DE3003960A1 - Verfahren zur herstellung m-chlorsubstituierter aniline - Google Patents
Verfahren zur herstellung m-chlorsubstituierter anilineInfo
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Description
RHONE-POULENC AGROCHIMIE 69oo9 Lyon, Frankreich
Verfahren zur Herstellung m-chlorsubstituierter Aniline
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von in m-Stellung chlorsubstituierten Anilinen durch Umsetzung von Wasserstoff mit stickstoffhaltigen und stark
halogenierten aromatischen Verbindungen.
Die Herstellung von in m-Stellung substituierten Chloranilinen
durch Umsetzung von Polychloranilinen mit Wasserstoff
ist in der FR-PS 2 298 531 beschrieben. Die dort angegebene Verfahrensweise erfordert allerdings die Anwendung
erhöhter Drucke sowie sehr hoher Mengen an Chlorwasserstoffsäure,
was gravierende Korrosionsprobleme aufwirft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung m-chlorsubstituierter Aniline aus stickstoff-
57O-PH 579-ETR-SF-Bk
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haltigen und stark halogenierten aromatischen Verbindungen anzugeben, das eine hohe Ausbeute ergibt und ebenso für
chlorierte und nitrierte Ausgangsverbindungen (substituierte Nitrobenzole und Homologe) wie auch für chlorierte und aminogruppenhaltige
Ausgangsverbindungen (Polychloraniline und Homologe) anwendbar ist. Das Verfahren soll zugleich bei
mäßigen Drucken und Temperaturen und unter Verfahrensbedingungen durchführbar sein, die mit einem geringeren Korrosionsrisiko
verbunden sind.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung m-chlorsubstituierter
Aniline beruht auf der katalytischen Hydrierung chlorierter stickstoffhaltiger Benzolderivate in flüssiger
Phase, saurem Medium, in der Wärme und unter Druck in Gegenwart von Edelmetallen der Gruppe VIII des Periodensystems
und ist dadurch gekennzeichnet, daß
(a) als Benzolderivate Verbindungen der Formel I
R"
(D
X"
I I I
eingesetzt werden, in der bedeuten: Y Wasserstoff oder Sauerstoff,
X' und X" zugleich oder unabhängig Chlor, Alkyl, Aryl, Aralkyl, Alkoxy oder Aralkoxy, die gegebenenfalls
auch substituiert sein können, wobei einer der Substituenten X1 und
X" auch Wasserstoff bedeuten
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kann; im Fall der Herstellung von Monochloranilinen (m-Chloranilinen)
bedeutet lediglich einer der Substituenten X1 und X" ein Chloratom; im
Fall der Herstellung von Dichloranilinen (m-Dichloranilinen) bedeuten
X1 und X" gleichzeitig Chlor;
und
R1, R" und R"' zugleich oder unabhängig
Chlor, Alkyl, Aralkyl, Alkoxy oder Aryloxy, die gegebenenfalls auch substituiert sein können, wobei mindestens
einer der Substituenten R1, R" und R"' Chlor bedeutet und ferner
höchstens zwei dieser Substituenten R', R" und R"' Wasserstoff bedeuten
können,
(b) die Umsetzung in Gegenwart von Chloridionen in
solcher Menge durchgeführt wird, daß das Konzentrationsverhältnis
und vorzugsweise > 2 ist.
Die Reaktion wird in flüssiger Phase durchgeführt; in der Praxis wird vorteilhaft in Gegenwart eines anorganischen
oder organischen flüssigen und unter den Verfahrensbedingungen inerten Lösungsmittels gearbeitet. Inerte Lösungsmittel
sind solche, die nicht chemisch reagieren.
Bevorzugt wird hierfür Wasser verwendet.
Die Acidität des Reaktionsmediums ist allgemein so, daß
der pH-Wert (im Fall eines wäßrigen Mediums) vorteilhaft unter 1,5 und vorzugsweise unter 1 liegt. Die EP-Ionenkonzentration
im Reaktionsmedium liegt allgemein zwischen 0,5 und
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12 val iP/l und vorzugsweise 1 bis 6 val HT/1 (1 val = 1 Gramm-r
äquivalent).
Die höchsten Säurekonzentrationen sind zwar anwendbar, bringen jedoch keinen wesentlichen Vorteil.
Die Acidität des Reaktionsmediums kann mit starken anorganischen Säuren wie Schwefelsäure, Phosphorsäure oder
Halogenwasserstoffsäuren sowie etwa mit organischen Säuren eingestellt werden; bevorzugt werden Halogenwasserstoffsäuren,
insbesondere Chlorwasserstoffsäure, verwendet. Aufgrund
der erfindungsgemäßen Verfahrensweise unter Einsatz von Chloridionen wird folglich stets, zumindest teilweise, in
Gegenwart von Salzsäure verfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird (abgesehen vom Katalysator auf der Basis eines Edelmetalls, der zumeist
eine feste Phase darstellt) in flüssiger Phase durchgeführt. Die flüssige Phase kann homogen sein und eine Lösung darstellen:
Diese Ausführungsweise ist insbesondere bevorzugt, wenn Y in Formel I ein Sauerstoffatom bedeutet; eine derartige
flüssige Phase enthält entsprechend die Reaktanten, die Reaktionsprodukte sowie das bzw. die gegebenenfalls vorliegenden
Lösungsmittel. Es kann .jedoch auch unter Verwendung
von zwei flüssigen Phasen verfahren werden.
Der Druck, bei dem die Reaktion durchgeführt wird, liegt allgemein über 3 bar (Relativdruck) und vorzugsweise
über 5 bar. Hinsichtlich des Drucks besteht zwar keine relevante obere Grenze^ jedoch ist es aus wirtschaftlichen
Gründen allgemein vorteilhaft, bei Drucken unter 100 bar zu arbeiten, wobei Drucke unter 30 bar bevorzugt sind.
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Die Reaktionstemperatur liegt allgemein zwischen 90
und 300 0C und beträgt vorzugsweise 110 bis 200 0C. Bei
einer hohen Temperatur kann in Fällen, in denen relativ flüchtige Säuren verwendet werden, ein relativ bedeutender
Partialdruck der von Wasserstoff verschiedenen Verbindungen in der Gasphase vorliegen, wobei unter Gasphase
die über dem flüssigen Reaktionsmedium befindliche Gasphase verstanden wird. Allgemein werden die Verfahrensbedingungen
so gewählt, daß der Partialdruck des Wasserstoffs 10 bis 80 % des Gesamtdrucks (Relativdruck) und
vorzugsweise 30 bis 60 % ausmacht.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten
Edelmetalle, die das eigentliche Katalysatormaterial darstellen, sind prinzipiell Metalle der Gruppe VIII des Periodensystems
wie Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin, wobei Palladium bevorzugt ist. Das Metall kann
im metallischen Zustand oder in Form einer chemischen Verbindung vorliegen; allgemein wird bevorzugt, wenn das
Metall in metallischem Zustand eingesetzt wird, da die Metallionen unter den Verfahrensbedingungen die Tendenz
zeigen, zum metallischen Zustand reduziert zu werden (Oxidationszahl Null). Der Katalysator kann ferner gegebenenfalls
auch auf einem Träger vorliegen. Als Katalysatorträger sind alle herkömmlicherweise als Trägermaterialien für
Katalysatoren bekannten Träger unter der Voraussetzung verwendbar, daß sie gegenüber Wasser und Säuren beständig sind;
besonders geeignete Träger sind etwa Aktivkohle, Kieselsäure und Bariumsulfat, wobei
Aktivkohle bevorzugt ist.
Der Katalysator sowie sein Träger liegen vorteilhaft in feinverteilter Form vor; spezifische Oberflächen über 100 m /g
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sind allgemein günstig.
Die Menge des eingesetzten Katalysators wird so gewählt,
daß der Gewichtsanteil des Edelmetalls des Katalysators
in Bezug auf das Gewicht der umzusetzenden Verbindung der Formel I allgemein 0,05 bis 10 und vorzugsweise 0,5 bis
5 % beträgt.
Die bei der Reaktion erfindungsgemäß eingesetzten Chloridionen
liegen folglich gegenüber den H®-Ionen in überschüssiger Menge vor. Es ist daher üblich, sie ganz oder teilweise in
Form von Chloridverbindungen einzuführen. Allgemein ist bevorzugt, die Chloridionen in Form von Ammoniumchlorid oder
Metallchloriden oder in Form von Hydrochloriden einzuführen. Die Ammoniumchloride können dabei quaternäre oder nichtquaternäre
Ammoniumchloride sein; vorzugsweise werden Ammoniumchlorid (NH4Cl) oder Alkalichloride oder Erdalkalichloride
eingesetzt, zB Lithiumchlorid, Natriumchlorid oder Kaliumchlorid. Bevorzugte Hydrochloride sind Hydrochloride substituierter
Aniline wie etwa von Verbindungen der Formel I (mit Y = H) und/oder erfindungsgemäß erhaltene substituierte
Aniline. Die Menge der Chloridionen im Reaktionssystem beträgt allgemein 2 bis 15 val/1 und vorzugsweise 4 bis 11 val/1.
Als erfindungsgemäße Ausgangsmaterialien bevorzugt geeignete Verbindung der Formel I sind beispielsweise:
2.3-Dichlornitrobenzol und 2.3-Dichloranilin;
2.5-Dichlornitrobenzol und 2.5-Dichloranilin;
3.4-Dichlornitrot>enzol und 3.4—Dichloranilin;
2.3.4-iöichlornitrobenzol und 2.3.4--Triehloranilin;
2.3.5-Trichlornitrobenzol und 2.3.5-Trichloranilin;
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2.3.6-Trichlornitrobenzol und 2.3.6-Trichloranilin;
2.4.5-Trichlornitrobenzol und 2.4-.5-Trichloranilin;
3.4.5-Triehlornitrobenzol und 3.4.5-Triehloranilin;
2.3.4.6-Tetrachlornitrobenzol und 2.3.4.6-Tetrachloranilin;
2.3.4.5-Tetrachlornitrobenzol und 2.3.4.5-Tetrachloranilin;
2.3.5.6-Ietrachlornitrobenzol und 2.3.5.6-Tetrachloranilin;
Pentachlornitrobenzol und Pentachloranilin
sowie
4,5.6-Trichlor-2-methylnitrobenzol und 4.5.6-Trichlor-2-methylanilin;
2.5-DiChIOr-^-metnylnitrobenzol und 2.5-Dichlor-4-methylanilin;
2.3.5.6-TetΓachlor-4-methylnitΓobenzol und 2.3.5.6-Tetrachlor-4-methylanilin;
2.5-Dichlor-3.4-dimethylnitΓObenzol und 2.5-Dichlor-3.4-dimethylanilin;
2.5-Dichlor-4-äthylnitΓobenzol und 2.5-Dichlor-4-äthylanilin;
2.5~Diohlor-4-propylnitrobenzol und 2.5-DiChIoP-A-PrOPyI-anilin;
3.4.6-Trichlor-2-benzylnitrobenzol und 3.4.6-Trichlor-2-benzylanilin;
2.2'-Dinitro-3.5.6.3'.5'.6·-hexachlordiphenylmethan und
2.2''-Diamino-3.5.6.3'.5'.6'-hexachlordiphenylmethan;
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und 2-Amino-3.4.5-trichlordiphenyl;
.4'-Dinitro-octachlordiphenyl und 4.4'-Diamino-octacnlor-
4.5-Mchlor-2HD^thoxynitrobenzol lind 4.5-Dichlor-2-methoxyanilin;
3.4-Dichlor-2-methoxynitrobenzol und 3· 4-Dichlor-2-methoxyanilin;
3.6-Dichlor-2-methoxynitro"be]izol und 3.6-Dichlor-2-methoxyenilin;
5.6-Dichlor-2-methoxynitrobenzol und 5.6~Dichlor-2-methoxyanilin;
3.4.6-!Drichlor-2-Biethox3rnitrobenzol und 3./*-.6-Trichlor-2-methoxyanilin;
3.4.5-Tϊ'ichloΓ-2-methoxynit2^obenzol und 3.4.5-Trichlor-2-methoxyanilin;
3.4.5.6-Tetrachlor-2-methoxynitrobenzol und 3·^·5·6-Tetrachlor-2-methoxyanilin;
^■^-Dichlor^-methoacynitrobenzol und 4.5-Dichlor-3-methojqyanilin;
5.6-Dichlor~3-'metho3{5mit;robenzol und 5.6-Dichlor~3-methoacy
anilin;
2.5-Dichlor-3-metho3qynitrobenzol und 2.5-Dichlor-3-methoxyanilin;
4.5»6-Trichlor-3-metlioxynitrobenzol und 4>5»6-Trichlor-3-methoxyanilin;
2.4.5.6-Tetrachlor-3-methoxynitrobenzol und 2.4.5.6-Tetrachlor-3-methoay
anilin;
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2.3~Dichlor-4-raethoxynitrobenzol und 2.3-Dichlor-4-methoxyanilin;
2.5-Dichlor-4-methoxynitrobenzol und 2.5-Dichlor-4-methoxyanilin;
2.3,6-Trichlor-4-metho:xynitrobenzol und 2.3.6-Trichlor-4-methoxyanilin;
2.3.5-Tilichlor-4-methoxynitrobenzol und 2.3»5-T:richlor-4-methoxyanilin;
2·3·5·6-ΤβΐΓβοΗ1θΓ-^-methoxynitrobenzol und 2.3·5·6-Tetrachlor-4-methoxyanilin;
4.5-Dichlor-2-phenoxynitrobenzol und 4.5-Dichlor-2-phenoxyanilin;
3.4.5.6-Tetrachlor-2-phenoxynitrobenzol und 3.^.5.6-Tetrachlor-2-pb.enoxy
anilin;
2.4.5.6-Tetrachlor-3-phenoxynitrobenzol und 2.4.5.6-Tetrachlor-3-phenoxyanilin;
2.5-Dichlor-4-*phenoxynitrobenzol und 2.5-Diehlor-4-pbenoxyanilin;
sowie etwa
2.3.5.6-iDei;racb.lor-4-phenoxynitrobenzol und 2.3.5·6-Tetrachlor-4-phenoxyanilin.
Zu den in m-Stellung chlorsubstituierten Anilinen, die
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, gehören vorzugsweise:
m-Ghloranilin und 3.5-Dichloranilin^ferner, 5-Chlor-2-methylanilin»
5-Chlor-3-methylanilin, 3-Chlor-4-methylanilin,
3.5-Dichlor-4-methylanilin, 5-Ohl6r-3.4-dimethyl-
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anilin, 3-Chlor-4-äthylanilin, 3-0hlor-2-benzylanilin,
A-.V-Diamino-S.e^1 .6' -tetrachlordiphenyl, 3-Chlor-2-raethoxyanilin,
5-^10^2-1116^0x78^11^, 3-5-DiChIOr-S-methoxyanilin,
3-Chlor-4~methoxyanilin, 5-Chlor-3-methoxyanilin,
3·5-Dichlor-4~methoxyanilin, 3-Chlor-2-rphenoxyanilin,
5-ChIOr-S-PhCnOXyBnUXn, 3-5-Dichlor-2-phenoxyanilin
sowie etwa 3.5-Dichlor-4~phenoxyanilin.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Nach Beendigung
der Reaktion kann der Katalysator erforderlichenfalls durch Filtration oder gleichwertige Mittel wie beispielsweise
Absaugen oder Abzentrifugieren abgetrennt werden; das erzeugte m-chlorierte Amin kann in beliebiger, an
sich bekannter Weise abgetrennt werden, beispielsweise durch Extraktion mit einem Lösungsmittel und/oder durch
Destillation; vor der Durchführung dieser Abtrennung ist es allgemein günstig, das (im sauren Medium als Salz vorliegende)
Amin durch Neutralisation oder Alkalischmachen mit einem alkalischen Mittel in die freie (nicht als Salz
vorliegende) Aminform überzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist aufgrund seiner hohen Selektivität in bezug auf die m-chlorierten Amine sowie
wegen der anwendbaren, relativ milden Verfahrensbedingungen sehr vorteilhaft. Die damit zugänglichen m-chlorierten
Amine eignen sich insbesondere zur Herstellung von Pestiziden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, dessen Angaben nicht einschränkend
sind.
In einen 225 ml-Autoklaven mit Tantal-Innenauskleidung
werden eingebracht:
0,83 g 2.3.4.5-Tetrachloranilin,
0,07 g Katalysator (auf Aktivkohle niedergeschlagenes Palladium, spezifische Oberfläche des Trägers
2
1100 m /g; Palladiumgehalt 10 Gew.-%),
1100 m /g; Palladiumgehalt 10 Gew.-%),
95 ml wäßrige, 4 N Salzsäurelösung
und
37,5 g Lithiumchlorid.
37,5 g Lithiumchlorid.
Der Autoklav wird anschließend verschlossen und zuerst mit Argon und danach mit Wasserstoff gespült. Anschließend
wird auf 170 0C erhitzt, wobei der Innendruck entsprechend
ansteigt; nach Erreichen dieser Temperatur wird Wasserstoff bis zu einem Gesamtdruck von 21 bar (Relativdruck) eingeleitet,
wovon 8 bar dem Partialdruck des Wasserstoffs entsprechen .
Unter diesen Bedingungen wird 4 h 10 min umgesetzt. Nach dem Abkühlen wird die flüssige Reaktionsmasse mit einer wäßrigen
NaOH-LÖsung alkalisch gemacht; der Palladiumkatalysator wird abfiltriert und das 3.5-Dichloranilin mit Methylenchlorid
aus der wäßrigen Phase extrahiert. Die so erhaltene Lösung in Methylenchlorid wird über Natriumsulfat getrocknet, worauf
das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft wird.
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Der Umsatz des Tetrachloranilins beträgt 100 %, die Ausbeute an 3.5-Dichloranilin 95,4 %.
Die Erfindung betrifft zusammengefaßt ein Verfahren zur Entchlorierung nitrierter oder aminierter aromatischer Verbindungen.
Die polychlorierten Aniline bzw. Nitrobenzole werden in der Wärme in Gegenwart überschüssiger Chloridionen
in flüssiger Phase und unter niederem Druck mit Wasserstoff umgesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die selektive Erzeugung m-chlorierter Aniline.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entchlorierung
aromatischer Nitro- oder Aminoverbindungen, bei dem polychlorierte
Aniline bzw. Nitrobenzole in der Wärme in Gegenwart überschüssiger Chloridionen in flüssiger Phase und unter
niederem Druck mit Wasserstoff umgesetzt werden.
Das Verfahren erlaubt die selektive Herstellung m-chlorierter
Aniline.
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Claims (21)
- Ansprücheverwendet werden, in der bedeuten:Y Wasserstoff oder Sauerstoff,X1 und X" zugleich oder unabhängigjeweils Chlor, Alkyl, Aryl, Aralkyl, Alkoxy oder Aralkoxy, die gegebenenfalls auch substituiert sind, wobei einer der Substituenten X1 und X" auch Wasserstoff bedeuten kann,R1, R" und R1" zugleich oder unabhängig jeweils Chlor, Alkyl, Aralkyl, Alkoxy oder Aryloxy, die gegebenenfalls auchsubstituiert sind.wobei mindestenseiner der drei Substituenten R1, R" und57O-PH 579-ETR-SF-Bk030035/0666_ ο —R"' ein Chloratom bedeutet und höchstens zwei dieser Substituenten Wasserstoff sein können,und(b) die Reaktion in Gegenwart von Chloridionen durchgeführt wird, wobei das Konzentrationsverhältnisccl0i st.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrationsverhältnisist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Benzolderivat der Formel I eingesetzt wird, in der R1, R", R"1, X1 und X" zugleich oder unabhängig Wasserstoff oder Chlor darstellen.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung gegebenenfalls substituierter Di-m-chloraniline, dadurch gekennzeichnet, daß ein Benzolderivat der Formel I eingesetzt wird, in der X1 und X" Chlor bedeuten.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung gegebenenfalls substituierter Mono-m-chloraniline, dadurch gekennzeichnet, daß ein Benzolderivat der Formel I eingesetzt wird, in der einer der beiden Substituenten X1 und X" Chlor bedeutet.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von 3.5-Dichloranilinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Benzolderivat der Formel I eingesetzt wird, in der bedeuten:Y Wasserstoff oder Sauerstoff, X1 und X" Chlor
undR1, R" und R"1 Wasserstoff oder Chlor, wobei mindestens einer der Substituenten R1, R" und R1" Chlor bedeutet. - 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des Reaktionsgemischs unter 1,5 und/oder die H -Ionenkonzentration des Reaktionsgemischs zwischen 0,5 und 10 val/1 liegt.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des Reaktionsgemischs unter 1 und/oder die EP-Ionenkonzentration des Reaktionsgemischs 1 bis 6 val/1 beträgt.
- 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsmedium ein wäßriges Medium verwendet wird.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmedium, abgesehen vom Edelmetallkatalysator, aus lediglich einer flüssigen Phase besteht.
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gesamtdruck von 3 bis 100 bar angewandt wird.030035/0666
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gesamtdruck von 5 bis 30 bar angewandt wird.
- 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
ren wird.zeichnet, daß bei einer Temperatur von 90 bis 300 0C verfah- - 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur von 110 bis 200 0C verfahren wird.
- 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoffpartialdruck 10 bis 80 % des Gesamtdrucks beträgt.
- 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoffpartialdruck 30 bis 60 % des Gesamtdrucks beträgt.
- 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Palladium verwendet wird.
- 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall des Katalysators in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.<?%, bezogen auf das Gewicht der Verbindung der Formel I, eingesetzt wird.
- 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall des Katalysators in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew/.-^%, bezogen auf das Gewicht der Verbindung der Formel I, eingesetzt wird.
- 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Chloridionen in einer Konzentration von 2 bis 15 val/1 im Reaktionsmedium eingesetzt werden.030035/0666
- 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Chloridionen in einer Konzentration von 4 bis 11 val/1 im Reaktionsmedium eingesetzt werden.030035/0666
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