JPS609492B2 - ジグリコ−ル酸の製造方法 - Google Patents
ジグリコ−ル酸の製造方法Info
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- JPS609492B2 JPS609492B2 JP50050719A JP5071975A JPS609492B2 JP S609492 B2 JPS609492 B2 JP S609492B2 JP 50050719 A JP50050719 A JP 50050719A JP 5071975 A JP5071975 A JP 5071975A JP S609492 B2 JPS609492 B2 JP S609492B2
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- acid
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ジェチレングリコール(以下、DECと略記
する)を含酸素ガスにより酸化してジグリコール酸を製
造する新規な方法に関する。
する)を含酸素ガスにより酸化してジグリコール酸を製
造する新規な方法に関する。
より詳細には、DECの含酸素ガスで酸化するに際し、
貴金属触媒の存在下、反応開始時の反応液のpHを3以
下として酸化を行うことを特徴とする遊離のジグリコー
ル酸を製造する方法に関する。従来、ジェチレングリコ
ールの酸化によりジグリコール酸を得るには■酸化剤と
して硝酸等の酸化試薬を用いる方法、■含酸素ガスを酸
化剤に用いる方法、とが知られている。
貴金属触媒の存在下、反応開始時の反応液のpHを3以
下として酸化を行うことを特徴とする遊離のジグリコー
ル酸を製造する方法に関する。従来、ジェチレングリコ
ールの酸化によりジグリコール酸を得るには■酸化剤と
して硝酸等の酸化試薬を用いる方法、■含酸素ガスを酸
化剤に用いる方法、とが知られている。
しかしながら、■の方法は反応に供するDEGIモルに
対して6〜8モルの多量の硝酸が必要であり、硝酸水溶
液からの生成物の分離も困難であり、かつ多量のスチー
ムを必要とするなど多くの欠点がある。
対して6〜8モルの多量の硝酸が必要であり、硝酸水溶
液からの生成物の分離も困難であり、かつ多量のスチー
ムを必要とするなど多くの欠点がある。
また、■の方法は触媒の存在下アルカリ性水溶液中で酸
化反応を行っているため、生成物はジグリコール酸のア
ルカリ金属塩である。したがって、この方法では直接遊
離の状態の酸を製造することは全く不可能であり、遊離
の酸を得るためには酸による中和を必要とする欠点があ
った。本発明の目的とするところは、上記のような欠点
のないジグリコール酸を直接遊離の酸として生成せしめ
る方法を提供することにある。
化反応を行っているため、生成物はジグリコール酸のア
ルカリ金属塩である。したがって、この方法では直接遊
離の状態の酸を製造することは全く不可能であり、遊離
の酸を得るためには酸による中和を必要とする欠点があ
った。本発明の目的とするところは、上記のような欠点
のないジグリコール酸を直接遊離の酸として生成せしめ
る方法を提供することにある。
従来、アルコールの空気酸化は中性乃至アルカリ性での
みカルボン酸にまで進行し、中性乃至酸性では反応がア
ルデヒドの段階で停止してカルポン酸に移行せず、アル
デヒドの収率も低いことが知られている。
みカルボン酸にまで進行し、中性乃至酸性では反応がア
ルデヒドの段階で停止してカルポン酸に移行せず、アル
デヒドの収率も低いことが知られている。
これに関しては、例えば、NewerMethodof
PreparatveOrganicchemistひ
第2巻 303頁、Academic Press
New york&山ndon(1963)等の文献に
記載されている。本発明者はDEGの含酸素ガスによる
酸化を詳細に研究した結果、ジグリコール酸生成には反
応溶液のpHが重要な影響を及ぼし、反応溶液のPHを
3以下の強酸性領域に保つようにして、酸化を行なうと
、高純度のジグリコール酸が容易に遊離の酸の状態で生
成することを見出し、本発明を完成するに至った。反応
液のpHが3より弱酸性の領域、すなわちpHが3〜7
で酸化反応を行うと、反応生成物は蟻酸、修酸、酢酸、
グリコール酸等の混合物であって、ジグリコール酸は全
く生成しないか、生成しても痕跡量である。
PreparatveOrganicchemistひ
第2巻 303頁、Academic Press
New york&山ndon(1963)等の文献に
記載されている。本発明者はDEGの含酸素ガスによる
酸化を詳細に研究した結果、ジグリコール酸生成には反
応溶液のpHが重要な影響を及ぼし、反応溶液のPHを
3以下の強酸性領域に保つようにして、酸化を行なうと
、高純度のジグリコール酸が容易に遊離の酸の状態で生
成することを見出し、本発明を完成するに至った。反応
液のpHが3より弱酸性の領域、すなわちpHが3〜7
で酸化反応を行うと、反応生成物は蟻酸、修酸、酢酸、
グリコール酸等の混合物であって、ジグリコール酸は全
く生成しないか、生成しても痕跡量である。
一方、反応液のpHが7よりアルカリ領域ではジグリコ
ール酸の塩のみが生成し、遊離の酸の状態としてジグI
Jコール酸を直接得ることは不可能である。本発明は、
従釆、アルコールの接触空気酸化によるカルボン酸の合
成において、不適当とされていた中性乃至酸性領域のう
ち極端に低いpH領域での反応を詳細に研究した結果、
意外にも、pH3以下の強酸性領域でDEGの接触空気
酸化が進行し副反応を全く伴わずに高収率でジグリコー
ル酸の生成が起ることを見出したことに基くものである
。
ール酸の塩のみが生成し、遊離の酸の状態としてジグI
Jコール酸を直接得ることは不可能である。本発明は、
従釆、アルコールの接触空気酸化によるカルボン酸の合
成において、不適当とされていた中性乃至酸性領域のう
ち極端に低いpH領域での反応を詳細に研究した結果、
意外にも、pH3以下の強酸性領域でDEGの接触空気
酸化が進行し副反応を全く伴わずに高収率でジグリコー
ル酸の生成が起ることを見出したことに基くものである
。
本発明の従釆法に比しての優れた特徴は、■反応後の溶
液から触媒を炉別するのみで高純度のジグリコール酸水
溶液が得られ、■固体のジグリコール酸が必要な場合は
反応水溶液を蒸発させるのみで白色固体状の生成物が取
得出来、■硝酸のような高価な酸化剤を必要とせず、■
反応による公害物質の排出がなく無公害のクロ−ズドプ
ロセスとなる等の点である。
液から触媒を炉別するのみで高純度のジグリコール酸水
溶液が得られ、■固体のジグリコール酸が必要な場合は
反応水溶液を蒸発させるのみで白色固体状の生成物が取
得出来、■硝酸のような高価な酸化剤を必要とせず、■
反応による公害物質の排出がなく無公害のクロ−ズドプ
ロセスとなる等の点である。
本発明の方法において用いられる貴金属を含有する触媒
としては、公知の貴金属触媒、例えば白金、ルテニウム
、パラジウム、ロジウム、レニウム、オスミウムおよび
イリジウムからなる群から選ばれた金属または金属酸化
物の1種または2種以上の混合物があげられる。
としては、公知の貴金属触媒、例えば白金、ルテニウム
、パラジウム、ロジウム、レニウム、オスミウムおよび
イリジウムからなる群から選ばれた金属または金属酸化
物の1種または2種以上の混合物があげられる。
これらの触媒のうち、白金およびルテニウムが特に有用
であり、この白金および又はルテニウムを触媒とする場
合は、/ぐラジウム、ロジウム「レニウム、オスミウム
およびイリジウムを除く他の金属または金属酸化物の1
種または2種以上との混合物として用いることもできる
。このような他の金属または金属酸化物のうち「比較的
有用なものとして、周期律表の〔1〕B族の銅、銀およ
び金、〔ロ〕A族のベリリウムおよびマグネシウム、〔
ロ〕B族の亜鉛およびカドミウム、〔m〕B族のガリウ
ムおよびタリウム、〔W〕A族のチタニウムおよびジル
コニウム、〔W〕B族のゲルマニウム、錫および鉛、〔
V〕A族のバナジウム、〔V〕B族のアンチモンおよび
ビスマス、〔W〕A族のクロミウム、モリプテンおよび
タングステン、〔W〕B族のセレニウム、〔肌〕A族の
鉄、コバルトおよびニッケル、ならびにその他トリウム
およびウラニウム、が用いられる。
であり、この白金および又はルテニウムを触媒とする場
合は、/ぐラジウム、ロジウム「レニウム、オスミウム
およびイリジウムを除く他の金属または金属酸化物の1
種または2種以上との混合物として用いることもできる
。このような他の金属または金属酸化物のうち「比較的
有用なものとして、周期律表の〔1〕B族の銅、銀およ
び金、〔ロ〕A族のベリリウムおよびマグネシウム、〔
ロ〕B族の亜鉛およびカドミウム、〔m〕B族のガリウ
ムおよびタリウム、〔W〕A族のチタニウムおよびジル
コニウム、〔W〕B族のゲルマニウム、錫および鉛、〔
V〕A族のバナジウム、〔V〕B族のアンチモンおよび
ビスマス、〔W〕A族のクロミウム、モリプテンおよび
タングステン、〔W〕B族のセレニウム、〔肌〕A族の
鉄、コバルトおよびニッケル、ならびにその他トリウム
およびウラニウム、が用いられる。
上記した触媒は、それを損体に担持させないで使用する
ことも出来るが、通常は、金属または金属酸化物などよ
り成る触媒の担体として用いられる担体、例えば活性炭
、アルミナゲル、ゼオラィト、無機または有機イオン交
換体等の担体に担持させたものが用いられる。
ことも出来るが、通常は、金属または金属酸化物などよ
り成る触媒の担体として用いられる担体、例えば活性炭
、アルミナゲル、ゼオラィト、無機または有機イオン交
換体等の担体に担持させたものが用いられる。
このような触媒におし、て、担体に担持される金属また
は金属酸化物の担持量は、白金、ルテニウム、パラジウ
ム、ロジウム、レニウム、オスミウムおよびイリジウム
などの単体または混合物の量として、通常、0.1〜2
0重量%の範囲であり、好ましくは0.5〜5重量%の
範囲である。上言己した触媒は通常用いられている触媒
の調製方法、例えば、Berkman、Monell、
およびEgoff著、‘Catalysis’Rein
hold P肋船hingCorporation、N
.Y.(1940)に詳述されている方法により調製さ
れる。
は金属酸化物の担持量は、白金、ルテニウム、パラジウ
ム、ロジウム、レニウム、オスミウムおよびイリジウム
などの単体または混合物の量として、通常、0.1〜2
0重量%の範囲であり、好ましくは0.5〜5重量%の
範囲である。上言己した触媒は通常用いられている触媒
の調製方法、例えば、Berkman、Monell、
およびEgoff著、‘Catalysis’Rein
hold P肋船hingCorporation、N
.Y.(1940)に詳述されている方法により調製さ
れる。
触媒金属を還元して用いる場合の還元方法としては上記
の書物に記されている以外に、アルカリ金属又はアルカ
リ士類金属のアルコラート、およびソジウムナフタライ
ドによる方法等も適用し得る。一方、金属の状態で用い
る場合は、通常の金属状態のほかに、クラスター金属の
ような状態でもよい。触媒の使用量はバッチ式反応の例
で示すと反応に供するDEGに対し、通常、0.1〜5
の重量%の範囲である。
の書物に記されている以外に、アルカリ金属又はアルカ
リ士類金属のアルコラート、およびソジウムナフタライ
ドによる方法等も適用し得る。一方、金属の状態で用い
る場合は、通常の金属状態のほかに、クラスター金属の
ような状態でもよい。触媒の使用量はバッチ式反応の例
で示すと反応に供するDEGに対し、通常、0.1〜5
の重量%の範囲である。
本発明の方法において、反応はpH3以下の強酸性水溶
液中で実施する。
液中で実施する。
したがって、反応に用いる溶媒は、通常、水であって、
水に可溶の有機溶媒を水と混合して用いることも出釆る
。反応に供するDECの溶媒中の濃度は1〜30重量%
範囲が好ましい。
水に可溶の有機溶媒を水と混合して用いることも出釆る
。反応に供するDECの溶媒中の濃度は1〜30重量%
範囲が好ましい。
DEC、溶媒および触媒を含有する反応液のpHは反応
開始時において、州3以下に調整する。
開始時において、州3以下に調整する。
反応が進行しジグリコール酸が生成すると反応液のpH
は反応開始時に設定したpH値よりも強酸性側に移行す
る。しかし、反応液のpHは、反応中、pH3以下の特
定された値にとくに調節する必要はない。反応開始後の
pH値を上記した値に設定するために、通常は、反応液
中に酸を添加する。
は反応開始時に設定したpH値よりも強酸性側に移行す
る。しかし、反応液のpHは、反応中、pH3以下の特
定された値にとくに調節する必要はない。反応開始後の
pH値を上記した値に設定するために、通常は、反応液
中に酸を添加する。
用いる酸は塩酸等の無機、あるいはジグリコール酸等の
有機の酸であって、反応開始時に添加すると酸として反
応液中にジグリコール酸を添加する場合には生成物中に
不純物が混入する心配がなく好都合である。反応液pH
を3より強酸性に保つことにより、副反応を伴わずに、
酸化生成物としてジグリコール酸を選択的に与える。
有機の酸であって、反応開始時に添加すると酸として反
応液中にジグリコール酸を添加する場合には生成物中に
不純物が混入する心配がなく好都合である。反応液pH
を3より強酸性に保つことにより、副反応を伴わずに、
酸化生成物としてジグリコール酸を選択的に与える。
しかしながら、反応液のpHが7〜3の範囲では、酸化
生成物はグリコール酸、修酸、酢酸、蟻酸等の混合物で
あって、ジグリコール酸の生成は痕跡量である。反応温
度は室温〜200oo、好ましくは、50〜100℃の
範囲である。
生成物はグリコール酸、修酸、酢酸、蟻酸等の混合物で
あって、ジグリコール酸の生成は痕跡量である。反応温
度は室温〜200oo、好ましくは、50〜100℃の
範囲である。
反応に用いる酸化剤は含酸素ガスであって、通常、酸素
または空気が用いられ、空気に酸素を混合して用いるこ
とも出来る。
または空気が用いられ、空気に酸素を混合して用いるこ
とも出来る。
反応圧力は常圧乃至30k9/c鰭の範囲が用いられる
。
。
反応圧を高めることにより反応速度を早めることが出釆
るが、30k9/泳以上では副反応が増加する。反応方
式は懸濁床または固定床であり、バッチ式または流通式
のいずれも実施出来るが、気液固の三相を含む反応であ
るので三相の接触を良好に保つようにすることが重要で
ある。
るが、30k9/泳以上では副反応が増加する。反応方
式は懸濁床または固定床であり、バッチ式または流通式
のいずれも実施出来るが、気液固の三相を含む反応であ
るので三相の接触を良好に保つようにすることが重要で
ある。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例 1
500の‘パィレックスガラス製三つ口フラスコに温度
計、空気吹込管、還流冷却器を装着して反応器として用
い、水浴にて反応温度に加熱し、下部よりマグネチック
スタラーにより鷹拝するようにした。
計、空気吹込管、還流冷却器を装着して反応器として用
い、水浴にて反応温度に加熱し、下部よりマグネチック
スタラーにより鷹拝するようにした。
上記反応器中にDEGIO.6夕、触媒として靴t%の
白金を担持した活性炭粉末2.5夕、蒸留水180夕を
加え、反応液pHを3より強酸性に保つためにジグリコ
ール酸を1.5タ添加し、反応液のpHを2.1とした
。
白金を担持した活性炭粉末2.5夕、蒸留水180夕を
加え、反応液pHを3より強酸性に保つためにジグリコ
ール酸を1.5タ添加し、反応液のpHを2.1とした
。
水浴により75〜8000に反応液を加熱しながら、暁
絹ガラス製のグラスボールフィルターを付けた空気吹込
管から1.3そ/minの流速で空気を吹込ながら常圧
下で2朝時間反応させた。
絹ガラス製のグラスボールフィルターを付けた空気吹込
管から1.3そ/minの流速で空気を吹込ながら常圧
下で2朝時間反応させた。
反応終了後、触媒を炉別した反応液は無色情燈であった
。
。
この反応液をロータリーバキュームェバポレーターで水
を蒸発させたところ、純白色の固体13.6夕が得られ
た。この固体のIR吸収スペクトル、および融点の測定
結果から生成物はジグリコール酸と同定された。得られ
た固体の重量から最初に添加したジグリコール酸の重量
1.5夕を減じたもの、すなわち12.1夕がDECの
酸化で得られたジグリコール酸の重量であり、これは収
率90モル%に相当した。実施例 2 実施例1と同機の装置と反応条件で用いる触媒を、2れ
%のルテニウムを担持した炭素粉末3.0夕にかえて反
応させた。
を蒸発させたところ、純白色の固体13.6夕が得られ
た。この固体のIR吸収スペクトル、および融点の測定
結果から生成物はジグリコール酸と同定された。得られ
た固体の重量から最初に添加したジグリコール酸の重量
1.5夕を減じたもの、すなわち12.1夕がDECの
酸化で得られたジグリコール酸の重量であり、これは収
率90モル%に相当した。実施例 2 実施例1と同機の装置と反応条件で用いる触媒を、2れ
%のルテニウムを担持した炭素粉末3.0夕にかえて反
応させた。
反応により得られたジグリコール酸の重量は11.9夕
で収率は88%であった。比較例 1実施例1と同様の
装置を用い、同様の反応条件で、反応開始時のpH値の
みを変化させて実験した。
で収率は88%であった。比較例 1実施例1と同様の
装置を用い、同様の反応条件で、反応開始時のpH値の
みを変化させて実験した。
得られたカルボン酸の収率を第1表に示した。何れの反
応液も褐色に着色し副反応の多いことが認められた。
応液も褐色に着色し副反応の多いことが認められた。
第1表
洋a)酸、酢酸、その他の酸の合言直 ホ ′乙o比較
例 2実施例1と同様の装置を用い、反応開始時の反応
液のpHを変えて実験を行った。
例 2実施例1と同様の装置を用い、反応開始時の反応
液のpHを変えて実験を行った。
また、無触媒下での酸素吸収速度の測定を行なった。結
果を第2表に併記した。
果を第2表に併記した。
第2表
洋 a)反応開始時の反応液のpH
b)反応時pH調節した場合のングリ
コール酸塩としての収率
c)触媒無添加
以上実施例1および2、ならびに比較例1および2から
明らかなように、反応開始時の反応液の州を3以下に保
つことにより、pHが3を越える弱酸性領域での酸化に
おいて創生するジグリコール酸以外の酸(比較例1)の
生成を抑制して目的の遊離のジグリコール酸を得ること
ができる。
明らかなように、反応開始時の反応液の州を3以下に保
つことにより、pHが3を越える弱酸性領域での酸化に
おいて創生するジグリコール酸以外の酸(比較例1)の
生成を抑制して目的の遊離のジグリコール酸を得ること
ができる。
また、弱酸性領域における酸化反応で酸素吸収速度が極
めて大きい(比較例2)が、これらの吸収酸素はジグリ
コール酸の生成には役に立たず、比較例1から明らかな
ように副反応生成物を多く与える。さらに実施例1およ
び2、ならびに比較例2から、反応開始時において、反
応液のpHを3以下に調節した場合、ジグリコール酸は
60%を越える高い収率で得られる。
めて大きい(比較例2)が、これらの吸収酸素はジグリ
コール酸の生成には役に立たず、比較例1から明らかな
ように副反応生成物を多く与える。さらに実施例1およ
び2、ならびに比較例2から、反応開始時において、反
応液のpHを3以下に調節した場合、ジグリコール酸は
60%を越える高い収率で得られる。
これに対しpH3以上7以下の範囲では極端に低くなる
。また、比較例2の第2表に示すようにpH6.5やP
H7でアルカリで中和して反応液のpHを調節しながら
反応させると収率は高くなる。
。また、比較例2の第2表に示すようにpH6.5やP
H7でアルカリで中和して反応液のpHを調節しながら
反応させると収率は高くなる。
しかし、この場合では本願方法と異なりジグリコール酸
塩として得られるので、ジグリコール酸を製造するには
、中和行程を経て遊離の酸としなければならない。
塩として得られるので、ジグリコール酸を製造するには
、中和行程を経て遊離の酸としなければならない。
Claims (1)
- 1 ジエチレングリコールを貴金属含有触媒の存在下p
H3以下の強酸性水溶液中で含酸素ガスにより酸化する
ことを特徴とするジグリコール酸の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50050719A JPS609492B2 (ja) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | ジグリコ−ル酸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50050719A JPS609492B2 (ja) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | ジグリコ−ル酸の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS51131824A JPS51131824A (en) | 1976-11-16 |
JPS609492B2 true JPS609492B2 (ja) | 1985-03-11 |
Family
ID=12866677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50050719A Expired JPS609492B2 (ja) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | ジグリコ−ル酸の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS609492B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0411533Y2 (ja) * | 1986-06-13 | 1992-03-23 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63211251A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-02 | Kawaken Fine Chem Co Ltd | ポリエチレングリコ−ル酸の製造方法 |
-
1975
- 1975-05-13 JP JP50050719A patent/JPS609492B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0411533Y2 (ja) * | 1986-06-13 | 1992-03-23 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS51131824A (en) | 1976-11-16 |
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