DE1021344B - Process for the production of polyhydric alcohols - Google Patents
Process for the production of polyhydric alcoholsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mehrwertigen Alkoholen mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen im Molekül durch Hydroxylieren eines entsprechenden ungesättigten Alkohols im wäßrigen Medium in Gegenwart von Ameisensäure, die zum Schluß wieder aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird. Der als Ausgangsmaterial verwendete ungesättigte Alkohol weist eine olefinische Doppelbindung zwischen Kohlenstoffatomen auf, die keine Hydroxylgruppen tragen. In dem daraus herzustellenden mehrwertigen Alkohol tragen diese gleichen Kohlenstoff atome jedoch Hydroxylgruppen, was auf eine Reaktion zurückzuführen ist, die letzten Endes zu einer Umsetzung nach dem Schema:The invention relates to a process for the preparation of polyhydric alcohols with at most 4 carbon atoms in the molecule by hydroxylating a corresponding unsaturated alcohol in the aqueous Medium in the presence of formic acid, which is then removed from the reaction mixture. The unsaturated alcohol used as the starting material has an olefinic double bond between Carbon atoms that do not have hydroxyl groups. In the multi-valued one to be produced from it Alcohols carry these same carbon atoms but hydroxyl groups, which can be attributed to a reaction is, in the end, to an implementation according to the scheme:
OH OHOH OH
-C=C- +-C = C- +
H2O2 H 2 O 2
-C--C-
-C —-C -
führt.leads.
Die Herstellung eines mehrwertigen Alkohols aus einem ungesättigten Alkohol mittels Wasserstoffperoxyd in Gegenwart von Ameisensäure ist bereits bekannt. Gewisse Durchführungsformen dieser Reaktion, wobei 88- bis 100°/0ige Ameisensäure und vorzugsweise ein hochkonzentriertes (etwa 90°/0iges) Wasserstoffperoxyd benutzt werden, sind beispielsweise beschrieben im Journal of the American Chem. Society, 67 (1945), S. 1786 ff., 68 (1946), S. 1504, 69 (1947), S. 2120, und in Industrial and Engineering Chemistry, 39 (1947), S. 847, sowie in der USA.-Patentschrift 2 492 201. Bei diesen Verfahren werden auf Grund der hohen Konzentration der Ameisensäure und des Wasserstoffperoxydes nach der Umsetzung Gemische erhalten, die nur wenig Wasser enthalten. Auf Grund dessen ist die Konzentration der Ameisensäure hoch, was dazu führt, daß der mehrwertige Alkohol im Endgemisch hauptsächlich in Esterform vorhanden ist, so daß nur ein Teil der Ameisensäure unmittelbar durch Destillieren zurückgewonnen werden kann. Bei der Destillation erhält man zum Schluß ein azeotropes Gemisch aus Wasser und Ameisensäure, das etwa 70 Gewichtsprozent Ameisensäure enthält. Die wäßrige Ameisensäure kann als solche nicht für den gleichen Zweck wieder verwendet werden, da sich die Konzentration der zuzufügenden Ameisensäurelösung auf ungefähr 90% belaufen muß.The production of a polyhydric alcohol from an unsaturated alcohol by means of hydrogen peroxide in the presence of formic acid is already known. Some ways of carrying out this reaction, with 88- to 100 ° / 0 formic acid, and preferably a highly concentrated (about 90/0 sodium °) hydrogen peroxide to be used are, for example described in Journal of the American Chem. Society, 67 (1945), p 1786 ff., 68 (1946), pp. 1504, 69 (1947), p. 2120, and in Industrial and Engineering Chemistry, 39 (1947), p. 847, and in U.S. Patent 2,492,201. Bei Due to the high concentration of formic acid and hydrogen peroxide, mixtures containing only a small amount of water are obtained in this process after the reaction. Because of this, the concentration of formic acid is high, with the result that the polyhydric alcohol in the final mixture is mainly present in ester form, so that only part of the formic acid can be recovered directly by distillation. The distillation finally gives an azeotropic mixture of water and formic acid which contains about 70 percent by weight of formic acid. The aqueous formic acid cannot be reused as such for the same purpose since the concentration of the formic acid solution to be added must be about 90%.
Ein weiterer Anteil Ameisensäure läßt sich durch Spaltung des Esters gewinnen, fällt jedoch nicht in einer
Form an, in der sie unmittelbar wieder verwendet werden kann. Der Ester kann beispielsweise einer
Dampfbehandlung oder einer Umesterung (d. h. einer Umsetzung, bei der das Alkoholradikal im Ester durch
ein anderes Alkoholradikal ersetzt wird) unterworfen werden, wie dies beispielsweise in der USA.-Patent-Verfahren
zur Herstellung
von mehrwertigen AlkoholenA further proportion of formic acid can be obtained by cleaving the ester, but is not obtained in a form in which it can be used again immediately. For example, the ester can be subjected to steam treatment or transesterification (ie, a reaction in which the alcohol radical in the ester is replaced by another alcohol radical), as is described, for example, in the United States patent process for preparation
of polyhydric alcohols
Anmelder:Applicant:
N. V. De Bataafsche Petroleum
Maatschappij, Den HaagNV De Bataafsche Petroleum
Maatschappij, The Hague
Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. PulsRepresentative: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Pulse
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Bad luck man,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2Patent Attorneys, Munich 9, Schweigerstr. 2
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 20. Mai 1954Claimed priority:
Netherlands May 20, 1954
Jacobus Jan Tjepkema, Amsterdam (Niederlande),
ist als Erfinder genannt wordenJacobus Jan Tjepkema, Amsterdam (Netherlands),
has been named as the inventor
schrift 2 500 599 beschrieben ist, auf die noch zurückzukommen sein wird. Dies bedeutet jedoch, daß die Ameisensäure bei ihrer Rückgewinnung entweder als sehr verdünnte wäßrige Lösung anfällt oder in einen Ester übergeführt wird, der für das Verfahren unverwendbar ist. Außerdem ist zur Umesterung eine gewisse zusätzliche Menge Alkohol nötig.2 500 599, which we will come back to later. However, this means that the Formic acid is obtained either as a very dilute aqueous solution or in a Ester is converted, which is unusable for the process. In addition, there is a certain amount of transesterification additional amount of alcohol required.
Ein weiterer Nachteil des Verfahrens nach der USA.-Patentschrift 2 492 201 besteht darin, daß man, um wirtschaftlich tragbare Ausbeuten zu erzielen, eine hochkonzentrierte (vorzugsweise 90%ige) Wasserstoffperoxydlösung braucht.Another disadvantage of the method according to US Pat. No. 2,492,201 is that, in order to To achieve economically viable yields, a highly concentrated (preferably 90%) hydrogen peroxide solution needs.
Die USA.-Patentschrift 2 500 599 beschreibt unter anderem die Darstellung von Glyzerin aus Allylalkohol und H2O2 in verdünnter wäßriger Lösung in Gegenwart von Ameisensäure. Es ist zutreffend, daß bei Anwendung einer verdünnten wäßrigen Lösung während der Hydroxylierung weniger Glyzerinformiat gebildet wird, als wenn man in einer konzentrierten Lösung arbeitet, jedoch läßt sich die Ameisensäure aus dem Reaktionsgemisch nicht in reiner Form wiedergewinnen, da sich auch hier wieder das Azeotrop aus Wasser und Ameisensäure, das etwa 70% Ameisensäure enthält und bei 108° siedet, während der Destillation bildet (s. auch USA.-Patentschrift 2 555 927, Spalte 1, Zeilen 37 ff.). In diesem Stadium der Destillation befindet sich das Glyzerin demnach bei 108° in Kontakt mit der 70%igen Ameisensäure, so daß schließlich doch eine Veresterung eintritt. Aus dem Destillationsrückstand, der infolgedessen aus einer konzentrierten wäßrigen Glyzerin-US Pat. No. 2,500,599 describes, among other things, the preparation of glycerol from allyl alcohol and H 2 O 2 in dilute aqueous solution in the presence of formic acid. It is true that when a dilute aqueous solution is used, less glycerol formate is formed during the hydroxylation than when working in a concentrated solution, but the formic acid cannot be recovered from the reaction mixture in pure form, since the azeotrope is also here again Water and formic acid, which contains about 70% formic acid and boils at 108 °, forms during the distillation (see also US Pat. No. 2,555,927, column 1, lines 37 ff.). At this stage of the distillation, the glycerine is therefore in contact with the 70% formic acid at 108 °, so that an esterification takes place after all. From the distillation residue, which as a result of a concentrated aqueous glycerine
709 846/472709 846/472
3 43 4
lösung und einer nicht unbeträchtlichen Menge Glyzerin- lierung oder in einem späteren Stadium ebenfalls zuester besteht, kann nun, wie bereits gezeigt, nach einem gefügt werden.solution and a not inconsiderable amount of glycerinization or, at a later stage, also to esterify exists, can now, as already shown, be added after a.
in der USA.-Patentschrift 2 500 599 beschriebenen Ver- Die Hydroxylierung kann durch Anwendung von überin U.S. Patent 2,500,599. The hydroxylation can be carried out using over
fahren, beispielsweise mittels Dampfbehandlung oder die Raumtemperatur hinaus auf vorzugsweise 50 bis 100° Umesterung, reines Glyzerin erhalten werden, wobei 5 erhöhten Temperaturen beschleunigt werden, die Ameisensäure in einer nicht unmittelbar wieder- Das Verfahren nach der Erfindung ist im besonderendrive, for example by means of steam treatment or the room temperature to preferably 50 to 100 ° Transesterification, pure glycerine can be obtained, whereby 5 elevated temperatures are accelerated, the formic acid in a not immediately recovered The process according to the invention is special
verwendbaren Form wiedergewonnen wird. anwendbar für die Herstellung von Glyzerin durchusable form is recovered. applicable for the production of glycerine by
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Glyzerin Hydroxylierung von Allylalkohol. In diesem Fall erhält aus Allylalkohol im wäßrigen Medium durch Hydroxylie- man während der Destillation Allylformiat. Dieser rung mit H2O2 besteht darin, daß man die Reaktion in io Ester kann als Ausgangsmaterial für eine folgende UmGegenwart von Metalloxyden, wie Osmiumtetraoxyd Setzung benutzt werden und wird zu diesem Zweck in oder Wolframtrioxyd, durchführt. Solche Verfahren das Reaktionsgefäß zurückgeleitet. Die Umesterung sind z. B. in der niederländischen Patentschrift 56506 von Glyzerinformiaten zu Allylformiat und die Ver- und der USA.-Patentschrift 2 373 972 beschrieben. esterung der freien Ameisensäure zu Allylformiat können Obwohl nach diesen Verfahren Glyzerin in guter Aus- 15 gegebenenfalls dadurch beschleunigt werden, daß man beute erhältlich ist, ließen sich bisher die teueren Kataly- eine geringe Menge einer anorganischen Säure, wie satoren nicht ohne weiteres auf eine für die Praxis geeig- H2SO1 oder H3PO4, zugibt.Another process for making glycerine is hydroxylation of allyl alcohol. In this case, allyl formate is obtained from allyl alcohol in an aqueous medium by hydroxylamine during the distillation. This reaction with H 2 O 2 consists in the fact that the reaction in io ester can be used as a starting material for a subsequent environment of metal oxides, such as osmium tetraoxide, and for this purpose it is carried out in or tungsten trioxide. Such procedures are returned to the reaction vessel. The transesterification are z. B. in Dutch patent 56506 from glycerol formates to allyl formate and United States and USA patents 2,373,972. Esterification of the free formic acid to allyl formate can. Although glycerol can be accelerated to a good extent by this process, if necessary, by being available, the expensive catalysts could not so far be readily available for a small amount of an inorganic acid, such as catalysts the practice suitable H 2 SO 1 or H 3 PO 4 , admits.
nete Weise wiedergewinnen. Destilliert man gemäß der Erfindung bei Atmosphären-in a nice way. Is distilled according to the invention at atmospheric
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, die druck, so erhält man nacheinander zwei Azeotrope,The method according to the invention enables the pressure to be obtained in succession two azeotropes,
obenerwähnten Nachteile, zumindest zum größten Teil, 20 nämlich zunächst ein ternäres Azeotrop, das bei etwaAbove-mentioned disadvantages, at least for the most part, 20 namely initially a ternary azeotrope, which at about
zu vermeiden. 72^ siedet und zu etwa 80 % aus Allylformiat, zu 5%to avoid. 72 ^ boils and about 80% from allyl formate, to 5%
Durch Hydroxylieren eines entsprechenden unge- aus Wasser und zu 15°/0 aus Allylalkohol besteht, undIs prepared by hydroxylating a corresponding un- of water and to 15 ° / 0 of allyl alcohol, and
sättigten Alkohols in wäßriger Lösung in Gegenwart daraufhin ein binäres Azeotrop, das bei etwa 89° siedet von Ameisensäure wird ein mehrwertiger Alkohol mit und zu 72°/'o aus Allylalkohol, zu 28% aus Wasser höchstens 4 Kohlenstoffatomen hergestellt, wobei die 25 besteht.saturated alcohol in aqueous solution in the presence then a binary azeotrope, boiling at about 89 ° of formic acid, a polyhydric alcohol 'o made with and to 72 ° / of allyl alcohol to 28% water, at most 4 carbon atoms, which is 25th
Ameisensäure zum Schluß aus dem Reaktionsgemisch Gewöhnlich ist es empfehlenswert, die bei der Hydroxy-Formic acid at the end from the reaction mixture It is usually advisable to use the
wiedergewonnen wird, indem man die Lösung einer lierung anwesende Allylalkoholmenge auf einen nicht Destillation unterwirft, die bei Atmosphärendruck oder mehr als vierfachen Überschuß gegenüber dem anwesenunter Druckerhöhung durchgeführt werden kann; hierbei den Allylformiat zu beschränken. Diese Menge genügt ist darauf zu achten, daß der ungesättigte Alkohol in 30 zur Destillation gemäß der Erfindung, und eine gesonderte der Lösung gegenüber der Ameisensäure und dem Zugabe von Allylalkohol nach der Hydroxylierung ist Formiat des mehrwertigen Alkohols im Überschuß dann unnötig.is recovered by reducing the amount of allyl alcohol present in the solution to a non Subjects to distillation at atmospheric pressure or more than four-fold excess over that present under Pressure increase can be carried out; here to limit the allyl formate. This amount is enough care must be taken that the unsaturated alcohol in 30 for distillation according to the invention, and a separate of the solution compared to the formic acid and the addition of allyl alcohol after the hydroxylation Formate of the polyhydric alcohol in excess is then unnecessary.
bleibt, zu welchem Zweck man vor, während oder nach Besonders günstig sind im Reaktionsgemisch H2O2-remains, for what purpose before, during or after are particularly favorable in the reaction mixture H 2 O 2 -
der Hydroxylierung eine genügende Menge ungesättigten Konzentrationen von 1 bis 20 Gewichtsprozent. Bei Alkohols, der nicht hydroxyliert wird, zufügt. 35 Anwendung niedrigerer Konzentrationen verläuft diethe hydroxylation a sufficient amount of unsaturated concentrations of 1 to 20 percent by weight. at Adding alcohol that is not hydroxylated. 35 Application of lower concentrations runs the
Der ungesättigte Alkohol und die Ameisensäure, die Reaktion zu langsam, und die anfallende Glyzerinfür die Hydroxylierung angewendet werden, können lösung ist allzu verdünnt. Ist die Konzentration im ganz oder teilweise miteinander verestert sein. Reaktionsgemisch höher als 20 Gewichtsprozent, soThe unsaturated alcohol and the formic acid, the reaction too slow, and the resulting glycerine for The hydroxylation can be applied solution is overly dilute. Is the concentration in the be wholly or partially esterified with one another. Reaction mixture higher than 20 percent by weight, see above
Bei der Destillation gemäß der Erfindung wird die bilden sich zu viele Nebenprodukte, und außerdem Ameisensäure in Form ihres Esters mit dem ungesättigten 40 erhält man dann konzentrierte Lösungen, aus welchen Alkohol zusammen mit dem Überschuß an letzterem die Ameisensäure schwieriger wiederzugewinnen ist. abdestilliert, so daß eine wäßrige Lösung des gebildeten Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auchIn the distillation according to the invention too many by-products are formed, and moreover Formic acid in the form of its ester with the unsaturated 40 is then obtained in concentrated solutions, from which Alcohol together with the excess of the latter make the formic acid more difficult to recover. distilled off so that an aqueous solution of the formed The method according to the invention can also
mehrwertigen Alkohols zurückbleibt. Das Verfahren mit verhältnismäßig gutem Erfolg zur Herstellung von nach der Erfindung besitzt demnach den Vorteil, daß 2- oder 1-Methylglyzerin aus Methylallylalkohol bzw. aus während der Destillation keine Bildung des azeotropen 45 Crotylalkohol oder Methylvinylcarbinol benutzt werden. Gemisches aus 70%iger Ameisensäure und Wasser eintritt, so daß sich nicht ein beträchtlicher Teil des gebil- Beispiel 1 deten mehrwertigen Alkohols zum Ameisensäureesterpolyhydric alcohol remains. The process with relatively good success for the production of according to the invention therefore has the advantage that 2- or 1-methylglycerol from methylallyl alcohol or from No formation of the azeotropic 45 crotyl alcohol or methyl vinyl carbinol are used during the distillation. Mixture of 70% formic acid and water enters, so that not a considerable part of the gebil- Example 1 deten polyhydric alcohol to formic acid ester
umsetzt; es wird vielmehr ein beträchtlicher Anteil der Ein Gemisch aus 368 g Glyzerin, 400 g Wasser, 184 gimplements; a mixture of 368 g glycerine, 400 g water, 184 g
etwa vorhandenen geringen Estermengen aus mehr- 50 Ameisensäure und 364 g Allylalkohol wurde destilliert, wertigem Alkohol und Ameisensäure wieder zu dem bis der Siedepunkt des Wassers erreicht war. 88 Molgesuchten mehrwertigen Alkohol aufgespalten. Ein prozent der ursprünglich anwesenden Ameisensäureweiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung menge wurden im Destillat als Allylformiat wiederbesteht darin, daß die durch Zugabe von überschüssigem gewonnen.Any small amounts of ester present from more than 50 formic acid and 364 g of allyl alcohol were distilled, alcohol and formic acid again until the boiling point of the water was reached. 88 Mols of sought-after polyhydric alcohol split. A percent of the formic acid originally present was another benefit of the process according to the invention, and was recovered in the distillate as allyl formate in that the obtained by adding excess.
ungesättigtem Alkohol gebildeten Ester unterhalb des 55 Der Versuch bewies im Prinzip, daß praktisch die Siedepunktes von Wasser zum Sieden kommen, so daß gesamte Ameisensäure, d. h. sowohl die in freier Form nur eine verhältnismäßig kleine Menge Wasser mit den anwesende als die als Glyzerinformiat gebundene, in Estern überdestilliert und man auf bequeme Weise Form von Allylformiat aus dem Reaktionsgemisch der wäßrige Lösungen des gesuchten mehrwertigen Alkohols ersten Stufe zurückgewonnen werden kann, erhält. 60unsaturated alcohol formed ester below the 55. The experiment proved in principle that practically the Boiling point of water come to the boil, so that all formic acid, d. H. both those in free form only a relatively small amount of water bound in with the present than that as glycerine formate Esters distilled over and you can conveniently form of allyl formate from the reaction mixture aqueous solutions of the desired polyhydric alcohol can be recovered in the first stage, receives. 60
Die durch Destillation erhaltenen Ameisensäureester Beispiel 2The formic acid esters obtained by distillation, Example 2
als solche können erfindungsgemäß als Ausgangsproduktas such, according to the invention, can be used as the starting product
bei einer neuen Hydroxylierung verwendet werden, da 2 Mol Allylformiat zusammen mit 1 Mol H2O2 (zu-be used in a new hydroxylation, since 2 moles of allyl formate together with 1 mole of H 2 O 2 (to-
entgegen der Erwartung gefunden wurde, daß in wäßriger gegeben als 30%ige Lösung) wurden 4 Stunden unter Lösung rasch eine teilweise Aufspaltung des Esters in 65 Rühren in einem mit Rückflußkühler versehenen Rundungesättigtem Alkohol und Ameisensäure eintritt, was kolben auf Kochtemperatur gehalten (Bodentempedazu führt, daß die Hydroxylierung, die von freier ratur 79°). Bereits nach 15 Minuten wurde das ursprüng-Ameisensäure beschleunigt wird, stattfinden kann. Die lieh heterogene System homogen, und nach 4 Stunden abdestillierten ungesättigten Alkohole können natürlich war das gesamte Wasserstoffperoxyd verbraucht. Es dem Reaktionsgemisch entweder bei Beginn der Hydroxy- 70 wurden dann noch 1,33 Mol Allylalkohol und 2,5 cm3 contrary to the expectation it was found that given in an aqueous solution as a 30% solution) a partial splitting of the ester rapidly occurs for 4 hours with solution in a round unsaturated alcohol and formic acid with stirring in a reflux condenser, which keeps the flask at boiling temperature (bottom temperature leads to that the hydroxylation of the free temperature 79 °). Already after 15 minutes the original formic acid is accelerated, can take place. The lent heterogeneous system homogeneous, and after 4 hours unsaturated alcohols distilled off can of course all the hydrogen peroxide was consumed. The reaction mixture either at the beginning of the hydroxy 70 was then 1.33 mol of allyl alcohol and 2.5 cm 3
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1021344X | 1954-05-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1021344B true DE1021344B (en) | 1957-12-27 |
Family
ID=19867126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEN10658A Pending DE1021344B (en) | 1954-05-20 | 1955-05-18 | Process for the production of polyhydric alcohols |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1021344B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022258357A1 (en) | 2021-06-11 | 2022-12-15 | Equip Club Sa | Water board fin provided with a hinge which is self-locking in a stabilizing position and a folded position |
-
1955
- 1955-05-18 DE DEN10658A patent/DE1021344B/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022258357A1 (en) | 2021-06-11 | 2022-12-15 | Equip Club Sa | Water board fin provided with a hinge which is self-locking in a stabilizing position and a folded position |
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