JPH0381271A - エポキシスルホネート類の製造方法 - Google Patents

エポキシスルホネート類の製造方法

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JPH0381271A
JPH0381271A JP2204029A JP20402990A JPH0381271A JP H0381271 A JPH0381271 A JP H0381271A JP 2204029 A JP2204029 A JP 2204029A JP 20402990 A JP20402990 A JP 20402990A JP H0381271 A JPH0381271 A JP H0381271A
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carbon atoms
formula
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methanesulfonate
epoxy
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JP2204029A
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Georg Schroeder
ゲオルク・シユレーダー
Dieter Arlt
デイーター・アルルト
Manfred Jautelat
マンフレート・ヤウテラート
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Bayer AG
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Bayer AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D303/02Compounds containing oxirane rings
    • C07D303/12Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms
    • C07D303/16Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms by esterified hydroxyl radicals

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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】 エポキシスルホネートは、対応するエポキシアルコール
から塩化スルホン酸を用いたエステル化により製造する
ことができることはすでに知られている(デイ、イー、
マクルレ、ジエイ、ジェイ。
ボルドウィン、エイ、ダブり二一、ラブ、ケイ。
メンスラー ビイ、エイチ、アリソン、ジャーナル 才
ブ オーガニック ケミストリイ、43゜4876 (
1978午))。しかし、エポキシアルコールは、すべ
ての場合工業規模で安価に入手することができるわけで
はなく、そして化学量論量の有機塩基助剤が必要となる
。アルケニルオキシスルホネートからの製造はすべての
場合に収率の点で不満足であり、そして加えてエポキシ
化のために過酸が用いられ(アール、ショウテンブス、
ジェイ、エル、ビニール、ビイ、アーナウド、シイ・ア
ール、アカド、Sci、 Paris、 Ser、 c
 。
266.622 (1968午))、そしてそれらは高
価であり、そして取り扱いに問題がある。
スルホネートの他の製造方法としては、例えば、ハロゲ
ン化物と銀スルホネートの反応によることが一般的に知
られている(ビイ、ダブリュー、7エイト、オー、ティ
、二一ルソン、ジャーナルオプ メディカル ケミスト
リイ、9.416(1966午))。銀塩を介しての製
造は、コストの理由でエポキシスルホネートの工業的製
造には適さない。銅(I)スルホン酸塩を用いた製造(
二ついても同様である(日本国特許第59/73587
号及びCAl0I、130519)。しかし通常スルホ
ネートからヨウ化物または塩化物が製造される(デイ、
ランディニ、エフ、モンタナリ、エフ、エム、ビリジ、
ジャーナル オブ ケミカル ソサエティ、ケミカル 
コミュニケーションズ1974年879、)。塩化アル
キルのヨウ化物(アール、シイ、バーン、ジャーナル 
オブ オーガニック ケミストリイ、53.1331 
(1988年))または臭化物(ビイ、ランド、エフ、
トロタ、シイ、モラグリオ、ジャーナルオブ ケミカル
 ソサエティ、パーキン トランザクション■、198
8午、1709)への接触転化も同様に知られている。
エポキシハライド中のハライドの触媒による求核置換が
、エポキシスルホネートの製造のための選択肢として提
案されてる。この反応は、これらのアルキルスルホン酸
エステルへの転化のために単純なハロゲン化アルキルの
みで起こる。エポキシドの開裂は、常にエポキシド上の
求核試薬の作用によることが予期される。そこでここで
提案される求核性のハロゲン交換によるエポキシスルホ
ネートの製造はエポキシハライドの存在下では困難であ
る。
本発明は、−形成 式中、 R1−R5は、互いに独立して水素または1〜18個の
炭素原子を有するアルキル基、5〜14個の炭素原子を
有するシクロアルキル基、6〜20([の炭素原子を有
するアリール基または7〜16個の炭素原子を有するア
ラルキル基を表し、 AはR’−C−R’基を表し、 ここに R1及びR7は、互いに独立して水素または1
−18個の炭素原子を有するアルキル基、5〜14個の
炭素原子を有するシクロアルキル基、6〜20個の炭素
原子を有するアリール基または7〜16個の炭素原子を
有するアラルキル基を表し、nは、0ないし8の数を表
し、モしてXは塩素、臭素またはヨウ素を表す、 のエポキシハライドを、下記の一形成 式中、 R6及びR9は、互いに独立し1〜18個の炭素原子を
有するアルキル基、5〜14個の炭素原子を有するシク
ロアルキル基、6〜20個の炭素原子を有するアリール
基または7〜16個の炭素原子を有するアラルキル基を
表す、 のスルホン酸エステルと、 下記の一般式 %式% () ([) 式中、直接にまたは架橋員を介して、R”ないしR口は
、互いに独立し1−18個の炭素原子を有するアルキル
基、5〜14個の炭素原子を有するシクロアルキル基、
6〜20個の炭素原子を有するアリール基または7〜1
6個の炭素原子を有するアラルキル基を表すか、まI;
はR”は、重合体鎖の炭素原子に結合している下記 RIIYΦ−R”  Xe   又は R′3 RIOZ   Hll>(e 12 の基をすくなくとも1つ含有する重合体基を表し、 Yは窒素、りんまたはヒ素を表し、2はSまたは5==
0を表し、モしてXは塩素、臭素、ヨウ素またはR’S
○、−を表す、 の触媒の存在下で反応させ、下記式の のエポキシスルホネートを与えることを特徴とするエポ
キシスルホネートの製造方法に関する。
このましくは、1モルの(I)を0.1〜10モルの(
If)と0.001〜0.5モルの(III)の存在下
で、約50〜200℃で反応させる。
もし適当ならば該反応は不活性な希釈剤、例えば、N、
N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトア
ミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジン、
ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエー
テル等の存在下で行われる。反応時間は、温度及び触媒
濃度によるが一般に約80時間である。(IV)は、好
ましくは蒸留により分離されるが、しかしクロマトグラ
フィーまたは結晶化により分離することもまた可能であ
る。反応の経過に応じて(II[)の量を連続的に増加
することもまた好ましい。
(I)の好ましい化合物はRI−R11が、互いに独立
して水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキル基
、5〜6個の炭素原子を有するシクロアルキル基、6〜
10個の炭素原子を有するアリール基または7〜10個
の炭素原子を有するアラルキル基を表し、Aは、R’−
C−R’基を表し、ここに、R1及びR7は、互いに独
立して水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキル
基、5〜6個の炭素原子を有するシクロアルキル基、6
〜10個の炭素原子を有するアリール基または7〜lO
個の炭素原子を有するアラルキル基を表し、nは、0な
いし2の数を表し、そしてXは塩素、臭素またはヨウ素
を表すものである。
特に言及することができる出発物質は以下の通りである
:1−クロロー2,3−エポキシブタン、l−ブロモ−
2,3−エポキシブタン、2−クロロ−3,4−エポキ
シブタン、2−ブロモ−3,4−エポキシブタン、l−
クロロ−3,4−エポキシブタン、1−ブロモ−3,4
−エポキシブタン、l−クロロ−5,6−ニポキシヘキ
サン、l−ブロモ−5,6−エホキシヘキサン、1−ク
ロロ−2−メチル−2,3−エポキシプロパン及び1−
ブロモ−2−メチル−2,3−エポキシプロパンである
。l−クロロ−2,3−エポキシプロパン及ヒl−7’
cyモー2.3−エポキシブタンヲ特に好ましいものと
して挙げることができる。
好ましく用いられる式(II)の化合物は、R1及びR
″が、互いに独立して1〜6個の炭素原子を有するアル
キル基、5〜6個の炭素原子を有するシクロアルキル基
、6〜10個の炭素原子を有するアリール基または7〜
10個の炭素原子を有するアラルキル基を表すものであ
る。
以下は特に言及することができるものである。
グロビルメタンスルホネート、メチルエタンスルホネー
ト、エチルエタンスルホネート、プロピルエタンスルホ
ネート、メチルプロパンスルホネートパンスルホネート
、メチル4−トルエンスルホネート、エチル4−トルエ
ンスルホネート、プロピル4−トルエンスルホネート、
メチルベンゼンスルホネート、エチルベンゼンスルホネ
ート及びプロピルベンゼンスルホネートである。メチル
メタンスルホネート及びエチルメタンスルホネートが、
特に好ましい。
好ましく用いることができる式(III)の化合物は、
RIoないしR13が互いに独立して1〜12個の炭素
原子を有するアルキル基、5〜lO個の炭素原子を有す
るシクロアルキル基、6〜10個の炭素原子を有するア
リール基または7〜lO例の炭素原子を有するアラルキ
ル基、またはRillが前身体構造を表し、Yが、窒素
、リンまたはヒ素を表し、2がSまたはS=Oを表し、
モしてXが、塩素、臭素、ヨウ素またはBを表し、ここ
にBは、式R1′−So,を表し、そしてR14は、l
−12個の炭素原子を有するアルキル基、5〜10個の
炭素原子を有するシクロアルキル基、6〜10個の炭素
原子を有するアリール基または7〜lO個の炭素原子を
有するアラルキル基を表すものである。 特に言及する
ことができる出発化合物は、以下のとおりである。塩化
テトラメチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニ
ウム、ヨウ化テトラメチルアンモニウム、テトラメチル
アンモニウムメタンスルホネート、塩化テトラエチルア
ンモニウム、臭化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テ
トラエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムエ
タンスルホネート、塩化テトラプロピルアンモニウム、
臭化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラプロピ
ルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムエタンスル
ホネート、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラ
ヘキシルアンモニウム、臭化テトラヘキシルアンモニウ
ムテトラヘキシルアンモニウムメタンスルホネート塩化
テトラブチルホスホニウム、ヨウ化テトラブチルホスホ
ニウム及びテトラブチルホスホニウムメタンスルホネー
トである。臭化テトラブチルアンモニウム、ヨウ化テト
ラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムメタ
ンスルホネート、ヨウ化テトラヘキシルアンモニウム及
び臭化テトラブチルホスホニウムを、特に好ましいもの
として言及することができる。
適する高分子量化合物(I[I)は、例えば、クロロメ
チル化スチレンホモポリマーまたはスチレンコポリマー
の反応により得られるものであり、それらは、もし適当
ならば(例えば、ジビニルベンゼンを用いて)下記式 の化合物と架橋されているものである。
このタイプの高分子量は、すでに知られている(例えば
、ビイ、ランド他シンセシス1978午315及びジャ
ーナル オブ ケミカル ソサエティ、ケミカル コミ
ュニケーションズ1976jf−394参照)。
スルホネートのだめのエポキシハライド中のハロゲンの
求核置換が可能であることは、全く驚くべきこととして
記載されなければならない。なぜなら反応性のエポキシ
基が存在する場合求核性のエポキシドの開裂が予期され
るからである。(エイ、ニス、ラオ、ニス、ケイ、バク
二カー、ジェイ、シイ、キルタン、テトラヘドロン、3
9.23−23(1983午)、エム、カーロン、ビイ
アール、カーリアー、ケイ、ビイ、シャープレス、ジャ
ーナル オプ オーガニック ケミストリイ、53.5
185 (1988年)及びデイ、カラマン他、リービ
ツヒス アナレン デア ヒエミー710.59.19
67年)。しかしながら前記の方法によりエポキシドの
環の求核性の開裂を避けそしてこの方法でエポキシスル
ホネート(■)を製造することができる。
本発明の方法により、工業的に容易に実施することがで
きる方法でエポキシスルホネート(■)をエポキシハラ
イド(1)から製造することが可能となる。
該エポキシスルホネートは、既知である。
紙処理剤をエビハロゲノヒドリンとの反応と同様にポリ
アミドアミンまたはポリアミンとの反応により得ること
ができる。
適する出発化合物お呼び反応条件は、例えば、西ドイツ
国特許明細書第2229219号、第1771043号
、第2257271号、第2938588号、第294
9870号、第1720905号及び第1906450
号、ヨーロッパ特許第0.131.200号及び第0.
126.176号及び米国特許明細書第2,926,1
54号及び第3.332.901号に記載されている。
実施例 1 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びエチルメタ
ンスルホネートからの臭化テトラブチルアンモニウムを
触媒として使用する2、3−エポキシプロピルメタンス
ルホネートの製造。
l−クロロ−2,3−エポキシプロパン36.98g(
0,4モル)及びエチルメタンスルホネート25.0 
g (0,2モル)を6.45 g (0,02モル)
の臭化テトラブチルアンモニウムと120°Cで60時
間の間加熱する。次に1−クロロ−2゜3−エポキシプ
ロパンとエチルメタンスルホネートを20ミルバールの
減圧下で蒸留する。そして2.3−エポキシプロピルメ
タンスルホネートを次に蒸留する。18.63g (0
,20モル)(7)1−クロロ−2,3−エポキシプロ
パンと6.20g(0,05モル)のエチルメタンスル
ホネートがこの方法で回収される。
収率:  15.75g(理論量の52%)沸点: 9
0〜93°C!(0,05ミリバール)純度: 86%
(ガスクロマトグラフィー)実施例 2 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びメチルメタ
ンスルホネートからの臭化テトラブチル7ンモニウムを
触媒として使用しての2,3−エポキシプロピルメタン
スルホネートの製造。
l−クロロ−2,3−エポキシプロパン4.60g(0
,05モル)及びメチルメタンスルホネート5.50 
g (0,05モル)の溶液を1.61g(0,005
モル)の臭化テトラブチルアンモニウムと120℃で6
4時間加熱する。1−クロロ−2,3−エポキシプロパ
ンを次に20ミルバールの減圧下で、蒸留する。モして
2,3−エポキシプロピルメタンスルホネートを続いて
蒸留する。
収率:  3.40g(理論量の45%)純度:  8
6%(ガスクロマトグラフィー)実施例 3 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びメチルメタ
ンスルホネートからの臭化テトラブチルアンモニウムを
触媒として使用しての2,3−エポキシプロピルメタン
スルホネートの製造。
l−クロロ−2,3−エポキシプロ/<ン18,5g(
0,2モル)及びメチルメタンスルホネート11.0g
 (0,1モル)の溶液を4.85g(0,015モル
)の臭化テトラブチルアンモニウムと120°Cに40
時間加熱する。l−クロロ−23−エポキシプロパンを
次に20ミルノ<−ルの減圧下で、蒸留する。そして2
,3−エポキシプロピルメタンスルホネートを続いて蒸
留する。
収率:  lo、60g(理論量の70%)純度: 9
4%(ガスクロマトグラフィー)実施例 4 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びメチルメタ
ンスルホネートからの臭化テトラブチルアンモニウムを
触媒として使用しての2.3−エポキシプロピルメタン
スルホネートの製造。
l−クロロ−2,3−エポキシプロパン18.5g(0
,2モル)及びメチルメタンスルホネート11.0g 
(0,1モル)の溶液を8.06 g(0,025モル
)の臭化テトラブチルアンモニウムと120℃で16時
間加熱する。l−クロロ−2,3−エポキシプロパンを
次に20ミルノ<−ルの減圧下で、蒸留する。そして2
,3−エポキシプロピルメタンスルホネートを続いて蒸
留する。
収率:  9.85g(理論量の65%)純度二 96
%(ガスクロマトグラフィー)実施例 5 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及ヒメチルメタ
ンスルホネートからのヨウ化テトラブチルアンモニウム
を触媒として使用しての2,3−エポキシプロピルメタ
ンスルホネートの製造。
l−クロロ−2,3−エポキシプロパン9.25g (
0,1モル)及びメチルメタンスルホネート11.0g
 (0,1モル)の溶液を3.70g(0,01モル)
のヨウ化テトラブチルアンモニウムと120℃で64時
間加熱する。l−クロロ−2,3−エポキシプロパンを
次に20ミルバールの減圧下で、蒸留する。モして2,
3−エポキシプロピルメタンスルホネートを続いて蒸留
する。
収率:  7.60g(理論量の50%)純度= 75
%(ガスクロマトグラフィー)実施例 6 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びメチルメタ
ンスルホネートからのテトラブチルアンモニウムメタン
スルホネートを触媒として使用しての2.3−エポキシ
プロピルメタンスルホネートの製造。
■−クロロー2.3−エポキシプロパン9.25g (
0,1モル)及びメチルメタンスルホネート11.0g
 (0,1モル)の溶液を3.38 g(0,01モル
)のテトラブチルアンモニウムメタンスルホネートと1
20℃で64時間力p熱する。l−クロロ−2,3−エ
ポキシプロパンを次に20ミルバールの減圧下で、蒸留
する。モして2.3−エポキシプロピルメタンスルホネ
ートを続いて蒸留する。
収率:  9.25g(理論量の61%)純度:  7
7%(ガスクロマトグラフィー)実施例 7 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びメチルメタ
ンスルホネートからの臭化テトラブチルホスホニウムを
触媒として使用しての2,3−エポキシプロピルメタン
スルホネートの製造。
l−クロロ−2,3−エポキシプロパン9.25g (
0,1モル)及びメチルメタンスルホネート11、、o
g(0,1モル)の溶液を3.40g(0,01モル)
のヨウ化テトラブチルアンモニウムと120°Cで64
時間加熱する。l−クロロ−2,3−エポキシプロパン
を次に20ミルバールの減圧下で、蒸留する。モして2
,3−エポキシプロピルメタンスルホネートを続いて蒸
留する。
収率:  6.30g(理論量の61%)純度: 75
%(ガスクロマトグラフィー)実施例 8 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びメチルメタ
ンスルホネートからのDOWEX  lX8(塩基性ア
ニオン交換体:臭化メチルを用いて4量体化し、約8%
のジビニルベンゼンを用いて架橋したジメチルアミノメ
チルスチレン)を使用しての2,3−エポキシプロピル
メタンスルホネートの製造。
1−クロロ−2,3−エポキシプロパン9.25g (
0,1モル)及びメチルメタンスルホネート5.50 
g (0,05モル)の溶液を3.00gのアニオン交
換体DOWEX  I X8 (B re(7)形l!
りと120℃に64時間加熱する。l−クロロ−2,3
−エポキシプロパンを次に20ミルバールの減圧下で、
蒸留する。そして2.3−エポキシプロピルメタンスル
ホネートが続いて蒸留される。
収率:  3.50g(理論量の46%)純度: 75
%(ガスクロマトグラフィー)実施例 9 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びメチルメタ
ンスルホネートからのアニオン交換体(トリブチルホス
フィンを用いて4量体化したポリブロモへキシルスチレ
ン;ビイ、ランド、シンセシス315.1978年参照
)を触媒として使用しての2,3−エポキシプロピルメ
タンスルホネートの製造。
l−クロロ−2,3−エポキシプロパン6.13g(0
,066モル)及びメチルメタンスルホネート3.67
 g (0,033モル)の溶液を2.00gのアニオ
ン交換体(Br”の形態;ビイ、ランド、シンセシス3
15.1978年参照)と120℃で64時間加熱する
。1−クロロ−2゜3−エポキシプロパンを次に20ミ
ルバールの減圧下で、蒸留する。そして2.3−エポキ
シプロピルメタンスルホネートが続いて蒸留される。
収率:  3.60g(理論量の71%)純度= 71
%(ガスクロマトグラフィー)実施例 10 1−クロロ−2,3−エポキシプロパン及びメチルメタ
ンスルホネートからの塩基性アニオン交換体(臭化メチ
ルを用いて4量体化し、そして約6%のジビニルベンゼ
ンを用いて架橋したポリジメチルアミノスチレン;西ド
イツ国特許第1,054.715号参照)を触媒として
使用しての2゜3−エポキシプロピルメタンスルホネー
トの製造。
l−クロロ−2,3−エポキシプロパン9.25g (
0,1モル)及びメチルメタンスルホネート5.50 
g (0,05モル)の溶液を3.OOgのアニオン交
換体(Br6’の形態:西ドイツ国特許第1.054,
715号参照)と120℃に40時間加熱する。1−ク
ロロ−2,3−エポキシプロパンを次に20ミルバール
の減圧下で、蒸留する。
そして2.3−エポキシプロピルメタンスルホネートが
続いて蒸留される。
収率: 4.60g(理論量の6 1%)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 式中、 R^1〜R^5は、互いに独立して水素または1〜18
    個の炭素原子を有するアルキル基、5〜14個の炭素原
    子を有するシクロアルキル基、6〜20個の炭素原子を
    有するアリール基または7〜16個の炭素原子を有する
    アラルキル基を表し、 AはR^6−C−R^7基を表し、 ここに、R^6及びR^7は、互いに独立して水素また
    は1〜18個の炭素原子を有するアルキル基、5〜14
    個の炭素原子を有するシクロアルキル基、6〜20個の
    炭素原子を有するアリール基または7〜16個の炭素原
    子を有するアラルキル基を表し、nは、0ないし8の数
    を表し、そしてXは塩素、臭素またはヨウ素を表す、 のエポキシハライドを、下記の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) 式中、 R^8及びR^9は、互いに独立し1〜18個の炭素原
    子を有するアルキル基、5〜14個の炭素原子を有する
    シクロアルキル基、6〜20個の炭素原子を有するアリ
    ール基または7〜16個の炭素原子を有するアラルキル
    基を表す、 のスルホン酸エステルと、下記の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (IIIa) ▲数式、化学式、表等があります▼ (IIIb) 式中、直接にまたは架橋員を介して、R^1^0ないし
    R^1^3は、互いに独立し1〜18個の炭素原子を有
    するアルキル基、5〜14個の炭素原子を有するシクロ
    アルキル基、6〜20個の炭素原子を有するアリール基
    または7〜16個の炭素原子を有するアラルキル基を表
    すか、またはR^1^0は、重合体鎖の炭素原子に結合
    している下記 ▲数式、化学式、表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼ の基をすくなくとも1つ含有する重合体基を表し、 Yは窒素、りんまたはヒ素を表し、ZはSまたはS=O
    を表し、そしてXは塩素、臭素、ヨウ素またはR^8S
    O_3^−を表す、 の触媒の存在下で反応させることを特徴とする下記式の ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) のエポキシスルホネートの製造方法。 2、反応が50〜200℃で、0.001〜0.5モル
    の触媒を用いて行われることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の方法。
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