を調製し
た。
重合終了時における重合体の分散状態(才8であり、得
られた重合体の分子量は63,000であった。
比較例1 本発明に係る脂環式エポキシ化合物を分散助剤として用
いない以外は、実施例1に準じて塩化ビニル−アクリル
酸エチル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は5であり、得ら
れた重合体の分子量は46,000であった。
比較例2 本発明に係る脂環式エポキシ化合物を分散助剤として用
いない以外は、実施例9に準じて塩化ビニル−2−エチ
ルヘキシルビニルエーテル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は4であり、得ら
れた重合体の分子量は43,000であった。
比較例3 本発明に係る脂環式エポキシ化合物を分散助剤として用
いない以外は、実施例10に準じて塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は4であり、得ら
れた重合体の分子量は41,000であった。
比較例4 本発明に係る脂環式エポキシ化合物を分散助剤として用
いない以外は、実施例13に準じて塩化ビニリデン−酢
酸ビニル共重合体を調製した。
重合終了時における重合体の分散状態は5であり、得ら
れた重合体の分子」は43,000であった。
[発明の効果] 本発明に係る脂環式エポキシ化合物を分散助剤として配
合することにより、懸濁重合、乳化重合又は分散重合に
より含ハロゲン系重合体を製造するに際しての重合系に
おける分散状態を大幅に改良することができ、得られる
重合体の特性も損われることがない。
特許出願人 新日本理化株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、含ハロゲン単量体単独又は含ハロゲン単量体とそれ
    と共重合可能な単量体との混合物を分散剤の存在下、水
    系で重合するに際し、一般式( I )で表わされる脂環
    式エポキシ化合物の1種又は2種以上の存在下で重合す
    ることを特徴とする含ハロゲン系重合体の製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) [式中、Aは、エポキシ基、メチル基及びハロゲン原子
    からなる群から選ばれた1種以上の基を有していてもよ
    いシクロヘキサン環又は1,4−エンドメチレンシクロ
    ヘキサン環を表わす。R^1及びR^2は、同一又は相
    異なつて、少なくとも1個のエポキシ基を有していても
    よい炭素数3〜22の直鎖状又は分枝状のアルキル基又
    は少なくとも1個のエポキシ基を有していてもよい炭素
    数3〜22の二重結合含有鎖状脂肪族炭化水素基を表わ
    す。但し、R^1及びR^2の少なくとも一方は、エポ
    キシ基を少なくとも1個有するアルキル基又は二重結合
    含有鎖状脂肪族炭化水素基を表わす。]
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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