JPS58109442A - カルボニル化合物の製造方法 - Google Patents
カルボニル化合物の製造方法Info
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- JPS58109442A JPS58109442A JP20614981A JP20614981A JPS58109442A JP S58109442 A JPS58109442 A JP S58109442A JP 20614981 A JP20614981 A JP 20614981A JP 20614981 A JP20614981 A JP 20614981A JP S58109442 A JPS58109442 A JP S58109442A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/644—Arsenic, antimony or bismuth
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/057—Selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/0573—Selenium; Compounds thereof
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- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、カルボニル化合物の製造法に関し、より詳し
くは特定の固体触媒の存在下、オレフィンを酸化して、
アルデヒド及び/又はケトンを製造する方法に関するO パラジウム化合物、銅化合物及び・・ロゲンを含む触媒
の存在下に、液相均一系でオレフィンを酸化してアルデ
ヒド又はケトンを製造するいわゆるヘキスト・ワラカー
法は知られている。
くは特定の固体触媒の存在下、オレフィンを酸化して、
アルデヒド及び/又はケトンを製造する方法に関するO パラジウム化合物、銅化合物及び・・ロゲンを含む触媒
の存在下に、液相均一系でオレフィンを酸化してアルデ
ヒド又はケトンを製造するいわゆるヘキスト・ワラカー
法は知られている。
しかし、この方法は塩酸等の強醒の存在を必要とし、そ
のために高価な耐食性の材料を用いた機器を使用せねば
ならず、又触媒の分離及び再生が容易でなく、更に塩素
化生成物が副生するために精製工程を必要とする等プロ
セスを複雑化していた。
のために高価な耐食性の材料を用いた機器を使用せねば
ならず、又触媒の分離及び再生が容易でなく、更に塩素
化生成物が副生するために精製工程を必要とする等プロ
セスを複雑化していた。
先行技術
均一系ヘキスト・ワラカー法における上記問題点を解決
するために、固体触媒の存在下で反応を行う試みがいく
つかなされている。
するために、固体触媒の存在下で反応を行う試みがいく
つかなされている。
例えば、ハロゲン化パラジウム及び/又はハロゲン化ロ
ジウムの酸性水溶液を活性炭に自然吸着せしめた触媒を
用いてオレフィン’に酸化する方法(特公昭45−57
65号公報)が知られているが、この方法は可成りの収
率でカルボニル化合物が得られるものの、触媒系中に多
量のハロゲンを含むことから、均一系における問題点を
十分に解決していない。
ジウムの酸性水溶液を活性炭に自然吸着せしめた触媒を
用いてオレフィン’に酸化する方法(特公昭45−57
65号公報)が知られているが、この方法は可成りの収
率でカルボニル化合物が得られるものの、触媒系中に多
量のハロゲンを含むことから、均一系における問題点を
十分に解決していない。
又、酸化モリブデン−酸化錫系触媒(特公昭47−14
734号公報)、パラジウム−酸化バナンウム系触媒(
特公昭47−49250号公報)等の触媒を用いる方法
が知られているが、これらの触媒系を用いる方法は、反
応温度も比較的高く、特に炭素数が4以−Fのオレフィ
ンの酸化の場合は、ケトンへの選択率が悪く、又触媒の
活性劣化が起り易い等の問題点があり、未だ実用化には
到っていない。
734号公報)、パラジウム−酸化バナンウム系触媒(
特公昭47−49250号公報)等の触媒を用いる方法
が知られているが、これらの触媒系を用いる方法は、反
応温度も比較的高く、特に炭素数が4以−Fのオレフィ
ンの酸化の場合は、ケトンへの選択率が悪く、又触媒の
活性劣化が起り易い等の問題点があり、未だ実用化には
到っていない。
発明の開示
発明の目的
本発明は、ブテン等の炭素数の多いオレフィンから低温
で収率よくカルボニル化合物を製造し得る新規な方法を
提供することを目的とするものであり、本発明者らはパ
ラジウムyテルル等全添加した新規々触媒が本発明の目
的を達成するのに極めて有効であることを見出して本発
明を完成した。
で収率よくカルボニル化合物を製造し得る新規な方法を
提供することを目的とするものであり、本発明者らはパ
ラジウムyテルル等全添加した新規々触媒が本発明の目
的を達成するのに極めて有効であることを見出して本発
明を完成した。
発明の要旨
本発明は、パラジウム金属又はその化合物と、テルル、
セレン、アンチモン及びビスマスからなる群から選ばれ
る一種若しくは二種以上の今頃又は金属化合物とを含有
する固体触媒を使用し、水又は水蒸気の存在下に、オレ
フィンを分子状酸素と接触させることを特徴とするカル
ボニルfヒ合物の製造方法を要旨とする。
セレン、アンチモン及びビスマスからなる群から選ばれ
る一種若しくは二種以上の今頃又は金属化合物とを含有
する固体触媒を使用し、水又は水蒸気の存在下に、オレ
フィンを分子状酸素と接触させることを特徴とするカル
ボニルfヒ合物の製造方法を要旨とする。
固体触媒
本発明で用いられる固体触媒は、パラジウム金属又はそ
の化合物と、テルル、セレン。
の化合物と、テルル、セレン。
アンチモン及びビスマスからなる群から選ばれる一種若
しくは二種以上の金属又は金属化合物とを適当な担体に
担持することにより得られる。
しくは二種以上の金属又は金属化合物とを適当な担体に
担持することにより得られる。
固体触媒を調製する際に用いられる上記金属化合物とし
ては、次のものを挙げることができる。パラジウム金属
の化合物としては、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、
硫酸パラジウム、酸化パラジウム、水酸化パラジウム等
である。テルル金属の化合物としては、四塩化テルル、
二塩化テルル、二酸化テルル。
ては、次のものを挙げることができる。パラジウム金属
の化合物としては、塩化パラジウム、硝酸パラジウム、
硫酸パラジウム、酸化パラジウム、水酸化パラジウム等
である。テルル金属の化合物としては、四塩化テルル、
二塩化テルル、二酸化テルル。
三酸化テルル、テルル酸等である0セレン金亭の化合物
としては、セレン酸、二酸化セレン、塩化セレニル等で
ある。アンチモン今市の化合物としては、三塩化アンチ
モン、五塩化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化ア
ンチモン等である。ビスマス金剛の化合物としては、三
塩化ビスマス、三塩化ビスマス。
としては、セレン酸、二酸化セレン、塩化セレニル等で
ある。アンチモン今市の化合物としては、三塩化アンチ
モン、五塩化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化ア
ンチモン等である。ビスマス金剛の化合物としては、三
塩化ビスマス、三塩化ビスマス。
オキシ塩化ビスマス等である。
金属又は金属化合物(以下、触媒成分という。)を担持
する担体は、特に限定するものではなく、例えば活性炭
、アルミナ、シリカ。
する担体は、特に限定するものではなく、例えば活性炭
、アルミナ、シリカ。
シリカ・アルミナ、ゼオライト、ケイソウ土。
ジルコニア、チタニア、マグネシア等を用いることがで
きるが、なかでも活性炭が望ましい0 、 これらの触媒成分を担体に担持する方法としては
、次のものが挙げられる。例えば、水、塩酸、硝酸等の
鉱酸水溶液、有機溶媒等の溶媒に、触媒成分を溶解して
溶液とし、その溶液中に担体を浸漬した後、加熱乾固し
て担持する方法、或いは触媒成分を溶解した溶液に担体
全浸漬して触媒成分を担体に吸着せしめた後、1過又は
傾斜法により溶液を除去し、そOff乾燥するか、又は
必要に応じて洗浄j〜、若しくは焼成する方法等が挙げ
られる。
きるが、なかでも活性炭が望ましい0 、 これらの触媒成分を担体に担持する方法としては
、次のものが挙げられる。例えば、水、塩酸、硝酸等の
鉱酸水溶液、有機溶媒等の溶媒に、触媒成分を溶解して
溶液とし、その溶液中に担体を浸漬した後、加熱乾固し
て担持する方法、或いは触媒成分を溶解した溶液に担体
全浸漬して触媒成分を担体に吸着せしめた後、1過又は
傾斜法により溶液を除去し、そOff乾燥するか、又は
必要に応じて洗浄j〜、若しくは焼成する方法等が挙げ
られる。
又、上記の担持方法は、各触媒成分を総て含んだ混合溶
液に担体を浸漬して、触媒成分を一段で担持してもよく
、各触媒成分を個別に含んだ溶液に浸漬して担持する方
法を、順次繰返して全触媒成分を担持してもよい〇担体
に対する触媒成分の担持量は、パラジウムは金属として
0.01〜10重量係、好ましくは01〜3重量係、テ
ルル、セレン、アンチモン及びビスマスはそれぞれ、そ
れぞれの金属として0.01〜10重量係、好ましく0
1〜5重量係である。又パラジウムに対するテルル、セ
レン、アンチモン及びビスマスの割合は、パラジウム1
グラム原子当りそれぞれ001〜10グラム原子、特に
0.05〜5グラム原子であることが望ましい。
液に担体を浸漬して、触媒成分を一段で担持してもよく
、各触媒成分を個別に含んだ溶液に浸漬して担持する方
法を、順次繰返して全触媒成分を担持してもよい〇担体
に対する触媒成分の担持量は、パラジウムは金属として
0.01〜10重量係、好ましくは01〜3重量係、テ
ルル、セレン、アンチモン及びビスマスはそれぞれ、そ
れぞれの金属として0.01〜10重量係、好ましく0
1〜5重量係である。又パラジウムに対するテルル、セ
レン、アンチモン及びビスマスの割合は、パラジウム1
グラム原子当りそれぞれ001〜10グラム原子、特に
0.05〜5グラム原子であることが望ましい。
このようにして調製された固体触媒は、使用に先立って
水素ガス又は還元性の有機fヒ金物、例えばヒドラジン
、ホルマリン、メタノール等によって処理するのが望ま
しいOこの際の処理条件は、通常は100〜500℃の
温度範囲、05〜10時間の処理時間である。
水素ガス又は還元性の有機fヒ金物、例えばヒドラジン
、ホルマリン、メタノール等によって処理するのが望ま
しいOこの際の処理条件は、通常は100〜500℃の
温度範囲、05〜10時間の処理時間である。
オレフィン
本発明で用いられるオレフィンは、炭素数2〜20個の
オレフィンであり、炭素−炭素の二重結合が一個のモノ
オレフィンに限らず、二個のジオレフィンも含まれるが
、望ましくは炭素数2〜12個のモノオレフィン、特に
直鎖のモノオレフィンである0 それらオレフィンを例示すると、エチレン。
オレフィンであり、炭素−炭素の二重結合が一個のモノ
オレフィンに限らず、二個のジオレフィンも含まれるが
、望ましくは炭素数2〜12個のモノオレフィン、特に
直鎖のモノオレフィンである0 それらオレフィンを例示すると、エチレン。
プロピレン、1−ブテン、 2−7’テン、1−ペン
テン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、3
−ヘキセン、1−ヘプテン。
テン、2−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、3
−ヘキセン、1−ヘプテン。
2−ヘプテン、1−オク:テン、2−オクテン等である
。これらの化合物は、単一化合物のみならず、それらの
混合物も用いることができる○又飽和脂肪族、飽和脂環
式、芳香族の炭化水素及びヘキスト・ワラカー法では有
害なアセチレン系炭化水素の存在は許容される。
。これらの化合物は、単一化合物のみならず、それらの
混合物も用いることができる○又飽和脂肪族、飽和脂環
式、芳香族の炭化水素及びヘキスト・ワラカー法では有
害なアセチレン系炭化水素の存在は許容される。
オレフィンの酸化反応
本発明の方法(1、前記の固体触媒を用い、水又は水蒸
気の存在下に、オレフィンを分子状酸素と接触させるこ
とによって達成される。
気の存在下に、オレフィンを分子状酸素と接触させるこ
とによって達成される。
反応は、固体触媒の存在下、回分式或いは連続的に行う
ことができるが、固体触媒は固定床、流動床に存在させ
る他、反応媒体中に懸濁状に存在させてもよい。
ことができるが、固体触媒は固定床、流動床に存在させ
る他、反応媒体中に懸濁状に存在させてもよい。
本発明で用いられる分子状酸素としては、酸素ガスの他
、空気等の酸素含有ガスが挙げられる0又、本発明の方
法は、例えば窒素ガス、炭酸ガス2メタン、エタン等の
不活性ガスケ存在させて行うことができる。
、空気等の酸素含有ガスが挙げられる0又、本発明の方
法は、例えば窒素ガス、炭酸ガス2メタン、エタン等の
不活性ガスケ存在させて行うことができる。
反応条件については特に限定するものではないが、反応
温度は50〜200℃、好捷しくに80〜150℃、反
応圧力は常圧又は50気王迄の加圧下、オレフィン/分
子状酸素/水又は水蒸気はモル比で1101〜20/1
〜40.好ましくは1105〜1215〜20である。
温度は50〜200℃、好捷しくに80〜150℃、反
応圧力は常圧又は50気王迄の加圧下、オレフィン/分
子状酸素/水又は水蒸気はモル比で1101〜20/1
〜40.好ましくは1105〜1215〜20である。
又、オレフィン、分子状酸素及び水若しくは水蒸気と固
体触媒の接触割合は、反応が例えば気相、流通系で行な
われる場合、ガス時空間速度(GH8V ) で通常
50〜+o、ooo、好ましくは200〜2,000で
ある。
体触媒の接触割合は、反応が例えば気相、流通系で行な
われる場合、ガス時空間速度(GH8V ) で通常
50〜+o、ooo、好ましくは200〜2,000で
ある。
発明の効果
本発明の方法は、従来の固体触媒を用いる方法に比べ、
アルデヒドまたはケトンを低温において高収率で製造す
ることができると共に、ハロゲンを含まない触媒を用い
ることが可能であるので、その場合はハロゲンの使用を
必須としたヘキスト・ワラカー法におけるハロゲンに起
因した装置の腐触、ハロゲン化物の副生等の常置がない
等の効果がある。
アルデヒドまたはケトンを低温において高収率で製造す
ることができると共に、ハロゲンを含まない触媒を用い
ることが可能であるので、その場合はハロゲンの使用を
必須としたヘキスト・ワラカー法におけるハロゲンに起
因した装置の腐触、ハロゲン化物の副生等の常置がない
等の効果がある。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。なお例に
おけるチ(パーセンl−)は、特に断らない限り重量に
よる。
おけるチ(パーセンl−)は、特に断らない限り重量に
よる。
実施例1
固体触媒の調製
予め、15%の硝酸で6時間加熱還流処理した活性炭2
02を、塩化パラジウム(PdCl2)Q、 681/
−jz O,5規定の塩酸60meに溶解した溶液に
浸漬し、室温で24時間放置した。浸漬処理した活性炭
と浸漬液を分離し、該活性炭を水洗した後、オープン中
110℃で12時間乾燥して塩化パラジウムを担持した
活性炭を得た。次いで、この活性炭を、四塩化テルル(
TaCl3 ) 0.422 f f 80 meの
メタノールに溶解した溶液に浸漬し、12時間放置した
。濾過により浸漬液を除去し、浸漬処理1〜だ活性炭を
窒素ガス気流中150℃で3時間乾燥後、室温において
メタノールによす飽和された窒素ガス全相いて、200
℃で2時間、更に400℃で1時間還元処理して、パラ
ジウム含有量205%、テルル含有量074%(テルル
/パラジウム(原子比) −0,3)の固体触媒(A)
′lf:得た。又、この触媒の塩素含有量は痕跡程度で
あった。
02を、塩化パラジウム(PdCl2)Q、 681/
−jz O,5規定の塩酸60meに溶解した溶液に
浸漬し、室温で24時間放置した。浸漬処理した活性炭
と浸漬液を分離し、該活性炭を水洗した後、オープン中
110℃で12時間乾燥して塩化パラジウムを担持した
活性炭を得た。次いで、この活性炭を、四塩化テルル(
TaCl3 ) 0.422 f f 80 meの
メタノールに溶解した溶液に浸漬し、12時間放置した
。濾過により浸漬液を除去し、浸漬処理1〜だ活性炭を
窒素ガス気流中150℃で3時間乾燥後、室温において
メタノールによす飽和された窒素ガス全相いて、200
℃で2時間、更に400℃で1時間還元処理して、パラ
ジウム含有量205%、テルル含有量074%(テルル
/パラジウム(原子比) −0,3)の固体触媒(A)
′lf:得た。又、この触媒の塩素含有量は痕跡程度で
あった。
1−ブテンの酸化
上記で得られた固体触媒(A)+5cc’i充填した内
径18wrIのステンレススチール製反応管に、1−ブ
テン、空気及び水蒸気(これらのモル比=115/12
)からなる混合ガスf 300 cc/ 分(7)割
合(GH9V = 1,200)で供給し、常圧、1
00℃の反応条件下、連続して反応を行った。反応開始
5時間後の反応生成物を分析して、メチルエチルケトン
(MEK )の空時収率1選択率等を求め第1表に示し
た。
径18wrIのステンレススチール製反応管に、1−ブ
テン、空気及び水蒸気(これらのモル比=115/12
)からなる混合ガスf 300 cc/ 分(7)割
合(GH9V = 1,200)で供給し、常圧、1
00℃の反応条件下、連続して反応を行った。反応開始
5時間後の反応生成物を分析して、メチルエチルケトン
(MEK )の空時収率1選択率等を求め第1表に示し
た。
比較例1
固体触媒の調製
四塩化テルル溶液による浸漬担持処理を行なわなかった
以外は、実施例1と同様にしてパラジウム担持量20%
の固体触媒(B)を調製した。 。
以外は、実施例1と同様にしてパラジウム担持量20%
の固体触媒(B)を調製した。 。
1−ブテンの酸化
上記で得られた固体触媒(B)’e用いた以外は、実施
例1と同様にして1−ブテンの酸化反応を行った。その
結果を第1表に示した。
例1と同様にして1−ブテンの酸化反応を行った。その
結果を第1表に示した。
第1表から明らかなように、パラジウム−活性炭触媒〔
固体触媒CB))k用いた場合は、MKKの空時収率2
選択率共に極めテ低く、ヘキスト・ワラカー型反応以外
の副反応が主に進行するのに対して、本発明に係わる触
媒を用いた場合は、MEKの空時収率2選択率共に良好
であることが分る。
固体触媒CB))k用いた場合は、MKKの空時収率2
選択率共に極めテ低く、ヘキスト・ワラカー型反応以外
の副反応が主に進行するのに対して、本発明に係わる触
媒を用いた場合は、MEKの空時収率2選択率共に良好
であることが分る。
実施例2
固体触媒の調製
塩化パラジウム0.342 f及び二酸化テルル(Te
O2) 01259f6規定の塩酸40m1に溶解した
溶液に、予め15係の硝酸で6時間加熱還流処理した活
性炭102ケ加えた後、該溶液を蒸発乾固し、次いでオ
ーブン中++0℃で12時間乾燥して、塩化パラジウム
及び二酸化テルルを担持した活性炭を得た。次に、この
活性炭を窒素ガス気流中150℃で5時間乾燥後、室温
においてメタノールにより飽和された窒素ガスを用いて
200℃で2時間、更に400℃で1時間還元処理して
パラジウム含有量2.0%、テルル含有量10%、塩素
含有量痕跡の固体触媒(C)を得た。
O2) 01259f6規定の塩酸40m1に溶解した
溶液に、予め15係の硝酸で6時間加熱還流処理した活
性炭102ケ加えた後、該溶液を蒸発乾固し、次いでオ
ーブン中++0℃で12時間乾燥して、塩化パラジウム
及び二酸化テルルを担持した活性炭を得た。次に、この
活性炭を窒素ガス気流中150℃で5時間乾燥後、室温
においてメタノールにより飽和された窒素ガスを用いて
200℃で2時間、更に400℃で1時間還元処理して
パラジウム含有量2.0%、テルル含有量10%、塩素
含有量痕跡の固体触媒(C)を得た。
1−ブテンの酸化
−F記で得られた固体触媒(0)(r用い、かつ1−ブ
テン、空気及び水蒸気からなる混合ガスの供給量115
0cc/分(GH8V = 600)とした以外は、実
施例1と同様にして1−プテンの酸化を行った。その結
果を第2表に示した。
テン、空気及び水蒸気からなる混合ガスの供給量115
0cc/分(GH8V = 600)とした以外は、実
施例1と同様にして1−プテンの酸化を行った。その結
果を第2表に示した。
二酸化テルルの代りに、それぞれ二酸化セv ン(5e
02 ) 、三酸化ビスマス(Bi203) 又は三
塩化アンチモン(5bC13) k用いた以外は、実施
例2と同様にして固体触媒(D)。
02 ) 、三酸化ビスマス(Bi203) 又は三
塩化アンチモン(5bC13) k用いた以外は、実施
例2と同様にして固体触媒(D)。
(E)、(F)を調製した。これら三種類の固体触媒の
金属含有量は第2表に示す通りであり、又塩素含有量は
いずれも痕跡程度であった。
金属含有量は第2表に示す通りであり、又塩素含有量は
いずれも痕跡程度であった。
1−ブテンの酸化
上記で得られた三種類の固体触媒をそれぞれ用いた以外
(は、実施例2と同様にl〜で1−ブテンの酸化を行い
、それらの結果を第2表に示した。 、:
:・ 第2表から明らかなように、いずれの固体触媒を用いた
場合も、比較例1に比べMF8にの空時収率1選択率共
に良好であることが分る。
(は、実施例2と同様にl〜で1−ブテンの酸化を行い
、それらの結果を第2表に示した。 、:
:・ 第2表から明らかなように、いずれの固体触媒を用いた
場合も、比較例1に比べMF8にの空時収率1選択率共
に良好であることが分る。
(1す
Q
実施例6〜8
実施例2と同様の方法で、テルルの担持量の異なる三種
類の固体触媒CG)、(H)、(I)を調製し、それら
の触媒を用いて実施例2と同様の方法で1−ブテンの酸
化を行い、それらの結果を第3表に示した。
類の固体触媒CG)、(H)、(I)を調製し、それら
の触媒を用いて実施例2と同様の方法で1−ブテンの酸
化を行い、それらの結果を第3表に示した。
/
/
/
/
/
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 パラジウム金属又はその化合物と、テルル。 セレン、アンチモン及びビスマスからなる群から選ばれ
る一種若しくハ二種以上の金属又は金属化合物とを含有
する固体触媒を使用し、水又は水蒸気の存在下に、オレ
フィンを分子状酸素と接触させることを特徴とするカル
ボニル化合物の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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