DD281594A5 - METHOD FOR PRODUCING LOW-CARBURATED HYDROCARBONS OF MEDIUM CHAIN LENGTH - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Herstellung von endstaendig ungesaettigten Kohlenwasserstoffen mittlerer Kettenlaenge durch Kometathese langkettiger Kohlenwasserstoffe mit innenstaendiger Doppelbindung mit Ethylen, die als Ausgangsstoffe fuer die Tensidsynthese, zum Beispiel fuer Reinigungs- und Desinfektionsmittel, oder fuer Hilfsmittel in der Textilindustrie und der Erzaufbereitung Anwendung finden. Die Aufgabe, die Kometathesereaktion mit einem einfach zugaenglichen Katalysator so durchzufuehren, dasz eine technisch verwertbare Reaktionsgeschwindigkeit erreicht und eine hohe Selektivitaet garantiert ist, wird erfindungsgemaesz dadurch geloest, dasz die Kometathesereaktion mit einem Katalysator, bestehend aus einem * einer Tetraalkylzinnverbindung und einer Alkylaluminiumverbindung des Typs AlR3, X3Al2R3, XAlR2 oder X2AlR, wobei X ein Halogenatom und R einen Alkylrest der Kettenlaenge C1 bis C8 darstellt, bei einer Temperatur von 90 bis 150C, einer Reaktionszeit von bis zu 3 Stunden und einem Ethylendruck von 4,5 bis 20 MPa durchgefuehrt wird.{Kometathese; Ethylen; Kohlenwasserstoffe, innenstaendig, ungesaettigt; * Tetraalkylzinnverbindung; Alkylaluminiumverbindung; Tensidsynthese}The invention relates to the production of terminal ungesaettigten hydrocarbons medium chain length by cometathesis of long-chain hydrocarbons with internals double bond with ethylene, which are used as starting materials for the surfactant synthesis, for example for cleaning and disinfecting agents, or aids in the textile industry and the ore treatment. The object of carrying out the cometathesis reaction with an easily accessible catalyst in such a way that achieves a technically useful reaction rate and guarantees a high selectivity is achieved according to the invention by the cometathesis reaction with a catalyst consisting of a tetraalkyltin compound and an alkylaluminum compound of the AlR3 type , X3Al2R3, XAlR2 or X2AlR, wherein X represents a halogen atom and R represents an alkyl group of chain length C1 to C8, at a temperature of 90 to 150C, a reaction time of up to 3 hours and an ethylene pressure of 4.5 to 20 MPa. {Kometathese; ethylene; Hydrocarbons, internal, unsupported; * Tetraalkyltin compound; alkylaluminum; surfactant synthesis}
Description
Die Erfindung betrifft ")in Verfahren zur Herstellung von endständig ungesättigten Kohlenwasserstoffen ι nittleror Kettonlänge durch Komotathese langkettiger Kohlenwasserstoffe mit innensta'ndigcr Doppelbindung mit Ethylen, die eis Ausgangsstoffe für die Tensidsynthese - zum Beispiel für Reinigungs- und Desinfektionsmittel oder für Hilfsmittel in der Textilindustrie und der Erzaufbereitung - Anwendung finden.The invention relates to ") in processes for the preparation of terminally unsaturated hydrocarbons itt nittleror Kettonlänge by Komotathese long-chain hydrocarbons with internastri'ndigcr double bond with ethylene, the ice starting materials for surfactant synthesis - for example, for cleaning and disinfecting agents or aids in the textile industry and the Mineral processing - find application.
E ι Jstandig ungesättigte funktionalisierte Kohlenwasserstoffe :m mittleren Kettenlängenberoich 3ind durch Methoden zur ACttenlängenverkürzung von I ingkottigen olefinischen Kohlenwasserstoffen zugänglich. Ein bekanntes geeignetes Reaktionsprinzip dafür ist die Olefinmetathese. Sie beinhaltet die reversible Spaltung von C-C-Doppelbindungen in Alkylidoneinheiten, die statistisch zu neuen Doppelbindungen kombiniert werden. Die Reaktion ist sowohl als Homometalhese eines einzelnen Olofins als auch als Komotat.iase eines Olefingomisches (Reaktionsschema !) durchführbar.E ι Jstandig unsaturated functionalized hydrocarbons: m medium Kettenlängenberoich 3ind by methods for ACttenlängenverkürzung I ingkottigen olefinic hydrocarbons accessible. A well-known reaction principle for this is olefin metathesis. It involves the reversible cleavage of C-C double bonds in alkylidone units, which are statistically combined into new double bonds. The reaction can be carried out either as a homomethalesis of a single olefin or as a comatatase of an olefinic mixture (reaction scheme!).
1;3 1W UI2 U V "3 "Λ 1 "2 "3 1; 3 1 W UI 2 U V "3 " Λ 1 "2" 3
Λ Π C CC Π C C
Λ und B konnzeichnen die Produkte der Kometathoso, die Produkte C mit ihren cis/trans-lsomeron entstammen der Homometathese von RiR2C-CRjR4. Einer Gleichgewichtsreaktion entsprechend, ist die Produktverteilung abhängig von den Ausgangskunzantrationen. Dio reaktion mi ß katalysiert werden, dabei hängt 'Jie Wahl des Katalysators und der Reaktionsbedingungen von den Resten R, ...R4 ab, die Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffreste, die auch funktioneile Gruppen enthalten können, darstellen.Λ and B are the products of cometathoso, products C with their cis / trans isomerone are derived from the homometathesis of RiR 2 C-CRjR 4 . Corresponding to an equilibrium reaction, the product distribution is dependent on the starting Kunzantrationen. Dio reaction be catalysed ß, depending Jie choice of the catalyst and the reaction conditions of the radicals R, ... R 4 , which represent hydrogen or hydrocarbon radicals, which may also contain functional groups represent.
Eine ausführliche Beschreibung der Reaktion erfolgt in .Olefin Metathesis", Academic Press, London (1983) und Houben-Weyl, „Methoden der Organischen Chemie", Thieme·Verlag, Stuttgart-New York, Band E 18, Teil 2, S. 1163.A detailed description of the reaction is given in "Olefin Metathesis", Academic Press, London (1983) and Houben-Weyl, "Methods of Organic Chemistry", Thieme · Verlag, Stuttgart-New York, Volume E 18, Part 2, p. 1163 ,
Ein Problem besteht jedoch darin, daß die bei der Metat.'iese funktionalisierter Olefine bisher erreichbaren Katalysatoraktivitatan um den Faktor \02 bis 101 geringer sind als die bei der Reaktion von nichtfunktionalisierten Modellkohlonwasserstoffen realisierten und fur eine technische Nutzung nicht ausreichen (J. Mol. Catal. 15 |1982) 35).One problem, however, is that the catalyst activity heretofore achievable in the meta. Of these functionalized olefins is lower by a factor of \ 0 2 to 10 1 than that realized in the reaction of unfunctionalized model hydrocarbons and insufficient for industrial use (J. Mol Catal. 15 | 1982) 35).
Fur die erfindungsejemäß relevante Kometathese von ungesättigten Fettsäurederivaten mit Ethylen sind gegenwärtig droi Katalysatortypen, die jeweils aus einer Übergangsmetallverbindung als Katalysatorvorstufe und einem KoVatalysator bestehen, bekannt. Katalysatortyp A enthalt als Ubergangsmetallverbindung ein WolframlVD-halogenid, der Kalalysatortyp B tragerfixiertes Rhenium(VII)-oxid und der Katalysatortyp C eine Organylwolframverbindung Die Katalysatoraktivitaten lassen sich anhand der Umsatzzahlen (UZ) vergleichen:For the invention relevant cometathesis of unsaturated fatty acid derivatives with ethylene are currently droi catalyst types, each consisting of a transition metal compound as a catalyst precursor and a co-catalyst known. Catalyst Type A contains as transition metal compound a WolframlVD halide, the Kalalysatortype B tragerfixiertes rhenium (VII) oxide and the catalyst type C an organyl tungsten compound The catalyst activities can be compared on the basis of the turnover numbers (UZ):
mol umgesetztes Fettsäurederivat mol Katalysator Stundemol of reacted fatty acid derivative mol catalyst hour
Als Ausgangsstoff dienen bei den bekannten Verfahren Sojaöl, Oleylnitril und vorzugsweise Ötaäuremethylester. Die Hauptparameter der wichtigsten bekannten Verfahren werden in der folgenden Tabelle zusammengefaßt dargestellt.Soy oil, oleyl nitrile and, preferably, methyl oleate are used as starting material in the known processes. The main parameters of the most important known processes are summarized in the following table.
Die Katalysatortypen sind folgendermaßen zu bewerten:The catalyst types are to be evaluated as follows:
Katalysatortyp A ist billig, leicht formierbar und erreicht bei einer Reaktionstemperatur von 70°C zwar eine hohe Selektivität, zeigt -wie aus den Umsatzzahlen ersichtlich- aber nur geringe Aktivität.Type A catalyst is cheap, easy to form and reaches at a reaction temperature of 70 ° C, although a high selectivity, as apparent from the sales figures, but only low activity.
Die Temperaturerhöhung auf 1040C ermöglicht bei Einhaltung einos Ethylendruckos von 2-3 MPa eine erhebliche Aktivitätssteigerung, wobei jedoch gleichzeitig Nebenreaktionen wie Doppelbindungsisomorisierung und die Metathese der Isomorisierungsprodukte katalysiert werden, so da."* eine verstärkte Nebenproduktbildung und das Sinken der Ausbeute zu verzeichnen sind (J. Jap. Oil Chem. Soc. (Yukagaku]25[1976|779).The temperature increase to 104 0 C allows for maintaining a ethylene pressure of 2-3 MPa a significant increase in activity, but at the same time side reactions such as Doppelbindungsisomorisierung and the metathesis of the Isomorisierungsprodukte be catalyzed, so that there is an increased by-product formation and the decrease in the yield (J.Jap. Oil Chem. Soc. (Yukagaku) 25 [1976 | 779].
Ein weiterer Nachteil dieses Katalysatortyps besteht darin, daß bei den angewendeten Ethylendrückon auch jeweils die unerwünschten Homometathesoprodukte gebildet werden. So entstehen bei einem Ethylendruck von 0.2 MPa 40% und bei 5 MPa 2% Homometatheseprodukt.A further disadvantage of this type of catalyst is that in each case the undesired homometathesis products are formed in the case of the ethylene endonone used. Thus, at an ethylene pressure of 0.2 MPa 40% and at 5 MPa 2% Homometatheseprodukt.
Beim Einsatz von Organylaluminiumhalogeniden anstelle der Tetraalkylzinnverbindungen als Kokatalysator liegen die maximale Produktausbeuten bei nur 5 bis 18% und dio Umsatzzahlen sind ebenfalls gering.When using organylaluminum halides instead of the tetraalkyltin compounds as cocatalyst, the maximum product yields are only 5 to 18% and the conversion figures are also low.
Katalysatortyp B zeichnet sich zwar durch günstige Reaktionsbodingungon wie niedrige Temperatur und leichto Abtrennbar keil aus und ist begrenzt regenerierbar. Die Aktivität ist jedoch nicht höher als beim Katalysatortyp A, so daß der hoho Katalysatorpreis als Nachteil gesehen werden muß.Although type B catalyst is characterized by favorable reaction conditions such as low temperature and easily separable wedge and is limited regenerable. However, the activity is not higher than the catalyst type A, so that the high catalyst price must be considered a disadvantage.
Katalysatortyp C ist nur durch eine mehrstufige Synthese unter Luftausschluß zugänglich und zeigt außerdem eine sohr geringe Aktivität.Catalyst C is only accessible by a multi-step synthesis with exclusion of air and also shows such a low activity.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat ein Verfahren zur Herstellung von endständig ungesättigten K.ohlenwassetstoffen und Carbonsäureostern mittlerer Kettenlänge durch Kometathese von langkettigen natürlichen und synthetischen Kohlenwasserstoffen mit innenständiger Doppelbindung mit Ethylen zum Ziel, das eine wesentlich höhere Katalysatoraktivität aufweist und für die Anwendung im technischen Maßstab geeignet ist.The invention has for its object a process for the preparation of terminally unsaturated hydrocarbons and intermediate chain carboxylic acid esters by cometathesis of long-chain natural and synthetic hydrocarbons having an internal double bond with ethylene, which has a significantly higher catalyst activity and is suitable for use on an industrial scale.
Darlegung dos Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht dcrin, die Kometathesereaktion mit einem einfach zugänglichen Katalysator so durchzufuhren, daß eine technisch verwertbare Reaktionsgeschwindigkeil erreicht und eine hohe Selektivität garantiert wird Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kometathesereaktion mit einem Katalysator, bestehend aus einem Wolfram! Vl)-halogenid, einer TeUaalkyizinnverbindi;ngund einer Alky aluminium vor bindung des Typs AIRj, X1AiJ R1, XAIR, oder XjAIR, wobei X cm Halogenatom und R einen AlkylMst der Kettenlänge C, bis C9 darstellt, bei einer Temperatur von 90 -150 C. einer Reaktionszeit von bis zu 3 Stunden und einem Ethylendruck von 4,5 bis 20 MPa durchgeführt wird.The object of the invention is dcrin, durchzufuhren the cometathesis reaction with an easily accessible catalyst so that a technically recoverable reaction rate achieved and a high selectivity is guaranteed. The object is achieved in that the cometathesis reaction with a catalyst consisting of a tungsten! Vl) halide, a TeUaalkyizinnverbindig and a Alky aluminum before bonding of the type AIRj, X 1 AiJ R 1 , XAIR, or XjAIR, wherein X cm is halogen atom and R is a AlkylMst the chain length C, to C 9 , at a temperature of 90 -150 C. a reaction time of up to 3 hours and an ethylene pressure of 4.5 to 20 MPa is performed.
organischen Lösungsmittel gelösten Komponenten leicht (ormierbar. Ein geeignetes organisches Lösungsmittel istbeispi slsweise Chlorbenzen. Es können aber auch andere halogensubstituierte aromatische und aliphatischeA suitable organic solvent is, for example, chlorobenzene, but other halogen-substituted aromatic and aliphatic compounds may also be used
erhöhten Reaktionstemperatur, die oino hohe Katalysatoraktivität sichert.increased reaction temperature, the oino ensures high catalyst activity.
sich in don im Vergloich zur Literatur wesentlich erhöhton Umsatz20hlen ausdrückt.in the literature compared to the literature, the turnover is much higher.
innenständigor Doppelbindung, dio auch funktionolle Gruppen enthalton können, als Ausgangsstoffe geeignet.internal double bond, which may also contain functional groups, are suitable as starting materials.
ihre Ester und Nitrile -, aber auch mehrfach isoliert ungesättigte Fettsäurederivate wie Linolsäureester und Ester, die dietheir esters and nitriles - but also polyunsaturated unsaturated fatty acid derivatives such as linoleic acid esters and esters containing the
in den einheimischen Pflanzenölen enthaltenen Fettsäuren, der Öl· und der l.inoUäure mit jeweils 18 und der Erucasäuro mit22 Kohlenstoffatomen in der Kette, sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die endständig ungesättigtenin the native vegetable oils contained fatty acids, the oil · and l.inoUäure each with 18 and the Erucasäuro with22 carbon atoms in the chain are, according to the inventive method, the terminally unsaturated
werden, wodurch sich die Roaktionsführung vereinfacht.which simplifies roughening.
orfindungsgumäßon Verfahrens ermöglichen eine kontinuierliche Reaktionsführung.orfindungsgumäßon method allow a continuous reaction.
Boispiol 1Boissiol 1
das Substrat gemischt: Wolfram(VI)chlorid, 1 ml 0,1 m Lösung = 0,1 mmol; Totramethylzinn, 1 ml 0,17m Losung - 0,17mmol;mixed the substrate: tungsten (VI) chloride, 1 ml 0.1 M solution = 0.1 mmol; Totramethyltin, 1 ml 0.17 m solution - 0.17 mmol;
14MPa oin.14MPa oin.
versetzt und 10min stark geschüttelt. Dio organische Phase wird abgetrennt, mit Magnesiumsulfat getrocknet undgaschromBiographisch analysiert.staggered and shaken vigorously for 10 minutes. The organic phase is separated, dried with magnesium sulfate and analyzed by gas chromatography.
rnol gebildetes Docenrnol formed docen
Ausbeuto 100%Yield 100%
eingesetzte Molzahl Esternumber of moles of ester used
_ . , . . mol gebildetes Decen ,„.„_. ,. , moles of decene, "."
(eingesetzte Molzahl tstor(used mole number tstor
nicht reagierte Molzahl Ester)unreacted number of moles of ester)
Die Tabelle zeigt den Vergleich zwischen dem erfindungsgemäßen Katalysator und dem bekannten Wolfram/Zinn Katalysator ohne Tr i et hy la Ium in iumzu s atz.The table shows the comparison between the catalyst of the invention and the known tungsten / tin catalyst without Tr i et hy la Ium in iumzu sz.
Die Versuche wurden durchgeführt mit den doppelten Volumina der Katalysatorkomponenten, entsprechend einem Verhältnis Katalysator/Ester = 1:26 und ansonsten im Vergleich zum Beispiel 1 identischen Bedingungen.The experiments were carried out with twice the volume of the catalyst components, corresponding to a catalyst / ester ratio = 1:26 and otherwise identical to those of Example 1.
orfindungsgemäßer bekannterorfindungsgemäßer known
Katalysator KatalysatorCatalyst catalyst
Ausbeute 47% 40%Yield 47% 40%
Selektivität 67% 54%Selectivity 67% 54%
Die Versuche wurden durchgeführt wio im Beispiel 2. Sie zeigten die Eignung und den Vorteil des erfindungsgemäßen Katalysatorsystnms bei Anwendung verkürzter Reaktionszeiten, wodurch hohe Umsatzzahlen erreicht werden und im Vergleich zu Rt = 3h ein weitorer Selektivitätsanstieg zu verzeichnen ist.The experiments were carried out wio in Example 2. They showed the suitability and the advantage of the catalyst system according to the invention with the use of shorter reaction times, whereby high turnover numbers are achieved and in comparison to Rt = 3h a higher selectivity increase can be observed.
UZ 40,7 81,4 238 37,5*IP 40.7 81.4 238 37.5 *
'Die Angabe einer Umiatziahl i«t nur bei einer »elektiven Reaktion linnvoll.The indication of a turnover is sensible only in the case of an elective reaction.
Die Versuche wurden durchgeführt wie im Beispiel 2 unter Variation des Ethylendruckes.The experiments were carried out as in Example 2 with variation of the ethylene pressure.
Pc,H,|MPa| Ausbeute (%) Selektivität (%)Pc H | MPa | Yield (%) selectivity (%)
5 72 865 72 86
10,2 70 8310.2 70 83
19 70 8619 70 86
Die Versuche wurden durchgeführt wio im Beispiel 2 bei Variation der Reaktionstemperatur.The experiments were carried out wio in Example 2 with variation of the reaction temperature.
TI0C) Ausbeute (%) Solektivität(%)TI 0 C) Yield (%) Solctivity (%)
100 65 69100 65 69
120 64 83120 64 83
150 /1 82150/1 82
Die Versuche werden durchgeführt wie im Beispiel 2. Als Organoaluminiumverbindung wird Ethylaluniiniumdichlorid eingesetzt. Es wird eine Ausbeute von 85% und eino Selektivität von 90% ermittelt.The experiments are carried out as in Example 2. As Organoaluminiumverbindung Ethylaluniiniumdichlorid is used. A yield of 85% and a selectivity of 90% are determined.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31768688A DD281594A5 (en) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | METHOD FOR PRODUCING LOW-CARBURATED HYDROCARBONS OF MEDIUM CHAIN LENGTH |
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DD281594A5 true DD281594A5 (en) | 1990-08-15 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996001850A1 (en) * | 1994-07-08 | 1996-01-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Superatmospheric reaction |
US7176336B2 (en) | 2003-10-09 | 2007-02-13 | Dow Global Technologies Inc. | Process for the synthesis of unsaturated alcohols |
US8436110B2 (en) | 2008-10-31 | 2013-05-07 | Dow Global Technologies Llc | Olefin metathesis process employing bimetallic ruthenium complex with bridging hydrido ligands |
-
1988
- 1988-07-07 DD DD31768688A patent/DD281594A5/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996001850A1 (en) * | 1994-07-08 | 1996-01-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Superatmospheric reaction |
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US8436110B2 (en) | 2008-10-31 | 2013-05-07 | Dow Global Technologies Llc | Olefin metathesis process employing bimetallic ruthenium complex with bridging hydrido ligands |
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Legal Events
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