JPH0273038A - o―トルイル酸の蒸留による回収方法 - Google Patents

o―トルイル酸の蒸留による回収方法

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JPH0273038A
JPH0273038A JP17821789A JP17821789A JPH0273038A JP H0273038 A JPH0273038 A JP H0273038A JP 17821789 A JP17821789 A JP 17821789A JP 17821789 A JP17821789 A JP 17821789A JP H0273038 A JPH0273038 A JP H0273038A
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JP
Japan
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distillation
toluic acid
acid
xylene
formula
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JP17821789A
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Albert Schnatterer
アルベルト・シユナツテラー
Helmut Fiege
ヘルムート・フイーゲ
Wolfgang Dr Richter
ボルフガング・リヒター
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Bayer AG
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/43Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C51/44Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation by distillation
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/487Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by treatment giving rise to chemical modification

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は0−キシレンの酸素による酸化によって得られ
た反応混合物からo−トルイル酸を蒸留によって回収す
る方法に関する。
本発明を要約すれば、o−トルイル酸は0−キシレンの
酸素による酸化において生成された反応混合物から、も
し純粋なO−トルイル酸を含有する蒸留留分を70〜3
00ミリバールの範囲の圧力で除去しそして予めこの蒸
留八代 %式% (ここでR1は本明細書中に記載の意味を有す)の化合
物を添加しておくならば、蒸留によって回収することが
できる。
0−トルイル酸を遷移金属触媒の存在下にo −キシレ
ンの酸素による酸化によって製造する方法は何回も記載
されている(例えば特開昭56−156.232号、同
50−49,247号)。反応は通常溶剤の添加または
添加なしに液相で行なわれ、この反応は過剰酸化を避け
るため、0−キシレンの部分的変換の後中断される。特
定の工程変型に依存して、反応混合物は未反応の0−キ
シレンの他に少量または多量の0−トルイル酸ならびに
部分酸化された化合物(例えばo−トリル−アルコール
及びo−トリルアルデヒド)、過剰酸化された化合物(
例えばフタライド、2−カルボキシベンズアルデヒド、
フタル酸及び無水フタル酸)及び二次反応生成物(例え
ばフタレートモノ−〇−トリル及びo−)ツル0−トル
エート)を含有する。もし酸化が溶剤中で行なわれるな
らば、溶剤との反応に基づく生成物もまた形成されうる
溶剤が酢酸である場合、例えば0−トリルアセテートが
形成されうる。
各種の生成物は純粋なo−トルイル酸の単離を著しく複
雑化する。その上、部分酸化された化合物、例えば0−
トリルアルコール及び0−トリルアルデヒドもまた反応
混合物から0−キシレンと共に酸化工程へ返還供給でき
るように分離することが望ましい。
0−キシレンの酸化による反応混合物から〇−トルイル
酸を単離するために知られた方法は木質的手段として結
晶化を利用するものである。米国特許第3,607,9
20号には、反応混合物を濃縮した後0−トルイル酸を
結晶化によって反応混合物から分離する方法が記載され
ている。特開昭56−55341号によれば、低埠点成
分を蒸留除去した後、反応混合物をキシレンから再結晶
する。2回の結晶の工程の後、o−トルイル酸は純度9
9.2%である。次いで母液をアルカリ水溶液で処理し
そして有機成分を酸化工程へ返還供給する。これらの方
法の欠点は不満足な収量、複雑な工程段階及び重金属及
び有機物で汚染された排液の生成である。
0−キシレンの連続酸化による0−トルイル敢製造のた
めのもう一つの方法が特開昭56−156.232号に
記載されている。仕上げ処理は蒸留によって行なわれ、
純度99%の0−トルイル酸が得られる。蒸留仕上げを
用いて原則的には上記した諸問題は回避されるけれども
、0−キシレンの酸化による反応混合物の最良の仕上げ
処理へと導きそれによって0−トルイル酸が出来るだけ
定量的に得られモして0−トリルアルコール及び0−)
リルアルデヒドが出来るだけ定量的に返還供給されるこ
とが保証される工業的生産のために利用しうる解決法は
与えられていない。
今や、酸素による0−キシレンの酸化において生成され
る反応混合物から0−トルイル酸を蒸留により回収する
に当り、もし純粋な0−トルイル酸を含有する蒸留留分
を70〜300ミリバールの範囲の圧力において除去し
そしてその際予め、蒸留釜溜め中に存在する7タル酸ま
たはフタル酸誘導体の1モル当り1〜15NH,当量の
式%式%() (式中、R1はH,CI、Br、○H,CN、NH!、
C0NH,、NHCONH,、R2、NHR’OR”、
COR”  SO!R”また1iCONI−[R”t−
あられし、ここで R2は直鎖または分枝C3〜C3゜アルキル、Ca〜C
1!ミルC1!アリール〜CIOアラルキルをあられし
、ここでR1はC0OH,C,〜C,アルコキシ、OH
及び/またはNH(C,〜C12アルキレンーNH)、
−Hで置換されていることができ、nは0〜8の数をあ
られす) の化合物の−またはそれ以上を蒸留釜底の材料へ添加す
るならば、o−トルイル酸は非常に高い収量及び純度を
もって回収できることが見出された。
0−キシレンのo −トルイル酸への酸化によって生成
されモしてo−トルイル酸の他に上記した種類の付加的
化合物を含有する反応混合物は、本発明方法における蒸
留のために使用することができる。そのような反応混合
物は液相または気相において得ることができる。溶剤ま
たは希釈剤を用いまたは用いずに重金属化合物の触媒量
の存在下に液相で酸素による0−キシレンの酸化におい
て形成される混合物が好ましい。この種類の重金属化合
物は、例えばコバルト、マンガン、鉄、ニッケル、クロ
ム、バナジウム、銅、銀、ジルコニウム、モリブデン等
の化合物であることができ、好ましくはコバルト、マン
ガン及び/またはニッケルの化合物である。酸化のため
の溶剤または希釈剤は、例えば炭化水素、塩素化された
炭化水素、脂肪族カルボン酸その他であることができる
。しかし酸化は水の存在において2相系で行なうことも
できる。特に好ましくは、溶剤または希釈剤として低級
脂肪族カルボン酸例えば酢酸中で、重金属化合物例えば
コバルトマンガンその他の化合物の触媒量及び活性化剤
の触媒量の存在下における酸素による0−キシレンのo
−トルイル酸への酸化において形成される反応混合物を
使用することもできる。
この種の活性化剤は、例えば金属臭化物または有機臭素
化合物の如き臭素化合物、またはバラアルデヒド、アセ
トアルデヒド、メチルエチルケトンその他の如きオキン
化合物である。
本発明によるo−トルイル酸の取得方法は、式(I)の
化合物の存在において実施することに特徴がある。
直鎖または分枝C,−C,。アルキルの例としてはメチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、t−ブチル、または異性体のアミル、ヘキシル、
オクチル、デシルまたはドデシルを挙げることができる
。01〜C2゜アルキルが好ましく、C1〜C1,アル
キルが特に好ましいものとして挙げられる。
C,〜C1□アリールの例はフェニル、ナフチルまたは
ビフェニル、好ましくはフェニルが挙げられる。
C7〜C8゜アラルキルの例としてはベンジル、1〜フ
ェニル−エチル、2−フェニル−エチル、1− 2−ま
たは3−フェニループロピル、好マしくはベンジルを挙
げることができる。
上記した直鎖状または分枝状アルキル基、アリール基及
びアラルキル基はそれ自身C0OH。
C1〜04−アルコキシ例えばメトキシ、エトキシ、プ
ロポキシ、インプロポキシ、ブトキシまたはインブトキ
シにより、OHにより及び/またはNH(C,〜C1□
−アルキレンーNH,)、−Hによって、置換されてい
ることができる。この場合、02〜C1,アルキレンは
例えば1.2−エチレン、l+2−または1.3−プロ
ピレン、1.2− 1゜3−または1.4−ブチレン、
またはヘキシレン、オクチレン、デシレンまたはドデシ
レンであり、これは直鎖状または分校状でありそしてそ
のポンドは、カッコの外側または内側のNM子上のこれ
らアルキレン基の1.2− 1.3−またはα。
ω−位置の中に位置する。指数nはO〜8、好ましくは
0〜6、特に好ましくは0〜4の数をあられす。最後に
述べたこの置換によって、例えばアミノカルボン酸、エ
ーテルアミン、アミノアルコールまたはポリアミンは式
(1)に該当する。式(1)に該当するその他の物質は
脂肪族、芳香族または芳香脂肪族型の一級アミンである
。更に、アンモニア、クロロアミン、プロピアミン、ヒ
ドロキシルアミン、シアナミド、ヒドラジン、尿素、セ
ミカルバジド、置換されたヒドラジン、ヒドロキシルア
ミンエーテル、カルボキシアミド、スルホンアミド及び
置換された原素が式(1)に該当する。
式(I)の物質はそのままの形またはそれから式(1)
の物質が生成される化合物の形、例えばH,N−R’の
塩例えばその塩酸塩、それぞれのイミンまたはそれぞれ
のイミドの形、で蒸留されるべき蒸留釜溜め混合物へ添
加することができる。
好ましい一態様において、式 %式%() (式中、R”はH,OH,NH,、CON H!、NH
CONH,、R2、COR’またはC0NHR”をあら
れし、ここで R2は上記した意味を有する) の物質が使用される。
特に好ましい態様において、式 %式%([) (式中、R21は水素、直鎖または分枝C1−C2゜ア
ルキル、フェニル、ベンジルまたは−(C,〜CI!ア
ルキレンーNH)、−Hをあられし、ここでmは1〜8
の数をあられしそしてC1〜C2゜アルキル、フェニル
及びベンジルはcooi−r、c、〜C4アルコキシ及
び/または○Hで置換されていることができる) の物質が使用される。
式(III)の物質のうち強調しうるものは、式J(z
N  (C!〜C1□アルキレンーNH)、−H(IV
)、好ましくは弐H2N−(C2〜C,アルキレン−N
H)、−H(V)及び特に好ましくは式H,N−Cct
〜C4アルキレン−NH)、−H(Vl)に該当する物
質である。これらの物質はジアミン及びオリゴアミンで
あり、これは単独及び混合物としていずれも用いること
ができ、特に同族列の混合物として用いられ、これら混
合物中では常にアルキレン基は同一であるかmの値は異
なる。これら混合物は精製された形または粗製の形で用
いることができ、そしてまた例えばそのようなジー及び
オリゴアミンの回収からの蒸留釜底材料として用いるこ
ともできる。この場合指数mは1〜8、好ましくは1〜
6、特に好ましくは1〜4の数をあられす。
式Iの化合物は、フタル酸及びフタル酸誘導体例えば無
水フタル酸、七ツートリルフタレート及びその他を、0
−トルイル酸がこれら生成物の一つによって汚染される
ことを望ましいように防止する程度に、結合するのに十
分な量で添加される。
この目的のためには、式Iの化合物は存在するフタル酸
及び7タル酸誘導体のモル量に関してl〜15、好まし
くは1.1−1ONH,当量が添加される。
純粋なO−)ルイル酸を含有する蒸留留分を除去する圧
力は、本発明に従い70〜300ミリバール、好ましく
は80〜200ミリバール、特に好ましくはlOO〜1
50ミリバールに調整される。
式(I)の化合物は必ずしも圧力を70〜300ミリバ
ールの値に調整する直前に添加することを要しない、即
ち必ずしも純粋な0−トルイル酸含有蒸留留分を除去す
る直前に添加することを要しない。原則的に予め任意の
適当な時点で添加することができる。しかし好ましくは
、添加は前留分が完全に蒸留除去された時に行なわれる
当接術の専門家に知られているようにして、そのような
前留分は本発明に従い0−トルイル酸の回収の前に1ま
たはそれ以上の留分として除去される。今や更に、0−
トルイル酸及び返還供給されるべき物質の純度及び収量
を増大させるためには、前留分蒸留の過程で蒸留釜間め
の温度を最大で170℃、好ましくは最大で160℃、
特に好ましくは最大で150°Cまで増大せしめること
が見出され従ってそれは本発明による方法の一つの好ま
しい態様である。そのためには、圧力を低下、例えば1
0〜40ミリバールの範囲に低下させることが屡々必要
である。前留分を1またはそれ以上の留分として除去し
た後、そしてもし可能なら中間留分を除去した後、圧力
を上げ純0−トルイル酸回収のため本発明による範囲に
戻す。
更にまj;、前留分の除去を塩基性化合物の存在におい
て行なうことが見出され、そしてこれは本発明の付加的
の好ましい態様をあられす。可能な塩基性化合物はアン
モニア、アミン、金属水酸化物及び金属炭酸塩より成る
群からのものの一つである。アンモニア及び−級アミン
はまた式(1)、(II)または(III)に該当し、
それ故前留分を除去するための塩基性化合物と純o−ト
ルイル酸を回収するための式(T)、(n)または(I
II)の化合物とは全体として一緒に添加することがで
きそして物質が同一であることさえもできる。しかしな
がら、好ましくは塩基性化合物として二級及び/または
三級アミン及び/または金属水酸化物またはその混合物
が添加され、ここでアミンの置換基は直鎖または分校の
C,−Cアルキルまたはベンジルであることができそし
て二級または三級アミンに関しては異なる置換基を有す
ることもでき、そして金属はナトリウム、カリウムまた
はカルシウムであることかできる。挙げることのできる
例は、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジベンジ
ルアミン、トリベンジルアミン、トリス−(2−ヒドロ
キシプロピル)−アミン、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム及び/または水酸化カルシウムである。塩基性化
合物の添加量は存在する0−トルイル酸に関して0.1
−10モル%、好ましくは0.5〜5モル%である。
本発明によるo−トルイル酸の蒸留による回収方法は連
続的または回分式に行なうことができる。
この方法はまた本発明方法において使用しうる混合物を
数回に亘って蒸留する変更を加えることもでき、ここで
本発明方法における必要な手段は随時異なる複数の蒸留
に分散される。例えば、使用される混合物、所要により
強酸性のプロトンを結合するため上記量の塩基性化合物
を加えた混合物、を最初に箭単な蒸留装置を通じて減圧
下に完全に蒸留することができる。この手段によれば、
高沸点成分の分離及び最終生成物の黄変をもたらす成分
の分離が、最初に達成される。次いで蒸留物は本発明に
よる上記した方法によって晴間される。
本発明による方法は次の利点を有する:1、o−キシレ
ンの酸化から得られた粗製混合物からo−トルイル酸を
非常に高い収量で単離できる。
2、この0−)ルイル酸は99%以上の純度を有する。
3、この方法は連続的に実施することができる。
4、部分酸化された化合物(トリルアルコール及びトリ
ルアルデヒド)は高収量で得られ再循環に供することが
できる。
5、環境汚染排液は生成されない。
0−キシレン酸化からの錯雑した反応混合物からo−ト
ルイル酸がこのような高収量及び高純度で蒸留できるで
あろうことは、先行技術から予見することができないで
あろう。特に、99%以上の純度を有する。−トルイル
酸の回収が、限定された圧力範囲内でo−トルイル酸留
分を除去しそしてこの留分を除去する前にH2N基を有
する式(I)の化合物を蒸留残分に添加したとき、初め
て可能であることは予見することはできなかった筈であ
る。もし圧力が本発明による圧力の範囲を下廻るならば
(これは通常0〜トルイル酸の如き高沸点化合物の蒸留
に必要である)、そしてもし弐〇)の化合物が添加され
ないならば、純粋なo−トルイル酸の単離は不可能であ
り、このことは0−キシレン酸化からの反応混合物を式
(1)の化合物の添加なしに40ミリバールの圧力で蒸
留した比較実施例で示されている通りである。また必要
な高い蒸留温度にも拘らず、o−)ルイル酸が何らかの
分解または転位反応を示さないことも驚くべきことと認
められる。
実施例 I 高級脂肪酸のコバルト塩の存在下に空気による0−キシ
レンの酸化において生成された生成混合物を蒸留に用い
た。蒸留はV2A鋼ワイヤーのメツシュウニブ(4X4
 m111.3.600メツシュ/cmって充填された
1mX2.5ca+ミラージヤケツトカラムを通じて実
施した。還流比はto= 1であった。出発混合物の組
成及び蒸留結果を表1中にまとめる。含量のデータはガ
スクロマトグラフィー(GC)及び高圧液体クロマトグ
ラフィー(HPLC)に基づく。蒸留の開始時に使用し
た混合物に159のトリベンジルアミン及び留分3除去
後に20gのエチレンジアミンを添加した。出発混合物
中に存在した0−)ルイル酸の73.4%が主留分(留
分6)中に純度99.3%で存在する。
0〜トルイル酸の21.3%の付加的量が中間留分(留
分4.5.7及びカラム中含量)に含まれており、これ
は蒸留過程で循環させることができる。0−キシレンの
他に。−トリルアルデヒド及び0−トリルアルコールも
また前留分l〜3中に存在し、これは酸化へ返還供給さ
れる。それぞれ出発混合物中の存在Ji、 J、:関し
て93.2%の〇トリルアルデヒド及び91.7%の。
−トリルアルコールが全体的に循環することができる。
その他すべてのデータが表1中にある。
実施例 2(比較実施例) 操作は実施例1と同じであるが、相違する所は、留分2
から工程を40ミリバールの圧力で行ない、弐H,N−
R1の化合物をo−トルイル酸除去前に添加せず、そし
て塩基を蒸留開始時に添加しないことであった。すべて
の付加データは表2に記載されている。
本発明の主なる特徴及び態様は以下の通りである。
l、酸素による0−キシレンの酸化において生成された
反応混合物からo−トルイル酸を蒸留により回収する方
法において、純粋な0−トルイル酸を含有する蒸留留分
を70〜300ミリバールの範囲の圧力において除去し
そしてその際予め、蒸留釜溜め中に存在する7タル酸ま
たは7タル酸誘導体の1モル当り1〜15NH,当量の
式%式% (式中、R1はH,CI、Br、OH,CN、NH,、
C0NH,、NHCONH,、R2、NHR20R”、
COR”、SO,R2またはC0NHR2をあられし、
ここで R2は直鎖または分枝C1〜C1゜アルキル、C6〜C
1!アリールまたはC7〜C1゜アラルキルをあられし
、そしてここでR2はC0OH,C,〜C14アルコキ
シ、OH及び/またはNHCC2〜C12アルキレン−
NH)、−Hで置換されていることができ、nは0〜8
の数をあられす) の化合物の−またはそれ以上を蒸留釜底の材料へ添加す
ることを特徴とする、o  l”ルイル酸の回収方法。
2、溶剤または希釈剤を用いまたは用いることなしに液
相中で酸素による0−キシレンの酸化において生成され
た反応混合物を使用することを特徴とする、上記第1項
記載の方法。
3、活性化剤を用いまt;は用いることなしに重金属化
合物の存在において酸化が行なわれた反応混合物を使用
することを特徴とする、上記第2項記載の方法。
4、式 %式% (式中、R目はH,0H1NH□、CON H2、NH
CONH!、R”、COR”またはC0NHR”をあら
れし、ここで R2は直鎖または分枝C1〜C4゜アルキル、C1〜C
+2アリールまたはC2〜C10アラルキルをあられし
、そしてR2はC0OH,C+〜C6アルコキシ、OH
及び/またはNH(C,〜C,2アルキレンーNH)、
−Hで置換されていることができ、nはO〜8の数をあ
られす) の化合物の存在において行なうことを特徴とする、上記
第1項記載の方法。
5、式 %式% (式中、R2+は水素、直鎖まI;は分枝C3〜C2゜
アルキル、フェニル、ベンジルまたは−(C2〜Cat
アルキレン−NH)、−Hをあられし、ここでmは1〜
8の数をあられし、そして01〜C2゜アルキル、フェ
ニル及びベンジルはC0OH,C。
〜CI4アルコキシ及び/またはO)(で置換されてい
ることができる) の化合物の存在において行なうことを特徴とする、上記
第4項記載の方法。
6、式H,N−(C,〜C12アルキレンーNH)、、
−H(IV)、好ましくは弐H2N−(C!〜C6アル
キレンーNH)、−H,特に好ましくは式H,N−(C
z〜Caアルキレン−NH)、−H,ここでmは1〜8
、好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜4をあられす
、に該当するジー及びオリゴ−アミンまたはその混合物
を使用することを特徴とする上記第5項記載の方法。
7、純粋なo−)ルイル酸を含有する蒸留留分の前に、
高くとも170°C1好ましくは高くとも160°C1
特に好ましくは高くとも150℃の蒸留釜溜め温度にお
いて、前留分を−またはそれ以上の留分として除去する
ことを特徴とする、上記第1項記載の方法。
8、前留分を−またはそれ以上の留分として除去する前
に、アンモニア、アミン、金属水酸化物または金属炭酸
塩から成る群からの塩基性化合物を蒸留釜底材料へ添加
することを特徴とする、上記第7項記載の方法。
9、塩基性化合物として二級及び/または三級アミン及
び/または金属水酸化物またはその混合物を添加するこ
とを特徴とする、上記第8項記載の方法。
10−塩基性化合物を、存在する0−トルイル酸に関し
て0.1−10モル%、好ましくは0.5〜5モル%の
量で添加することを特徴とする、上記第8項記載の方法

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 酸素によるo−キシレンの酸化において生成された反応
    混合物からo−トルイル酸を蒸留により回収する方法で
    あって、純粋なo−トルイル酸を含有する蒸留留分を7
    0〜300ミリバールの範囲の圧力において除去し、そ
    してその際予め、蒸留釜溜め中に存在するフタル酸また
    はフタル酸誘導体の1モル当り1〜15NH_2当量の
    式H_2N−R^1 (式中、R^1はH、Cl、Br、OH、CN、NH_
    2、CONH_2、NHCONH_2、R^2、NHR
    ^2、OR^2、COR^2、SO_2R^2またはC
    ONHR^2をあらわし、ここで R^2は直鎖または分枝C_1〜C_3_0アルキル、
    C_6〜C_1_2アリールまたはC_7〜C_1_0
    アラルキルをあらわし、そしてここでR^2はCOOH
    、C_1〜C_1_4アルコキシ、OH及び/またはN
    H(C_2〜C_1_2アルキレン−NH)_a−Hで
    置換されていることができ、nは0〜8の数をあらわす
    ) の化合物の一またはそれ以上を蒸留釜底の物質へ添加す
    ることを特徴とする、o−トルイル酸の回収方法。
JP17821789A 1988-07-16 1989-07-12 o―トルイル酸の蒸留による回収方法 Pending JPH0273038A (ja)

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DE3824265.6 1988-07-16
DE19883824265 DE3824265A1 (de) 1988-07-16 1988-07-16 Verfahren zur destillativen gewinnung von o-tolylsaeure

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EP (1) EP0351627A1 (ja)
JP (1) JPH0273038A (ja)
DE (1) DE3824265A1 (ja)

Cited By (1)

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