JPH09241192A - アルコール類の製造方法 - Google Patents

アルコール類の製造方法

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JPH09241192A
JPH09241192A JP5135196A JP5135196A JPH09241192A JP H09241192 A JPH09241192 A JP H09241192A JP 5135196 A JP5135196 A JP 5135196A JP 5135196 A JP5135196 A JP 5135196A JP H09241192 A JPH09241192 A JP H09241192A
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group
catalyst
acid
reaction
ruthenium
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JP5135196A
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Takamasa Fuchigami
高正 渕上
Tomotari Hirozawa
知足 廣澤
Noriko Wakasa
のり子 若狭
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Sagami Chemical Research Institute
Original Assignee
Sagami Chemical Research Institute
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カルボン酸類を温和な条件下高選択的かつ高
収率でアルコール類に変換する方法を提供する。 【解決手段】 周期律表第VIII族の元素から選ばれる少
なくとも一種の元素とVIb族若しくはVIIb族から選ばれ
る少なくとも一種の元素からなる触媒の存在下に、炭化
水素系溶媒中でカルボン酸類を水素化還元することを特
徴とするアルコール類の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカルボン酸の水素化
還元によるアルコール類の製造方法に関するものであ
る。アルコール類は医薬品の原料、香料、合成中間体、
溶媒等に幅広く利用される有用な物質である。
【0002】
【従来の技術】従来、カルボン酸の触媒的水素化還元に
よるアルコール類の製造方法に関してはいくつかの提案
がなされているが、原料であるカルボン酸の極性が高く
揮発性ならびに溶解性が低いことから、いずれも含酸素
系溶媒中で行われることが当業者間の常識であった。
【0003】特開昭63−301845号には、コバル
ト系触媒を用いて、反応温度225℃圧力150kg/
cm2、テトラヒドロフラン(THF)中でペンタデカ
ンジカルボン酸モノメチルエステルを水素化する方法が
記載されている。しかし、この方法は触媒を5〜10重
量%使用すること、225℃の高温および、水素圧15
0kg/cm2の高圧を必要とする反応であることから
経済的に不利である。
【0004】特開平4−99752号には、ルテニウム
−すず系触媒またはレニウム−すず系触媒を用いて水溶
媒中で、反応温度250℃、圧力60kg/cm2で長
鎖二酸モノエステルを水素化する方法が記載されてい
る。しかしながら、この方法では反応温度が250℃と
高い上に収率72.4%でω−ヒドロキシカルボン酸エ
ステルを得るのに85時間という長時間を要しており、
経済的に効率が悪い。
【0005】これらの欠点を補う比較的温和な水素化方
法として、本発明者らは、触媒として周期律表第VIII族
の元素とVIb族若しくはVIIb族の元素からなる二元系触
媒の存在下にエーテル系溶媒、例えばジメトキシエタン
(DME)を溶媒として用いて、反応温度140〜18
0℃、圧力100気圧でカルボン酸を水素化する方法を
報告した[WO95/24371 およびテトラヘドロン レターズ
(Tetrahedron Letters)36、7、p1059−10
62(1995)]。しかしながら、このエーテル系溶
媒を用いる方法においては、高価な溶媒を多量に用いな
ければならない上、用いられる反応温度においては、生
成する水による溶媒の加水分解や、溶媒の加水素化分解
が進行するという問題と共に、反応温度が比較的高いと
いう問題があった。
【0006】このように、従来カルボン酸を触媒を用い
て水素化還元するにあたって、炭化水素系溶媒を用いた
例は殆どなく、まして本発明のように炭化水素系溶媒を
用いることにより、反応温度を低下させることが可能と
なることは、当業者間では全く知られていなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はカルボ
ン酸の接触的水素化還元を用いて、温和な条件下高収
率、高選択的にアルコール類を製造する方法を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる問
題を解決すべく鋭意研究を行った結果、周期律表第VIII
族の元素から選ばれる少なくとも一種の元素と周期律表
第VIb族及び第VIIb族の元素から選ばれる少なくとも
一種の元素からなる触媒存在下に、カルボン酸を水素化
還元するにあたり、炭化水素系溶媒を用いることによ
り、温和な条件下高収率でアルコール類を製造できるこ
とを見いだし本発明を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は、周期律表第VIII族の
元素から選ばれる少なくとも一種の元素と周期律表VIb
族若しくはVIIb族の元素から選ばれる少なくとも一種の
元素からなる触媒の存在下に炭化水素系溶媒中でカルボ
ン酸を水素化還元することを特徴とするアルコール類の
製造方法に関する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明において、周期律表第VIII
族の元素としては鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、
白金、第VIb族の元素としてはクロム、モリブデン、タ
ングステン、第VIIb族の元素としてはマンガン、レニウ
ムを挙げることができるが、周期律表第VIII族の元素と
してはルテニウム、ロジウム、パラジウム、第VIb族の
元素としてはモリブデン、タングステン、第VIIb族の元
素としてはレニウムを用いることが水素化反応の活性お
よび選択性の点で好ましい。これらの触媒は担体に担持
されていても何ら差し支えない。
【0011】本発明で用いられるルテニウムは0価の金
属そのもの、および/または各種ルテニウムの無機化合
物、有機化合物あるいは錯体化合物等である。具体的に
は、ルテニウムブラック、ルテニウムパウダー、酸化ル
テニウム、硝酸ルテニウム、硝酸ニトロシルルテニウ
ム、塩化ルテニウム、臭化ルテニウム、ヨウ化ルテニウ
ム、オキシデカクロロジルテニウム酸アンモニウム、ペ
ンタクロロアクアルテニウム酸アンモニウム、オキシデ
カクロロジルテニウム酸カリウム、オキシデカクロロジ
ルテニウム酸ナトリウム、ペンタクロロアクアルテニウ
ム酸カリウム、過ルテニウム酸カリウム、ヘキサアンミ
ンルテニウム塩化物、ペンタアンミンクロロルテニウム
塩化物、ヘキサアンミンルテニウム臭化物、ルテニウム
カルボニル、ヘキサカルボニルテトラクロロジルテニウ
ム、トリス(アセチルアセトナト)ルテニウム、ジクロ
ロトリカルボニルルテニウムダイマー、ジクロロトリス
(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジクロロジカ
ルボニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、
ジカルボニルシクロペンタジエニルルテニウムダイマ
ー、ビス(シクロペンタジエニル)ルテニウム等を用い
ることができる。
【0012】本発明で用いられるロジウムは0価の金属
そのもの、および/または各種ロジウムの無機化合物、
有機化合物あるいは錯体化合物等である。具体的には、
ロジウムブラック、ロジウムパウダー、酸化ロジウム、
硝酸ロジウム、酢酸ロジウム、酢酸ロジウムダイマー、
塩化ロジウム、臭化ロジウム、ヨウ化ロジウム、ヘキサ
クロロロジウム酸アンモニウム、ペンタクロロアクアロ
ジウム酸アンモニウム、ペンタクロロアクアロジウム酸
カリウム、ヘキサクロロロジウム酸ナトリウム、ヘキサ
ブロモロジウム酸ナトリウム、クロロペンタアンミンロ
ジウム塩化物、テトラロジウムドデカカルボニル、ヘキ
サロジウムヘキサデカカルボニル、トリス(アセチルア
セトナト)ロジウム、ビス(1、3ージフェニル1、3
ープロパンジオナト)ロジウムアセテト、ビス(ペンタ
メチルシクロペンタジエニル)ジクロロロジウム等を用
いることができる。
【0013】本発明で用いられるパラジウムは0価の金
属そのもの、および/または各種パラジウムの無機化合
物、有機化合物あるいは錯体化合物等である。具体的に
は、パラジウムブラック、パラジウムパウダー、酸化パ
ラジウム、硝酸パラジウム、酢酸パラジウム、硫酸パラ
ジウム、塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラ
ジウム、ヘキサクロロパラジウム酸アンモニウム、テト
ラクロロパラジウム酸アンモニウム、ジニトロジアミン
パラジウム、ヘキサクロロパラジウム酸カリウム、テト
ラブロモパラジウム酸カリウム、ヘキサクロロパラジウ
ム酸ナトリウム、ビス(アセチルアセトナト)パラジウ
ム等を用いることができる。
【0014】本発明で用いられるモリブデンは0価の金
属そのもの、および/または各種モリブデンの無機化合
物、有機化合物あるいは錯体化合物である。具体的に
は、モリブデンヘキサカルボニル、モリブデン酸アンモ
ニウム、酢酸モリブデン、酸化モリブデン、酸化モリブ
デンアセチルアセトナト等を用いることができる。
【0015】本発明で用いられるタングステンは0価の
金属そのもの、および/または各種タングステンの無機
化合物、有機化合物あるいは錯体化合物である。具体的
には、タングステンヘキサカルボニル、酸化タングステ
ン、タングステン酸、パラタングステン酸アンモニウム
等を用いることができる。
【0016】本発明で用いられるレニウムは0価の金属
そのもの、および/または各種レニウムの無機化合物、
有機化合物あるいは錯体化合物である。具体的には、レ
ニウムカルボニル、酸化レニウム、過レニウム酸、過レ
ニウム酸アンモニウム、塩化レニウム、シクロペンタジ
エニルレニウムトリカルボニル等を用いることができ
る。
【0017】担体に担持された触媒の調製に使用するVI
II族の金属化合物としては、水素化反応中あるいは反応
に用いる前に金属状のVIII族の金属に変化できるもので
あれば特に制限はない。また、触媒を調製する場合に、
VIb族またはVIIb族元素の硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩、
塩化物等の無機化合物、あるいはアセチルアセトナトな
どの有機の化合物やアミン錯体、カルボニル錯体等を使
用することができる。
【0018】担体に担持された触媒におけるVIII族の金
属担持量は、総触媒量に対して、0.1〜60重量%、
好ましくは0.5〜50重量%である。この担持量が6
0%より多い場合、VIII族の金属単位重量当たりの活性
増加は小さくなる傾向があり、又、0.1重量%より低
い場合、十分な活性が得られない恐れがある。
【0019】担体に担持された触媒におけるVIb族及び
VIIb族元素の担持量は、VIII族金属とVIb族及びVIIb
族の元素の原子比が100:1〜1:50、好ましくは
50:1〜1:20である。
【0020】担体に担持された触媒を使用する場合の触
媒の製造法は特に制限はなく、公知の方法で製造したも
のを使用できる。たとえば含浸法、イオン交換法、物理
混合法等で調製することができる。
【0021】含浸法で調製する場合には、VIII族の金属
化合物においてはさらにVIb族及びVIIb族より選ばれ
る少なくとも一種以上の金属化合物を適当な溶媒に溶解
し、ここに担体を加え、必要ならば所定の時間静置した
後、乾燥する。乾燥直後に還元しても良いし、場合によ
っては焼成した後に還元しても差し支えない。もちろん
反応系中で還元しても構わない。還元方法には特に制限
はなく、VIII族の0価の金属が得られれば、例えば水素
などを用いて気相で還元しても、あるいはヒドラジンな
どを用いて液相で還元しても構わない。還元温度は少な
くともVIII族の金属化合物が0価の金属にまで還元され
れば特に制限はない。還元操作後のVIb族、VIIb族の
元素の価数に特に制限なく、0価の金属であっても、酸
化された状態であっても差し支えない。一般的には60
0℃までの温度でよい。なお、触媒成分は必ずしも一度
にすべてを担持する必要はなく、いずれかの一方を先に
担持した後、残りの成分を担持しても構わないのは言う
までもない。
【0022】本発明で触媒を担体に担持して使用する場
合、使用される担体は多孔性の物質であればよく、金属
酸化物あるいは複合酸化物、層状粘土化合物、活性炭等
が挙げられる。中でもシリカ、アルミナ、活性炭が好ま
しい。また、触媒の形状には特に制限はなく、粉末のま
ま若しくは成形して用いることができる。なお、本発明
の方法においては、担体として特に高い表面積の黒鉛化
炭素等を使用する事なく、通常の活性炭を用いて好適に
反応が進行する。また、触媒の第二成分として通常使用
されるアルミナやゼオライトを特に加えなくてもよい。
【0023】使用する触媒量は特に制限されないが、カ
ルボン酸に対し0.01〜10モル%とすることが好ま
しく、さらに好ましくは0.1〜3モル%である。
【0024】本発明の原料であるカルボン酸は、分子内
にカルボキシル基を有するものならいかなるものでもよ
い。具体的には、置換基を有してもよい、酢酸、プロピ
オン酸、アクリル酸、酪酸、クロトン酸、吉草酸、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
シクロプロパンカルボン酸、シクロペンタンカルボン
酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘプタンカルボ
ン酸、アダマンタンカルボン酸等の脂肪族カルボン酸;
置換基を有してもよい、安息香酸、1−ナフトエ酸、2
−ナフトエ酸、9−アントラセンカルボン酸、ニコチン
酸、フラン−2−カルボン酸等の芳香族カルボン酸が挙
げられるが、これらに限定されるものではない。置換基
としては、炭素数1〜10の枝分かれしてもよいアルキ
ル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族基、ハロゲ
ン原子、水酸基、アルコキシ基、アシル基、エステル
基、アミノ基、アルキルアミノ基、ニトロ基、シアノ基
等が例示できる。また、分子内に不飽和結合等がある分
子では、用いる条件によっては、不飽和結合等が還元さ
れる場合もある。
【0025】本発明においては、炭化水素系溶媒を用い
ることを必須の要件とする。炭化水素系溶媒としては、
炭素原子と水素原子から構成される化合物なら特に制限
はないが、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチル
ブタン、ペンタン、2−メチルペンタン、3−メチルペ
ンタン、ヘキサン、2−メチルヘキサン、3−メチルヘ
キサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、
デカン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシク
ロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘ
キサン、イソプロピルシクロヘキサン、ブチルシクロヘ
キサン、t−ブチルシクロヘキサン等の不飽和結合を有
しない炭化水素系溶媒が経済的に好ましい。また、石油
エーテル、灯油、ガソリン等炭化水素化合物を主成分と
する混合溶媒を用いてもよい。溶媒の使用量は、反応温
度において原料の一部あるいは全部が溶解する程度であ
ればよく、特に限定されない。
【0026】本発明の方法において、反応は、加温、水
素加圧下で実施される。反応方法は特に制限はなく、例
えば回分式または半回分式の反応方法であってもよい。
【0027】反応温度は、通常50〜250℃、好まし
くは100〜200℃である。これより温度を高くする
と副反応生成物が増加する傾向があり、逆に温度をこれ
より低くすると反応速度の面で不利になる。また、水素
の圧力は、通常10〜150kg/cm2G、好ましく
は20〜120kg/cm2Gが選ばれる。これより高
圧では安全並びに経済上不利であり、これより低圧では
反応速度が遅くなり不利になる。
【0028】反応時間は、温度、圧力および触媒量等の
設定の仕方によって変わるため、一概にその範囲を決め
ることは困難であるが、回分式及び半回分式においては
通常1〜30時間、好ましくは2〜20時間がよい。反
応時間は30時間より長くても構わないが、その範囲内
で十分反応は進行する。一方、1時間未満では高い転化
率が得られないことがある。
【0029】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によりさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例および
比較例に限定されるものではない。 実施例1
【0030】
【化1】
【0031】10mlのステンレス製オートクレーブに
ペンタデカン酸242mg(1.00mmol)、ヘキ
サロジウムヘキサデカカルボニル1.8mg(0.00
17mmol)、レニウムカルボニル3.3mg(0.
005mmol)、およびヘキサン1.0mlを仕込
み、系内を水素で十分置換した後、100kg/cm2
Gになるように水素を圧入した。加熱攪拌しながら14
0℃に昇温し、16時間水素化反応を行った。反応終了
後、オートクレーブを室温まで冷却し、続いて水素をパ
ージし、反応液を取り出した。反応液をガスクロマトグ
ラフィ−により分析した結果、ペンタデカノールの収率
は原料のペンタデカン酸に対して66%であった。結果
を表1に示す。
【0032】実施例2 基質としてペンタデカン酸242mg(1.00mmo
l)、触媒としてヘキサロジウムヘキサデカカルボニル
1.8mg(0.0017mmol)、モリブデンヘキ
サカルボニル2.6mg(0.010mmol)、溶媒
としてヘキサン1.0mlを用いたこと以外は実施例1
と同様にして水素化反応および分析を行った。結果を表
1に示す。
【0033】実施例3 基質としてペンタデカン酸242mg(1.00mmo
l)、触媒として5%ルテニウム/Al2O320.2m
g(0.010mmol)、モリブデンヘキサカルボニ
ル2.6mg(0.010mmol)、溶媒としてヘキ
サン2.0mlを用いたこと以外は実施例1と同様にし
て水素化反応および分析を行った。結果を表1に示す。
【0034】実施例4 基質としてペンタデカン酸242mg(1.00mmo
l)、触媒として5%ルテニウム/Al2O320.2m
g(0.010mmol)、モリブデンヘキサカルボニ
ル2.6mg(0.010mmol)、溶媒としてヘプ
タン2.0mlを用いたこと以外は実施例1と同様にし
て水素化反応および分析を行った。結果を表1に示す。
【0035】実施例5 基質としてペンタデカン酸242mg(1.00mmo
l)、触媒として5%ルテニウム/Al2O320.2m
g(0.010mmol)、モリブデンヘキサカルボニ
ル2.6mg(0.010mmol)、溶媒としてシク
ロヘキサン2.0mlを用いたこと以外は実施例1と同
様にして水素化反応および分析を行った。結果を表1に
示す。
【0036】比較例1 基質としてペンタデカン酸242mg(1.00mmo
l)、触媒としてヘキサロジウムヘキサデカカルボニル
1.8mg(0.0017mmol)、レニウムカルボ
ニル3.3mg(0.005mmol)、溶媒としてD
ME1.0mlを用いたこと以外は実施例1と同様にし
て水素化反応および分析を行った。結果を表1に示す。
【0037】比較例2 基質としてペンタデカン酸242mg(1.00mmo
l)、触媒としてヘキサロジウムヘキサデカカルボニル
1.8mg(0.0017mmol)、モリブデンヘキ
サカルボニル2.6mg(0.010mmol)、溶媒
としてDME1.0mlを用いて反応温度を150℃に
したこと以外は実施例1と同様にして水素化反応および
分析を行った。結果を表1に示す。
【0038】比較例3 基質としてペンタデカン酸242mg(1.00mmo
l)、触媒として5%ルテニウム/Al2O320.2m
g(0.010mmol)、モリブデンヘキサカルボニ
ル2.6mg(0.010mmol)、溶媒としてDM
E1.0mlを用いたこと以外は実施例1と同様にして
水素化反応および分析を行った。結果を表1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】実施例6
【0041】
【化2】
【0042】10mlのステンレス製オートクレーブに
アダマンタンカルボン酸180mg(1.00mmo
l)、触媒として5%ルテニウム/Al2O320.2m
g(0.010mmol)、モリブデンヘキサカルボニ
ル2.6mg(0.010mmol)およびヘキサン
2.0mlを仕込み、系内を水素で十分置換した後、1
00kg/cm2Gになるように水素を圧入した。加熱
攪拌しながら160℃に昇温し、16時間水素化反応を
行った。反応終了後、オートクレーブを室温まで冷却
し、続いて水素をパージし、反応液を取り出した。反応
液をガスクロマトグラフィ−により分析した結果、アダ
マンタノールの収率は原料のアダマンタンカルボン酸に
対して92%であった。
【0043】比較例4 基質としてアダマンタンカルボン酸180mg(1.0
0mmol)、触媒としてルテニウムカルボニル2.1
mg(0.0033mmol)、モリブデンヘキサカル
ボニル2.6mg(0.010mmol)、溶媒として
DME2.0mlを用い、反応温度を170℃にしたこ
と以外は実施例4と同様にして水素化反応および分析を
行った。結果を表2に示す。
【0044】
【表2】
【0045】実施例7
【0046】
【化3】
【0047】10mlのステンレス製オートクレーブに
4−メトキシシクロヘキサンカルボン酸158mg
(1.00mmol)、触媒としてヘキサロジウムヘキ
サデカカルボニル1.8mg(0.0017mmo
l)、レニウムカルボニル3.3mg(0.005mm
ol)およびヘキサン2.0mlを仕込み、系内を水素
で十分置換した後、100kg/cm2Gになるように
水素を圧入した。加熱攪拌しながら150℃に昇温し、
16時間水素化反応を行った。反応終了後、オートクレ
ーブを室温まで冷却し、続いて水素をパージし、反応液
を取り出した。反応液をガスクロマトグラフィ−により
分析した結果、(4−メトキシシクロヘキシル)メタノ
ールの収率は原料の4−メトキシシクロヘキサンカルボ
ン酸に対して71%であった。
【0048】
【発明の効果】本発明により、極めて温和な条件下にカ
ルボン酸類を触媒的に水素化できるようになった。この
ために熱的に不安定な基質に対しても触媒的水素化反応
が適用できるようになり、工業的なアルコール類合成法
としての水素化還元の有用性が高まった。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年5月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】10mlのステンレス製オートクレーブに
アダマンタンカルボン酸180mg(1.00mmo
l)、触媒として5%ルテニウム/Al2O320.2m
g(0.010mmol)、モリブデンヘキサカルボニ
ル2.6mg(0.010mmol)およびヘキサン
2.0mlを仕込み、系内を水素で十分置換した後、1
00kg/cm2Gになるように水素を圧入した。加熱
攪拌しながら160℃に昇温し、16時間水素化反応を
行った。反応終了後、オートクレーブを室温まで冷却
し、続いて水素をパージし、反応液を取り出した。反応
液をガスクロマトグラフィ−により分析した結果、アダ
マンタンメタノールの収率率は原料のアダマンタンカル
ボン酸に対して92%であった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】
【表2】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周期律表第VIII族の元素から選ばれる少
    なくとも一種の元素とVIb族若しくはVIIb族から選ばれ
    る少なくとも一種の元素からなる触媒存在下に、炭化水
    素系溶媒中でカルボン酸を水素化還元することを特徴と
    するアルコール類の製造方法。
  2. 【請求項2】 周期律表第VIII族の元素がロジウム、ル
    テニウム、パラジウムである請求項1に記載の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 周期律表第VIb族の元素がモリブデン、
    タングステンである請求項1に記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 周期律表第VIIb族の元素がレニウムであ
    る請求項1に記載の製造方法。
JP5135196A 1996-03-08 1996-03-08 アルコール類の製造方法 Pending JPH09241192A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006504788A (ja) * 2002-11-01 2006-02-09 カーギル,インコーポレイティド 1,3−プロパンジオールの製造方法
JP2015074619A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 宇部興産株式会社 アルコール化合物の製造方法
US9108895B2 (en) 2012-10-26 2015-08-18 Eastman Chemical Company Promoted ruthenium catalyst for the improved hydrogenation of carboxylic acids to the corresponding alcohols

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