JPS599531B2 - フエノ−ル類の製造方法 - Google Patents
フエノ−ル類の製造方法Info
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- JPS599531B2 JPS599531B2 JP54091817A JP9181779A JPS599531B2 JP S599531 B2 JPS599531 B2 JP S599531B2 JP 54091817 A JP54091817 A JP 54091817A JP 9181779 A JP9181779 A JP 9181779A JP S599531 B2 JPS599531 B2 JP S599531B2
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- hpo
- reaction
- phenol
- methyl
- cumene
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はフェノール類、特に異性体を含まない: 置換
フェノール類を高収率に得る方法に関する。
フェノール類を高収率に得る方法に関する。
フェノールの製造には、一般にクメン法と言われる方法
が用いられており、先ずクメンを酸化して第三級ヒドロ
ペルオキシドの1種であるクメンヒドロペルオキシド(
以下C−HPOと略記する)0 を高収率で得、次いで
反応液を70〜80wt%のC−HPO濃度に濃縮しC
−HPO濃縮物とした後、酸で分解してフェノールとア
セトンとを対クメン選択率85〜90mol%で得てい
る。一方クレゾール等の置換フェノール類の製造法゛5
としても、クメン法に対応するシメン法が知られてお
り、置換基とイソプロビル基とを有する芳香族化合物に
ついてクメン法と同様の反応を行なつて対応する置換フ
ェノール類を得ている。しかしこのシメン法の場合置換
基を有する芳香族化合物■0 をプロピレンでアルキル
化してイソプロピル基を導入する際に、置換異性体が不
可避的に生成し、それが最終製品の置換フェノール類に
異性体を混在させる結果となる。これに対し、メチル置
換芳香族化合物の1個の■5 メチル基を酸化して対応
する第一級ヒドロペルオキシド(以下1−■℃ と記す
)を合成し、次いでこれを分解して対応するフェノール
類を得る方法、例えばp−キシレンからp−メチルベン
ジルヒドロペルオキシド(以下pc−HPOと記す)を
フ0 合成し、次いでこれよりp−クレゾールを得る方
法が、米国特許第2683751号公報、ジャーナル
オブ アメリカン ケミカル ソサイテイー 第77巻
第4035頁等に記載されている。
が用いられており、先ずクメンを酸化して第三級ヒドロ
ペルオキシドの1種であるクメンヒドロペルオキシド(
以下C−HPOと略記する)0 を高収率で得、次いで
反応液を70〜80wt%のC−HPO濃度に濃縮しC
−HPO濃縮物とした後、酸で分解してフェノールとア
セトンとを対クメン選択率85〜90mol%で得てい
る。一方クレゾール等の置換フェノール類の製造法゛5
としても、クメン法に対応するシメン法が知られてお
り、置換基とイソプロビル基とを有する芳香族化合物に
ついてクメン法と同様の反応を行なつて対応する置換フ
ェノール類を得ている。しかしこのシメン法の場合置換
基を有する芳香族化合物■0 をプロピレンでアルキル
化してイソプロピル基を導入する際に、置換異性体が不
可避的に生成し、それが最終製品の置換フェノール類に
異性体を混在させる結果となる。これに対し、メチル置
換芳香族化合物の1個の■5 メチル基を酸化して対応
する第一級ヒドロペルオキシド(以下1−■℃ と記す
)を合成し、次いでこれを分解して対応するフェノール
類を得る方法、例えばp−キシレンからp−メチルベン
ジルヒドロペルオキシド(以下pc−HPOと記す)を
フ0 合成し、次いでこれよりp−クレゾールを得る方
法が、米国特許第2683751号公報、ジャーナル
オブ アメリカン ケミカル ソサイテイー 第77巻
第4035頁等に記載されている。
この方法によれば、置換フェノール、例えばp’35−
ギシレンからp−クレゾール、m−キシレンからm−ク
レゾール、メシチレンから3・ 5−キシレノールを製
造する場合に、異性体を含まない高純度のものが得られ
る等の利点があり、シメン法に比し工業的価値は高い。
しかし乍ら、この方法は酸化工程では1−HPOを高収
率で得ることが難しく、また分解工程では分解生成物の
一つであるホルムアルデヒドとフェノールとの副反応生
成物が多いため、生成するフェノール類の収率は低く、
工業的な製造方法とはなつていない。
ギシレンからp−クレゾール、m−キシレンからm−ク
レゾール、メシチレンから3・ 5−キシレノールを製
造する場合に、異性体を含まない高純度のものが得られ
る等の利点があり、シメン法に比し工業的価値は高い。
しかし乍ら、この方法は酸化工程では1−HPOを高収
率で得ることが難しく、また分解工程では分解生成物の
一つであるホルムアルデヒドとフェノールとの副反応生
成物が多いため、生成するフェノール類の収率は低く、
工業的な製造方法とはなつていない。
本発明者らはこれらの問題を解決する方法として、酸化
工程については、脂肪族第三級ヒドロペルオキシドを反
応助剤として共存させて1−HPOを高収率に得る方法
(特願昭53−121643)を、分解工程については
、有機溶媒と三弗化硼素との共存(特願昭52−480
20)、特定割合のアルコールと三弗化硼素との共存(
特願昭5364105)、特定割合の脂肪族アルコール
及びケトンと弗化水素との共存(特願昭5312541
4)によりフェノール類を高収率に得る方法を見出した
。
工程については、脂肪族第三級ヒドロペルオキシドを反
応助剤として共存させて1−HPOを高収率に得る方法
(特願昭53−121643)を、分解工程については
、有機溶媒と三弗化硼素との共存(特願昭52−480
20)、特定割合のアルコールと三弗化硼素との共存(
特願昭5364105)、特定割合の脂肪族アルコール
及びケトンと弗化水素との共存(特願昭5312541
4)によりフェノール類を高収率に得る方法を見出した
。
しかし酸化工程についての上記発明の場合、高濃度で用
いる脂肪族第三級ヒドロペルオキシドが高価であり、そ
して多量の過剰分は循環使用する必要がある等の問題が
残つていた。本発明者らは、これらの点に鑑み鋭意研究
の結果、上記クメン法におけるC−HPO濃縮物を反応
助剤として共存させてメチルベンゼン類の酸化反応をさ
せることにより、1−HPOの収率を高めることが出来
、しかもこの酸化反応液から1HP0とC−HPOとを
分離することなく酸分解して各々に対応するフェノール
類(本発明の原料メチル置換芳香族に由来するフェノー
ル類は、トルエンに由来するフェノールを含め、以下の
記載ではフェノール類と記し、C−HPOに由来するフ
ェノールと区別する。
いる脂肪族第三級ヒドロペルオキシドが高価であり、そ
して多量の過剰分は循環使用する必要がある等の問題が
残つていた。本発明者らは、これらの点に鑑み鋭意研究
の結果、上記クメン法におけるC−HPO濃縮物を反応
助剤として共存させてメチルベンゼン類の酸化反応をさ
せることにより、1−HPOの収率を高めることが出来
、しかもこの酸化反応液から1HP0とC−HPOとを
分離することなく酸分解して各々に対応するフェノール
類(本発明の原料メチル置換芳香族に由来するフェノー
ル類は、トルエンに由来するフェノールを含め、以下の
記載ではフェノール類と記し、C−HPOに由来するフ
ェノールと区別する。
)とフェノールとを得ることを見出し本発明に到達した
。即ち本発明は、クメンの酸化反応生成液を濃縮して得
られるC−HPO濃縮物の共存下にメチル置換芳香族化
合物を分子状酸素含有ガスにより液相酸化し、該メチル
置換芳香族化合物のメチル基の1つを酸化して対応する
1−HPOを生成せし・め、得られた反応生成物を濃縮
してC−HPOと1−HPOとを含有する濃縮液となし
、次いで該濃縮液を酸性触媒存在下での分解反応に供し
て、C−HPO及び1−HPOをフェノールおよびフェ
ノール類にそれぞれ転化せしめる方法である。
。即ち本発明は、クメンの酸化反応生成液を濃縮して得
られるC−HPO濃縮物の共存下にメチル置換芳香族化
合物を分子状酸素含有ガスにより液相酸化し、該メチル
置換芳香族化合物のメチル基の1つを酸化して対応する
1−HPOを生成せし・め、得られた反応生成物を濃縮
してC−HPOと1−HPOとを含有する濃縮液となし
、次いで該濃縮液を酸性触媒存在下での分解反応に供し
て、C−HPO及び1−HPOをフェノールおよびフェ
ノール類にそれぞれ転化せしめる方法である。
本発明において原料となるメチル置換芳香族化合物とは
、芳香環に置換した1つ以上のメチル基を有する芳香族
化合物及び1つ以上のメチル基の他に酸化反応に関与し
ないt−ブチル基やハロゲン等を有しエチル基、イソプ
ロピル基は有しない芳香族化合物であり、例えばトルエ
ン、o−、m、又はp−キシレン、1・2・3−、1・
2・4一又は1・3・5−トリメチルベンゼン、ジユレ
ン、d−メチルナフタリン、β−メチルナフタリン、o
−m一又はp−t−ブチルトルエン、ジメチルーt−ブ
チルベンゼン、o−、m一又はp−クロルトルエン、o
−、m−、p−ニトロトルエン等である。酸化反応は分
子状酸素含有ガスにより大気圧以上の加圧で行なうこと
が望ましく、圧力が高いほど反応は促進されるが、3〜
20k9/C7ilGの範囲の圧力が適当である。
、芳香環に置換した1つ以上のメチル基を有する芳香族
化合物及び1つ以上のメチル基の他に酸化反応に関与し
ないt−ブチル基やハロゲン等を有しエチル基、イソプ
ロピル基は有しない芳香族化合物であり、例えばトルエ
ン、o−、m、又はp−キシレン、1・2・3−、1・
2・4一又は1・3・5−トリメチルベンゼン、ジユレ
ン、d−メチルナフタリン、β−メチルナフタリン、o
−m一又はp−t−ブチルトルエン、ジメチルーt−ブ
チルベンゼン、o−、m一又はp−クロルトルエン、o
−、m−、p−ニトロトルエン等である。酸化反応は分
子状酸素含有ガスにより大気圧以上の加圧で行なうこと
が望ましく、圧力が高いほど反応は促進されるが、3〜
20k9/C7ilGの範囲の圧力が適当である。
反応温度は低いほど1−HPOへの選択率は向上するも
のの反応速度が低下し、一方反応温度が高いとC−HP
Oll−HPOの分解が増加するので、90−140℃
の温度範囲が工業的には適当である。
のの反応速度が低下し、一方反応温度が高いとC−HP
Oll−HPOの分解が増加するので、90−140℃
の温度範囲が工業的には適当である。
酸化反応の反応助剤であると共に最終的にはフェノール
の原料となるC−HPO濃縮物は、通常のクメン法に於
ける酸化反応生成物の濃縮物であり、一般には70〜8
0wt%程度のC−HPO含量のものであるが、その添
加量は、反応液中の純C−HPO濃度が10〜70wt
%、好ましくは10〜40wt%となる量が適当である
。
の原料となるC−HPO濃縮物は、通常のクメン法に於
ける酸化反応生成物の濃縮物であり、一般には70〜8
0wt%程度のC−HPO含量のものであるが、その添
加量は、反応液中の純C−HPO濃度が10〜70wt
%、好ましくは10〜40wt%となる量が適当である
。
反応時間は0.5〜10時間、好ましくは1〜6時間が
適当である。
適当である。
原料の反応率を高くすると1−HPOへの選択率が低下
するので選択率の点では反応率はできるだけ低く抑える
のが望ましいが、反応器容積当りの得量が低下すること
となるので、反応率は5〜20%にするのが好ましい。
するので選択率の点では反応率はできるだけ低く抑える
のが望ましいが、反応器容積当りの得量が低下すること
となるので、反応率は5〜20%にするのが好ましい。
C−HPO濃縮物、反応原料以外に溶媒を用いても良い
が特に必要はない。
が特に必要はない。
反応形式は、回分、半回分、連続のいずれの形式でも良
いが、連続の場合は多段槽式反応器にするのが望ましい
。
いが、連続の場合は多段槽式反応器にするのが望ましい
。
反応器の材質は1−HPOの生成に影響しない不活性の
もの、例えばテフロン、ガラス、アルミニウム、チタン
などが好ましい。
もの、例えばテフロン、ガラス、アルミニウム、チタン
などが好ましい。
反応は発熱反応であるので外部より冷却するか、内部の
液の蒸発で除熱を行なう。
液の蒸発で除熱を行なう。
分子状酸素含有ガスとしては純酸素または酸素と不活性
ガスとの混合物が使用でき、空気が好適である。
ガスとの混合物が使用でき、空気が好適である。
分子状酸素含有ガスの流量は反応系からの排出ガス中に
酸素が実質的に無いか又は少量残る程度に調節するのが
適当である。酸化反応後の反応生成液は、原料液組成、
反応率に応じて4〜10wt%の1−HPOllO〜7
0wt%のC−HPOおよび未反応の原料、副生成物な
どを含んでいるが、これを減圧下に蒸留し原料のメチル
置換芳香族化合物の大部分を留去する。
酸素が実質的に無いか又は少量残る程度に調節するのが
適当である。酸化反応後の反応生成液は、原料液組成、
反応率に応じて4〜10wt%の1−HPOllO〜7
0wt%のC−HPOおよび未反応の原料、副生成物な
どを含んでいるが、これを減圧下に蒸留し原料のメチル
置換芳香族化合物の大部分を留去する。
この結果、蒸留前の液の30〜70wt%程度にまで濃
縮されるが、濃縮温度を低く抑えることにより1−HP
OおよびC−HPOの損失は殆んど無い〜 かくして得られた濃縮液は次いで分解反応に供し、1−
HPOを対応するフェノール類に、CHPOをフェノー
ルにそれぞれ転化せしめる。
縮されるが、濃縮温度を低く抑えることにより1−HP
OおよびC−HPOの損失は殆んど無い〜 かくして得られた濃縮液は次いで分解反応に供し、1−
HPOを対応するフェノール類に、CHPOをフェノー
ルにそれぞれ転化せしめる。
分解反応は、この種反応に用いられる公知方法、従来方
法を広く適用して実施することができ、各種の有機溶媒
中、弗化水素、弗化硼素、硫酸、塩酸などの鉱酸、イオ
ン交換型固体酸触媒などの存在下に行なうが、特に前記
した、有機溶媒と三弗化硼素との組合せ(特願昭52−
48020)アルコールと三弗化硼素とを1〜20:1
のモル比で使用する組合せ(特願昭53−64105)
、脂肪族アルコール1〜30重量部と脂肪族ケトン99
〜70重量部とからなる溶媒100重量部と弗化水素0
.2〜15重量部とを使用する組合せ(特願昭53−1
25414)等が好適である。分解反応後の生成液は、
触媒を分離した後蒸留によつて溶媒等の軽沸成分を除き
、次いで精留によつてフェノールおよびフェノール類を
分離して製品とする。なおトルエンを原料とする場合は
フェノールのみが製品である。本発明はクメン法フェノ
ール製造プロセスと組合せる態様、即ち本発明の工程に
クメン法フェノール製造プロセスの前段である、クメン
を酸化してC−HPOを製造工程を結合する態様で実施
すれば最も工業的効果が著しい。
法を広く適用して実施することができ、各種の有機溶媒
中、弗化水素、弗化硼素、硫酸、塩酸などの鉱酸、イオ
ン交換型固体酸触媒などの存在下に行なうが、特に前記
した、有機溶媒と三弗化硼素との組合せ(特願昭52−
48020)アルコールと三弗化硼素とを1〜20:1
のモル比で使用する組合せ(特願昭53−64105)
、脂肪族アルコール1〜30重量部と脂肪族ケトン99
〜70重量部とからなる溶媒100重量部と弗化水素0
.2〜15重量部とを使用する組合せ(特願昭53−1
25414)等が好適である。分解反応後の生成液は、
触媒を分離した後蒸留によつて溶媒等の軽沸成分を除き
、次いで精留によつてフェノールおよびフェノール類を
分離して製品とする。なおトルエンを原料とする場合は
フェノールのみが製品である。本発明はクメン法フェノ
ール製造プロセスと組合せる態様、即ち本発明の工程に
クメン法フェノール製造プロセスの前段である、クメン
を酸化してC−HPOを製造工程を結合する態様で実施
すれば最も工業的効果が著しい。
本発明による効果は次の如くである。
(1)C−HPO濃縮物の共存によりメチル置換芳香族
化合物の酸化反応における1−HPOの収率が向上し、
副生成物も減少する。
化合物の酸化反応における1−HPOの収率が向上し、
副生成物も減少する。
従つて最終フェノール類の収率が向上する。(2)C−
HPO濃縮物は、クメン法フェノール製造工場が近接す
るか又は工程として組合わさつていれば、安価に入手で
き、又本発明の酸化工程での損失は失なく、大部分はフ
ェノールに転化され、更に一部分解して出来るクミルア
ルコールはクメン法フェノール製造装置でクメンに再生
することができるから、実際上のC−HPOのコストは
少ない。
HPO濃縮物は、クメン法フェノール製造工場が近接す
るか又は工程として組合わさつていれば、安価に入手で
き、又本発明の酸化工程での損失は失なく、大部分はフ
ェノールに転化され、更に一部分解して出来るクミルア
ルコールはクメン法フェノール製造装置でクメンに再生
することができるから、実際上のC−HPOのコストは
少ない。
(3) トルエン以外のメチル置換芳香族化合物を原料
とする場合に得られる置換フェノールとCHPOより得
られるフェノールとの分離は蒸留により容易に実施でき
る。
とする場合に得られる置換フェノールとCHPOより得
られるフェノールとの分離は蒸留により容易に実施でき
る。
実施例1
p−キシレン2007、C−HPO濃縮液1007(C
−HPO73.2wt%、クミルアルコール9.7wt
%、アセトフェノン1.5wt%、クメン13.8wt
%)を内容積500CCのチタン製反応器に仕込み反応
温度120゜Cで空気を吹込んで10kg/DGの圧力
にて4時間酸化反応を行なつた。
−HPO73.2wt%、クミルアルコール9.7wt
%、アセトフェノン1.5wt%、クメン13.8wt
%)を内容積500CCのチタン製反応器に仕込み反応
温度120゜Cで空気を吹込んで10kg/DGの圧力
にて4時間酸化反応を行なつた。
反応生成液の組成分析よりC−HPO74]7、Px−
HPOl9.57、p−ギシレン179.47、クメン
8.9y1アセトフェノン2.47、クミルアルコール
16.07、その他2.17であつた。p−キシレンの
反応率は10.3%、?HPOへの選択率は72.7m
01%であつた。C一HPOが増加したのはクメンから
の生成によるものである。次にこの酸化反応生成液を真
空度10mT1LHgの減圧下、底部温度50℃まで加
熱してpキシレン、クメンなどの軽沸分を除き、C−H
PO含量60Wt%、μmHPO含量15.6wt%の
濃縮液123.57を取得した。濃縮工程でのPx−H
POの回収率は99%であつた。次に内容積が250m
1のポリエチレン製反応器にアセトン100yと上記濃
縮液307とを採取し氷冷した。これに弗化水素の30
wt%メタノール溶液207を添加した。この混合物を
50℃に30分間加熱してヒドロペルオキシドの分解反
応を行なつた。反応終了後反応液の分析を行なつた結果
、C−HPOおよびPx−HPOは完全に反応しており
、それらからのフェノールおよびp−クレゾールの収率
は、それぞれ98m01%および96m01%であつた
。またp−クレゾールの原料p−キシレンからの通算選
択率は69m01%であつた。
HPOl9.57、p−ギシレン179.47、クメン
8.9y1アセトフェノン2.47、クミルアルコール
16.07、その他2.17であつた。p−キシレンの
反応率は10.3%、?HPOへの選択率は72.7m
01%であつた。C一HPOが増加したのはクメンから
の生成によるものである。次にこの酸化反応生成液を真
空度10mT1LHgの減圧下、底部温度50℃まで加
熱してpキシレン、クメンなどの軽沸分を除き、C−H
PO含量60Wt%、μmHPO含量15.6wt%の
濃縮液123.57を取得した。濃縮工程でのPx−H
POの回収率は99%であつた。次に内容積が250m
1のポリエチレン製反応器にアセトン100yと上記濃
縮液307とを採取し氷冷した。これに弗化水素の30
wt%メタノール溶液207を添加した。この混合物を
50℃に30分間加熱してヒドロペルオキシドの分解反
応を行なつた。反応終了後反応液の分析を行なつた結果
、C−HPOおよびPx−HPOは完全に反応しており
、それらからのフェノールおよびp−クレゾールの収率
は、それぞれ98m01%および96m01%であつた
。またp−クレゾールの原料p−キシレンからの通算選
択率は69m01%であつた。
実施例2〜6
原料、反応条件等を種々変えて反応を行なつた。
その結果は第1表の如くであつた。なお表中C−HPO
濃縮液および弗化水素−メ※くタノール溶液は実施例1
と同じ組成のものを意味する。
濃縮液および弗化水素−メ※くタノール溶液は実施例1
と同じ組成のものを意味する。
Claims (1)
- 1 反応生成液に対し10〜70重量%の割合となるよ
うに添加されたクメンヒドロペルオキシドの共存下に、
酸化反応に関与する置換基としてメチル基のみが芳香核
に置換しているメチル置換芳香族化合物を分子状酸素含
有ガスにより液相酸化し、該メチル置換芳香族化合物の
メチル基の1つを酸化して対応する第一級ヒドロペルオ
キシドを生成せしめ、得られた反応生成液を濃縮してク
メンヒドロペルオキシドと該第一級ヒドロペルオキシド
とを含有する濃縮液となし、次いで該濃縮液を酸性触媒
存在下での分解反応に供して、クメンヒドロペルオキシ
ド及び該第一級ヒドロペルオキシドをフェノール及び対
応するフェノール類にそれぞれ転化せしめることを特徴
とするフェノール類の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54091817A JPS599531B2 (ja) | 1979-07-19 | 1979-07-19 | フエノ−ル類の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54091817A JPS599531B2 (ja) | 1979-07-19 | 1979-07-19 | フエノ−ル類の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5616430A JPS5616430A (en) | 1981-02-17 |
| JPS599531B2 true JPS599531B2 (ja) | 1984-03-03 |
Family
ID=14037179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54091817A Expired JPS599531B2 (ja) | 1979-07-19 | 1979-07-19 | フエノ−ル類の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599531B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473609A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Nec Corp | Laminated ceramic capacitor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE506784A (ja) * | 1950-10-31 |
-
1979
- 1979-07-19 JP JP54091817A patent/JPS599531B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473609A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Nec Corp | Laminated ceramic capacitor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5616430A (en) | 1981-02-17 |
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