JPH07149694A - 1,4―シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルエステルの製造法 - Google Patents
1,4―シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルエステルの製造法Info
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- JPH07149694A JPH07149694A JP5298175A JP29817593A JPH07149694A JP H07149694 A JPH07149694 A JP H07149694A JP 5298175 A JP5298175 A JP 5298175A JP 29817593 A JP29817593 A JP 29817593A JP H07149694 A JPH07149694 A JP H07149694A
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- catalyst
- cyclohexanedicarboxylic
- dmt
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- dimethyl ester
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 テレフタル酸ジメチルエステル(DMTと略
記する)を水素化し、1,4―シクロヘキサンジカルボ
ン酸ジメチルエステルを製造する改良法。 【構成】 触媒としてパラジウム、ロジウムまたはこれ
らの混合物を用い、DMTに酢酸エチルまたはメタノー
ルからなる溶媒を加えて、50〜200℃の温度範囲に
おいて常圧〜50kg/cm2 Gの圧力下で水素を反応
させる上記目的物の製造法。穏和な条件であって、しか
も収率が高い製法である。
記する)を水素化し、1,4―シクロヘキサンジカルボ
ン酸ジメチルエステルを製造する改良法。 【構成】 触媒としてパラジウム、ロジウムまたはこれ
らの混合物を用い、DMTに酢酸エチルまたはメタノー
ルからなる溶媒を加えて、50〜200℃の温度範囲に
おいて常圧〜50kg/cm2 Gの圧力下で水素を反応
させる上記目的物の製造法。穏和な条件であって、しか
も収率が高い製法である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレフタル酸ジメチル
エステル(以後DMTと略する)を水素化し、1,4―
シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルエステル(以後
1,4―CHDAMと略する)を穏和な条件で、収率よ
く合成する技術に関する。
エステル(以後DMTと略する)を水素化し、1,4―
シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルエステル(以後
1,4―CHDAMと略する)を穏和な条件で、収率よ
く合成する技術に関する。
【0002】
【発明の背景】1,4―シクロヘキサンジメタノール
(以後1,4―CHDMと略する)は合成繊維や合成樹
脂等の原料として使用される。特に、耐熱性、機械的強
度の優れた繊維や樹脂製造用の原料改質材として使用さ
れている。1,4―CHDAMは単独でポリマー改質材
として利用できるだけでなく、1,4―CHDMを与え
る中間体であり、これを効率的に合成することは1,4
―CHDMさらには1,4―CHDMを利用した合成樹
脂及び樹脂を効率的に製造することになる。
(以後1,4―CHDMと略する)は合成繊維や合成樹
脂等の原料として使用される。特に、耐熱性、機械的強
度の優れた繊維や樹脂製造用の原料改質材として使用さ
れている。1,4―CHDAMは単独でポリマー改質材
として利用できるだけでなく、1,4―CHDMを与え
る中間体であり、これを効率的に合成することは1,4
―CHDMさらには1,4―CHDMを利用した合成樹
脂及び樹脂を効率的に製造することになる。
【0003】本発明はこの1,4―CHDAMを製造す
る方法に関するものである。
る方法に関するものである。
【0004】
【従来技術とその問題点】99%の酢酸中で酸化白金及
び酸化ロジウムの存在においてテレフタル酸ジメチルエ
ステルを水素添加することにより、1,4―シクロヘキ
サンジカルボン酸ジメチルエステルを製造することは公
知である(Helv. Chim. Acta 21巻
(1938年)141項参照、特公昭39―02724
5号公報)。この方法は高価な酸化白金及び酸化ロジウ
ムを使用するため、また溶剤として精製が困難な氷酢酸
を用いて操作するために効率的ではない。
び酸化ロジウムの存在においてテレフタル酸ジメチルエ
ステルを水素添加することにより、1,4―シクロヘキ
サンジカルボン酸ジメチルエステルを製造することは公
知である(Helv. Chim. Acta 21巻
(1938年)141項参照、特公昭39―02724
5号公報)。この方法は高価な酸化白金及び酸化ロジウ
ムを使用するため、また溶剤として精製が困難な氷酢酸
を用いて操作するために効率的ではない。
【0005】更に高温高圧の条件下で、ニッケル触媒の
存在下においてこの目的物を合成することも公知である
が、この製法では両エステル基のうちの1つが還元され
てメチル基になる副反応が同様の条件で相当な割合で進
行する(J. Am. Chem. Soc.81巻
(1959年)、5349項参照)。これは有用な1,
4―シクロヘキサンジカルボン酸エステルの著しいロス
を伴うことを意味している。
存在下においてこの目的物を合成することも公知である
が、この製法では両エステル基のうちの1つが還元され
てメチル基になる副反応が同様の条件で相当な割合で進
行する(J. Am. Chem. Soc.81巻
(1959年)、5349項参照)。これは有用な1,
4―シクロヘキサンジカルボン酸エステルの著しいロス
を伴うことを意味している。
【0006】上記の副反応を抑制する方法として、p―
トルイル酸アルキルエステル、4―メチルシクロヘキサ
ンカルボン酸アルキルエステルを少くとも10重量%添
加する方法が知られている(特公昭39―27246号
公報)ものの、この反応は150〜250℃及び20〜
300kg/cm2 Gの条件であることから高温・高圧
に耐える反応容器が不可欠のうえに、高圧用水素ブース
ターが必要になる。このように運転費用や設備費用が嵩
み、効率的な製造方法であるとは言えない。
トルイル酸アルキルエステル、4―メチルシクロヘキサ
ンカルボン酸アルキルエステルを少くとも10重量%添
加する方法が知られている(特公昭39―27246号
公報)ものの、この反応は150〜250℃及び20〜
300kg/cm2 Gの条件であることから高温・高圧
に耐える反応容器が不可欠のうえに、高圧用水素ブース
ターが必要になる。このように運転費用や設備費用が嵩
み、効率的な製造方法であるとは言えない。
【0007】また、触媒上での水素添加は、使用したテ
レフタル酸エステルが全部水素化されないうちに、しば
しば反応停止が起こる好ましくない現象があり、これも
問題点として残っている。
レフタル酸エステルが全部水素化されないうちに、しば
しば反応停止が起こる好ましくない現象があり、これも
問題点として残っている。
【0008】
【課題を解決するための手段】ニッケル触媒は安価であ
るが、活性が低いために高温高圧にする必要があるう
え、高圧下の水素を取り扱う点において安全上課題が残
ると共に設備コストに関しても問題が残る。一方、パラ
ジウムやロジウムに関しては活性が高く、テレフタル酸
の水素化による1,4―シクロヘキサンジカルボン酸の
合成に対する触媒として知られているが、DMTからの
1,4―CHDAM合成に関してはほとんど認識されて
いない。
るが、活性が低いために高温高圧にする必要があるう
え、高圧下の水素を取り扱う点において安全上課題が残
ると共に設備コストに関しても問題が残る。一方、パラ
ジウムやロジウムに関しては活性が高く、テレフタル酸
の水素化による1,4―シクロヘキサンジカルボン酸の
合成に対する触媒として知られているが、DMTからの
1,4―CHDAM合成に関してはほとんど認識されて
いない。
【0009】本発明者は、これらの課題を解決するため
に、鋭意検討した結果、本件発明に達し、課題を解決す
るに至った。
に、鋭意検討した結果、本件発明に達し、課題を解決す
るに至った。
【0010】即ち、本発明は、パラジウム及びロジウム
からなる群から選ばれる少くとも1種の触媒の存在下
に、DMTに溶媒(メタノール、酢酸エチル等)を用い
て50kg/cm2 G以下の圧力(常圧でもよい)で水
素を作用せしめる1,4―CHDAMの製造法である。
からなる群から選ばれる少くとも1種の触媒の存在下
に、DMTに溶媒(メタノール、酢酸エチル等)を用い
て50kg/cm2 G以下の圧力(常圧でもよい)で水
素を作用せしめる1,4―CHDAMの製造法である。
【0011】本発明における水素添加方法は、テレフタ
ル酸ジエチルエステル体や、これらのモノアルキル体に
対しても有効である。
ル酸ジエチルエステル体や、これらのモノアルキル体に
対しても有効である。
【0012】本発明について以下に説明する。
【0013】本発明において用いる触媒パラジウム、ロ
ジウムを支持する担体は一般的に、用いられる活性炭、
ケイソウ土、アルミナ、シリカ、チタニア、マグネシア
及びゼオライト等であり、担体としては何等限定されな
いが、比較的表面積の大きい活性炭が好ましいものであ
る。
ジウムを支持する担体は一般的に、用いられる活性炭、
ケイソウ土、アルミナ、シリカ、チタニア、マグネシア
及びゼオライト等であり、担体としては何等限定されな
いが、比較的表面積の大きい活性炭が好ましいものであ
る。
【0014】本発明においてDMTを水素化させる際の
反応温度は副反応を抑止する意味で低い方が好ましい
が、通常は50〜200℃で用いることができ、100
〜150℃が好ましい。
反応温度は副反応を抑止する意味で低い方が好ましい
が、通常は50〜200℃で用いることができ、100
〜150℃が好ましい。
【0015】本発明で用いる溶媒は、水素化反応に不活
性なものであれば特に限定はされないが、溶媒によって
収率及び生成物である1,4―CHDAM内のシス:ト
ランス比が異なる。具体的にはDMT製造に用いられる
メタノール、酢酸エチルなどが溶媒として挙げられる
が、酢酸エチルが反応速度、添加率、選択率が比較的高
く、好ましい。
性なものであれば特に限定はされないが、溶媒によって
収率及び生成物である1,4―CHDAM内のシス:ト
ランス比が異なる。具体的にはDMT製造に用いられる
メタノール、酢酸エチルなどが溶媒として挙げられる
が、酢酸エチルが反応速度、添加率、選択率が比較的高
く、好ましい。
【0016】本発明においてDMTを水素化させる際の
水素圧力は重要であり、常圧〜50kg/cm2 Gで水
素を作用させる必要がある。好ましくは5〜25kg/
cm 2 Gであり、50kg/cm2 Gを大きく超える
と、両エステル基のうち片側がメチル基にまで水素化さ
れてしまう過剰水素化反応が進行し収率が低下する。5
kg/cm2 G未満でも特に支障はないが、反応速度が
著しく低下し、反応に長時間を要し、工業的規模で行う
場合好ましくない。
水素圧力は重要であり、常圧〜50kg/cm2 Gで水
素を作用させる必要がある。好ましくは5〜25kg/
cm 2 Gであり、50kg/cm2 Gを大きく超える
と、両エステル基のうち片側がメチル基にまで水素化さ
れてしまう過剰水素化反応が進行し収率が低下する。5
kg/cm2 G未満でも特に支障はないが、反応速度が
著しく低下し、反応に長時間を要し、工業的規模で行う
場合好ましくない。
【0017】本発明におけるDMTと溶媒の重量比はD
MTが少くとも部分的に可溶である状態がよく、 原料合計量/溶媒合計量重量比=0.01〜1.0 の範囲で実施するのが好ましい。
MTが少くとも部分的に可溶である状態がよく、 原料合計量/溶媒合計量重量比=0.01〜1.0 の範囲で実施するのが好ましい。
【0018】本発明で触媒とDMTとの重量比は特に限
定されないが、例えば活性炭に5重量%含むパラジウ
ム、ロジウムのいずれかを用いる場合には、 担体を含めた触媒合計(ドライ)/原料合計重量比=
0.005〜0.1 の範囲で実施するのが好ましい。
定されないが、例えば活性炭に5重量%含むパラジウ
ム、ロジウムのいずれかを用いる場合には、 担体を含めた触媒合計(ドライ)/原料合計重量比=
0.005〜0.1 の範囲で実施するのが好ましい。
【0019】本発明の水素化反応方法としては、水素化
触媒を溶液中に懸濁させて行う所謂懸濁床による方法、
あるいは水素化触媒を固定してこれに溶液を流す所謂固
定床による通常の方法が採用できる。さらに、例えば、
懸濁床においては、耐圧容器に水素化触媒、原料及び溶
媒を仕込み、空間を水素で置換した後、所定の温度で所
定時間攪拌する方法又は水素ガスを反応要気中に吹き込
む方法がある。また、例えば、固定床においては水素化
触媒を充填した層(例えば充填塔)に原料のDMTを完
全に溶解した溶液と水素ガスを並流で通じる方法などが
あり、本発明方法においてはこれらのいかなる方法をも
用いることができる。
触媒を溶液中に懸濁させて行う所謂懸濁床による方法、
あるいは水素化触媒を固定してこれに溶液を流す所謂固
定床による通常の方法が採用できる。さらに、例えば、
懸濁床においては、耐圧容器に水素化触媒、原料及び溶
媒を仕込み、空間を水素で置換した後、所定の温度で所
定時間攪拌する方法又は水素ガスを反応要気中に吹き込
む方法がある。また、例えば、固定床においては水素化
触媒を充填した層(例えば充填塔)に原料のDMTを完
全に溶解した溶液と水素ガスを並流で通じる方法などが
あり、本発明方法においてはこれらのいかなる方法をも
用いることができる。
【0020】本発明方法で水素化して得られた1,4―
CHDAMの組成物は触媒を濾過により除去した後、蒸
留を経て、完全に触媒及び溶媒を除去し、さらに蒸留に
よって精製可能である。
CHDAMの組成物は触媒を濾過により除去した後、蒸
留を経て、完全に触媒及び溶媒を除去し、さらに蒸留に
よって精製可能である。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、従来の方法に対して水
素化反応圧力を大幅に低下でき、製造する際の効率、安
全性が格段向上する。さらに1,4―CHDAMの選択
性も大幅に向上し、不純物量が少ないために容易に精製
ができる。
素化反応圧力を大幅に低下でき、製造する際の効率、安
全性が格段向上する。さらに1,4―CHDAMの選択
性も大幅に向上し、不純物量が少ないために容易に精製
ができる。
【0022】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明する。なお、以下の実施例の添加率、選択率は下記の
式に基づいて算出したものである。
明する。なお、以下の実施例の添加率、選択率は下記の
式に基づいて算出したものである。
【0023】
【数1】
【0024】[実施例1]50gの原料DMTを内容積
500ccの攪拌機付きハステロイ製オートクレーブの
中に、市販のロジウムを活性炭に担持せしめた触媒(5
重量%Rh/活性炭)5gを150gの酢酸エチルと共
にいれた。次にオートクレーブ内の空気を窒素と置換
し、さらに窒素を水素と置き換えた後に、攪拌機を起動
し、回転速度を1000rpmに調節し、約1時間かけ
て150℃まで上げた後、オートクレーブ内圧を15k
g/cm2 Gにまで上げ、水素の吸収に従い、水素圧を
補充しながらその状態を2時間保った。そこで水素の吸
収がなくなったので、オートクレーブを冷却し、水素を
放出した。オートクレーブから取り出した生成物をガス
クロマトグラフィーで分析し、原料がほぼ完全に消費さ
れたことを確認した後、No.5Cの濾紙を用いて濾過
し、約50gの酢酸エチルで濾紙上の触媒を洗浄した。
500ccの攪拌機付きハステロイ製オートクレーブの
中に、市販のロジウムを活性炭に担持せしめた触媒(5
重量%Rh/活性炭)5gを150gの酢酸エチルと共
にいれた。次にオートクレーブ内の空気を窒素と置換
し、さらに窒素を水素と置き換えた後に、攪拌機を起動
し、回転速度を1000rpmに調節し、約1時間かけ
て150℃まで上げた後、オートクレーブ内圧を15k
g/cm2 Gにまで上げ、水素の吸収に従い、水素圧を
補充しながらその状態を2時間保った。そこで水素の吸
収がなくなったので、オートクレーブを冷却し、水素を
放出した。オートクレーブから取り出した生成物をガス
クロマトグラフィーで分析し、原料がほぼ完全に消費さ
れたことを確認した後、No.5Cの濾紙を用いて濾過
し、約50gの酢酸エチルで濾紙上の触媒を洗浄した。
【0025】この精製物の分離濾液と、洗浄濾液を合わ
せた後、溶媒の酢酸エチルをエバポレーターで留去し、
60.4gの粗生成物を得た。その組成を分析した結
果、残存原料及び4―シクロヘキサンジカルボン酸メチ
ルエステルの幾何異性体(以後hydro―MPTと略
す)をすべて合わせた量で4.0重量%含まれている以
外は目的物1,4―CHDAM(シス体、トランス体混
合)のみであった。この1,4―CHDAMの選択率は
93.0モル%であった。
せた後、溶媒の酢酸エチルをエバポレーターで留去し、
60.4gの粗生成物を得た。その組成を分析した結
果、残存原料及び4―シクロヘキサンジカルボン酸メチ
ルエステルの幾何異性体(以後hydro―MPTと略
す)をすべて合わせた量で4.0重量%含まれている以
外は目的物1,4―CHDAM(シス体、トランス体混
合)のみであった。この1,4―CHDAMの選択率は
93.0モル%であった。
【0026】[実施例2]反応圧力が50kg/cm2
Gであること及び反応時間以外は実施例1の方法を繰り
返した。この結果を表1に記載した。
Gであること及び反応時間以外は実施例1の方法を繰り
返した。この結果を表1に記載した。
【0027】
【表1】
【0028】[実施例3]触媒がパラジウムを活性炭に
担持せしめたもの(5重量%Pd/活性炭)であるこ
と、反応圧力が50kg/cm2 Gであること、溶媒が
メタノールであること、及び反応時間以外は実施例1の
方法を繰り返した。その結果を表1に併記した。
担持せしめたもの(5重量%Pd/活性炭)であるこ
と、反応圧力が50kg/cm2 Gであること、溶媒が
メタノールであること、及び反応時間以外は実施例1の
方法を繰り返した。その結果を表1に併記した。
【0029】[実施例4]触媒が5重量%Pd/活性炭
であること、反応圧力が50kg/cm2 Gであるこ
と、及び反応時間以外は実施例1の方法を繰り返した。
その結果を表1に記載した。
であること、反応圧力が50kg/cm2 Gであるこ
と、及び反応時間以外は実施例1の方法を繰り返した。
その結果を表1に記載した。
【0030】[実施例5]触媒が5重量%Pd/活性炭
であること、及び反応時間以外は実施例1の方法を繰り
返した。その結果を表1に記載した。
であること、及び反応時間以外は実施例1の方法を繰り
返した。その結果を表1に記載した。
【0031】[比較例1]触媒が市販のラネーニッケル
であること、溶媒がメタノールであること以外は実施例
1の方法を繰り返した。その結果、全く水素化反応は起
こらなかった。
であること、溶媒がメタノールであること以外は実施例
1の方法を繰り返した。その結果、全く水素化反応は起
こらなかった。
Claims (1)
- 【請求項1】 パラジウム及びロジウムからなる群から
選ばれる少くとも1種の触媒の存在下に、テレフタル酸
ジメチルエステルにメタノール又は酢酸エチル等の溶媒
を用いて、50〜200℃の温度範囲において常圧〜5
0kg/cm 2 Gの圧力下で水素を作用させることを特
徴とする1,4―シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル
エステルの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5298175A JPH07149694A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 1,4―シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルエステルの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5298175A JPH07149694A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 1,4―シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルエステルの製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07149694A true JPH07149694A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=17856185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5298175A Pending JPH07149694A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 1,4―シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルエステルの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07149694A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002097263A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-02 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | ポリエステルの製造方法 |
JP2005519148A (ja) * | 2002-02-27 | 2005-06-30 | イーストマン ケミカル カンパニー | テレフタル酸残基を含むポリエステルオリゴマーの水素化 |
WO2014080980A1 (ja) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 帝人株式会社 | 1,4-シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルのシス体およびトランス体からなる混合物の製造方法 |
CN108187675A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-06-22 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | 一种用于苯环加氢饱和的贵金属催化剂的制法 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP5298175A patent/JPH07149694A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002097263A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-02 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | ポリエステルの製造方法 |
JP2005519148A (ja) * | 2002-02-27 | 2005-06-30 | イーストマン ケミカル カンパニー | テレフタル酸残基を含むポリエステルオリゴマーの水素化 |
WO2014080980A1 (ja) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 帝人株式会社 | 1,4-シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルのシス体およびトランス体からなる混合物の製造方法 |
CN108187675A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-06-22 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | 一种用于苯环加氢饱和的贵金属催化剂的制法 |
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