DD146591A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF LENGTH-CONTAINING VICINAL BISSEKUNDAEREN OR BISTERTIAEREN DIAMINES - Google Patents
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Abstract
Laengerkettige vicinale bissekundaere oder bistertiaere Diamine koennen - eventuell nach Quaternierung - als N-Tenside, Extraktionsmittel, Sparbeizmittel, Bacteriostatika oder Hilfsmittel in der Textilindustrie eingesetzt werden. Ihre erfindungsgemaesze Herstellung erfolgt durch Umsetzung von vicinalen Dihalogenalkanen, in denen mindestens ein Halogenatom an ein sekundaeres C-Atom gebunden ist, mit primaeren oder sekundaeren Aminen bei Temperaturen um vorzugsweise 120 bis 180 Grad C und Reaktionszeiten von 5 bis 15 h, gegebenenfalls unter Zusatz eines saeurebindenden Mittels.Longer-chain vicinal bis-acidic or bertertiary diamines can be used - possibly after quaternization - as N-surfactants, extractants, sparing agents, bacteriostats or auxiliaries in the textile industry. Their erfindungsgemäaesze preparation is carried out by reaction of vicinal dihaloalkanes in which at least one halogen atom is bonded to a secondary carbon atom, with primary or secondary amines at temperatures of preferably 120 to 180 degrees C and reaction times of 5 to 15 h, optionally with the addition of a acid binding agent.
Description
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Verfahren zur Herstellung von längerkettigen vicinalen bissekundären oder bistertiären DiaminenProcess for the preparation of longer chain vicinal bissecondary or bis-tertiary diamines
Anwendungsgebiet der Erfindung Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft, ein Verfahren zur Herstellung von längerkettigen vicinalen Diaminen der allgemeinen FormelThe invention relates to a process for the preparation of relatively long-chain vicinal diamines of the general formula
in welcher R^ einen Alkylrest, Ro einen Alkyl- oder Arylrest und Rp und R^ Η-Atome oder gegebenenfalls auch Alkylreste bedeuten. Derartige Diamine - vor allem solche, in denen wenigstens ein Alkylrest eine Kettenlänge von mindestens Cg aufweist - sind, evtl. auch nach Quaternierung, als Tenside, Extraktionsmittel, Sparbeizmittel, Bacteriostatika oder als Hilfsmittel in der Textilindustrie anwendbar.in which R ^ is an alkyl radical, Ro is an alkyl or aryl radical and Rp and R ^ Η-atoms or optionally also alkyl radicals. Such diamines - especially those in which at least one alkyl radical has a chain length of at least Cg - are, possibly even after quaternization, as surfactants, extractants, Sparbeizmittel, bacteriostats or as auxiliaries in the textile industry applicable.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, Alkene mit Distickstofftetroxid zu vicinalen Dinitroalkanen (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bd. X/1, S. 76 ff /Wl7) umzusetzen. Diese Dinitroverbindungen können nach bekannten Methoden zu vicinalen Diaminen reduziert werden.It is known to react alkenes with dinitrogen tetroxide to vicinal dinitroalkanes (Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Vol. X / 1, p. 76 ff. / Wl7). These dinitro compounds can be reduced to vicinal diamines by known methods.
Ferner gelingt es, derartige Diamine aus öl-Brom-carbonsäureestern über mehrstufige Synthesen zu erhalten (Ge Kempter, G0 Moser, J. prakt. Chemie /Ä7 j-4, 104-11 ΖΪ9667).Furthermore, it is possible to obtain such diamines from oil-bromine-carboxylic acid esters via multi-stage syntheses (Ge Kempter, G 0 Moser, J. prakt. Chemistry / Ä7 j-4, 104-11 679667).
In beiden Fällen werden vicinale primäre Diamine erhalten, die durch Alkylierung in vioinale bissekundäre oder bistertiäre Diamine überführt werden können.In both cases vicinal primary diamines are obtained, which can be converted by alkylation into vioinale bissekundäre or bistertiary diamines.
Weiter ist es bekannt, primär-tertiäre vicinale Diamine durch Reduktion von ©6-Dialkylamino-oximen zu erhalten (J, Beger, T.T..Iaiong, Ce Thielemann, PeDo Thong, J. prakt« Chem, 220, 433 ß& Further, it is known to obtain primary tertiary vicinal diamines by reduction of 6-dialkylamino-oximes (J, Beger, TT. Ionion, C e Thielemann, P e D o Thong, J. prakt. Chem., 220, 433 p.
Diese Verfahren zur Herstellung von längerkettigen vicinalen Diaminen sind technologisch sehr aufwendig. Bei der umsetzung von Alkenen mit Distickstofftetroxid entstehen neben den Dinitroalkanen weitere Verbindungen, wie ß-Nitro-nitrite oder ß-Nitro-alkohole. Diese Verbindungen sind thermisch labil und führen häufig zu stürmischer Zersetzung des Reaktionsgemisches.These processes for the preparation of longer-chain vicinal diamines are technologically very complicated. In the reaction of alkenes with dinitrogen tetroxide, in addition to the dinitroalkanes, further compounds are formed, such as β-nitro-nitrites or β-nitro-alcohols. These compounds are thermally labile and often lead to violent decomposition of the reaction mixture.
Das Herstellungsverfahren über längerkettige <?C-Brom-carbonsäureester ist mit seinen vielen Synthesestufen und dem Verfahrensschritt der Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid eine ausgesprochene Laborsynthesee Gleiches gilt für die Herstellung der Diamine über <s<--Amino-oxime.? The production method over relatively long <C-bromo-carbonsäureester with its many synthetic steps and the step of reduction with lithium aluminum hydride a marked laboratory synthesis e same applies to the production of the diamines on <s <- amino-oxime.
Der an sich einfachste Synthe'seweg für vicinale bissekundäre oder bistertiäre Diamine, die nucleophile Substitution an vicinalen Dihalogenverbindungen, ist bisher nur an 1,2-Dichlor-ethan oder 1,2-Dibroxn-ethan vorgenommen worden und ergibt damit nur Ethylendiamin oder dessen N-substituierte Derivate. (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bde XI/1, S« 43 ff /Ϊ9527' Ulimanns Sncyklopädie der technischen Chemie, 4* Aufl., Bd. 7, S* 380 ff /19747)«The simplest synthesis route for vicinal bis-secondary or bistatic diamines, the nucleophilic substitution on vicinal dihalogen compounds, has hitherto been carried out only on 1,2-dichloro-ethane or 1,2-dibroxn-ethane and thus yields only ethylenediamine or its N -substituted derivatives. (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bd e XI / 1, S «43 ff / Ϊ9527 'Ulimann's Sncyklopadie der technischen Chemie, 4 * Aufl., Vol. 7, S * 380 ff / 19747)«
Diese Beschränkung wird durch das technische Vorurteil begründet, nach dem bei allen höheren vicinalen Dihalogenalkanen in sehr langsam verlaufenden Reaktionen vorwiegend Eliminierungsprodukte, wie 2-Halogen-alk-1-ene und 1-Halogen -alk-1~ene gebildet würden und somit eine ökonomisch vertret-This limitation is explained by the technical prejudice, according to which in all higher vicinal dihaloalkanes in very slow-running reactions predominantly elimination products, such as 2-halo-alk-1-ene and 1-haloalk-1 ~ ene would be formed and thus an economical justifiable
16271627
bare Herstellung von langkettigen Diaminen nach einem Substitutionsverfahren nicht möglich sei. Dementsprechend sind die erfindungsgemäßen Diamine bisher in der Literatur nicht beschrieben.bare production of long-chain diamines after a substitution process is not possible. Accordingly, the diamines according to the invention have hitherto not been described in the literature.
Ziel der Erfindung . Object of the invention .
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das es ermöglicht, in technisch und ökonomisch vorteilhafter Weise längerkettige vicinale bissekundäre und bistertiäre Diamine herzustellen.The aim of the invention is a process which makes it possible to produce longer-chain vicinal bis-secondary and bisteric diamines in a technically and economically advantageous manner.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vicinale Dihalogenverbindungen, in denen wenigstens eines der beiden Halogenatome an ein sekundäres C-Atom gebunden ist, bei erhöhten Temperaturen mit primären oder sekundären Aminen, gegebenenfalls in Gegenwart säurebindender Mittel, zu längerkettigen vicinalen Diaminen umgesetzt werden.The object is achieved in that vicinal dihalogen compounds in which at least one of the two halogen atoms is bonded to a secondary carbon atom, at elevated temperatures with primary or secondary amines, optionally in the presence of acid-binding agent, be converted to longer chain vicinal diamines.
Die Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen von 120 bis 160 0C durchgeführt. Die Reaktionszeiten liegen zwischen 5 und 15 Stunden.The reaction is preferably carried out at temperatures of 120 to 160 0 C. The reaction times are between 5 and 15 hours.
Nach Aufarbeitung kann man die gebildeten Diamine destillativ als freie Basen oder durch Kristallisation in Form ihrer Salze, wie Hydrochloride, Hydrobrqmide usw., gewinnen.After working up, the diamines formed can be obtained by distillation as free bases or by crystallization in the form of their salts, such as hydrochlorides, hydrobromides, etc.
Als vicinale Dihalogenkohlenwasserstoffe können 1,2-Dihalogen -alkane, wie 1,2-Dichlor-propan, 1,2-Dibrom-octan oder Gemische aus i-Chlor-2-brom- und 1-Brom-2-chlor-decan sowie innenständig vicinale Dihalogenalkane, wie 2,3-Dibrom-butan oder 2(3)-Chlor-3(2)-brom-octan eingesetzt werden. Neben offenkettigen Verbindungen kommen auch vicinale Dihalogencycloalkane, wie 1^-Dichlor-cyclopentan oder i-Chlor-2 -brom-cyclooctan in Betracht.As vicinal Dihalogenkohlenwasserstoffe 1,2-dihaloalkanes, such as 1,2-dichloro-propane, 1,2-dibromo-octane or mixtures of i-chloro-2-bromo and 1-bromo-2-chloro-decane and vicinal dihaloalkanes such as 2,3-dibromo-butane or 2 (3) -chloro-3 (2) -bromo-octane are used internally. In addition to open-chain compounds are also vicinal Dihalogencycloalkane, such as 1 ^ -Dichlor-cyclopentane or i-chloro-2-bromo-cyclooctane into consideration.
Als primäre Amine können beispielsweise Ethylamin, n-Butylamin, Cyclohexylamin oder Anilin verwendet werden.As primary amines, for example, ethylamine, n-butylamine, cyclohexylamine or aniline can be used.
- 4 - .dm - 4 - .dm
Als sekundäre Amine sind ζβΒβ Dime thy lainin, DodeoyImethylamin, Pyrrolidin, Morpholin, N-Methyl-anilin oder N-Alkyl -guanidine anwendbar«When secondary amines are ζ β Β β dime thy lainin, DodeoyImethylamin, pyrrolidine, morpholine, N-methyl-aniline or N-alkyl -guanidines applicable "
Zum Neutralisieren des während der Reaktion entstehenden Halogenwasserstoffs werden Alkali- oder Erdalkalihydroxide oder -carbonate oder ein-Überschuß des zur Substitution verwendeten Amins eingesetzt.To neutralize the hydrogen halide formed during the reaction, use is made of alkali metal or alkaline earth metal hydroxides or carbonates or an excess of the amine used for the substitution.
Ausführung sbei.sp ie leExecution sbei.sp le le
In einem Autoklaven werden 113 g .(= 1 mol) 1,2-Dichlor-propan und 219 S (= 3 mol) Diethylamin 12 Stunden auf 160 + 5 0C erhitzte Das Reaktionsgemisch wird mit NaOH im Überschuß versetzt und die sich abscheidende organische Phase im Vakuum destilliert.In an autoclave 113 g. (= 1 mol) of 1,2-dichloro-propane and 219 S (= 3 mol) of diethylamine are heated for 12 hours at 160 + 5 0 C The reaction mixture is mixed with NaOH in excess and the organic Phase distilled in vacuo.
Das erhaltene 1s2-Bis-(diethylamino)propan siedet bei 78 bis 86 0C unter einem Druck von 1,73 · 10^ Pa. Ausbeute: 80 g = 43 % d.ThThe obtained 1 s 2-bis (diethylamino) propane boils at 78 to 86 0 C under a pressure of 1.73 · 10 ^ Pa. Yield: 80 g = 43 % of theory
Reinheit It. GC 98 %\ n|° 1,4368Purity It. GC 98 % \ n | ° 1.4368
Auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise werden 51,2 g (= 0,25 mol) 1,2-Dibrom-propan und 63,8 g (= 0,75 mol) Piperidin umgesetzt« Nach Ansäuern des Reaktionsgemisches werden die abgeschiedenen Neutralstoffe durch Ausethern entfernt und die wäßrige Phase alkalisch gemacht. Bei der Destillation der sich dabei abscheidenden Basenfraktion erhält man 1,2-Dipiperidino-propan vom Siedebereich 110 bisIn the manner described in Example 1, 51.2 g (= 0.25 mol) of 1,2-dibromo-propane and 63.8 g (= 0.75 mol) of piperidine reacted «After acidification of the reaction mixture, the deposited neutral substances by Ausethern removed and made the aqueous phase alkaline. The distillation of the thereby separating base fraction gives 1,2-dipiperidino-propane boiling range 110 to
2727
_ 5 — *·_ 5 - * ·
113 0C bei 0,67 · 10,3 Pa113 ° C. at 0.67 × 10.3 Pa
Ausbeute: 13,8 g = 26,9 % d.ThYield: 13.8 g = 26.9 % of theory
Reinheit It. GC 99 %\ n^° 1,4858Purity It. GC 99 % \ n ^ ° 1,4858
°13H26N2 ber· 74>25 210,4 gef. 74,16° 13 H 26 N 2 over · 74> 25 210.4 gef. 74.16
Entsprechend Beispiel 2 werden 84,25 S (= 0,75 mol) 1,2-Dichlor-propan mit 2,25 mol Piperidin umgesetzt» Das erhaltene 1,2-Dipiperidino-propan hat einen Siedebereich von 129 bis 133 0C bei 1,6 . 1θ3 Pa.According to Example 2, 84.25 S (= 0.75 mol) of 1,2-dichloro-propane are reacted with 2.25 mol of piperidine »The 1,2-dipiperidino-propane obtained has a boiling range of 129 to 133 0 C at 1 , 6. 1θ3 Pa.
Ausbeute: 70,1 g = 44,5 % d0Th.Yield: 70.1 g = 44.5 % d 0 Th.
p|° = 1,4858.p | ° = 1.4858.
In einem 3-Hals-Rundkolben mit Rührer, Sumpfthermometer und Rückflußkühler werden 45,5 g (=-0,2 mol) eines Gemisches aus ca. 70 % i-Brom-2-chlor-octan und ca. 30 % i-Chlor-2 -brom-octan mit 47,8 g (= 0,55 mol) Piperidin und 21,1 g (= 0,2 mol) wasserfreier Soda 12 Stunden am Rückfluß erhitzt. Dabei stellt sich anfangs eine Sumpftemperatur von 120 0O ein, die im Verlaufe der Reaktion auf 140 0C steigt. Nach dem Erkalten gibt man 200 ml Wasser zu und säuert vorsichtig im Eisbad mit halbkonzentrierter Salzsäure an. Es scheiden sich als obere, organische Phase 19,8 g Neutralstoffe ab, die aus den Eliminierungsprodukten n-Oct-1-en, Octa-1,3-cLien, 0cta-2,4-dien, 2-Chlor-oct~1-en, cis-1 -Ohlor-oct-1-en, trans-1-Chlor-oct-i-en, Bromoctenen und unumgesetztem Ausgangsprodukt bestehen.In a 3-neck round bottom flask with stirrer, sump thermometer and reflux condenser, 45.5 g (= -0.2 mol) of a mixture of about 70% i-bromo-2-chloro-octane and about 30 % i-chlorine -2-bromo-octane with 47.8 g (= 0.55 mol) of piperidine and 21.1 g (= 0.2 mol) of anhydrous sodium carbonate heated for 12 hours at reflux. This initially sets a bottom temperature of 120 0 O, which increases in the course of the reaction to 140 0 C. After cooling, add 200 ml of water and acidify carefully in an ice bath with half-concentrated hydrochloric acid. As the upper, organic phase, 19.8 g of neutral substances are precipitated from the elimination products n-oct-1-ene, octa-1,3-cienes, octa-2,4-diene, 2-chloro-oct-1 -en, cis-1-chloro-oct-1-ene, trans-1-chloro-oct-i-ene, bromoctenene and unreacted starting material.
Nach Abtrennung der Neutralstoffe werden die wäßrige Lösung alkalisiert und die abgeschiedenen Basen destillativ aufgearbeitete Man erhält 1,2-Dipiperidino-octan vom Siedebereich 160 bis 166 0C bei 0,2 . ΛΦ Pa.After separation of the neutral substances, the aqueous solution are made alkaline and the deposited bases are worked up by distillation to obtain 1,2-Dipiperidino-octane boiling range 160 to 166 0 C at 0.2. ΛΦ Pa.
Ausbeute: 17,9 g = 32,5 % d„The, bezogen auf eingesetzte Dihalogenverbindung bzvn 39,6 % d.Th«,, bezogen auf umgesetzte DihalogenverbindungYield: 17.9 g = 32.5% d "Th e, relative to the dihalo compound bzvn 39.6% d.Th" ,, based on unreacted dihalo
Reinheit It.' GC 98,2 %\ n|° = 1,4800Purity It. ' GC 98.2 % \ n | ° = 1.4800
In der Apparatur nach Beispiel 4 werden 42,4 g (= 0,2 mol) 1,2-Dichlor-decan, 48S75 S (= 0,55 mol) Morpholin und 42S4 g (= 0,4 mol) Natriumcarbonat während 24 Stunden unter sonst gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 umgesetzt«, Es werden bei 99 %igem Umsatz an 1,2-Dichlor-decan 16,2 g = 26 % doTtu 1,2-Dimorpholino-decan mit einem Siedebereich von 160 bis 168 0C bei 0,13 * 103 Pa erhalten. n£° = 1f4775In the apparatus of Example 4, 42.4 g (= 0.2 mol) of 1,2-dichloro-decane, 48 S 75 S (= 0.55 mol) morpholine and 42 S 4 g (= 0.4 mol) Sodium carbonate for 24 hours under otherwise identical conditions as in Example 4 reacted., There are at 99% conversion of 1,2-dichloro-decane 16.2 g = 26 % doTtu 1,2-dimorpholino-decane with a boiling range of 160 to 168 0 C at 0.13 * 10 3 Pa obtained. n £ ° = 1 f 4775
45t5 g (0,2 mol) eines Gemisches aus ca. 70 % 1~Brom-2 -ohlor-ootan und ca«, 30 % 1-Chlor~2-brom-octan und 87,2 g (1 mol) Morpholin werden 8 Stunden im Autoklaven auf I50 0C erhitzt und anschließend aufgearbeitet. Man erhält 1,2 -Dimorpholino-octan mit einem Siedepunkt von 160 0C bei45t5 g (0.2 mol) of a mixture of about 70% 1-bromo-2-chloro-ootane and about 30% of 1-chloro-2-bromo-octane and 87.2 g (1 mol) of morpholine 8 hours autoclave heated to I50 0 C and then worked up. This gives 1,2-dimorpholino-octane with a boiling point of 160 0 C.
2U272U27
1H-KlVIR (GCIy,., HMDS): 1 H-KlVIR (GCIy,., HMDS):
3: 0,88 t, 3 H; -(CHg)5 -: 1,25 s(breit), 10 H; CH-N und CH2Ni 1,85 - 2,75 m, 11 H; CH2-O-CH2: 3,40 - 3,65 m, 8 H. ' 3 : 0.88 t, 3H; - (CHg) 5 -: 1.25 s (broad), 10 H; CH-N and CH 2 Ni 1.85 - 2.75 m, 11 H; CH 2 -O-CH 2 : 3.40 - 3.65 m, 8 H. '
40,6 g (= 0,15 mol) 1,2-Dibrom-octan, 54,7 g (= 0,75 mol) n-Butylamin und 26,5 g (= 0,25 mol) Natriumcarbonat vüerden analog Beispiel 6 umgesetzt. -40.6 g (= 0.15 mol) of 1,2-dibromo-octane, 54.7 g (= 0.75 mol) of n-butylamine and 26.5 g (= 0.25 mol) of sodium carbonate are prepared analogously to Example 6 implemented. -
Es wird 1,2-Di-n-butylamino-octan mit einem Siedebereioh von 124 bis 134 0C bei 0,13 « 103 Pa erhalten.There is obtained 1,2-di-n-butylamino-octane with a boiling range of 124 to 134 0 C at 0.13 "10 3 Pa.
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