JPS61178975A - γ−ブチロラクトンをマレイン酸エステル、フマル酸エステルおよび/またはコハク酸エステルの接触還元によつて製造する方法 - Google Patents
γ−ブチロラクトンをマレイン酸エステル、フマル酸エステルおよび/またはコハク酸エステルの接触還元によつて製造する方法Info
- Publication number
- JPS61178975A JPS61178975A JP60270859A JP27085985A JPS61178975A JP S61178975 A JPS61178975 A JP S61178975A JP 60270859 A JP60270859 A JP 60270859A JP 27085985 A JP27085985 A JP 27085985A JP S61178975 A JPS61178975 A JP S61178975A
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- acid ester
- butyrolactone
- hydrogenation
- ester
- catalytic reduction
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D315/00—Heterocyclic compounds containing rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom according to more than one of groups C07D303/00 - C07D313/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/86—Chromium
- B01J23/868—Chromium copper and chromium
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、無水マレイン酸もしくはマレイン酸、フマル
酸および/またはコハク酸から得られる手に入れやすい
エステルから、通常の亜クロム酸銅触媒の存在下で、γ
−ブチロラクトンを選択的に製造する方法に関する。γ
−ブチロラクトンは、中間生成物として例えばピロリド
ン、N−メチルピロリドン、N−ビニルピロリドンおよ
びメチオニンの合成に使用される既知の、市販されてい
る化学薬品である。
酸および/またはコハク酸から得られる手に入れやすい
エステルから、通常の亜クロム酸銅触媒の存在下で、γ
−ブチロラクトンを選択的に製造する方法に関する。γ
−ブチロラクトンは、中間生成物として例えばピロリド
ン、N−メチルピロリドン、N−ビニルピロリドンおよ
びメチオニンの合成に使用される既知の、市販されてい
る化学薬品である。
γ−ブチロラクトンは既知の方法で例えばマレイン酸ま
たは無水マレイン酸の水素添加によって得られるが、マ
レイン酸も無水マレイン酸も激しい腐食を生じさせる。
たは無水マレイン酸の水素添加によって得られるが、マ
レイン酸も無水マレイン酸も激しい腐食を生じさせる。
これらの既知の方法の共通の特徴は、無水マレイン酸お
よび無水コハク酸ヲ、マレイン酸、コハク酸オよびフマ
ル酸を、そして貴金属触媒を、使用することである。水
素添加の間に上記無水物は水を分離し、この水はまだ存
在する無水物を加水分解して激しい腐食作用を示すジカ
ルボン酸を生じる。ドイツ特許出願公開筒2,553,
761号明細書(=米国特許第4.096.156号明
細書)には例えばAgまたはAuおよびRu 、Rh
+Pd 、Qs 、 Irおよび/またはptおよび/
またはそれらの化合物が、触媒活性物質として開示され
ている。水素添加分解は殊に100ないし850bar
の圧力で起る。ドイツ特許出願公開筒2,602,89
4号明細書(=英国特許第1,584,136号明細書
)には、Cu触媒/Pd触媒の存在下でのマレイン酸お
よび/または無水マレイン酸の気相水素添加が記載され
ており、この気相水素添加では当然150ないし350
℃という高い温度が基質の蒸発のために必要である。
よび無水コハク酸ヲ、マレイン酸、コハク酸オよびフマ
ル酸を、そして貴金属触媒を、使用することである。水
素添加の間に上記無水物は水を分離し、この水はまだ存
在する無水物を加水分解して激しい腐食作用を示すジカ
ルボン酸を生じる。ドイツ特許出願公開筒2,553,
761号明細書(=米国特許第4.096.156号明
細書)には例えばAgまたはAuおよびRu 、Rh
+Pd 、Qs 、 Irおよび/またはptおよび/
またはそれらの化合物が、触媒活性物質として開示され
ている。水素添加分解は殊に100ないし850bar
の圧力で起る。ドイツ特許出願公開筒2,602,89
4号明細書(=英国特許第1,584,136号明細書
)には、Cu触媒/Pd触媒の存在下でのマレイン酸お
よび/または無水マレイン酸の気相水素添加が記載され
ており、この気相水素添加では当然150ないし350
℃という高い温度が基質の蒸発のために必要である。
ジカルボン酸の腐食性はこの条件で特に高い。
米国特許第8,065,24TS号明細書では、無水マ
レイン酸および無水コハク酸のほかにマレイン酸のエス
テル、コハク酸のエステルマタハフマル酸のエステルが
使用されるが、水素添加は同様に気相で触媒1部当りエ
ステル0.07部という非常にわずかな触媒装入量で、
実施例によれば主として亜クロム酸銅触媒を短時間で失
活させるような300ないし330℃という高い温度で
行われる。
レイン酸および無水コハク酸のほかにマレイン酸のエス
テル、コハク酸のエステルマタハフマル酸のエステルが
使用されるが、水素添加は同様に気相で触媒1部当りエ
ステル0.07部という非常にわずかな触媒装入量で、
実施例によれば主として亜クロム酸銅触媒を短時間で失
活させるような300ないし330℃という高い温度で
行われる。
従って本発明の課題は、水素添加中の水の脱離によって
一部分加水分解され得る酸や無水物の使用をやめる結果
腐食の問題を起さないような、又、固定床としても配置
することのできる安価な触媒で多い装入量そして比較的
低い水素圧および比較的低い温度で実施することのでき
るような、ブチロラクトンを製造する経済的な方法を見
い出すことであった。
一部分加水分解され得る酸や無水物の使用をやめる結果
腐食の問題を起さないような、又、固定床としても配置
することのできる安価な触媒で多い装入量そして比較的
低い水素圧および比較的低い温度で実施することのでき
るような、ブチロラクトンを製造する経済的な方法を見
い出すことであった。
本発明ではこの課題を、特許請求の範囲に記載した事項
によって解決する。
によって解決する。
ジカルボン酸エステル例t ハマレイン酸エステル、フ
マル酸エステルオヨヒコハク酸エステルを水素添加する
と、腐食作用を示す酸を生じない。本発明による反応条
件の選択によって、驚くべきことに、流動相での水素添
加でそして触媒1部当りエステル約0.2ないし1部と
いう多い触媒装入量で、主としてγ−ブチロラクトンが
80%をはるかに越える収率で生じ、ブタンジオール−
1,4は、水素の分圧と水素添加の温度との調節に応じ
て1%と2%との間で変動しうるわずかな生成量で生じ
るに過ぎない。通常、上記のジカルボン酸エステルを本
発明による条件で水素添加すると、ブタンジオール−1
,4がほぼ定量的収率で生じる。従って、亜クロム酸銅
を使用する場合に一水素添加の条件を適切に調節したと
しても−γ−ブチロラクトンを主生成物にすることおよ
びブタンジオール−1,4をほぼ完全に生じさせ々いこ
とが可能であるということを予期することはできなかっ
た。
マル酸エステルオヨヒコハク酸エステルを水素添加する
と、腐食作用を示す酸を生じない。本発明による反応条
件の選択によって、驚くべきことに、流動相での水素添
加でそして触媒1部当りエステル約0.2ないし1部と
いう多い触媒装入量で、主としてγ−ブチロラクトンが
80%をはるかに越える収率で生じ、ブタンジオール−
1,4は、水素の分圧と水素添加の温度との調節に応じ
て1%と2%との間で変動しうるわずかな生成量で生じ
るに過ぎない。通常、上記のジカルボン酸エステルを本
発明による条件で水素添加すると、ブタンジオール−1
,4がほぼ定量的収率で生じる。従って、亜クロム酸銅
を使用する場合に一水素添加の条件を適切に調節したと
しても−γ−ブチロラクトンを主生成物にすることおよ
びブタンジオール−1,4をほぼ完全に生じさせ々いこ
とが可能であるということを予期することはできなかっ
た。
連続的に水素添加しても回分的に水素添加しても100
%までの変換率を得ることができる。
%までの変換率を得ることができる。
ジカルボン酸エステルを無水物または酸から製造するた
めに殊にメタノール、エタノール、フロパノール、n−
ブタノールまたはi−ブタノールを使用する。もっと高
級のアルコールを使用することは、可能であるが水素添
加装置に大きな非経済的な負荷をかける。水素添加の終
了後にアルコールを分離してエステル化工程に再び供給
する。無水物は大規模に、例えば軟化剤の製造のために
、エステル化される。既知のエステル化工程は、はぼ1
00%の変換率を可能にし、実施の際に問題を生じない
。得られた粗製エステルは次にじかに流動相で水素添加
することができる。
めに殊にメタノール、エタノール、フロパノール、n−
ブタノールまたはi−ブタノールを使用する。もっと高
級のアルコールを使用することは、可能であるが水素添
加装置に大きな非経済的な負荷をかける。水素添加の終
了後にアルコールを分離してエステル化工程に再び供給
する。無水物は大規模に、例えば軟化剤の製造のために
、エステル化される。既知のエステル化工程は、はぼ1
00%の変換率を可能にし、実施の際に問題を生じない
。得られた粗製エステルは次にじかに流動相で水素添加
することができる。
水素添加触媒としては、通常の市販されている亜クロム
酸銅触媒を使用することができ、この亜クロム酸銅触媒
は、例えば30ないし50重量%のCub、80ないし
60重量%のCr2O5およびOないし10重量%のB
aOを含有していることができる。バリウムを含有する
亜クロム酸銅触媒を使用するのが特に好ましい。水素添
加の温度は、180℃から260℃までの間、殊に20
0ないし240℃である。1ないし12bar、殊に2
ないし10bar、特に3ないし8barの水素圧は、
97%以上の変換率を得るのに十分である。
酸銅触媒を使用することができ、この亜クロム酸銅触媒
は、例えば30ないし50重量%のCub、80ないし
60重量%のCr2O5およびOないし10重量%のB
aOを含有していることができる。バリウムを含有する
亜クロム酸銅触媒を使用するのが特に好ましい。水素添
加の温度は、180℃から260℃までの間、殊に20
0ないし240℃である。1ないし12bar、殊に2
ないし10bar、特に3ないし8barの水素圧は、
97%以上の変換率を得るのに十分である。
塊状のまたは錠剤に成形した触媒を装入する固定床反応
器を使用することは、一般に回分的にだけ運転すること
のできるかく拌反応器を使用するよりも経済的に有利で
ある。しかし、オートクレーブで粉末状の亜クロム酸銅
触媒の存在下で行うことも、特別の事情がそれを必要と
する場合には、できる。
器を使用することは、一般に回分的にだけ運転すること
のできるかく拌反応器を使用するよりも経済的に有利で
ある。しかし、オートクレーブで粉末状の亜クロム酸銅
触媒の存在下で行うことも、特別の事情がそれを必要と
する場合には、できる。
本発明による方法は、使用原料をたやすく手に入れるこ
とができ且つ水素との反応で腐食性媒質例えば無水マレ
イン酸が生じないという長所をもつ。
とができ且つ水素との反応で腐食性媒質例えば無水マレ
イン酸が生じないという長所をもつ。
驚くべきことに、本発明による条件でだけ高収率が得ら
れる。もつと高い圧力例えば800 barでは、95
.7%のブタンジオール−1,4のほかにほんの0.4
%のγ−ブチロラクトンが得られるに過ぎない(比較例
Aを参照)。融解した無水マレイン酸を水素添加する場
合には、もっと低い収率と腐食になるが、その場合には
触媒および装置が攻撃される(比較例Bを参照)。
れる。もつと高い圧力例えば800 barでは、95
.7%のブタンジオール−1,4のほかにほんの0.4
%のγ−ブチロラクトンが得られるに過ぎない(比較例
Aを参照)。融解した無水マレイン酸を水素添加する場
合には、もっと低い収率と腐食になるが、その場合には
触媒および装置が攻撃される(比較例Bを参照)。
例1
触媒光てん量が400m1である高圧流通反応装置(長
さ120cm、φ24 mm 、同心の熱管φl Q
mm )に、80mVhのマレイン酸ジインブチルエス
テルを230℃および8barの全圧で供給する。触媒
として、商業上の通常の(::uCr−触媒(例えばC
u042%、Cr2O340%、BaO8%)を使用す
る。水素添加は、流動相で行われる。インブタノールを
含有していない水素添加排出物は、0.5%の前留分の
ほかに、3,5%のn−ブタノール、84%のγ−ブチ
ロラクトン、10%のブタンジオール−1,4,0,1
%のジブタンジオールエーテルおよび1%のエステルを
含有している。
さ120cm、φ24 mm 、同心の熱管φl Q
mm )に、80mVhのマレイン酸ジインブチルエス
テルを230℃および8barの全圧で供給する。触媒
として、商業上の通常の(::uCr−触媒(例えばC
u042%、Cr2O340%、BaO8%)を使用す
る。水素添加は、流動相で行われる。インブタノールを
含有していない水素添加排出物は、0.5%の前留分の
ほかに、3,5%のn−ブタノール、84%のγ−ブチ
ロラクトン、10%のブタンジオール−1,4,0,1
%のジブタンジオールエーテルおよび1%のエステルを
含有している。
残りは中間留分である。
例2
例1と同様に行うが、水素添加温度を250℃に上げる
。イソブタノールを含有していない水素添加排出物は、 0.9%の前留分 8.8%のn−ブタノール 78.3%の7−ブチロラクトン 9.4%のブタンジオール−1,4 0,4%のジブタンジオールエーテル 1.2%の中間留分 <0.1%のエステル を含有している。
。イソブタノールを含有していない水素添加排出物は、 0.9%の前留分 8.8%のn−ブタノール 78.3%の7−ブチロラクトン 9.4%のブタンジオール−1,4 0,4%のジブタンジオールエーテル 1.2%の中間留分 <0.1%のエステル を含有している。
例3
例1と同様に行うが、温度を210℃に下げる。
イソブタノールを含有していない水素添加排出物は、次
のものから組成されている: 0.7%の前留分 3.4%のn−ブタノール 71.8%のγ−ブチロラクトン 7.2%のブタンジオール−1,4 0,3%のジブタンジオールエーテル 0.9%の中間留分 16.7%のエステル 例4 例1と同様に行うが、圧力を3 barに下げる。
のものから組成されている: 0.7%の前留分 3.4%のn−ブタノール 71.8%のγ−ブチロラクトン 7.2%のブタンジオール−1,4 0,3%のジブタンジオールエーテル 0.9%の中間留分 16.7%のエステル 例4 例1と同様に行うが、圧力を3 barに下げる。
イソブタノールを含有していない水素添加排出物は次の
ものから成っている: 0.7%の前留分 5.8%のn−ブタノール 85.2%のγ−ブチロラクトン 1.1%のブタンジオール−1,4 0,4%のジブタンジオールエーテル 6.1%のエステル 0.7%の中間留分 例5 例1と同様に行うが、圧力を12 barに上げる。
ものから成っている: 0.7%の前留分 5.8%のn−ブタノール 85.2%のγ−ブチロラクトン 1.1%のブタンジオール−1,4 0,4%のジブタンジオールエーテル 6.1%のエステル 0.7%の中間留分 例5 例1と同様に行うが、圧力を12 barに上げる。
この場合、イソブタノールを含有していない次の排出物
が生じる。
が生じる。
t、oXの前留分
3.9%のn−ブタノール
83.4%のγ−ブチロラクトン
9.3%のブタンジオール−1,4
0,4%のジブタンジオールエーテル
1、1 !Xのエステル
0.9%の中間留分
比較例A
例1と同様に行うが、圧力を300barに上げる。
インブタノールを含有していない水素添加排出物は、次
のものから成っている: 0.8%の前留分 1.6%のn−ブタノール 0.4%のγ−ブチロラクトン 95.7%のブタンジオール−1,4 0,2%のエステル 1.3%の中間留分 例6 例1と同様に行うが、マレイン酸ジイソブチルエステル
の代りにフマル酸ジイソブチルエステルを使用する。得
られた水素添加排出物は、次のものから組成されている
: 0.6%の前留分 4.2%のn−ブタノール 82.3%のγ−ブチロラクトン 11.4%のブタンジオール−1,4 0,3%のジブタンジオールエーテル 1.2%のエステル 例7 例1と同様に行うが、マレイン酸ジインブチ/l/ x
ステルの代シにコハク酸ジイソブチルエステルを使用
する。水素添加排出物は、次の組成をもっている: 0.4%の前留分 3.8%のn−ブタノール 84.6%のγ−ブチロラクトン 9.9%のブタンジオール−1,4 0,4%のジブタンジオールエーテル 0.9%のエステル 前記の踏倒においてジインブチルエステルの代りに相当
するジメチルエステル、ジエチルエステル、ジ−n−プ
ロピルエステル、ジインブチルエステルオヨQ: ’)
−n−ブチルエステル並びにそれらの混合物を使用す
る場合には匹敵する結果が得られる。
のものから成っている: 0.8%の前留分 1.6%のn−ブタノール 0.4%のγ−ブチロラクトン 95.7%のブタンジオール−1,4 0,2%のエステル 1.3%の中間留分 例6 例1と同様に行うが、マレイン酸ジイソブチルエステル
の代りにフマル酸ジイソブチルエステルを使用する。得
られた水素添加排出物は、次のものから組成されている
: 0.6%の前留分 4.2%のn−ブタノール 82.3%のγ−ブチロラクトン 11.4%のブタンジオール−1,4 0,3%のジブタンジオールエーテル 1.2%のエステル 例7 例1と同様に行うが、マレイン酸ジインブチ/l/ x
ステルの代シにコハク酸ジイソブチルエステルを使用
する。水素添加排出物は、次の組成をもっている: 0.4%の前留分 3.8%のn−ブタノール 84.6%のγ−ブチロラクトン 9.9%のブタンジオール−1,4 0,4%のジブタンジオールエーテル 0.9%のエステル 前記の踏倒においてジインブチルエステルの代りに相当
するジメチルエステル、ジエチルエステル、ジ−n−プ
ロピルエステル、ジインブチルエステルオヨQ: ’)
−n−ブチルエステル並びにそれらの混合物を使用す
る場合には匹敵する結果が得られる。
」コ辷蝕1
例1に記載した触媒の上へ、同一の装置で210℃およ
び8barの全圧で、80 ml!7 hの溶融、無水
マレイン酸を導く9水素添加排出物は、溶かし出された
触媒の成分(100ppmのCr2O3,21ppmの
CuO:装置から出た7ppmのFe20s )によっ
て生じた緑色をしている。この排出物は、次のものから
組成されている: 11.9%のH2O 0,2%の前留分 8.4%のテトラヒドロフラン 47.9%のγ−ブチロラクトン 7.2%のブタンジオール−1,4 10,3%の無水コハク酸 2.7%のエステル 1.8%のブトキシコハク酸ジーn−ブチルエステル2
.1%の中間留分 7.5%の二ノ・り酸
び8barの全圧で、80 ml!7 hの溶融、無水
マレイン酸を導く9水素添加排出物は、溶かし出された
触媒の成分(100ppmのCr2O3,21ppmの
CuO:装置から出た7ppmのFe20s )によっ
て生じた緑色をしている。この排出物は、次のものから
組成されている: 11.9%のH2O 0,2%の前留分 8.4%のテトラヒドロフラン 47.9%のγ−ブチロラクトン 7.2%のブタンジオール−1,4 10,3%の無水コハク酸 2.7%のエステル 1.8%のブトキシコハク酸ジーn−ブチルエステル2
.1%の中間留分 7.5%の二ノ・り酸
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、γ−ブチロラクトンをマレイン酸エステル、フマル
酸エステルもしくはコハク酸エステルまたはそれらの混
合物の接触還元によって製造する方法において、前記エ
ステルを亜クロム酸銅触媒の存在下で流動相で1ないし
12barの水素圧および180ないし260℃の温度
で水素添加することを特徴とする方法。 2、バリウムを含有する亜クロム酸銅触媒の存在下で水
素添加する、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、2ないし10bar、殊に3ないし8barの水素
圧で水素添加する、特許請求の範囲第1項または第2項
記載の方法。 4、200ないし240℃の温度で水素添加する、特許
請求の範囲第1項から第3項までのいずれかに記載の方
法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3444107 | 1984-12-04 | ||
DE3444107.7 | 1984-12-04 | ||
DE3510569.0 | 1985-03-23 | ||
DE3510569 | 1985-03-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61178975A true JPS61178975A (ja) | 1986-08-11 |
Family
ID=25827033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60270859A Pending JPS61178975A (ja) | 1984-12-04 | 1985-12-03 | γ−ブチロラクトンをマレイン酸エステル、フマル酸エステルおよび/またはコハク酸エステルの接触還元によつて製造する方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0184055A1 (ja) |
JP (1) | JPS61178975A (ja) |
ES (1) | ES8605794A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2874017B2 (ja) * | 1990-02-09 | 1999-03-24 | 東燃株式会社 | γ―ブチロラクトンの製造方法 |
DE4203527A1 (de) * | 1992-02-07 | 1993-08-12 | Akzo Nv | Verfahren zur herstellung von pyrrolidon und n-alkylpyrrolidonen |
DE4326692A1 (de) * | 1993-08-10 | 1995-02-16 | Akzo Nobel Nv | Verfahren zur Herstellung von gamma-Butyrolacton |
DE102008026208A1 (de) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Süd-Chemie AG | Verfahren zur Herstellung kupfer- und chromhaltiger Mischoxide |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3065243A (en) * | 1962-11-20 | Reduction of dicarboxylic acid esters | ||
DD123746A5 (ja) * | 1975-01-15 | 1977-01-12 |
-
1985
- 1985-11-16 EP EP85114559A patent/EP0184055A1/de not_active Ceased
- 1985-12-03 JP JP60270859A patent/JPS61178975A/ja active Pending
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