JPH0529378B2 - - Google Patents

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JPH0529378B2
JPH0529378B2 JP1217066A JP21706689A JPH0529378B2 JP H0529378 B2 JPH0529378 B2 JP H0529378B2 JP 1217066 A JP1217066 A JP 1217066A JP 21706689 A JP21706689 A JP 21706689A JP H0529378 B2 JPH0529378 B2 JP H0529378B2
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JP
Japan
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reaction
amines
oximes
solvent
dmhba
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JP1217066A
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Katsuomi Takehira
Yoshito Watanabe
Masao Shimizu
Takashi Hayakawa
Hideo Orita
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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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】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、香料、農薬、医薬品等の合成中間体
として有用な3,5−ジメチル−4−ヒドロキシ
ベンズアルデヒドの製造方法に関するものであ
る。 さらに詳しくは、本発明は、液相で銅化合物お
よび種々の窒素化合物、即ちアミン類またはアミ
ン類と無機酸との塩もしくはそれらの混合物、ヒ
ドロキシルアミン類またはヒドロキシルアミン類
と無機酸との塩もしくはそれらの混合物あるいは
オキシム類またはオキシム類と無機酸との混合物
の組合せよりなる触媒を用い、溶媒として脂肪族
アルコールもしくは芳香族炭化水素と低級脂肪族
アルコールの混合物を用いて、2,4,6−トリ
メチルフエノール(以下TMPと略す)を効率よ
く酸素酸化して3,5−ジメチル−4−ヒドロキ
シベンズアルデヒド(以下DMHBAと略す)を
製造する方法に関するものである。 〔従来技術〕 DMHBAは、香料、農薬あるいは医薬品等の
原料となる重要な物質であるが、現在のところ高
率な合成法は未だ確立されていない。一般に、芳
香族アルデヒド類は香料、農薬、医薬品等の原料
となるものが多く、種々の方法でそれらの合成法
が検討されているが(R.A.Sheldon,”The Role
of Oxygen in Chemistry and Biochemistry”,
p243,Elsevier,Amsterdam,1988)、いずれの
方法にも実用的には問題がある。例えば、ヒドロ
キシベンズアルデヒドはフエノールのフオルミル
化により合成され、これにはライマー・チーマン
法あるいはローヌ・プーラン法があるがいずれも
副原料を要するうえ、反応の選択性が低く、トル
エンをハロゲン化してベンズアルヒデドを得る方
法では、副反応が起こり易いうえ、装置の腐食を
伴うという欠点を有する。近年、酸化反応を利用
する方法が多く検討されるようになつたが、未だ
に試薬を酸化剤として用いる方法が多く、例え
ば、塩化クロミル、クロム酸、二酸化マンガン等
の酸化剤を用いる方法では産業廃棄物の処理の問
題があり、比較的クリーンな過酸化水素あるいは
有機過酸化物を用いる場合でも製造コストが嵩む
うえに、クロム、セリウム等の有害な金属化合物
を触媒として使用せねばならないといし欠点を有
する。また、電解酸化法の適用も検討されている
が(S.Torii,”Electro−organic Synthesis,
Part 1,Oxidations,”Monograph in Modern
Chemistry Series,Kodansha,Tokyo,1985)、
電極の耐久性に問題があつたり、電力コストが嵩
むために必ずしも工業的製造法として成立しがた
い。空気中の酸素を酸化剤として用いることがで
きれば、実用的に極めて有利であるが、酸素酸化
反応では生成したベンズアルデヒドが逐次酸化を
受けて酸を生成し易く、反応の制御が困難であ
る。この型の酸化反応で例外的な成功例として
は、p−クレゾールをメタノール溶媒中で多量の
アルカリの存在下で、塩化コバルト触媒を用いて
酸素酸化してp−ヒドロキシベンズアルデヒドを
合成することが出来るが(Eur.Pat.Appl.,0,
012,939(1979))、この場合も溶媒のメタノール
および加えたアルカリが多量に消費されるという
欠点がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 そこで、本発明者は、TMPを酸素酸化して
DMHBAを製造する際の酸化触媒ならびに酸化
反応溶媒に関して鋭意研究を重ねた結果、銅化合
物および種々の窒素化合物、即ちアミン類または
アミン類と無機酸との塩もしくはそれらの混合
物、ヒドロキシルアミン類またはヒドロキシルア
ミン類と無機酸との塩もしくはそれらの混合物あ
るいはオキシム類またはオキシム類と無機酸との
混合物の組合せよりなる触媒を用い、溶媒として
炭素数1〜8の低級脂肪族アルコールもしくは芳
香族炭化水素および炭素数1〜8の低級脂肪族ア
ルコールの混合液を用いることにより、高収率で
目的とするDMHBAを製造し得ることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至つた。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、本発明は、TMPを酸素酸化して
DMHBAを製造するにあたり、銅化合物および
種々の窒素化合物、即ちアミン類またはアミン類
と無機酸との塩もしくはそれらの混合物、ヒドロ
キシルアミン類またはヒドロキシルアミン類と無
機酸との塩もしくはそれらの混合物あるいはオキ
シム類またはオキシム類と無機酸との混合物の組
合せよりなる触媒を使用し、溶媒として炭素数1
〜8の低級脂肪族アルコールもしくは芳香族炭化
水素および炭素数1〜8の低級脂肪族アルコール
の混合液を使用することを特徴とするDMHBA
の製造方法を提供するものである。 本発明は、TMPを炭素数1〜8の低級脂肪族
アルコールもしくは芳香炭化水素および炭素数1
〜8の低級脂肪族アルコールの混合溶媒中に溶解
し、分子状酸素と触媒量の銅化合物および種々の
窒素化合物、即ちアミン類またはアミン類と無機
酸との塩もしくはそれらの混合物、ヒドロキシル
アミン類またはヒドロキシルアミン類と無機酸と
の塩もしくはそれらの混合物あるいはオキシム類
またはオキシム類と無機酸との混合物の存在下、
室温〜200℃で単に攪拌するだけで容易に達成さ
れ極めて簡便且つ安全な酸化方法である。 本発明において、TMPを酸化するために酸化
剤として分子状酸素ならびに触媒として銅化合物
および種々の窒素化合物、即ちアミン類またはア
ミン類と無機酸との塩もしくはそれらの混合物、
ヒドロキシルアミン類またはヒドロキシルアミン
類と無機酸との塩もしくはそれらの混合物あるい
はオキシム類またはオキシム類と無機酸との混合
物の組合せが用いられる。分子状酸素源としては
純酸素ガスあるいは空気のいずれかを用いてもよ
く、常圧〜30Kg/cm2の範囲で有効である。触媒の
一成分として用いられる銅化合物は無機塩、有機
塩等が使用可能で特に制限は無いが、なかんずく
塩化第一銅、塩化第二銅等の塩化物が良好な反応
成績を示す。触媒の他の成分として用いられる窒
素化合物であるアミン類については、一級、二
級、および三級の如何を問わず、また環状アミ
ン、アミノアルコール、アミノ酸等の種々の誘導
体が使用可能で特に制限は無いが、比較的低分子
量の化合物が良好な反応成績を与える。ヒドロキ
シルアミン類についてはヒドロキシルアミンその
ものの他に、N,N−ジメチルヒドロキシルアミ
ン等のN,N−ジアルキルヒドロキシルアミン
類、N−メチルヒドロキシルアミン等のN−アル
キルヒドロキシルアミン類、O−メチルヒドロキ
シルアミン等のO−アルキルヒドロキシルアミン
等の種々のヒドロキシルアミン誘導体が使用可能
であるが、なかんずくヒドロキシルアミン、ヒド
ロキシ尿素あるいは低分子量のN,N−ジアルキ
ルヒドロキシルアミン類が良好な反応成績を示
す。オキシム類についてはアセトン、メチルエチ
ルケトン、ジエチルケトン等のジアルキルケトン
類、シクロヘキサノン、シクロオクタノン等の環
状ケトン類、アセトフエノン、プロピオフエノン
等の芳香族ケトン類、ジアセチル、アセチルアセ
トン等のジケトン類、ジメドン等の環状ジケトン
類等のいずれのケトン類、あるいはホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド
等の脂肪族アルデヒド、ベンズアルデヒド、フエ
ニルアセトアルデヒド等の芳香族アルデヒド類の
いずれのアルデヒド類のオキシムでも使用が可能
であるが、なかんずくアセトアルドキシム、ベン
ズアルドキシム、アセトンオキシム、2−ブタノ
ンオキシム等の比較的低分子量のオキシム類が良
好な反応成績を与える。また、それらの無機酸と
の塩を用いるに当つての無機酸としては硫酸、ハ
ロゲン酸等の種々の無機酸が使用可能であり特に
制限は無いが、塩酸あるいは硫酸が比較的良好な
結果を与える。この無機酸の添加は必須ではな
く、銅化合物とオキシム類の系でも充分な触媒活
性が得られるが、さらに無機酸を加えた方が触媒
活性が向上する場合が多い。さらに、ヒドロキシ
ルアミン類、オキシム類およびアミン類と無機酸
とは必ずしも前もつて混合物を調製して用いる必
要は無く、別々に添加してもよく、いずれの場合
もそれぞれの組成比は特に制限は無いが、ヒドロ
キシルアミン類およびオキシム類1モルに対し無
機酸0.2〜5モルの範囲が良好な反応結果を与え
る。銅化合物に対するアミン類の使用量について
は、アミンを無機酸との塩もしくは混合物として
加える場合には特に制限は無いが、少なくても多
すぎても反応速度が低くなるので、銅化合物1モ
ルにつき0.3〜3モルの範囲が好ましい。アミン
を単独で加える場合には銅化合物1モルに対して
0.5〜1モルの範囲が好ましく、過剰のアミンの
添加は副反応を促進し、目的化合物であるp−ヒ
ドロキシベンズアルデヒドを生成を阻害する。銅
化合物に対するヒドロキシルアミン類およびオキ
シム類の使用量については特に制限は無いが、少
なくても多すぎても反応速度が低くなるので、銅
化合物1モルにつきいずれの場合も0.3〜3モル
の範囲が好ましい。かくして得られる触媒の使用
量については特に制限は無いが、少ないと反応速
度が小さく、多すぎると反応後の分離等で問題が
出てくるので、銅化合物の量にしてTMP1モルに
対して0.01〜0.1モル量の使用が好ましい反応結
果を与える。 本発明の方法において、反応に際して用いられ
る溶媒については、炭素数1〜8の低級脂肪族ア
ルコールとしてはメタノール、エタノール、1−
プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノー
ル、2−ブタノール、tert−ブタノール、1−ア
ミルアルコール、2−アミルアルコール、3−ア
ミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert
−アミルアルコール、1−ヘキサノール、1−オ
クタノール、2−オクタノール等をあげることが
でき、特に制限は無いが、tert−ブタノール、
tert−アミルアルコールのような三級アルコール
が好ましい結果を与える。芳香族炭化水素および
炭素数1〜8の低級脂肪族アルコールの混合溶媒
を用いる場合の芳香族炭化水素としては特に制限
は無いが、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロ
ルベンゼン等の比較的低沸点で且つ酸化に対して
安定であるものが好ましい。この際、上記の炭素
数1〜8の低級脂肪族アルコール一種以上と芳香
族炭化水素1種以上と芳香族炭化水素1種以上と
を組合せた混合液を溶媒として用いる。これらの
溶媒は触媒である銅化合物ならびにアミン類、ヒ
ドロキシルアミン類、オキシム類、および/また
は無機酸、原料であるTMP、ならびに酸素の溶
解に優れた効果を示し、これらを接触させるだけ
で目的とするDMHBAの生成を極めて有効に行
う。芳香族炭化水素と低級脂肪族アルコールとの
組成比については、それらの組合せによつて異な
るため一概には決められないが、芳香族炭化水素
に対する低級脂肪族アルコールの容量比は0.2〜
1.5が好ましく、特に好ましくは0.25〜0.8である。 上記の触媒はこれらの混合液溶媒中に直接溶解
して使用することもできるが、また触媒を水溶液
として使用することもできる。またこの場合に用
いる炭素数1〜8の脂肪族アルコールとしては水
溶液の小さいものであれば特に問題はなく、種々
の異性体を含むブタノール、ペンタノール、ヘキ
サノール、ヘプタノール、オクタノール等が使用
可能である。いずれの場合も、溶媒中に溶存する
TMPと水相に溶存する触媒ならびに気相の酸素
を効率良く接触させるために、効率的な攪拌装置
ならびに通気装置を備える必要がある。 本発明の方法における反応の温度は室温〜200
℃付近の温度で行うことができるが、あまり低温
すぎると反応速度が遅くなり、一方、高すぎると
溶媒の損失あるいは副反応が多くなるので室温〜
80℃の範囲で実施するのが好ましい。反応時間
は、反応温度、酸素圧力、触媒の使用量により左
右されるが、通常は1〜10時間で充分である。 〔発明の効果〕 本発明方法に従うと、安価な市販の一般試薬で
ある塩化第二銅等の銅化合物およびアミン、ヒド
ロキシルアミン、アセトンオキシム等の窒素化合
物を触媒として用い、炭素数1〜8の低級脂肪族
アルコールあるいは芳香族炭化水素と炭素数1〜
8の低級脂肪族アルコールの好ましい組成で形成
される混合液を溶媒として、また触媒を水溶液と
して反応に供するときは前記の混合液もしくは炭
素数1〜8の脂肪族アルコール中で比較的水溶性
の低いものをを溶媒として、TMPを分子状酸素
で酸化して1段階で、しかも極めて高い反応速度
ならびに収率でDMHBAを得ることができる上
に、従来法の欠陥であつた大量の触媒を循環させ
る必要が無くなるので、工業的なDMHBAの製
造法として好適である。 本発明において使用する触媒の活性は極めて高
いので、小量の触媒の使用で充分であり、触媒を
循環再使用する必然性は必ずしも無いが、これが
必要な場合には触媒を水溶液として用いることに
より触媒の循環使用が可能である。この場合は、
反応中は攪拌下において、混合溶媒系では芳香族
炭化水素の親油性と低級脂肪族アルコールの親水
性とのために、難水溶性の脂肪族アルコールを溶
媒では長鎖のアルキル基の親油性と水酸基の親水
性とのために、水相の触媒と良好な懸濁状態とな
り、水相−有機相−気相の三相反応を円滑に進行
させるが、反応終了後、攪拌を停止すると有機相
と水相とに急速に分離し、水相の触媒を分離回収
して再使用することができ、同時に有機相からは
溶媒を蒸留等の手段により除去して生成物
DMHBAの単離を容易に行うことができる。 〔実施例〕 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。尚、本発明の実施例は本発明の理解をより容
易にするために代表的なものを揚げたものであ
り、本発明はこれらに限定されるものではない。 尚、下記の実施例ならびに比較例に示すTMP
の転化率ならびにDMHBAの収率はo−ジクロ
ロベンゼンを内部標準とするガスクロ分析により
求めた。 実施例 1〜5 内容積10mlのガラス製容器中にTMP2mmol、触
媒として塩化第二銅二水塩0.2mmolと各種の添加
剤を所定量、ならびにn−ヘキサノール2mlを溶
媒として仕込み、反応温度60℃で酸素圧を860mm
Hgに保ちながら反応させ、酸素吸収量をガスビ
ユレツトで測定した。酸素吸収量がほぼ停止した
のち、さらに約1〜2時間反応させて反応を完結
させ、反応溶液中の生成物を分析した。TMPの
転化率ならびに生成したDMHBAの収率を表1
に示す。
【表】 尚、表1において添加剤に関して使用した略号
は下記の化合物を示す。 AO=アセトンオキシム((CH32C=NOH)
およびHC1としては36%塩酸水溶液を用いた。 実施例 6〜7 実施例1において、塩化第二銅二水塩を0.1mm
ol、添加剤としてヒドロキシルアミン塩酸塩0.2
mmol、溶媒として2−ペンタノールあるいはn−
ブタノール2mlを用いて、実施例1と同様に反応
を行つた。TMPの転化率ならびに生成した
DMHBAの収率を表2に示す。
【表】 尚、表2において、溶媒に関して使用した略号
は下記の化合物を示す。 2−PeOH=2−ペンタノールおよびn−
BuOH=n−ブタノール。 実施例 8〜9 実施例4および実施例5において、転化剤とし
てヒドロキシルアミン塩酸塩のかわりにヒドロキ
シルアミン硫酸塩0.1mmolを用いて、実施例4お
よび5と同様に反応を行つた。TMPの転化率な
らびに生成したDMHBAの収率を表3に示す。
【表】 実施例 10〜11 実施例1において、塩化第二銅水塩を0.1mmol、
溶媒としてn−ヘキサノールの代わりに第三級ブ
タノールを2ml、添加剤としてヒドロキシルアミ
ン塩酸塩0.2mmolあるいはヒドロキシルアミン硫
酸塩0.1mmolを用いて、反応温度40℃で実施例1
と同様に反応を行つた。TMPの転化率ならびに
生成したDMHBAの収率を表4に示す。 比較例 1〜2 実施例10において、添加剤として塩化リチウム
0.1mmolあるいはジエチルアミン塩酸塩0.2mmolを
用いて、実施例10と同様な方法で反応を行つた。
TMPの添加率ならびに生成したDMHBAの収率
を表4に示す。
【表】 尚、表4において、添加剤に関して使用した略
号は下記の化合物を示す。 HAH=ヒドロキシルアミン塩酸塩(NH2
OH・HC1)およびHAS=ヒドロキシルアミン
硫酸塩((NH2OH)2・H2SO4)。 実施例 12〜21 実施例10において、溶媒として第三級ブタノー
ルの代わりに種々の脂肪族アルコールを用いて、
実施例10と同様に反応を行つた。TMP転化率な
らびに生成したDMHBA収率を表5に示す。 比較例 3 実施例17において、ヒドロキシルアミン塩酸塩
を添加しないで、実施例17と同様に反応を行つ
た。TMPの転化率ならびに生成したDMHBAの
収率を表5に示す。
【表】
【表】 尚、表5において、溶媒に関して使用した略号
は下記の化合物を示す。 EtOH=エタノール、n−プロパノール、i−
PrOH=イソプロパノール、i−BuOH=i−ブ
タノール、n−AmOH=n−アミルアルコール、
s−AmOH=s−アミルアルコール、t−
AmOH=t−アミルアルコールおよびn−
HeOH=n−ヘキサノール。 実施例 22 実施例20において、ヒドロキシルアミン塩酸塩
を0.4mmol用いて、実施例20と同様に3時間反応
を行つたところ、TMPの転化率98.6%、
DMHBA58.6%の値が得られた。 実施例 23〜24 実施例10において、溶媒として第三級ブタノー
ル2mlの代わりにイソプロパノールとトルエン
(Tol)との混合溶媒を用いて、実施例10と同様
に反応を行つた。TMPの転化率ならびに生成し
たDMHBAの収率を表6に示す。
【表】 実施例 25〜32 実施例11において、第三級ブタノールの代わり
に種々の脂肪族アルコールを溶媒として用いて、
実施例11と同様に反応を行つた。TMPの転化率
ならびに生成したDMHBAの収率を表7に示す。
【表】
【表】 尚、表7において、溶媒に関して使用した略号
は下記の化合物を示す。 2−OcOH=2−オクタノール。 実施例 33 実施例11において、第三級ブタノールのかわり
にトルエン1.0mlとイソプロパノール1.0mlとの混
合溶媒を用いて、実施例11と同様に1時間反応を
行つたところ、TMPの転化率100%ならびに生成
したDMHBAの収率78.0%の値が得られた。 実施例 34〜37 実施例1において添加剤としてジエチルアミン
(Et2NH)、ジ−n−プロピルアミン(Pr2NH)
あるいはジ−n−ブチルアミン(Bu2NH)を用
いて、実施例1と同様に反応を行つた。TMP転
化率ならびに生成したDMHBA収率を表8に示
す。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 2,4,6−トリメチルフエノールを酸素酸
    化して3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンズ
    アルデヒドを製造するにあたり、銅化合物および
    種々の窒素化合物、即ちアミン類またはアミン類
    と無機酸との塩もしくはそれらの混合物、ヒドロ
    キシルアミン類またはヒドロキシルアミン類と無
    機酸との塩もしくはそれらの混合物、あるいはオ
    キシム類またはオキシム類と無機酸との混合物の
    組合せよりなる触媒を用いることを特徴とする 3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンズアル
    デヒドの製造方法。 2 2,4,6−トリメチルフエノールを銅化合
    物および種々の窒素化合物、即ちアミン類または
    アミン類と無機酸との塩もしくはそれらの混合
    物、ヒドロキシルアミン類またはヒドロキシルア
    ミン類と無機酸との塩もしくはそれらの混合物、
    あるいはオキシム類またはオキシム類と無機酸と
    の混合物の組合せよりなる触媒により、酸素酸化
    して3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンズア
    ルデヒドを製造する方法において、溶媒として炭
    素数1〜8の低級脂肪族アルコールもしくは芳香
    族炭化水素および炭素数1〜8の低級脂肪族アル
    コールの混合液を使用することを特徴とする3,
    5−ジメチル−4−ヒドロキシベンズアルデヒド
    の製造方法。
JP1217066A 1989-08-23 1989-08-23 3,5―ジメチル―4―ヒドロキシベンズアルデヒドの製造方法 Granted JPH0381241A (ja)

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DE19723890A1 (de) 1997-06-06 1998-12-10 Consortium Elektrochem Ind Verfahren zur Herstellung von aromatischen und heteroaromatischen Aldehyden und Ketonen
JP4315548B2 (ja) 1999-11-19 2009-08-19 株式会社ブリヂストン タイヤカーカスの形成装置および形成方法
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