JPH0748302A - フラロールの合成方法 - Google Patents
フラロールの合成方法Info
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- JPH0748302A JPH0748302A JP5208213A JP20821393A JPH0748302A JP H0748302 A JPH0748302 A JP H0748302A JP 5208213 A JP5208213 A JP 5208213A JP 20821393 A JP20821393 A JP 20821393A JP H0748302 A JPH0748302 A JP H0748302A
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- JP
- Japan
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- fullerol
- fullerene
- synthesizing
- catalyst
- quaternary ammonium
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、比較的短時間で水酸基の付加数m
の値の大きいフラロール(Cn(OH)m) をフラーレン
(Cn)から合成する方法を提供することを目的とする。 【構成】 常温かつ酸素の存在下でフラーレンを触媒の
存在のもとにアルカリ水溶液と接触させる。触媒として
は、第四級水酸化アンモニウムが用いられる。
の値の大きいフラロール(Cn(OH)m) をフラーレン
(Cn)から合成する方法を提供することを目的とする。 【構成】 常温かつ酸素の存在下でフラーレンを触媒の
存在のもとにアルカリ水溶液と接触させる。触媒として
は、第四級水酸化アンモニウムが用いられる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フラーレンの誘導体を
合成するための中間体ならびに分離プロセス等に利用で
きるフラロールの合成方法に関し、特に第四級水酸化ア
ンモニウム触媒を用いたフラロールの合成方法に関す
る。
合成するための中間体ならびに分離プロセス等に利用で
きるフラロールの合成方法に関し、特に第四級水酸化ア
ンモニウム触媒を用いたフラロールの合成方法に関す
る。
【0002】
【従来技術】フラーレンは炭素原子のみからなる閉殻構
造から、その化学的、物理的あるいは例えば薬剤のよう
な生理活性的物性が着目され、今後フラーレンを構造の
一部として含む物質(フラーレンの誘導体)が幅広く利
用されると考えられる。
造から、その化学的、物理的あるいは例えば薬剤のよう
な生理活性的物性が着目され、今後フラーレンを構造の
一部として含む物質(フラーレンの誘導体)が幅広く利
用されると考えられる。
【0003】ベンゼンを出発物質とした化学産業におい
て、フェノールすなわちC6 H5 OHはベンゼン誘導体
を合成するための中間体としての役割は非常に大きい
が、ベンゼンと類似の電子構造を有するフラーレンにお
いても、その誘導体を合成する上でフラロール(Cn
(OH)m )は同等の意義を持つと考えられる。
て、フェノールすなわちC6 H5 OHはベンゼン誘導体
を合成するための中間体としての役割は非常に大きい
が、ベンゼンと類似の電子構造を有するフラーレンにお
いても、その誘導体を合成する上でフラロール(Cn
(OH)m )は同等の意義を持つと考えられる。
【0004】またフラーレン(Cn )は水に溶けない
が、フラロールはmの値によっては水溶性になるため、
nの値の異なるフラーレンを溶媒抽出等の方法によって
分離させるプロセスとしても有用であると考えられる。
が、フラロールはmの値によっては水溶性になるため、
nの値の異なるフラーレンを溶媒抽出等の方法によって
分離させるプロセスとしても有用であると考えられる。
【0005】ところで、従来フラーレンからフラロール
を合成する方法としては、次の二つの方法が報告されて
いる。ひとつは、85℃以上の温度でフラーレンを硫酸
の存在下で硝酸と反応させ、酸化セリウムを通して濾過
し、濾液を水酸化ナトリウムで中和することによりフラ
ロールを得る方法で、例えば次の文献に提案されてい
る。
を合成する方法としては、次の二つの方法が報告されて
いる。ひとつは、85℃以上の温度でフラーレンを硫酸
の存在下で硝酸と反応させ、酸化セリウムを通して濾過
し、濾液を水酸化ナトリウムで中和することによりフラ
ロールを得る方法で、例えば次の文献に提案されてい
る。
【0006】"Multi-hydroxy Additions onto C60 Full
erene Molecules", L.Y. Chiang, J.W. Swirczewski,
C.S. Hsu, S.K. Chowdhury, S. Cameron and K. Creega
n: J.Chem. Soc., Chem. Commun., 1791-1793 (1992). 第二の方法は、塩化メチレンに溶解したフラーレンを窒
素気流下において酢酸などのカルボン酸の存在下、ニト
ロニウムテトラフルオロボレートと反応させ、得られた
反応中間体をテトラヒドロフランに溶解して固形物を除
去した後、水酸化ナトリウムと反応させてフラロールを
得る方法で、例えば次の文献に提案されている。
erene Molecules", L.Y. Chiang, J.W. Swirczewski,
C.S. Hsu, S.K. Chowdhury, S. Cameron and K. Creega
n: J.Chem. Soc., Chem. Commun., 1791-1793 (1992). 第二の方法は、塩化メチレンに溶解したフラーレンを窒
素気流下において酢酸などのカルボン酸の存在下、ニト
ロニウムテトラフルオロボレートと反応させ、得られた
反応中間体をテトラヒドロフランに溶解して固形物を除
去した後、水酸化ナトリウムと反応させてフラロールを
得る方法で、例えば次の文献に提案されている。
【0007】"Versatile Nitronium Chemistry for C60
Fullerene Functionalization", L.Y. Chiang, R.B. U
pasani and J.W. Swirczewski: J. Amer. Chem. Soc.,
114(26), 10154-10157 (1992).
Fullerene Functionalization", L.Y. Chiang, R.B. U
pasani and J.W. Swirczewski: J. Amer. Chem. Soc.,
114(26), 10154-10157 (1992).
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第一の
方法では、水酸基の付加数mは14から15、第二の方
法ではmは18から20であり、水への溶解度を高める
上でさらにmの値を大きくすることが望まれる。またこ
れらの方法では、生成物の水への溶解度が低いため、反
応物質の分離にも時間を要する。
方法では、水酸基の付加数mは14から15、第二の方
法ではmは18から20であり、水への溶解度を高める
上でさらにmの値を大きくすることが望まれる。またこ
れらの方法では、生成物の水への溶解度が低いため、反
応物質の分離にも時間を要する。
【0009】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、比較的短時間で水酸基の付加数mの値の大きいフラ
ロールをフラーレンから合成する方法を提供することを
目的とするものである。
で、比較的短時間で水酸基の付加数mの値の大きいフラ
ロールをフラーレンから合成する方法を提供することを
目的とするものである。
【0010】
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の主なる態様によれば、常温かつ酸素の存在
下でフラーレンを触媒の存在のもとにアルカリ水溶液と
接触させるようにしたフラロールの合成方法が提供され
る。
に、本発明の主なる態様によれば、常温かつ酸素の存在
下でフラーレンを触媒の存在のもとにアルカリ水溶液と
接触させるようにしたフラロールの合成方法が提供され
る。
【0011】また、本発明の別の態様によれば、上記主
態様における触媒が第四級水酸化アンモニウムであるフ
ラロールの合成方法が提供される。
態様における触媒が第四級水酸化アンモニウムであるフ
ラロールの合成方法が提供される。
【0012】本発明の更に別の態様によれば、上記主態
様におけるフラーレンがその内部に金属原子を内包する
ものであるフラロールの合成方法が提供される。
様におけるフラーレンがその内部に金属原子を内包する
ものであるフラロールの合成方法が提供される。
【0013】
【作用】反応の場をアルカリ溶液とすることにより、水
酸基の付加反応を進行させ、反応を一段階で進行させ、
付加数mを増加させる。
酸基の付加反応を進行させ、反応を一段階で進行させ、
付加数mを増加させる。
【0014】反応の触媒として、第四級水酸化アンモニ
ウムを用いることにより、比較的短時間で常温にて反応
を進行させる。
ウムを用いることにより、比較的短時間で常温にて反応
を進行させる。
【0015】また、反応物質の分離に要する時間を短縮
できる。
できる。
【0016】
【実施例】C60のベンゼン溶液(60ml中に80m
g)をNaOH水溶液(2ml中に2g)および0.3
mlのテトラブチルアンモニウム水溶液(40%)と共
に室温かつ空気中においてフラスコ中で攪拌した。2、
3分のうちにこのベンゼン溶液は初期の紫色を失い、無
色になり、それとともに茶色の析出物が生じた。この析
出物を減圧下で、2、3時間乾燥し、10mlの水と1
0時間攪拌した。反応終了後、少量の水に不溶な析出物
を濾別し、透明な褐色のフラロール水溶液を得た。
g)をNaOH水溶液(2ml中に2g)および0.3
mlのテトラブチルアンモニウム水溶液(40%)と共
に室温かつ空気中においてフラスコ中で攪拌した。2、
3分のうちにこのベンゼン溶液は初期の紫色を失い、無
色になり、それとともに茶色の析出物が生じた。この析
出物を減圧下で、2、3時間乾燥し、10mlの水と1
0時間攪拌した。反応終了後、少量の水に不溶な析出物
を濾別し、透明な褐色のフラロール水溶液を得た。
【0017】斯くして得られた水溶液を蒸発により、5
mlまで濃縮し、これに50mlのメタノールを加えた
ところ褐色の沈殿が生じた。この沈殿を水に再度溶解
し、同様な沈殿プロセスを3回繰り返した。これにより
水酸化テトラブチルアンモニウムとNaOHが取り除か
れた。沈殿を減圧下で乾燥させることによって115m
gの茶褐色の固体が得られた。
mlまで濃縮し、これに50mlのメタノールを加えた
ところ褐色の沈殿が生じた。この沈殿を水に再度溶解
し、同様な沈殿プロセスを3回繰り返した。これにより
水酸化テトラブチルアンモニウムとNaOHが取り除か
れた。沈殿を減圧下で乾燥させることによって115m
gの茶褐色の固体が得られた。
【0018】上記のプロセスで得られた固体の元素分析
の結果は、C:61.47、H:2.25、N<0.0
1であった。また赤外吸収スペクトルは図1に示すよう
に、3420−3440cm-1を中心とする広い幅の水
酸基による吸収バンドと、1060−1080cm-1付
近のC−O伸縮バンドおよび1600cm-1を中心とす
るC=C二重結合による吸収バンドを示した。このスペ
クトルはChiangらによって報告されたフラロール
のスペクトル(L. Y. Chiang et al.: J. Am.Chem. So
c., 114 (1992) 10154.)と良く一致する。
の結果は、C:61.47、H:2.25、N<0.0
1であった。また赤外吸収スペクトルは図1に示すよう
に、3420−3440cm-1を中心とする広い幅の水
酸基による吸収バンドと、1060−1080cm-1付
近のC−O伸縮バンドおよび1600cm-1を中心とす
るC=C二重結合による吸収バンドを示した。このスペ
クトルはChiangらによって報告されたフラロール
のスペクトル(L. Y. Chiang et al.: J. Am.Chem. So
c., 114 (1992) 10154.)と良く一致する。
【0019】また上記固体のプロトンNMRは図2に示
すように、一本の幅広いピーク(図2において、左側の
高いピーク)のみであることから、プロトンとしては水
酸基のみ存在することを示している。なお、図2におい
て、右側の小さなピークは較正用に添加したDMSO
(ジメチルスルフォキシド)のものである。
すように、一本の幅広いピーク(図2において、左側の
高いピーク)のみであることから、プロトンとしては水
酸基のみ存在することを示している。なお、図2におい
て、右側の小さなピークは較正用に添加したDMSO
(ジメチルスルフォキシド)のものである。
【0020】これらの結果から、得られた固体生成物
は、C60(OH)х で表現され、xの値は約26である
ことが分かった。この値は従来の方法で報告された値よ
りかなり大きく、水酸基の付加反応が促進されているこ
とを明らかに示している。
は、C60(OH)х で表現され、xの値は約26である
ことが分かった。この値は従来の方法で報告された値よ
りかなり大きく、水酸基の付加反応が促進されているこ
とを明らかに示している。
【0021】反応を進行させるために使用できる触媒と
して、本実施例で用いた水酸化テトラブチルアンモニウ
ムの他の第四級水酸化アンモニウムも利用できる。表1
に第四級水酸化アンモニウムの他のいくつかの例と、そ
れらの触媒能を示す。
して、本実施例で用いた水酸化テトラブチルアンモニウ
ムの他の第四級水酸化アンモニウムも利用できる。表1
に第四級水酸化アンモニウムの他のいくつかの例と、そ
れらの触媒能を示す。
【0022】
【表1】 上記表1においては、C60のベンゼン溶液(10ml
中に10mg含有)と、0.1mlの表中の各触媒それ
ぞれの第四級水酸化アンモニウム水溶液を体積比で20
%含んだ12MのNaOH水溶液2mlとをそれぞれ混
ぜ合わせて、常温で、かつ酸素の存在下で激しく攪拌し
た後の結果を示す。
中に10mg含有)と、0.1mlの表中の各触媒それ
ぞれの第四級水酸化アンモニウム水溶液を体積比で20
%含んだ12MのNaOH水溶液2mlとをそれぞれ混
ぜ合わせて、常温で、かつ酸素の存在下で激しく攪拌し
た後の結果を示す。
【0023】反応時間は、C60が完全にフラロールに
転化し、ベンゼン溶液が無色透明になるまでに要した時
間である。なお、上記実施例の反応をアルゴンガス雰囲
気下で行うと、沈殿を生じるが、この沈殿を水と処理し
ても水溶性の化合物へは変換されない。従って実施例の
反応では、空気中の酸素による酸化反応が同時に進行し
ているとみなされる。また、上記した第四級水酸化アン
モニウム以外に、塩化アンモニウム(NH4Cl)、水
酸化マグネシウム(Mg(OH)2 )、硫酸ナトリウム
(Na2 SO4 )、硝酸ナトリウム(NaNO3 )等を
触媒として用いてみたが、いずれの場合も上記実施例に
おけるような析出物は生じなかった。
転化し、ベンゼン溶液が無色透明になるまでに要した時
間である。なお、上記実施例の反応をアルゴンガス雰囲
気下で行うと、沈殿を生じるが、この沈殿を水と処理し
ても水溶性の化合物へは変換されない。従って実施例の
反応では、空気中の酸素による酸化反応が同時に進行し
ているとみなされる。また、上記した第四級水酸化アン
モニウム以外に、塩化アンモニウム(NH4Cl)、水
酸化マグネシウム(Mg(OH)2 )、硫酸ナトリウム
(Na2 SO4 )、硝酸ナトリウム(NaNO3 )等を
触媒として用いてみたが、いずれの場合も上記実施例に
おけるような析出物は生じなかった。
【0024】
【発明の効果】酸化剤としての酸素、触媒としての第四
級水酸化アンモニウムの存在の下で、フラーレンの有機
溶媒による溶液とNaOH水溶液とを接触させることに
より、一段階の反応によって室温で短時間にフラロール
を合成することが可能であり、生成したフラロールの水
酸基の付加数を従来の報告されている値より大きくする
ことができる。実際、本発明の合成方法によって水酸基
の付加数の値が24程度に達すると、フラロールの溶解
度は非常に大きくなり、1mlの水に100mg以上溶
解するようになる。
級水酸化アンモニウムの存在の下で、フラーレンの有機
溶媒による溶液とNaOH水溶液とを接触させることに
より、一段階の反応によって室温で短時間にフラロール
を合成することが可能であり、生成したフラロールの水
酸基の付加数を従来の報告されている値より大きくする
ことができる。実際、本発明の合成方法によって水酸基
の付加数の値が24程度に達すると、フラロールの溶解
度は非常に大きくなり、1mlの水に100mg以上溶
解するようになる。
【0025】本発明の方法によって、水溶性の高いフラ
ロールを簡単に合成できるため、フラロールを中間体と
したフラーレン誘導体の合成と産業上の利用の促進、水
溶性フラロールの形成能力の差を利用したフラーレンの
分離技術の応用等が期待できる。
ロールを簡単に合成できるため、フラロールを中間体と
したフラーレン誘導体の合成と産業上の利用の促進、水
溶性フラロールの形成能力の差を利用したフラーレンの
分離技術の応用等が期待できる。
【図1】本発明による固体フラロールの赤外吸収スペク
トルを示す図である。
トルを示す図である。
【図2】本発明による固体フラロールのプロトンNMR
のスペクトルを示す図である。
のスペクトルを示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 常温かつ酸素の存在下でフラーレンを触
媒の存在のもとにアルカリ水溶液と接触させることを特
徴とするフラロールの合成方法。 - 【請求項2】 前記触媒が第四級水酸化アンモニウムで
あることを特徴とする請求項1に記載のフラロールの合
成方法。 - 【請求項3】 前記フラーレンがその内部に金属原子を
内包することを特徴とする請求項1に記載のフラロール
の合成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5208213A JPH0748302A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | フラロールの合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5208213A JPH0748302A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | フラロールの合成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0748302A true JPH0748302A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16552554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5208213A Withdrawn JPH0748302A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | フラロールの合成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0748302A (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002063917A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sony Corp | 電気化学デバイス及びその使用方法 |
JP2002151094A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-24 | Sony Corp | 燃料電池及び燃料電池システム |
JP2006241037A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Frontier Carbon Corp | フラーレン誘導体の製造方法 |
CN1312031C (zh) * | 2004-09-03 | 2007-04-25 | 中国科学院化学研究所 | 用超声波合成钆金属富勒醇Gd@C82(OH)2的方法 |
JP2007120996A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Toyo Univ | ナノ発光プローブ |
WO2008096779A1 (ja) | 2007-02-09 | 2008-08-14 | National University Corporation NARA Institute of Science and Technology | C70含有リポソームおよびその製造方法、並びにその利用 |
WO2008096763A1 (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Osaka University | 相間移動触媒およびポリ水酸化フラーレンの製造方法 |
WO2011096349A1 (ja) | 2010-02-08 | 2011-08-11 | 国立大学法人大阪大学 | フラーレン誘導体とその製造方法、並びにこれを用いたアレルゲン吸着剤 |
RU2473462C2 (ru) * | 2011-04-15 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фуллерон" | Способ получения смешанных фуллеренолов |
RU2481267C2 (ru) * | 2011-02-11 | 2013-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Биогельтек" | Способ получения фуллеренолов |
JP2013528582A (ja) * | 2010-04-28 | 2013-07-11 | コリア リサーチ インスティテュート オブ バイオサイエンス アンド バイオテクノロジー | 水溶性蛍光フラーレン誘導体及びその製造方法 |
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CN104555977A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-29 | 河南农业大学 | 一种富勒醇的制备方法 |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP5208213A patent/JPH0748302A/ja not_active Withdrawn
Cited By (17)
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WO2008096779A1 (ja) | 2007-02-09 | 2008-08-14 | National University Corporation NARA Institute of Science and Technology | C70含有リポソームおよびその製造方法、並びにその利用 |
JP5250433B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2013-07-31 | 国立大学法人大阪大学 | 相間移動触媒およびポリ水酸化フラーレンの製造方法 |
WO2011096349A1 (ja) | 2010-02-08 | 2011-08-11 | 国立大学法人大阪大学 | フラーレン誘導体とその製造方法、並びにこれを用いたアレルゲン吸着剤 |
US8957261B2 (en) | 2010-02-08 | 2015-02-17 | Osaka University | Method for producing partially halogenated, hydroxylated fullerene |
US8987526B2 (en) | 2010-02-08 | 2015-03-24 | Osaka University | Partially halogenated, hydroxylated fullerene and allergen adsorbent using the same |
JP2013528582A (ja) * | 2010-04-28 | 2013-07-11 | コリア リサーチ インスティテュート オブ バイオサイエンス アンド バイオテクノロジー | 水溶性蛍光フラーレン誘導体及びその製造方法 |
RU2481267C2 (ru) * | 2011-02-11 | 2013-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Биогельтек" | Способ получения фуллеренолов |
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