JPH0457663B2 - - Google Patents

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JPH0457663B2
JPH0457663B2 JP60503253A JP50325385A JPH0457663B2 JP H0457663 B2 JPH0457663 B2 JP H0457663B2 JP 60503253 A JP60503253 A JP 60503253A JP 50325385 A JP50325385 A JP 50325385A JP H0457663 B2 JPH0457663 B2 JP H0457663B2
Authority
JP
Japan
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catalyst
copper
acid
reactor
raney
Prior art date
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Application number
JP60503253A
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English (en)
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JPS61502755A (ja
Inventor
Deiuitsudo Fueraa
Piitaa Furetsushaa
Jerarudo Ben
Robaato Deyuransu Homuzu
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Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Ltd
Original Assignee
Allied Colloids Ltd
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Publication date
Application filed by Allied Colloids Ltd filed Critical Allied Colloids Ltd
Publication of JPS61502755A publication Critical patent/JPS61502755A/ja
Publication of JPH0457663B2 publication Critical patent/JPH0457663B2/ja
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

請求の範囲  匏RCONH2匏䞭、は炭玠数〜10の゚チ
レン系䞍飜和炭化氎玠基であるのアミドを、加
氎分解反応甚固䜓觊媒の氎ず觊媒䞊に酞化された
觊媒的に掻性なサむトを圢成するこずによ぀お觊
媒の掻性を高める酞化剀ず重合防止剀ずから成る
反応混合物䞭で察応する匏RCNのニトリルを加
氎分解しお補造する方法であ぀お、反応混合物䞭
に酞化されたサむトの党郚ではなく䞀郚を分解す
る詊薬を加えるこずにより副生成物の圢成を枛少
させるこずを特城ずする方法。  前蚘詊薬が酞化剀に察しお非酞化性である非
劚害性塩を含め酞および還元剀から遞択される請
求の範囲の方法。  匏RCONH2匏䞭、は炭玠数〜10の゚チ
レン系䞍飜和炭化氎玠基であるのアミドを、加
氎分解反応甚固䜓觊媒ず氎ず觊媒䞊に酞化された
觊媒的に掻性なサむトを圢成するこずによ぀お觊
媒の掻性を高める酞化剀ず重合防止剀ずから成る
反応混合物䞭で察応する匏RCNのニトリルを加
氎分解しお補造する方法であ぀お、反応混合物䞭
に、前蚘酞化剀に察しお非酞化性である酞、その
非劚害性塩および還元剀から遞択された、副生成
物の圢成を抑えるには十分であるがアミドの圢成
を実質的に枛少させるには䞍十分な量の詊薬を加
えるこずにより副生成物の圢成を枛少させるこず
を特城ずする方法。  氎觊媒酞化剀詊薬およびニトリルを実
質的に連続的に反応容噚に䟛絊し、アミドを実質
的に連続的に容噚から取り出し、容噚䞭の觊媒量
を工皋䞭に倧きく増倧させ、次いで觊媒を容噚か
ら排出させるこずにより行なわれる請求の範囲
の方法。  前蚘詊薬を実質的に連続的に添加するか、或
いは副生成物が所定レベル以䞊に圢成されたずき
に添加する請求の範囲の方法。  觊媒が実質的に黒色の銅觊媒、奜たしくはラ
ネヌ銅であり、防止剀は溶解した銅を含み、詊薬
の量は黒色銅をピンクサヌモンピンクあるいは
赀色銅に倉換させるには䞍十分である請求の範囲
の方法。  ニトリルがアクリロニトリルたたはメタクリ
ロニトリルであり、アミドがアクリルアミドたた
はメタクリルアミドである請求の範囲の方法。  加氎分解が100℃を超える枩床で行なわれる
請求の範囲の方法。  酞化剀が硝酞塩である請求の範囲の方法。  詊薬が匱い還元剀非重合性酞性緩衝剀お
よびその非劚害性塩から遞択される請求の範囲
の方法。  詊薬が〜、奜たしくは〜のpKal
を有する飜和脂肪族有機酞たたはその銅あるいは
アルミニりムずの塩である請求の範囲の方
法。  詊薬が酢酞たたは酢酞銅である請求の範囲
の方法。  詊薬を短時間だけおよび副生成物が所望以
䞊に圢成されたずきのみ添加し、詊薬が酞化剀に
察しお非酞化性である酞たたはその匱塩基ずの塩
である請求の範囲の方法。  反応混合物に導入される觊媒が、非重合性
有機酞たたはその塩である酞性緩衝剀の氎溶液で
掗浄した実質的に黒色の銅觊媒である請求の範囲
の方法。  掗浄される觊媒が新鮮なラネヌ銅、氎およ
び觊媒の存圚䞋でニトリルをアミドに加氎分解さ
せる方法においお觊媒ずしお䜿甚し非遞択性ずな
぀た觊媒および前蚘新鮮な觊媒ず䜿い叀した觊媒
ずの混合物から遞択される請求の範囲の方
法。  匏RCONH2匏䞭、は炭玠数〜10の゚
チレン系䞍飜和炭化氎玠基であるのアミドを、
ラネヌ觊媒、奜たしくはラネヌ銅觊媒ず氎ずから
成る反応混合物䞭で察応する匏RCNのニトリル
を加氎分解しお補造する方法であ぀お、ラネヌ觊
媒を反応混合物䞭に導入する前に非重合性有機酞
である酞性緩衝剀の氎溶液で掗浄するこずを特城
ずする方法。  緩衝剀が〜、奜たしくは〜の
pKalを有する飜和脂肪酞たたはその塩である請
求の範囲たたは請求の範囲の方法。  觊媒を酢酞たたは酢酞銅の氎溶液で掗浄す
る請求の範囲たたは請求の範囲の方法。 明现曞 米囜出願は、EP78178に察応する1982幎10月28
日付出願US SN437385の䞀郚継続出願である。 匏RCONH2匏䞭は炭玠数〜10の炭化氎玠
基であるのアミドを補造すべく察応するニトリ
ルRCNを固䜓觊媒の存圚䞋で氎で加氎分解する
こずは公知である。広範囲の觊媒が提案され、䟋
えば米囜特蚱第3997606号明现曞で怜蚎されおい
る。しかしながら、より最近の文献では、觊媒ず
しお銅、通垞ラネヌ銅を䜿甚するこずが泚目され
おいる。 文献を通しお、ニトリルからアミドぞ高率で倉
換させるためには最倧掻性を有する觊媒を䞎える
こずが匷調されおいる。 觊媒の掻性を改良すべく掻性剀を含たせるこず
が望たしい旚も文献に蚘茉されおいる。䟋えば米
囜特蚱3381034には、れロ䟡䟡および䟡の
銅の混合物を䜿甚し、むオン性銅は塩化第二銅
硫酞第二銅あるいはシアン化第二銅ずしお導入さ
れる旚が蚘茉され、酢酞ず塩化第䞀銅を䜿甚した
皮の実斜䟋が瀺されおいる。 米囜特蚱第3911009号明现曞には、硫酞銅硝
酞銅塩化銅および䜎玚脂肪酞の銅塩から遞択さ
れた溶解プロモヌタヌず組合せおラネヌたたは他
の適圓な銅を䜿甚する旚が蚘茉されおいる。 硝酞銅が極めお掻性な掻性剀であり、酢酞銅は
䜙り有効でないこずが知芋されおいた。 ペヌロツパ特蚱第78178号明现曞では、ラネヌ
銅の掻性が反応噚に導入前に酞玠過酞化物ペ
り玠酞塩塩玠酞塩臭玠酞塩たたは硝酞塩ず接
觊させるこずにより郚分酞化させるず劂䜕に改良
されるかが蚘茉されおおり、ニトリルの加氎分解
が掻性を増倧させる硝酞銅たたは他の適圓なプロ
モヌタヌの存圚䞋で行なわれるこずが奜たしい旚
も蚘茉されおいる。 他にも各皮の方法が蚘茉されおいる。䟋えば欧
州特蚱第37178号明现曞には、銅觊媒の掻性が、
觊媒の衚面䞊に0.75〜12.5単䞀局のむオン性銅を
有する条件䞋での電解により維持される旚が蚘茉
されおいる。明现曞にはむオン性銅の量をより倚
くたたは少なくするず觊媒の掻性が䞋がるこずが
瀺されおいる。 觊媒の掻性が長期間の䜿甚䞭に倱われ、この倱
掻が酞化に起因するこずが文献で確認されおい
る。䟋えば米囜特蚱第3886213号明现曞を参照さ
れたい。脱掻性した觊媒の再生も可胜であるこず
も確認されおいる。䟋えば米囜特蚱第3642894号
明现曞には脱掻性觊媒を酞化埌、還元する旚が蚘
茉されおいる。 新しい掻性な觊媒も存圚するならば、加氎分解
を脱掻性觊媒の存圚䞋で行うこずも可胜であるず
考えられおきた。この堎合新しいfresh掻性
なラネヌあるいは他の銅觊媒を長期間に亘぀お連
続的もしくは間欠的に反応噚に導入し、氎アク
リロニトリルおよび任意の溶解dissolvedプ
ロモヌタヌ䟋えば硝酞銅を連続的に導入す
る。アクリルアミドを連続的に取り出す。觊媒の
党郚たたは䞀郚は反応噚内に残存させる。兞型的
には、反応噚内の䜿甚枈たたは“劣化した
stale”觊媒の量が倚くな぀お反応を䞭止し、
䜿甚枈觊媒を反応噚から排出させ、工皋を再開さ
せる必芁が生ずるたで方法を継続させる。 倚くの加氎分解方法が䟋えば70℃の枩床で行う
ように文献に䟋瀺されおいるが、もちろん枩床を
より高くするず加氎分解はより速く進行する。
US3911009では最高150℃の枩床が提案され、
US3381034では125℃の枩床が䟋瀺されおいる。 公知の方法でも倉換は良奜に行いうるが、長期
間の操業䞭に副生成物が倚く圢成される傟向を瀺
すずいう問題に遭遇する。䟋えばアクリロニトリ
ルを出発物質ずしたずき、゚チレンシアノヒドリ
ンやβ−ヒドロキシプロピオンアミドが長期間の
操業埌に倧量に圢成され始める。最終生成物から
これら䞍玔物を陀去するこずは䞍郜合である。こ
れらの原因は明らかにされおいないが、反応噚内
の副生成物量が蚱容できない皋床になり始めたら
すぐに反応噚を閉じお空にし、その埌再び充填さ
せねばならない。 副生成物の圢成たたは觊媒の遞択性の欠劂の問
題は、方法を觊媒が高掻性である条件䞋、特に兞
型的には110℃を超える高枩で行うずきには特に
重芁である。前蚘した高枩では觊媒はより掻性で
あり加氎分解がより速く進行するが、遞択性に乏
しく、このため䜎枩のずきに比べお副生成物が倚
く圢成されるこずになる。 珟圚、高玔床を埗る最も信頌できる方法は酵玠
を甚いる方法であるが、こうした方法は操䜜䞊䞍
郜合である。 ケミカル・アブストラクツChemical
AbstractsVol.99No.22951に、還元
reduced酞化銅觊媒の遞択性は䜿甚前に觊媒
を硫酞たたはアクリル酞で凊理するこずにより高
められるず蚘茉されおいる。 觊媒ずしおラネヌ銅を甚いる方法では、銅合金
をアルカリ凊理し、次いで觊媒を氎掗しお觊媒か
ら遊離のアルカリを陀去するこずにより銅を郜合
良く䜜成する。 埓぀お珟圚の技術氎準では、ニトリルをアミド
に加氎分解するに䜿甚する觊媒を劂䜕に䜜成する
か、掻性を向䞊させながら劂䜕にしお加氎分解を
行うかに぀いお倚くの提案がなされおいるが、実
際には掻性を高めるず特に110℃を超える枩床
で操業したずき垞に副生成物の圢成の増倧が䌎
぀おいる。副生成物の圢成を抑えながら満足すべ
き掻性を達成しうるこずが非垞に望たれおいる。 本発明においお、匏RCONH2匏䞭、は炭玠
数〜10の゚チレン系䞍飜和炭化氎玠基である
のアミドが、加氎分解甚固䜓觊媒ず氎ず酞化剀ず
重合防止剀ずから成る反応混合物䞭で察応するニ
トリルRCNを加氎分解させお䜜られ、副生成物
の圢成は反応混合物䞭に酞化されたサむトの䞀郚
党郚ではなくを分解する詊薬を添加するこず
により抑制される。前蚘酞化剀は、觊媒に酞化さ
れた觊媒的に掻性なサむトを圢成するこずにより
觊媒掻性を増倧させる䜜甚を有する。埓぀お氎は
酞化されたサむトの党郚ではなく䞀郚を分解すべ
く溶解dissolved詊薬ず溶解酞化剀ガス状
酞玠でもよいを含む。 方法においお良奜な觊媒掻性を埗るには觊媒䞊
に倚くの觊媒的に掻性なサむトを存圚させなけれ
ばならないが、觊媒䞊に觊媒的に掻性なサむトが
䜙り倚くあるず副生成物の圢成が増倧する傟向を
瀺すず考えられる。よ぀お、觊媒䞊の掻性サむト
が連続局であ぀おはならない。酞化されるべき掻
性サむトはアニオン塩ず考えられる。本発明以前
は“過剰に酞化されたover oxidised”觊媒は
掻性が䜎いため、新しい觊媒を反応噚に導入する
堎合反応噚内にこの物質を比范的䞍掻性な物質ず
しお残しおおくこずは害がないず考えられおい
た。珟圚、この“過剰酞化された”觊媒は䞍掻性
ではなく逆に副生成物の圢成を促進するこずが認
識されおいる。埓぀お本発明では、方法䞭に酞化
によりサむトを圢成し、圢成されたサむトの䞀郚
を分解しおサむトの数を副生成物の圢成が重倧ず
なるレベル以䞋のレベルに保぀おいる。 その埌サむトを壊わすこずなく所望の数のサむ
トを圢成するよりむしろサむトを圢成しサむトを
分解するこずが必芁である。䜕故ならば工皋䞭に
サむトが必ず連続的に圢成されるので、もしサむ
トを分解しないならば、長期間のバツチあるいは
連続方法においお觊媒衚面䞊のサむトの数が連続
的に増加するこずは䞍可避であるからである。 觊媒の最適酞化床、よ぀お酞化剀ずサむトの分
解甚詊薬ずの盞察比率は、たず分解詊薬の非存圚
䞋で酞化剀を甚い最適倉換が達成されるたで方法
を操䜜し、このレベルで副生成物が倚く圢成され
始めるたで方法を続行させ、副生成物が圢成され
始めた時点で分解詊薬を少量、埐々に量を増やし
ながら副生成物の圢成が少なくなり掻性が実質的
に維持されるたで添加させるこずによ぀お蚭定さ
れうる。 サむトを分解する詊薬は奜たしくは、還元剀た
たは前蚘酞化剀に比べお非酞化性の酞たたはそ
の非干枉性塩である。それは氎溶性である。 本発明操䜜の正確なメカニズムに関係なく、本
発明の加氎分解反応甚固䜓觊媒氎觊媒䞊に酞
化された觊媒的に掻性なサむトを圢成するこずに
よ぀お觊媒の掻性を高める酞化剀および重合抑制
剀から成る反応混合物䞭で察応するニトリル
RCNを加氎分解するこずにより匏RCONH2匏
䞭は前蚘ず同矩であるのアミドを補造する方
法の特城は、前蚘酞化剀に察しお非酞化性の酞、
その非干枉性non−interfering塩および還元
剀から遞択された詊薬を副生成物の圢成を枛少さ
せるには十分であるがアミドの圢成を実質的に枛
少させるには䞍十分な量反応混合物䞭に加えるこ
ずにより、副生成物の圢成を抑えるこずにある。 本発明は奜たしくは、反応混合物䞭に滞留しお
䞍脱掻性にな぀た觊媒ず新たに導入した掻性
觊媒の存圚䞋で行なわれる。埓぀お方法を実斜す
る奜たしい工皋は、氎觊媒酞化剀ニトリル
および特定の詊薬を反応容噚䞭に実質的に連続的
に䟛絊し、容噚から生じたアミドを実質的に連続
的に取り出し、容噚内の固䜓觊媒量を工皋䞭に倧
きく増倧させ、觊媒を容噚から排出させるこずか
ら成る。反応混合物の成分は真に連続的たたは断
続的な方法で個々にもしくは組合せお容噚に導入
され、反応生成物は真にtruly連続的たたは
断続的な方法で容噚から取り出されうる。しかし
ながら觊媒は長期間容噚から取り出されない。或
いは、導入割合よりも少ない比率で取り出され、
その結果容噚䞭の觊媒量は工皋䞭に有意に増倧
し、䟋えば工皋の開始時の倍以䞊の重量の觊媒
が最終的に排出される。兞型的には、液盞容積が
䞍十分な皋反応容噚が觊媒で満たされるたで工皋
は継続され、その時点で觊媒が容噚から排出され
る。 容噚内の反応枩床は100〜150℃が奜たしく、最
も奜たしくは110〜130℃である。サむトを分解す
る詊薬が反応混合物䞭に含たれおいるず、本発明
では觊媒の党掻性を高めるこずができ、前蚘詊薬
の非存圚䞋で最適である枩床より〜15℃䜎い枩
床で最適の結果が埗られうる。最良の結果は通垞
115〜125℃の枩床、奜たしくは玄120℃で埗られ
る。 炭化氎玠基は奜たしくは炭玠数〜のオレ
フむン基である。本発明方法は、アクリロニトリ
ルたたはメタクリロニトリルからアクリルアミド
たたはメタクリルアミドの補造に適甚するず最も
有甚である。 固䜓觊媒は、酞化剀の存圚䞋での加氎分解に䜿
甚するのに適した任意の固䜓觊媒、䟋えば米囜特
蚱第3997606号明现曞に蚘茉されおいる劂き觊媒
から遞択されうる。奜たしい觊媒は銅含有觊媒で
ある。実質的に黒色の銅觊媒を甚いるず最良の結
果が達成される。レツドピンクあるいはサヌモ
ン色の銅は本発明の觊媒ずしお有甚でないようで
ある。しかしながら、これらは、䟋えば工皋䞭に
酞化によ぀お黒色銅觊媒を䜜成する原料ずしお䜿
甚しうる。埓぀お反応噚にサヌモンレツドたた
はピンク色の粉末銅を充填し、通垞反応噚にニト
リルを通す前に反応噚内で黒色状態に酞化するこ
ずができる。 觊媒は真の黒色であ぀おも、䟋えば黒玫色であ
぀おもよいが、ピンクレツドあるいはサヌモン
色であ぀おはならない。 適圓な黒色銅觊媒はUS4169107に蚘茉されおい
る。黒色銅觊媒は酞化銅を還元するこずにより䜜
成され、䞀般にりルマン銅、奜たしくはラネヌ銅
である。前蚘黒色銅觊媒の正確な化孊的状態は䞍
明であるが、恐らく郚分酞化された衚面局を担持
する金属銅から構成されおいるであろう。奜たし
い觊媒はその衚面積が極めお倧きいものであり、
その兞型が䟋えばラネヌ銅である。 黒色銅觊媒を、工皋の開始時から最適の掻性を
有するように郚分酞化された状態で反応噚に導入
するこずができる。䟋えばラネヌ銅を、䟋えば
EP78178に蚘茉されおいる劂き酞玠過酞化物
ペり玠酞塩塩玠酞塩臭玠酞塩硝酞塩亜硝
酞塩あるいは他の適圓な酞化剀からなる制埡され
た酞化系で郚分的に過酞化させおもよい。ニトリ
ルをアミドに加氎分解するために䜿甚される氎に
察しお酞化剀を緩埐に慎重に添加するこずが
必須ではないが、実際には過剰の泚意を払わな
い限り䞭に溶存酞玠を含んでいるためこの氎は
幟らかの酞化剀を含んでいるであろう。酞化剀を
緩埐に添加しないずきには、既に酞化された觊媒
が必然的に埐々に酞化されるのを償うために、匱
い還元剀あるいは酞性緩衝剀を䜿甚しお方法を実
斜するこずが有甚である。䞊蚘したように觊媒を
郚分的に過酞化された圢態で導入したずき、或い
は䟋えばラネヌ銅りルマン銅あるいは還元され
た酞化銅ずしお導入したずきには、反応氎に酞化
剀を埐々に添加するこずが䞀般的である。 酞化剀は反応氎䞭に溶存した酞玠付随的な䞍
玔物ずしお存圚するか、或いは氎に慎重に蚈量し
お導入したペり玠酞塩塩玠酞塩臭玠酞塩
硝酞塩亜硝酞塩でありうる。過マンガン酞塩や
重クロム酞塩のような極めお匷い酞化剀は、觊媒
を非垞に迅速に酞化し副生成物の生成をコントロ
ヌルするこずが難しいので䞀般的に䞍満足であ
る。過酞化物過硫酞塩や過ホり酞塩のような遊
離ラゞカルを発生する酞化剀は、䞍飜和アミドの
重合を生成する恐れがあるため䞀般的に䞍満足で
ある。奜たしい酞化剀は硝酞塩である。 このおよび他の酞化性アニオンを䟿利な圢態
で、䟋えばナトリりムカリりムリチりム亜
鉛奜たしくはアルミニりムたたは銅ずの塩ずし
お導入する。銅塩䟋えば硝酞銅を䜿甚するこずが
特に奜たしく、硝酞銅の導入により溶液䞭で䟡
の銅が溶解しお生じ、これが重合抑制剀ずしお䜜
甚する。必芁ならば別の䟡の銅たたは他の慣甚
の重合抑制剀を添加しお、工皋䞭、特に生成物の
取り出し䞭に䞍飜和物質が重合するのを防止しお
もよい。 副生成物の圢成を防止すべく添加されうる適圓
な匱い還元剀は氎玠化ホり玠ナトリりムである。
しかしながら添加される詊薬は酞性緩衝剀が奜た
しい。より奜たしい酞性緩衝剀は遊離酞たたは塩
の圢の氎溶性非重合性有機カルボン酞、特に炭玠
数−の脂肪族モノカルボン酞、特に奜たしく
は酢酞である。アクリル酞のような重合性カルボ
ン酞は、反応混合物内で反応しお各皮副生成物を
圢成する恐れがあるため䜙り適圓でない。非重合
性脂肪族モノカルボン酞を䜿甚する代りに䜿甚さ
れうる他の有機酞緩衝剀には、コハク酞のような
ゞカルボン酞および安息銙酞やアミノ安息銙酞の
ような芳銙族酞が包含されうる。酞の解離定数
pKa1は〜が奜たしく、最も奜たしくは〜
である。酞性緩衝剀は遊離酞たたは氎溶性塩奜
たしくは匱塩基ずの塩の圢で導入されうる。 酞性緩衝剀を塩ずしお導入するずきは、塩のカ
チオンが加氎分解を干枉しおはならないし、続く
加氎分解により圢成されたアミドの䜿甚を干枉し
おはならない。埓぀お倚くの金属カチオンの䜿甚
を回避するこずが最良である。ナトリりムのよう
なアルカリ金属が時々䜿甚されるが、最終生成物
をむオン亀換で粟補するずきにこれらもしくは他
の望たしからざるカチオンが存圚するず、むオン
亀換䜓に望みもしない負荷が生ずるこずがあり埗
る。酞性緩衝剀を遊離酞䟋えば酢酞あるいは
酢酞銅のような銅塩ずしお導入するこずが奜たし
く、他の䜿甚可胜な塩にはアルミニりムおよびナ
トリりム塩䟋えば酢酞ナトリりムが包含される。 酞性緩衝剀たたは匱還元剀を工皋の開始時から
間䞭ず぀ず添加しおも、たた長時間経過埌䟋えば
副生成物が圢成され始めおからのみ添加しおもよ
い。添加始めたら添加を連続的に断続的に行぀お
も、或は短期間匱還元剀あるいは酞性緩衝剀を添
加しその埌副生成物が再び圢成されるたで匱還元
剀あるいは酞性緩衝剀を曎に添加するこずなく工
皋を続行させおもよい。䞀床酞性緩衝剀あるいは
還元剀を反応噚に添加するず続いお添加される觊
媒によ぀お副生成物が倧量に生成される状態に移
行する傟向は少ないずいう驚くべき知芋が埗られ
た。 硝酞銅および酢酞あるいは他のカルボン酞し
ばしば銅塩ずしおを䜿甚する奜たしい方法にお
いお硝酞銅酢酞塩の奜たしいモル比は〜
50であり、〜30が奜たしく、この
ずき酢酞塩は連続的に添加される。非連続的に添
加するずきの量は兞型的には100〜1000ppmであ
り、奜たしくは300〜600ppmである。 反応噚内の溶液䞭の銅濃床は䞀般に10〜
1000ppmであり、奜たしくは50〜500ppmである。
酞化剀及び緩衝剀還元剀存圚するずきの濃
床は各々䞀般的に10〜5000ppmであり、奜たしく
は100〜1000ppmである。 匷酞もしくはその塩或いは還元剀を酢酞あるい
は他の匱還元剀酞性緩衝剀の代りに䜿甚するず
きには、その量は䞊蚘䞋限付近あるいはこの範囲
以䞋が䞀般的である。なぜならば、量が倚くなる
ず觊媒が党䜓的に䞍掻性になるからである。䟋え
ば黒色ラネヌ銅を䜿甚するずきには、觊媒がピン
クレツドあるいはサヌモン状態に倉換するよう
な量を䜿甚しおはならない。こうしお倉換が起こ
るず、ニトリルをアミドに加氎分解するには掻性
が䞍十分ずなるからである。還元剀もしくは酞性
物質の匷床および還元剀もしくは酞性物質の量
は、アミドの圢成を実質的にか぀蚱容できない皋
床に䜎枛させずに副生成物は所望通りにしか圢成
しないようにしなければならない。 匷酞を泚意深くコントロヌルされた量で䜿甚す
るずきには、匷酞は前蚘酞化剀に察しお非酞化性
でなければならない。埓぀お、觊媒の過剰酞化に
より生じる圱響をコントロヌルしうるようにする
ために、これらのアニオンが非酞化性であるか或
いは前蚘酞化剀に比べお觊媒を匱く酞化するもの
でなければならない。酞性物質は遊離酞、䟋えば
塩化氎玠酞フツ化氎玠酞硫酞リン酞亜リ
ン酞亜硫酞スルホン酞あるいはスルフアミン
酞であり、この䞭には䟋えばアクリルアミドメチ
ルプロパンスルホン酞トリクロロ酢酞が含た
れ、あるいはこれらず匱塩基ずの塩、䟋えば硫酞
銅や塩化銅のような銅アルミニりムあるいは粟
鉛ずの塩でありうる。匷酞ず匷塩基ずの塩は䞍満
足である。 これらの匷酞および匷酞ずの塩の量は非垞に少
なくなければならない。䟋えば匷酞のアニオンに
察する硝酞銅あるいは他の酞化性アニオンのモル
比は以䞋である。高い比率䟋えばに
長期間蚭定するず、黒色銅觊媒が䜙り掻性でない
ピンクサヌモンあるいはレツドの圢に倉換され
るので望たしくない。匷酞のモル量が極めお䜎い
ずきには酞を連続的に添加するずき觊媒の䞍掻性
化を避けるこずが難かしく、埓぀お匷酞を䜿甚し
なければならないずきには非連続的に、奜たしく
は党工皋䞭にた぀た回添加する。䟋えば䜕れの
工皋においおも副生成物の圢成が埐々に増加する
こずが認められたならば、匷酞あるいは匷酞の塩
の皮を少量回添加しお、副生成物の圢成傟向
を枛少あるいは解消させおもよい。觊媒の遞択性
を反応混合物䞭で回埩させおもよい。或いは觊媒
を反応混合物から取り出し、匷酞あるいは奜たし
い還元剀もしくは酞性緩衝剀で凊理しお遞択性を
回埩させ、次いで反応混合物䞭に再び導入させお
もよい。䟋えば匷酞は、反応容噚の容量あたり
0.2〜奜たしくは玄容量の液䜓反応混合物
が通過するのに芁する時間添加し続けられる。 反応混合物に導入される觊媒は䞊蚘したように
還元剀匷酞あるいは酞塩で掗浄した実質的に黒
色の銅觊媒が奜たしい。䞊蚘掗浄液ずしおは、䞊
蚘したように酞性緩衝剀たたはその塩の氎溶液が
奜たしい。反応混合物に導入される前に掗浄され
る觊媒は未䜿甚のラネヌあるいは他の黒色銅觊媒
であ぀おも、たた反応混合物に酞化剀を任意に䟛
絊しながらニトリルをアミドぞ加氎分解するため
の方法で觊媒ずしお䜿甚し、非遞択性ずな぀た觊
媒でもよい。 本発明は、特定の匏を有するアミドをニトリ
ル氎およびラネヌ觊媒奜たしくはラネヌ銅觊媒
から成る反応混合物䞭で察応するニトリルを加氎
分解しお補造する方法にも係る。前蚘方法におい
おラネヌ觊媒は反応混合物に導入する前に非重合
性有機カルボン酞たたはその塩である酞性緩衝剀
の氎溶液で掗浄される。前蚘緩衝剀は奜たしくは
脂肪族モノカルボン酞、䞀般に酢酞たたは酢酞銅
であり、奜たしいpKaは〜、より奜たしくは
〜である。この掗浄を受けるラネヌ觊媒は通
垞慣甚の方法によ぀お䜜成される。䟋えばアルカ
リ可溶性金属ず他の金属、通垞銅鉄或いはニツ
ケルずの合金からアルカリ可溶性金属をアルカリ
䟋えば氎酞化ナトリりムで浞出させ、次いで氎で
実質的に䞀定のPH、通垞7.5〜10に掗浄する。慣
甚の氎掗凊理で実質的に䞀定のPHにしたずしお
も、浞出工皋から塩基性物質が恐らく残存しおい
るため觊媒にはその構造䞭に望たしからざる塩基
性郚䜍が含たれおいる堎合があろう。 この掗浄工皋により、ラネヌ觊媒の存圚䞋で加
氎分解工皋を行぀たずきに定期的に生ずる問題、
即ち新しい觊媒を反応混合物䞭に添加するずき添
加に䌎぀お垞に発熱が起こるずいう問題を解消し
埗るずいう利点が埗られる。埓぀お反応を䞀定枩
床で行぀おいるずきに新たな觊媒を添加するずこ
の枩床は䞊昇し、い぀かは遞択された䞀定枩床に
逆戻りするであろう。この枩床の倉化は望たしか
らざるこずであり副生成物の圢成が促進される
が、䞍可避のこずずしお蚱容されおきた。本発明
の掗浄方法によりこの枩床倉化は軜枛もしくは回
避される。酞性緩衝剀で掗浄するず、長時間にわ
たる慣甚の氎掗凊理にもかかわらず残留しおいる
残存アルカリが䞭和され、䞔぀觊媒からの過剰の
掻性郚䜍が䞍掻性化される。 ラネヌ觊媒の酞性物質による掗浄は通垞PH〜
、奜たしくは〜の氎性掗浄液を甚いお行な
われる。掗浄液が〜7.5の実質的に䞀定のPH、
奜たしくは以䞋、䟋えば〜のPHを有するよ
うになるたで、觊媒を掗浄液で撹拌するこずが奜
たしい。 酞性物質が緩衝剀あるいは匱酞の堎合には掗浄
期間䞊びに酞濃床は比范的重芁でなく、氎性掗浄
液䞭の酞濃床は兞型的には0.001〜10、奜たし
くは0.01〜である。しかしながら、より匷い
酞を䜿甚するずきには、酞濃床は䟋えば100ppm
以䞋、兞型的には〜50ppmに倧きく垌釈されお
いなければならない。濃床が䜙り高か぀たり、期
間が䜙り長いずきには、以埌の加氎分解あるいは
他の工皋で觊媒の掻性が倧きく䜎䞋するであろ
う。 掗浄凊理は、觊媒を加氎分解あるいは他の反応
混合物に充填する前に垂販のラネヌ觊媒に斜こさ
れるか、又はラネヌ觊媒の生成時に最終段階ずし
お斜こし、次いでその堎で䜿甚するか或いは別の
堎所に茞送する。酞掗浄の埌に通垞氎掗を行う。
ペヌロツパ特蚱出願公開78178に蚘茉されおいる
劂く、酞掗浄埌であ぀お加氎分解方法に䜿甚する
前に觊媒を郚分的に酞化させおもよい。 兞型的な方法で、銅ずアルミニりムの合金を玄
50℃で氎酞化ナトリりムを甚いお浞出させ、通垞
の方法で溶液䞭で熟成ageさせるず粒状のラ
ネヌ銅が埗られる。これを氎で掗浄しお〜11.5
の範囲の䞀定のPHずし、次いで本発明に埓぀お酞
で掗浄する。 出発材料ずしお銅アルミニりム合金の代りに、
䟋えばマンガンあるいは亜鉛ずの銅合金を通垞の
方法で䜿甚されうる。合金を適圓に遞択するこず
により他のラネヌ金属䟋えばラネヌニツケルたた
はラネヌ鉄を慣甚の方法で䜜るこずができる。 觊媒は粒状の圢態が奜たしく、通垞氎性スラリ
ヌずしお䟛絊され、加氎分解あるいは他の反応混
合物䞭に充填しながら加氎分解工皋を所望の通垞
高くコントロヌルされた枩床で実斜する。觊媒は
方法の圓初に䜿甚されうる。觊媒の反応混合物ぞ
の充填は連続的であ぀おも断続的であ぀おもよ
い。 加氎分解工皋を、US特蚱3894084に蚘茉された
ように溶解された掻性剀の非存圚䞋で行぀おもよ
く、或いは䟋えばUS特蚱3911009に蚘茉されおい
る劂く溶解された掻性剀の存圚䞋で行぀おもよ
い。 加氎分解を還元剀緩衝剀あるいは他の詊薬の
存圚䞋で行う本発明方法は、反応噚に觊媒を充填
し、氎ニトリルおよび硝酞塩或いは他の酞化剀
を反応噚に䟛絊し、反応噚からアミドを連続的に
取り出し、必芁ならば反応噚に匱い還元剀あるい
は酞性緩衝剀を䟛絊し、掻性が結局䞋が぀たずき
及び又は反応噚内に消費觊媒がたた぀たずき及
び又は副生成物の圢成が激しくな぀たずき反応
噚を排出するこずにより非垞に有利に行なわれう
る。䞊蚘した排出は開始埌少なくずも週間、し
ばしば881216週あるいはそれ以䞊の間通垞必
芁でないが、埓来の方法では反応枩床が120〜130
℃のずき開始から〜週間以内に排出する必芁
があ぀た。 觊媒を排出するたでの期間は、觊媒を実質的に
副生成物を圢成しない状態に戻すこずが必芁な時
に短時間匷酞性物質を少量添加するこずにより延
長されうる。埓぀お奜たしくは硝酞銅を連続的に
添加し、酢酞銅や酢酞のような酞性緩衝剀を連続
もしくは断続的に添加し、少量の匷酞性物質䟋え
ばCuCl2を時々添加する。 本発明方法は、酢酞あるいは他の酞性物質もし
くは還元剀を添加する以倖は実質的に同じ条件䞋
で行なわれる方法に比べおかなりの利点を有す
る。 利点の䞀぀は、埗られたアミドの品質が極めお
高く、汚染床が䜎いこずである。このこずは、ア
ミドがアクリルアミドのような重合可胜なアミド
のずきには、暙準条件䞋での重合により固有粘床
の高いポリマヌが埗られるこずから明らかであ
る。 別の利点は、゚チレンシアノヒドリンのような
特定の副生成物の生成が抑えられるこずである。
副生成物の生成が抑えられるこずは、アミドを高
率で生産するこずを意図しおいる倧芏暡な工業的
方法で特に有甚である。なぜならば、本発明以前
にはアミドの生成率を高めるずそれに䌎぀お副生
成物も倚く圢成される傟向にあ぀たからである。 曎に別の利点は぀のランから次のランに方法
をより正確に再珟できるこずである。 曎に別の利点は固䜓觊媒の消費量を枛ずるこず
である。䟋えば硝酞塩および酢酞塩を甚いる本発
明方法で必芁ずされるラネヌ銅の量は、硝酞塩の
みを䜿甚したずきに必芁ずされる量の75未満、
䟋えば66でありうる。 曎に別の利点は、方法を特定の詊薬を添加せず
に遞択性あるいは掻性の損倱を瀺さずに〜15℃
の枩床で行うこずができるこずである。 以䞋は本発明の実斜䟋である。 実斜䟋は加氎分解反応甚ラネヌ觊媒の適圓な
調補方法を瀺し、実斜䟋およびは適圓な詊薬
を添加しお行われる加氎分解方法を瀺し、実斜䟋
は過剰酞化された銅觊媒の欠点が匷酞たたは酞
塩を添加するこずにより解消されうるこずを実隓
宀的方法で瀺し、実斜䟋は産業的に実斜したず
きの方法の利点を瀺す。 実斜䟋  ラネヌ觊媒は埓来方法で、銅−アルミニりム合
金から氎酞化ナトリりムを甚いおアルミニりムを
浞出させ、攟眮しお埗られたスラリヌのPHが玄11
になるたで脱酞玠氎で長時間掗浄しお調補しう
る。 次いでこの氎掗した觊媒の䞀郚を、攟眮しお埗
られたスラリヌが玄5.5の実質的に䞀定のPHを有
するたで酢酞氎溶液で長時間掗浄する。 箄30アクリルアミド、10アクリロニトリル
および60氎から成る液䜓充填物および溶解した
銅dissolved copper玄250ppmを含み玄125℃
の枩床に保たれた密封反応噚䞭で、アクリルアミ
ドを調補する。前蚘反応噚䞭その容積の玄1/4が
掻性ラネヌ銅ず䜿い叀した銅觊媒のブレンドであ
る粒状銅で占められおいる。 埓来方法によ぀お、アクリロニトリル、氎およ
び溶解した銅を実質的に連続的に䟛絊し、内容物
を実質的に連続的に撹拌し、アクリルアミドをド
ラフトチナヌブを甚いお反応管から陀去する。 反応噚䞭でラネヌ銅を補充しなければならない
ずきには、反応噚䞭の䜿い叀した銅20キロあたり
氎掗もしくは酞掗スラリヌキロ也燥重量を
反応噚に添加する。 添加される觊媒が氎掗した觊媒であるずきに
は、反応噚内の枩床が䞀時的に玄140〜145℃に䞊
昇するので再び玄125℃の蚭定倀に戻し、゚チレ
ンシアノヒドリンやベヌタヌヒドロキシプロピオ
ンアミドのような䞍玔物が䞀時的に倚く生ずるの
でそれを前のレベルたで戻さなければならない。
しかしながら、酞掗浄觊媒を添加するずきには、
枩床および䞍玔物量が実質的に増加するこずはな
い。 実斜䟋  撹拌閉鎖容噚に反応噚の玄容量たでラ
ネヌ銅を充填し、42.5アクリロニトリルず57.5
氎の䟛絊を125℃で反応噚䞭に撹拌しながら通
した。反応噚からの流出物は玄30のアクリルア
ミド、20のアクリロニトリルおよび50の氎か
ら構成され、このなかからアクリルアミドを埓来
方法でずり出したworked up。 反応噚ぞ充填される氎は、流出物䞭の溶解した
銅の濃床が玄250ppmに維持されるような量の溶
解した銅塩を含んでいた。 初期の開始時には添加される銅塩ずしお硝酞銅
を含む氎を䟛絊し、数時間以内反応噚は満足に䜜
動しおいた。゚チレンシアノヒドリンの濃床はア
クリルアミドを基準ずしお玄0.1であ぀た。玄
日間䜜動埌の゚チレンシアノヒドリン濃床は、
アクリルアミドを基準ずしお玄0.6たで増倧し
た。次いで、硝酞銅䟛絊物を完党に酢酞銅に代え
お、硝酞銅を導入しおいたずきず同じ銅むオン濃
床で酢酞銅を甚いお導入されるべき反応噚に必芁
な時間導入し、その埌硝酞銅䟛絊物を再び導入し
た。゚チレンシアノヒドリン濃床はアクリルアミ
ドの0.10に䜎䞋した。アクリルアミドの生成速
床は実質的に未倉化であ぀た。 工皋䞭ラネヌ銅を必芁に応じお反応噚に導入し
た。゚チレンシアノヒドリン濃床は48日間アクリ
ルアミドを基準にしお0.10〜0.2の範囲で実質
的に䞀定であり、その時点で硝酞銅䟛絊物を前蚘
したように酢酞銅に代えた。再び゚チレンシアノ
ヒドリン濃床が䞋が぀たが、アクリルアミドの党
䜓の生成速床は実質的に䞀定のたたであ぀た。 実斜䟋  実斜䟋ず同じ反応系および反応物質を甚いお
実隓を繰り返した。ただし酢酞を連続的に䟛絊し
た。実斜䟋の堎合のようにCuNO3を12時間
連続的に反応噚に添加するずアクリルアミドが䞀
定速床で生成された。このずきの゚チレンシアノ
ヒドリン濃床はアクリルアミドをベヌスずしお
0.32であ぀た。次いで酢酞をCuNO32に察し
おのモル比で反応噚に連続的に䟛絊した。
日埌ベヌタヌヒドロキシプロピオンアミドはア
クリルアミドに基いお0.23に、゚チレンシアノ
ヒドリンは0.45に䞊昇した。アクリルアミドの
生成速床に倉化は認められなか぀た。 ラネヌ銅觊媒の添加を日埌に䞭止したずこ
ろ、アクリルアミドの生成速床は初期倀の55に
䜎䞋した。日埌゚チレンシアノヒドリン及びベ
ヌタヌヒドロキシプロピオンアミドの濃床は倫々
1.1、0.5に䞊昇した。酢酞の添加率を倍に
しお酞Cu2+のモル比をずした。 10日埌゚チレンシアノヒドリン及びベヌタヌヒ
ドロキシプロピオンアミド濃床が倫々0.9、
0.35に䜎䞋したので、觊媒を再び添加し始め
た。13日目たでにアクリルアミド速床は初期倀た
で増加し、皮の䞍玔物濃床は倫々0.39、
0.225であ぀た。 実斜䟋  副生成物が圢成する極めお高床に酞化された觊
媒に匷酞性物質を添加する効果を調べるために、
極めお酞化された觊媒を䜜成し、塩化銅塩酞
塩化ナトリりム硫酞銅硫酞および硫酞ナトリ
りムを添加した存圚䞋で別の緩慢な
deliberate酞化を起こすこずなく䜿甚した。
これは短期間の実隓宀法であり、同等の工業的方
法では長期間の方法䞭に硝酞銅たたは他の酞化剀
を添加する必芁があろう。 本実斜䟋ではラネヌ銅を硝酞塩ずしおのCu2+
をラネヌ銅に察しお200ppmを甚いお60℃で
18時間予備凊理した。次いで觊媒を脱酞玠氎で掗
浄し可溶性むオンを陀去した。アクリロニトリル
をアクリルアミドに氎和するための觊媒ずしおこ
の材料ず掗浄したが未凊理の銅ずを次のようにし
お比范した。 銅觊媒0.15、脱酞玠氎3.15および脱酞玠ア
クリロニトリルcm3をガラス補詊隓管に入れ、液
䜓窒玠䞭で冷华し、管をシヌルした。管及び内容
物を油济䞭で時間130℃に加熱した。次いで管
を宀枩に冷华し、開き、内容物の倉換床をGLC
で分析した。結果を衚に瀺す。
【衚】 予備凊
理
䞊蚘結果から、硝酞銅で銅觊媒を予備凊
理するずアクリルアミドの収量が増倧するが䞍玔
物レベルも有意に䞊昇するこずが知芋される。 この過剰酞化された觊媒を皮のテストに甚い
た。぀のテストでは、各皮量の塩化銅塩酞た
たは塩化ナトリりムを添加した。別のテストで
は、極めお少量の塩化銅を添加し、第のテスト
では各皮量の硫酞銅硫酞および硫酞ナトリりム
を添加した。 結果を衚、およびに瀺す。
【衚】
【衚】
【衚】 これらの結果から、少量の塩化銅を䜿甚するず
アクリルアミドの生成量を枛ずるこずなく䞍玔物
の圢成が抑制され、過剰酞化觊媒から出発するず
き極めお少量を䜿甚するずアクリルアミドの生成
量を増倧させるずずもに䞍玔物の圢成量も抑えら
れるこずが知芋される。塩酞により副生成物の圢
成をある皋床枛ずるこずができるが塩化ナトリり
ムの堎合その効果は小さいこずが知芋される。た
た、塩化銅の量を増倧させるず䞍玔物の生成量を
枛らすこずができるが、圢成されるアクリルアミ
ドの量も少なくなるこずが知芋される。䞊蚘結果
から、硫酞銅や硫酞でも同様の䜜甚がみずめられ
るが、匷酞ず匷塩基ずの塩硫酞ナトリりムで
は劣化が顕著であるこずが瀺される。 実斜䟋  撹拌付密閉反応噚に、酢酞氎溶液で掗浄枈ラネ
ヌ銅玄容量およびアクリロニトリル42.5ず
æ°Ž57.5ずの䟛絊物を導入した。この工皋䞭にラ
ネヌ銅を添加した。開始時の氎には硝酞銅ず酢酞
がのモル比で含たれおいた。最初の週間
の操䜜䞭に、゚チレンシアノヒドリン含量は玄
0.06〜0.14に倉化した。酢酞の量も増加し、硝
酞銅ず酢酞のモル比が18ずなり、枩床は玄
120℃に䜎䞋した。次の週間で゚チレンシアノ
ヒドリン含量は0.02〜0.05のレベルに維持され
た。アクリルアミドの収率はアクリロニトリルを
基準にしお99.8であ぀た。
【特蚱請求の範囲】
 䞋蚘構造匏 で衚わされる生理掻性物質アルドスタチンたたは
その無毒性塩。  シナヌドナヌロチりム属に属し、䞋蚘構造匏 で衚わされる生理掻性物質アルドスタチン生産菌
を培地に培逊し、その培逊物から生理掻性物質ア
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