JPH03184934A - 1級アルコールからアルデヒドの製造法 - Google Patents

1級アルコールからアルデヒドの製造法

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JPH03184934A
JPH03184934A JP32284289A JP32284289A JPH03184934A JP H03184934 A JPH03184934 A JP H03184934A JP 32284289 A JP32284289 A JP 32284289A JP 32284289 A JP32284289 A JP 32284289A JP H03184934 A JPH03184934 A JP H03184934A
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oxyl
bromite
aldehyde
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alcohol
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Shigeru Torii
滋 鳥居
Tsutomu Iguchi
勉 井口
Shigeaki Matsumoto
繁章 松本
Mitsuhiro Fukushima
光宏 福島
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Osaka Organic Chemical Industry Co Ltd
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Osaka Organic Chemical Industry Co Ltd
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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1級アルコールからアルデヒドを高収率でうろ
ことができる1級アルコールからアルデヒドの製造法に
関する。
[従来の技術] 1級アルコールを酸化して相当するアルデヒド類に変換
する方法は、有機合成化学の分野において重要な反応技
術であり、とくに医薬、農薬などに有用な化合物や工業
原料の中間体などの合成の際に広く採用されている。
1級アルコールを酸化してアルデヒドをうる方法は種々
開発されているが、たとえば酸化剤に二酸化マンガン、
クロム酸、四酢酸鉛などの重金属酸化物を用いる方法で
は、毒性のある酸化剤を化学量論量またはそれ以上の量
を必要とするので、反応後の廃棄物の処理に問題を残し
ている。また酸化剤を化学量論量用いる他の方法として
は、過酸化水素および金属塩を用いる方法(Can、J
、Chem、、43.p 2924(1985))、D
MSO(ジメチルスルホキシド)を用いる方法(Che
m。
Ber、、100.p 3881(1987))、鉄(
1)塩を用いる方法(J、Am、 Chem、Soc、
、80.p 2038(195g))、過酸化−−−/
ケルを用いる方法(J、Org、CheIll、、27
゜p 1597(1962)) 、ルテニウム錯体を用
いる方法(Tetrahedron Letters、
22.p 1605(1981))、次亜塩素酸を用い
る方法(Tetrahedron Letters。
p1B41(197B))などが知られているが、これ
らの方法はいずれも一般に反応操作が複雑なことや、反
応剤にかかるコストの面から、工業的に実施するには問
題が多い。これらの方法以外にも貴金属を触媒に用いる
空気酸化法として、たとえば白金ブラックを用いる方法 (Tetrahedron、9.p 87(1960)
)やパラジウム塩を用いる方法(Tetral+edr
on、9.p 137(1980))が知られているが
、これらの方法はいずれも一般に高温、高圧を必要とす
るため、アルデヒドの合成には不適切であり、また高価
な貴金属を使用するので経済的に不利である。
これらの方法の他に有機酸化剤によるものとして、ニト
ロソニウム塩を触媒として用いる比較的穏和な条件での
1級アルコールから相当するアルデヒドへの酸化法が開
発されている。かかる酸化法には、たとえばN−オキシ
ル化合物からニトロソニウム塩への生成に臭素、塩素な
どのハロゲンを酸化剤として用いる方法(J、Am。
CheIll、Soc、、10B、p 3877(19
84) 、J、Org、Chem、。
50、p 3930 (1905)) 、銅、鉄などの
金属化合物を用いる方法(J、Am、Chem、Soc
、、10B、p 3374(1984)) 、J、Mo
1.Cat、、32.p 357(1985)および3
1、p 217(1985)) 、過酸化物による酸化
法(J。
Org、Chem、、40.p 1988 (1975
)、40.p 1860(1975)および42.p 
2077(1977))などが知られている。しかし、
これらの方法は無水系で行なう必要があったり、大量の
N−オキシル化合物を必要とするなど工業的には実施し
がたい方法である。
またこれらの方法を改良する目的で次亜塩素酸ナトリウ
ムを酸化剤に用いた方法(J、Org。
CheIl、、52.p 2559(1987))が開
発されている。かかる方法ではN−オキシル化合物が触
媒量用いられ、ニトロソニウム塩を連続的に発生させる
ことにより、循環使用しうるように工夫されている。し
かし、この方法でも工業的な規模で実施するばあいには
、つぎの点が問題となる。すなわち、この方法で発生さ
せたニトロソニウム塩は不安定で、不活性になりやすく
、反応を短時間に完結させる必要があるため高速攪拌を
必要とし、また不安定な次亜塩素酸ナトリウムの希薄溶
液を使用する必要があるため工業的な規模では実施しが
たいという問題がある。
また、N−オキシル化合物の直接電解酸化でニトロソニ
ウム塩を発生させる方法がある(」。
Am、Chem、Soc、、105.p 4492(1
983))。こめ方法は、酸化剤を必要としないが、N
−オキシル化合物を1級アルコールに対して2倍モル用
い、電解酸化によるニトロソニウム塩の調整をアルコー
ルの存在しない反応器で行なう、いわゆるエクセルメソ
ッド(Ex−Cell Metl+od)であり、電解
装置には構造的に複雑な分離セルが必要とされるなどの
欠点を有する。
[発明が解決しようとする課題] そこで、本発明者らは前記従来技術に鑑みて、1級アル
コールから高収率でアルデヒドを工業的に収得しつる方
法を見出すべく鋭意研究を重ねた結果、触媒量のN−オ
キシル化合物の存在下で、1級アルコールに亜臭素酸第
四アンモニウムを作用させることにより、1級アルコー
ルに対応するアルデヒドが高収率で収得されうろことを
見出し、本発明を完成するにいたった。
[課題を解決するための手段] すなわち、本発明は1級アルコールをN−オキシル化合
物の存在下で一般式(I): R1R2R’ R’ NBr02(1)(式中、RIS
R2、R3およびR4はそれぞれ炭素数1〜20のアル
キル基または炭素数1〜20のアラルキル基を示す)で
表わされる亜臭素酸第四アンモニウムと反応させること
を特徴とする1級アルコールからアルデヒドの製造法に
関する。
[作用および実施例コ 亜臭素酸第四アンモニウムを使用し、N−オキシル化合
物の存在下で1級アルコールを酸化してアルデヒドを製
造する本発明の方法においては、亜臭素酸第四アンモニ
ウムの作用により、N−オキシル化合物からニトロソニ
ウム塩が生成される。このニトロソニウム塩はただちに
1級アルコールをアルデヒドに酸化し、もとのN−オキ
シル化合物に戻るが、再び系内の亜臭素酸第四アンモニ
ウムにより、ニトロソニウム塩に変えられ、再び1級ア
ルコールのアルデヒドへの酸化剤として作用する。
したがって、本発明の方法ではニトロソニウム塩が循環
使用される。また、触媒的循環系の端末反応剤として作
用する亜臭素酸第四アンモニウムは、他の臭素化合物と
比較してその臭素化剤としての作用は小さく、酸化反応
時に好ましくない臭素化反応を起こしにくいので、本発
明の方法は、とくに芳香核への臭素化が併発しやすいベ
ンジルアルコール誘導体からベンズアルデヒド誘導体へ
の高選択的酸化に有効な方法である。
なお、亜臭素酸第四アンモニウムは、それ単独では反応
性に乏しいので、アルコールの酸化剤としては作用しな
い。
本発明において用いられる1級アルコールとしては、た
とえば一般式(If) R5CII20 II         (II)(式
中、R5は水素原子または炭素数1〜50のアルキル基
を示す)で表わされる1級水酸基を有する鎖状または環
状化合物などがあげられ、かかる1級アルコールの分子
内にはニトロソニウム塩の酸化に対して安定なケトン、
エステル、アミド、ニトロ、ニトリル、ハロゲン、スル
ホニル、オレフィン、フェニルなどの官能基が含まれて
いてもよい。前記1級アルコールの具体例としては、た
とえばl−プロパツール、1−ペンタノール、1−ヘキ
サノール、1−オクタツール、1−デカノール、■−ウ
ンデカノール、ヘプタデカノール、シクロヘキシルメチ
ルカルビノール、ベンジルアルコール、p−メトキシベ
ンジルアルコール、m−メトキシベンジルアルコール、
m−フェノキシベンジルアルコール、3,4.5−)リ
メトキシベンジルアルコール、O−クロロベンジルアル
コール、p−クロロベンジルアルコール、p−ニトロベ
ンジルアルコール、■−ニトロベンジルアルコール、β
−フェネチルアルコール、5−エチル−3−メチロール
−2−メチルピリジン、2−エチルヘキサノール、テト
ラゾカー2−インーL−オール、1.10−デカンジオ
ールなどがあげられるが、本発明はかかる例示によって
限定されるものでは゛ない。
本発明において用いられるN−オキシル化合物としては
、たとえば一般式([。
0゜ (式中、R6、Rア、R8、R9、RID オヨヒR1
1ハソれぞれ独立して炭素数1〜30のアルキル基を示
し、R6とR9は結合して環状化合物となってもよく、
このばあい、環を形成した炭素上にアミノ基、カルボニ
ル基、アミド基、ハロゲン、ニトリルなどの官能基が結
合していてもよく、分子内に2個以上のN−オキシル基
を有していてもよい〉で表わされる化合物があげられる
。かかるN−オキシル化合物の具体例としては、たとえ
ば2.2,4.4−テトラメチルアゼチジン−1−オキ
シル、2.2−ジメチル−4,4−ジプロピルアゼチジ
ン−1−オキシル、2,2,5.5−テトラメチルピロ
リジン1−オキシル、2,2.5.5−テトラメチル−
3−オキソピロリジン−1−オキシル、2,2.5.5
−テトラメチルピロリジン−1−オキシル−3−カルボ
キシアミド、2.2,5.5−テトラメチルピロリン−
1−オキシル −3−カルボン酸、4−アミノ −2,
2,6.B−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、
4−オキソ−22,6,0−テトラメチルピペリジン−
1−オキシル、4−メトキシ−2,2,8,6−チトラ
メチルピペリジンー1−オキシル、4−ベンゾイルオキ
シ−2,2,6,8−テトラメチルピペリジン−1−オ
キシル、2,2.G。
6−チトラメチルピベリジンー1−オキシル−4−カル
ボン酸、4−ヒドロキシ−2,2,[i、8−テトラメ
チルピペリジン−1−オキシル、4−シアノ −2.2
.8゜6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、ジ
−t−ブチルアミン−N−オキシルなどがあげられる。
前記N−オキシル化合物の使用量は、1級アル0 コール1モルに対して0.0001〜2モル、好ましく
は0.003〜0.5モルである。かかる使用量は0.
0001モルよりも少ないばあいには収率が低下し、2
モルよりも多いばあいには、それ以上多量に使用しても
効果の向上は望めず、かえって不経済となる。
本発明に用いられる亜臭素酸第四アンモニウムとしては
、一般式(I): R1R2R’ R’ NBr02         (
1)(式中、R1、R2、R3およびR4はそれぞれ炭
素数1〜20のアルキル基または炭素数1〜20のアラ
ルキル基を示す)で表わされる化合物が用いられる。前
記一般式(1)において、R1、R2、R3およびR4
はいずれも同一であってもよく、またそれぞれが異なっ
たものであってもよい。前記亜臭素酸第四アンモニウム
の具体例としては、たとえばテトラメチルアンモニウム
、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニ
ウム、テトラ−n−ブチルアンモニウム、ベンジルトリ
メチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアン1 モニウム、トリオクチルメチルアンモニウム、ジブチル
ジメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウ
ム、ステアリルトリメチルアンモニウムなどがあげられ
る。
前記亜臭素酸第四アンモニウムの使用量は、1級アルコ
ール1モルに対して1〜lOモル、好ましくは1〜6モ
ルである。かかる使用量は1モルよりも少ないばあいに
は反応が完結せず、また10モルよりも多量に用いても
、それ以上の効果は望めず、かえって不経済となる。
前記亜臭素酸第四アンモニウムは安定で、室温で長期間
の保存が可能であり、取り扱いも容易な化合物である。
また、亜臭素酸第四アンモニウムは、一般に有機溶媒に
可溶で、水には不溶である。したがって反応は有機溶媒
系で行なうことができるが、有機溶媒に弱アルカリ性の
水層を懸濁または溶解させて反応を行なえば、反応性が
著しく向上し、高収率でアルデヒドをうることができる
前記有機溶媒は、酸化反応の際に安定であれ2 ばよく、とくに限定はない。かかる有機溶媒の具体例と
しては、たとえばアセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、3−ペンタノンなどのケトン;ア
セトニトリル、プロピオンニトリル、ベンゾニトリルな
どのニトリル;四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレ
ン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼ
ンなどのハロゲン化炭化水素;ペンタン、ヘキサン、シ
クロヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロオクタンな
どの脂肪族系または脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族系炭化水素
;酢酸メチル、酢酸エチル、γ −ブチロラクトンなど
のエステル;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、
ジオキサンなどのエーテル;その他スルホランなどがあ
げられる。有機溶媒は単独でまたは2種以上混合した混
合溶媒として用いられる。
なお、水と疎水性有機溶媒からなる不均一系溶液を用い
るばあいには、充分なかき混ぜを行なうことによって反
応を円滑に行なうことが好3 ましい。
また、前記水層のpHは6〜12、好ましくは7〜11
であるのが望ましい。pHが6未満では反応が遅く、ま
たpiが12をこえると反応が遅くなり、また生成した
アルデヒドからの副反応を併発し、収率が低下する傾向
がある。
反応温度は0〜100°Cの範囲内、好ましくは0〜5
0℃の範囲内にあることが望ましい。反応温度が0℃よ
りも低いばあいには、反応速度が遅くなり、また 10
0℃よりも高いばあいには、副反応がおこり、収率が低
下する傾向がある。
反応は県内の1級アルコールが消失するまで行なえばよ
く、通常5分〜10時間程度を必要とする。
反応終了後、疎水性溶媒を分液し、溶媒を留去後、生成
物の蒸留、再結晶、クロマト精製などの常法の後処理を
行なうことにより、アルデヒドかえられる。
つぎに実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限4 定されるものではない。
実施例1 30m1容のガラス製反応容器に塩化メチレン5mlを
入れたのち、これに1−ウンデカノール172mH(1
,0nunol)および4−ベンゾイルオキシ−2,2
゜6.6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル2,
8■(0,0In++nol)を溶かした。つぎにこれ
に5%炭酸水素ナトリウム水溶110m1を混合し、さ
らに亜臭素酸テトラブチルアンモニウム620■(1,
75mmol)を添加した。つぎに室温で30分間混合
物の攪拌を行なった。エタノールを3滴添加後、さらに
10分間攪拌を行なった。反応混合物から塩化メチレン
層を分離後、水層は塩化メチレンで抽出を行なった。塩
化メチレン層は一つにまとめて濃縮し、残液をシリカゲ
ル上でn−ヘキサン−酢酸エチル(7:1(容量比〉〉
の混合溶媒で溶出して精製し、ウンデカナール1B2■
をえた(収率:95%)。
なお、以下に示す生成物の1Rスペクトル、IH−NM
R(CDC&ls 、500MHz)によりその生成物
がつ5 ンデカナールであることを確認した。
[1Rスペクトル(neat)] 271B、1729 (C−0)、1488cm−1[
’H−NMR(CDC1a 、500M)Iz)δpp
IIl]0.88  [t、3H,−CI43] 、 
1.2B  [m、14H。
fCH2?y]、1.62  [Ill、2H]、2.
41  [m。
2H]、 9.7[f  [’t、LH,−C)10 
]実施例2 30m1容のガラス製反応容器にm−メトキシベンジル
アルコール138mg (1,Oimol) 、4−ベ
ンゾイルオキシ−2,2,8,8−テトラメチルピペリ
ジンl−オキシル2.8mg (0,01avol)、
塩化メチレン5m1s5%酢酸ナトリウム水溶液10m
1および亜臭素酸テトラブチルアンモニウム塩620■
(1,750111101)を秤り採り、室温で3時間
攪拌を行なった。エタノールを3滴添加後、さらに10
分間攪拌を行なった。反応混合物から塩化メチレン層を
分離後、水層は塩化メチレンで抽出を行ない、塩化メチ
レン層を一つにまとめて濃縮し、残液をシリカゲル上で
れ一ヘキサンー酢酸エチル(5:1(容量比)〉の混合
溶媒で溶出して精製し、m−メトキシベンズアルデヒド
 120■をえた(収率:88%)。
以下に示す生成物の1)1−NMRスペクトルにより生
成物が■−メトキシベンズアルデヒドであることを確認
した。
[lH−NMR(CDCJ 3.200MHz)δpp
m]3.87  [S、311.−QC)13]、 7
.14〜7.48[rfl、 4H、Pht+]、 9
.98  [s、1.1!、−CIIO]実施例3 実施例2で用いたm−メトキシベンジルアルコールのか
わりにm−フェノキシベンジルアルコール198■(1
■ol)を用いたほかは、実施例2と同様に実施するこ
とにより、印−フェノキシベンズアルデヒド182■(
収率92%)をえた。以下に示す生成物のIH−NMR
スペクトルにより生成物が■−フェノキシベンズアルデ
ヒドであることを確認した。
[lH−NMR(CDC# 3.500MIlz) δ
ppa17.04 〜7.[il  [m、9H,Ph
1ll  、 9.96  [8゜7 111、−CR2コ 実施例4 実施例2で用いたm−メトキシベンジルアルコルのかわ
りにm−ニトロベンジルアルコール153mg (Im
mo+)を用いたほかは、実施例2と同様に実施するこ
とにより、■−二トロベンズアルデヒド145■(収率
96%)をえた。
以下に示す生成物のIH−NMI?スペクトルにより生
成物が印−フェノキシベンズアルデヒドであることを確
認した。
[’H−NMR(CDCa s、80MH2)δppm
]7.55〜8.[lO[m、41(、PhH] 、1
0.04  [s。
1)1.−CHo ] 実施例5 実施例2で用いたm−メトキシベンジルアルコールのか
わりに5−エチル−3−メチロール−2−メチルピリジ
ン151■(1mmol)を用いたほかは実施例2と同
様に実施することにより、5−エチル−3−ホルミル−
2−メチルピリジン134■(収率90%)をえた。
8 えられた生成物か5−エチル−3−ホルミル−2−メチ
ルピリジンであることを以下に示す生成物の1Rスペク
トルおよびIH−NMRスペクトルにより確認した。
[1Rスペクトル(neat)] 2740.1692 (C−0)、1603.1557
.1466.1288.115】、1009、729(
7)−1[lH−NMR(CD(l s 、500MH
z)  δppIIl]1.25  (t、J −7,
5Hz、3H,−CHx)、 2.68(q、J = 
 7.5Hz、21(、−CH2)、 2.82  (
s。
311、−Cl5)、 7.90  (s、III、−
Cll=C−)、8.50(s、111.−Cll=C
−) 、10.30(s、Ill、−CIIO)実施例
6 実施例1で用いた4−ベンゾイルオキシ−2,2゜6.
6−チトラメチルピベリジンー■−オキシルのかわりに
4−メトキシ−2,2,6,6−チトラメチルビベリジ
ンー(−オキシル1.9mg (0,01mmol)を
用いたほかは、実施例1と同様に実施することにより、
ウンデカナール153II1g (収率90%)をえた
実施例7 9 実施例1で用いた塩化メチレンのかわりに酢酸エチル5
 mlを用いたほかは、実施例1と同様に実施すること
により、ウンデカナール151■(収率89%)をえた
実施例8 実施例1で用いた4−ベンゾイルオキシ−2,2゜6.
6−テトラメチルピペリジン−l−オキシル2.8■の
かわりに4−ベンゾイルオキシ−2,2,13,8−テ
トラメチルピペリジン550■(2mmol)を用いた
ほかは、実施例1と同様に実施することにより、ウンデ
カナール157■(収率92%)をえた。
実施例9 実施例1で用いた亜臭素酸テトラブチルアンモニウムの
かわりに亜臭素酸トリオクチルメチルアンモニウム96
1■(2i+a+ol)を用いたほかは、実施例1と同
様に実施することにより、ウンデカナール152■(収
率89%)をえた。
[発明の効果] 本発明の製造法によれば、1級アルコールからアルデヒ
ドを簡単な操作で高収率でうること0 ができるので、 工業的にアルデヒ ドを製造する 方法として好適なものである。
特 許 出 願 人 大阪有機化学工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1級アルコールをN−オキシル化合物の存在下で一
    般式( I ): R^1R^2R^3R^4NBrO_2( I )(式中
    、R^1、R^2、R^3およびR^4はそれぞれ炭素
    数1〜20のアルキル基または炭素数1〜20のアラル
    キル基を示す)で表わされる亜臭素酸第四アンモニウム
    と反応させることを特徴とする1級アルコールからアル
    デヒドの製造法。
JP32284289A 1989-12-12 1989-12-12 1級アルコールからアルデヒドの製造法 Pending JPH03184934A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0775684A1 (de) * 1995-11-21 1997-05-28 F. Hoffmann-La Roche Ag Verfahren zur Oxidation primärer oder sekundärer Alkohole

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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