JP2002528430A - アミン類の製造 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
反応ゾーンにおいて、担持ルテニウム触媒の存在下、高温高圧で、水溶性アルデヒド、水、アンモニア及び水素を接触させることによるアミンの製造方法を開示する。本発明方法は、担持ルテニウム触媒の存在下、高温高圧で、3−ホルミルテトラヒドロフランの水溶液をアンモニア及び水素と接触させることによる、3−(アミノメチル)テトラヒドロフランの製造に殊に有用である。担持ルテニウム触媒の使用によって、ニッケル触媒を用いるときに遭遇する触媒の滲出という問題を避けられることが見出された。
Description
【0001】発明の分野 本発明は、触媒の存在下に、水溶性アルデヒドをアンモニア及び水素と接触さ
せることによりアミン類を製造する新規な方法に関する。更に詳しくは、本発明
は、ある種のルテニウム触媒の存在下、高温及び高圧下に、水溶性アルデヒドの
水溶液をアンモニア及び水素と接触させることによってアミン類を合成すること
に関する。
せることによりアミン類を製造する新規な方法に関する。更に詳しくは、本発明
は、ある種のルテニウム触媒の存在下、高温及び高圧下に、水溶性アルデヒドの
水溶液をアンモニア及び水素と接触させることによってアミン類を合成すること
に関する。
【0002】発明の背景 ニッケル系触媒を用いて、アルデヒド類を還元アミノ化することによってアミ
ン類を製造することは、例えば、Freifelder,MorrisによるP
ractical Catalytic Hydrogenation(Joh
n Wiley & Sons,Inc.刊)(1971年)第333〜345
頁に示されるように公知であり、例えばヒドロピバルアルデヒドから2,2−ジ
メチル−3−アミノプロパノールなどの種々のアミン類を製造するために利用さ
れてきた。特開平3−10848号公報には、ニッケル、パラジウム及び白金触
媒を用いてFTHFをアンモニア水で還元アミノ化することが開示されている。
この公報には、水系について、より良好な選択性がクレームされているが、パラ
ジウム又は白金触媒の使用により達成される最良の選択率は、炭素上5%パラジ
ウムを30℃で用いた77.4%であった。99.5%というより高い選択率は
、60℃におけるラネーニッケルについて報告されている。全ての実施例は、回
分式オートクレーブ実験であり、ラネーニッケルの使用によりもたらされる生成
物の単離及び触媒の不安定さに関する課題には何ら言及されていない。
ン類を製造することは、例えば、Freifelder,MorrisによるP
ractical Catalytic Hydrogenation(Joh
n Wiley & Sons,Inc.刊)(1971年)第333〜345
頁に示されるように公知であり、例えばヒドロピバルアルデヒドから2,2−ジ
メチル−3−アミノプロパノールなどの種々のアミン類を製造するために利用さ
れてきた。特開平3−10848号公報には、ニッケル、パラジウム及び白金触
媒を用いてFTHFをアンモニア水で還元アミノ化することが開示されている。
この公報には、水系について、より良好な選択性がクレームされているが、パラ
ジウム又は白金触媒の使用により達成される最良の選択率は、炭素上5%パラジ
ウムを30℃で用いた77.4%であった。99.5%というより高い選択率は
、60℃におけるラネーニッケルについて報告されている。全ての実施例は、回
分式オートクレーブ実験であり、ラネーニッケルの使用によりもたらされる生成
物の単離及び触媒の不安定さに関する課題には何ら言及されていない。
【0003】 米国特許第4,963,672号及び同第5,068,398号には、担持さ
れたルテニウム触媒を用いて、5−ホルミル吉草酸エステル類を液体アンモニア
中で還元アミノ化することについて記載されている。これらの特許は、開示され
た方法が40〜100バール(580〜1450 lb/in2 −psi ;すなわち4
,000〜10,000kPa )という比較的高い全圧で実施されることを教示し
ている。これらの特許に含まれている実施例では全圧98〜99バール(9,8
00〜9,900kPa )が採用された。米国特許第5,068,398号には、
担持されたニッケル触媒からのニッケルの滲出を実証する比較例が開示されてい
る。米国特許第5,166,443号には、特定の2,2−二置換−4−シアノ
ブタナール化合物がそれらの対応するジアミンに転換される二段法が記載されて
いる。第一段には、酸性不均一触媒の存在下にシアノブタナールをアンモニアで
処理することが含まれる。得られる物質は、次いで、好ましくはルテニウム触媒
を用いる水素化ゾーンに供給される。さらに、圧力は50〜500バール(72
5〜7250psi ;すなわち5,000〜50,000kPa )、好ましくは10
0〜350バール(10,000〜35,000kPa )、そして最も好ましくは
150〜300バール(15,000〜30,000kPa )で比較的高い。米国
特許第5,166,443号の実施例には、水素化ゾーンは圧力200又は25
0バール(20,000又は25,000kPa )で操作される。
れたルテニウム触媒を用いて、5−ホルミル吉草酸エステル類を液体アンモニア
中で還元アミノ化することについて記載されている。これらの特許は、開示され
た方法が40〜100バール(580〜1450 lb/in2 −psi ;すなわち4
,000〜10,000kPa )という比較的高い全圧で実施されることを教示し
ている。これらの特許に含まれている実施例では全圧98〜99バール(9,8
00〜9,900kPa )が採用された。米国特許第5,068,398号には、
担持されたニッケル触媒からのニッケルの滲出を実証する比較例が開示されてい
る。米国特許第5,166,443号には、特定の2,2−二置換−4−シアノ
ブタナール化合物がそれらの対応するジアミンに転換される二段法が記載されて
いる。第一段には、酸性不均一触媒の存在下にシアノブタナールをアンモニアで
処理することが含まれる。得られる物質は、次いで、好ましくはルテニウム触媒
を用いる水素化ゾーンに供給される。さらに、圧力は50〜500バール(72
5〜7250psi ;すなわち5,000〜50,000kPa )、好ましくは10
0〜350バール(10,000〜35,000kPa )、そして最も好ましくは
150〜300バール(15,000〜30,000kPa )で比較的高い。米国
特許第5,166,443号の実施例には、水素化ゾーンは圧力200又は25
0バール(20,000又は25,000kPa )で操作される。
【0004】 慣用のラネーニッケル又は担持ニッケル触媒の存在下、3−ホルミルテトラヒ
ドロフタン(FTHF)の水溶液をアンモニア及び水素と接触させて、3−(ア
ミノメチル)テトラヒドロフラン(AMTHF)を製造する最初の試みでは、生
成物中へのニッケルの滲出のため満足な結果を得られなかった。触媒が失われる
ことに加えて、過剰のアンモニア及び水の除去に際してニッケル塩が沈澱するた
め、生成物の単離及び精製はさらに困難になる。蒸留によるアンモニア及び水の
除去の間に、淡緑色の塩が沈澱し、蒸留、濾過又はそれらの両方によって除去し
なければならない。
ドロフタン(FTHF)の水溶液をアンモニア及び水素と接触させて、3−(ア
ミノメチル)テトラヒドロフラン(AMTHF)を製造する最初の試みでは、生
成物中へのニッケルの滲出のため満足な結果を得られなかった。触媒が失われる
ことに加えて、過剰のアンモニア及び水の除去に際してニッケル塩が沈澱するた
め、生成物の単離及び精製はさらに困難になる。蒸留によるアンモニア及び水の
除去の間に、淡緑色の塩が沈澱し、蒸留、濾過又はそれらの両方によって除去し
なければならない。
【0005】 AMTHFから製造することができるFTHFは、好ましくは、水溶液の形態
で用いられる。1997年10月6日に出願された、W.A.Beaversに
よる米国特許出願番号第944,653号に開示されているように、FTHFは
、ロジウム−ホスフィン触媒及び水非混和性有機ヒドロホルミル化溶媒の存在下
に、2,5−ジヒドロフランのヒドロホルミル化によって製造することができる
。ヒドロホルミル化溶媒の存在下の蒸留によるFTHFの回収は、ヘミアセター
ルオリゴマーの生成と全体としてかなりの収率損失をもたらす。従ってFTHF
生成物は、好ましくは、先ずヒドロホルミル化生成物溶液を水で抽出して、FT
HF水溶液を生成させることにより回収される。FTHFがAMTHFのような
他の化合物に転化させる化学工程におけるこのFTHF水溶液の使用は、かかる
他の化合物を生成させるために殊に有効な手段である。
で用いられる。1997年10月6日に出願された、W.A.Beaversに
よる米国特許出願番号第944,653号に開示されているように、FTHFは
、ロジウム−ホスフィン触媒及び水非混和性有機ヒドロホルミル化溶媒の存在下
に、2,5−ジヒドロフランのヒドロホルミル化によって製造することができる
。ヒドロホルミル化溶媒の存在下の蒸留によるFTHFの回収は、ヘミアセター
ルオリゴマーの生成と全体としてかなりの収率損失をもたらす。従ってFTHF
生成物は、好ましくは、先ずヒドロホルミル化生成物溶液を水で抽出して、FT
HF水溶液を生成させることにより回収される。FTHFがAMTHFのような
他の化合物に転化させる化学工程におけるこのFTHF水溶液の使用は、かかる
他の化合物を生成させるために殊に有効な手段である。
【0006】発明の簡単な要約 FTHF水溶液からAMTHFを製造する方法の開発において、水の存在下に
、触媒支持物質上にルテニウムを含んでなる触媒、及び比較的穏やかな圧力と温
度の条件を用いて、FTHF及びアンモニアから高収率且つ高転化率で、AMT
HFを製造することができることを見出した。生成物の単離及び精製の間、触媒
粒子状物の存在によってもたらされる問題を避けるために、担持ルテニウム触媒
を使用することが見出された。この発見は、水の存在下における還元アミノ化に
より水溶性アルデヒド類をアミン類に転化させることへの、より一般的な応用を
有するものと信じられる。更に詳しくは、この発見は、水溶性アルデヒド、触媒
成分及びヒドロホルミル化溶媒を含むヒドロホルミル化生成物溶液からアルデヒ
ドを単離するため水抽出が用いられる場合の、アルデヒド類の水溶液に応用する
ことができる。典型的な触媒システムはヒドロホルミル化に採用されるものであ
り、水溶性アルデヒド類、例えば4−ヒドロキシブタナール及びヒドロキシピバ
ルアルデヒドから、多官能性アミン類、例えば、それぞれ4−アミノ−1−ブタ
ノール及びネオペンタノールアミンの製造に適用することが可能である。従って
、本発明は、反応ゾーンにおいて、担持ルテニウム触媒の存在下、水溶性アルデ
ヒド、水、アンモニア及び水素を接触させることを含む、水溶性アルデヒドから
アミンを製造する改良された方法を提供する。担持ルテニウム触媒は、ニッケル
触媒に匹敵する活性及び選択性を示すが、反応媒体中へ滲出したり、溶解したり
することがないことが見出されている。ルテニウム触媒は、水溶性アルデヒド及
び/又はアンモニア水(水酸化アンモニウム)の水溶液が、穏やかな還元アミノ
化条件下でアミンを生成し、単なる蒸留によってそのアミンを容易に単離するこ
とを可能にする。さらに、本発明方法で有用な比較的穏やかな操作条件は、より
高圧のシステムに対して明らかに経済及び安全面の優位性を提供する。
、触媒支持物質上にルテニウムを含んでなる触媒、及び比較的穏やかな圧力と温
度の条件を用いて、FTHF及びアンモニアから高収率且つ高転化率で、AMT
HFを製造することができることを見出した。生成物の単離及び精製の間、触媒
粒子状物の存在によってもたらされる問題を避けるために、担持ルテニウム触媒
を使用することが見出された。この発見は、水の存在下における還元アミノ化に
より水溶性アルデヒド類をアミン類に転化させることへの、より一般的な応用を
有するものと信じられる。更に詳しくは、この発見は、水溶性アルデヒド、触媒
成分及びヒドロホルミル化溶媒を含むヒドロホルミル化生成物溶液からアルデヒ
ドを単離するため水抽出が用いられる場合の、アルデヒド類の水溶液に応用する
ことができる。典型的な触媒システムはヒドロホルミル化に採用されるものであ
り、水溶性アルデヒド類、例えば4−ヒドロキシブタナール及びヒドロキシピバ
ルアルデヒドから、多官能性アミン類、例えば、それぞれ4−アミノ−1−ブタ
ノール及びネオペンタノールアミンの製造に適用することが可能である。従って
、本発明は、反応ゾーンにおいて、担持ルテニウム触媒の存在下、水溶性アルデ
ヒド、水、アンモニア及び水素を接触させることを含む、水溶性アルデヒドから
アミンを製造する改良された方法を提供する。担持ルテニウム触媒は、ニッケル
触媒に匹敵する活性及び選択性を示すが、反応媒体中へ滲出したり、溶解したり
することがないことが見出されている。ルテニウム触媒は、水溶性アルデヒド及
び/又はアンモニア水(水酸化アンモニウム)の水溶液が、穏やかな還元アミノ
化条件下でアミンを生成し、単なる蒸留によってそのアミンを容易に単離するこ
とを可能にする。さらに、本発明方法で有用な比較的穏やかな操作条件は、より
高圧のシステムに対して明らかに経済及び安全面の優位性を提供する。
【0007】 本発明方法に従って製造されるアミン類は公知の化合物であり、刊行された手
法に従い中間体として使用されることができる。例えば、AMTHFは農薬の合
成における価値のある有用な中間体である。例えば、特開平10−045739
号公報、同9−110848号公報、同9−012565号公報、同8−311
063号公報、同8−291170号公報、同8−269053号公報、同8−
295684号公報、同8−269035号公報、同8−269034号公報、
同8−259553号公報、同8−269052号公報、同8−259554号
公報、同8−259563号公報、同8−176132号公報及び同7−173
157号公報並びにヨーロッパ特許出願公開第649845号(EP64984
5 Al)を参照されたい。
法に従い中間体として使用されることができる。例えば、AMTHFは農薬の合
成における価値のある有用な中間体である。例えば、特開平10−045739
号公報、同9−110848号公報、同9−012565号公報、同8−311
063号公報、同8−291170号公報、同8−269053号公報、同8−
295684号公報、同8−269035号公報、同8−269034号公報、
同8−259553号公報、同8−269052号公報、同8−259554号
公報、同8−259563号公報、同8−176132号公報及び同7−173
157号公報並びにヨーロッパ特許出願公開第649845号(EP64984
5 Al)を参照されたい。
【0008】 前述のように、本方法に用いられるFTHFは、慣用のロジウム−ホスフィン
触媒を用いて、2,5−ジヒドロフラン(2,5−DHF)をヒドロホルミル化
することによって得ることができる。2,5−DHFは、(1)ブタジエンを3
,4−エポキシ−1−ブテンに部分酸化し、(2)3,4−エポキシ−1−ブテ
ンを2,5−DHFに異性化する工程により、1,3−ブタジエンから得ること
ができる。ブタジエンの3,4−エポキシ−1−ブテンへの選択的酸化は、米国
特許第5,117,012号、同第5,312,931号及び同第5,362,
890号に記載された方法によって達成できる。3,4−エポキシ−1−ブテン
の2,5−DHFへの異性化は、米国特許第5,082,956号及び同第5,
315,019号に開示された方法に従って実施することができる。
触媒を用いて、2,5−ジヒドロフラン(2,5−DHF)をヒドロホルミル化
することによって得ることができる。2,5−DHFは、(1)ブタジエンを3
,4−エポキシ−1−ブテンに部分酸化し、(2)3,4−エポキシ−1−ブテ
ンを2,5−DHFに異性化する工程により、1,3−ブタジエンから得ること
ができる。ブタジエンの3,4−エポキシ−1−ブテンへの選択的酸化は、米国
特許第5,117,012号、同第5,312,931号及び同第5,362,
890号に記載された方法によって達成できる。3,4−エポキシ−1−ブテン
の2,5−DHFへの異性化は、米国特許第5,082,956号及び同第5,
315,019号に開示された方法に従って実施することができる。
【0009】発明の詳細な説明 本発明によるアミン類の製造方法は、反応ゾーンにおいて、担持されたルテニ
ウム触媒の存在下、水溶性アルデヒド、水、アンモニア及び水素を接触させるこ
とによって実施する。水の存在量は、代表的には、水:アルデヒドの重量比0.
1:1〜10:1、好ましくは0.2:1〜2:1となるであろう。反応ゾーン
中に存在するアンモニアの量は、実質的且つ一般的に、アンモニア:アルデヒド
のモル比が少なくとも1:1、好ましくは2:1〜20:1、そして最も好まし
くは5:1〜10:1となるような量で変えることができる。
ウム触媒の存在下、水溶性アルデヒド、水、アンモニア及び水素を接触させるこ
とによって実施する。水の存在量は、代表的には、水:アルデヒドの重量比0.
1:1〜10:1、好ましくは0.2:1〜2:1となるであろう。反応ゾーン
中に存在するアンモニアの量は、実質的且つ一般的に、アンモニア:アルデヒド
のモル比が少なくとも1:1、好ましくは2:1〜20:1、そして最も好まし
くは5:1〜10:1となるような量で変えることができる。
【0010】 本発明方法は、温度、少なくとも40℃、好ましくは60〜150℃、最も好
ましくは70〜120℃で行われる。反応の全圧は、少なくとも7バール絶対圧
(bara)(700kPa)、好ましくは7〜50baraの範囲、そして最も好ましくは1
0〜30bara(1,000〜3,000kPa )の範囲である。本発明方法は、触
媒支持物質上に沈着されたルテニウムを含む触媒の存在下に実施する。適当な支
持体の例には、炭素、酸化アルミニウム、シリカゲル、二酸化チタン、二酸化ジ
ルコニウム、アルミン酸マグネシウム及び珪酸マグネシウムが含まれる。炭素が
好適な支持体である。これらの担持触媒は触媒供給者から入手可能であり、そし
て/又は、刊行されている手法により製造することができる。担持触媒における
ルテニウムの量は、その担持された触媒の合計重量に基づいて0.1〜10重量
%、好ましくは5〜9重量%の範囲であることができる。本発明方法で用いられ
る触媒は、好ましくは、触媒的に活性な金属としてルテニウムのみを含む、すな
わちこの触媒は、触媒支持物質上に沈着したルテニウムから本質的になっている
。
ましくは70〜120℃で行われる。反応の全圧は、少なくとも7バール絶対圧
(bara)(700kPa)、好ましくは7〜50baraの範囲、そして最も好ましくは1
0〜30bara(1,000〜3,000kPa )の範囲である。本発明方法は、触
媒支持物質上に沈着されたルテニウムを含む触媒の存在下に実施する。適当な支
持体の例には、炭素、酸化アルミニウム、シリカゲル、二酸化チタン、二酸化ジ
ルコニウム、アルミン酸マグネシウム及び珪酸マグネシウムが含まれる。炭素が
好適な支持体である。これらの担持触媒は触媒供給者から入手可能であり、そし
て/又は、刊行されている手法により製造することができる。担持触媒における
ルテニウムの量は、その担持された触媒の合計重量に基づいて0.1〜10重量
%、好ましくは5〜9重量%の範囲であることができる。本発明方法で用いられ
る触媒は、好ましくは、触媒的に活性な金属としてルテニウムのみを含む、すな
わちこの触媒は、触媒支持物質上に沈着したルテニウムから本質的になっている
。
【0011】 本発明の方法で用いることができる水溶性アルデヒド類は、それらが水溶性で
ある、すなわち、少なくとも2g/L水、好ましくは少なくとも20g/L水の
水溶解度を有している限り、炭素原子を10以下含んでいてよく、また非環式、
環式、炭素環式又は複素環式であってもよい。水溶性アルデヒドは水溶液中でそ
のアルデヒドの水和物の形態で存在していてよい。ある種のアルデヒドのために
は、アルデヒド反応体の水中での溶解性を促進又は増加させるために、アルカノ
ール、例えばメタノール、エタノール及び2−プロパノールの水混和性共溶媒を
使用するのが有利である。本発明方法で用いるアルデヒドの例には、3−及び2
−ホルミルテトラヒドロフラン、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパナー
ル、3−ヒドロキシ−2−メチルプロパナール、4−ヒドロキシブタナール、3
−ヒドロキシブタナール、3−ヒドロキシプロパナール、n−ブチルアルデヒド
、イソブチルアルデヒド、プロパナール及びアセトアルデヒドが含まれる。本発
明方法は、FTHFからのAMTHFの製造に特に有用である。
ある、すなわち、少なくとも2g/L水、好ましくは少なくとも20g/L水の
水溶解度を有している限り、炭素原子を10以下含んでいてよく、また非環式、
環式、炭素環式又は複素環式であってもよい。水溶性アルデヒドは水溶液中でそ
のアルデヒドの水和物の形態で存在していてよい。ある種のアルデヒドのために
は、アルデヒド反応体の水中での溶解性を促進又は増加させるために、アルカノ
ール、例えばメタノール、エタノール及び2−プロパノールの水混和性共溶媒を
使用するのが有利である。本発明方法で用いるアルデヒドの例には、3−及び2
−ホルミルテトラヒドロフラン、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパナー
ル、3−ヒドロキシ−2−メチルプロパナール、4−ヒドロキシブタナール、3
−ヒドロキシブタナール、3−ヒドロキシプロパナール、n−ブチルアルデヒド
、イソブチルアルデヒド、プロパナール及びアセトアルデヒドが含まれる。本発
明方法は、FTHFからのAMTHFの製造に特に有用である。
【0012】 本発明方法は、当業界で周知の手法及び技法を用いて、回分式、半連続式又は
連続式の操作方式で実施することができる。回分操作においては、アンモニア及
び水素は、水溶性アルデヒドの水溶液及び、スラリーとしての又は金網製バスケ
ットに入れられた状態としての担持ルテニウム触媒を含む圧力容器に供給するこ
とができる。触媒は、代表的に、そのような回分式操作では、触媒:アルデヒド
重量比が少なくとも0.01:1、典型的には0.05:1〜0.5:1の範囲
、好ましくは0.1:1〜0.2:1の範囲となるような量で用いる。触媒は、
粉末の形態で、又はペレットもしくは押出物として用いることができる。連続式
操作においては、アンモニア、水素及び水溶性アルデヒドの水溶液は、担持触媒
、例えば炭素上ルテニウム触媒の1つ又はそれ以上の固定床を含む圧力容器に又
は一連圧力容器に供給することができる。反応体溶液は、アンモニア及び水素の
存在下に、高圧及び高温で、担持触媒の上又は中を通って流れ、アルデヒドがア
ミンに転化される。特定の理論に拘束されるものではないが、アルデヒドのアミ
ンへの転化は、アルデヒドとアンモニアとの反応により生成されるイミン中間体
を経由するものと考えられる。そのイミンは、その他の反応が生じる前に、所望
のアミン生成物に素早く水素化させることが重要である。
連続式の操作方式で実施することができる。回分操作においては、アンモニア及
び水素は、水溶性アルデヒドの水溶液及び、スラリーとしての又は金網製バスケ
ットに入れられた状態としての担持ルテニウム触媒を含む圧力容器に供給するこ
とができる。触媒は、代表的に、そのような回分式操作では、触媒:アルデヒド
重量比が少なくとも0.01:1、典型的には0.05:1〜0.5:1の範囲
、好ましくは0.1:1〜0.2:1の範囲となるような量で用いる。触媒は、
粉末の形態で、又はペレットもしくは押出物として用いることができる。連続式
操作においては、アンモニア、水素及び水溶性アルデヒドの水溶液は、担持触媒
、例えば炭素上ルテニウム触媒の1つ又はそれ以上の固定床を含む圧力容器に又
は一連圧力容器に供給することができる。反応体溶液は、アンモニア及び水素の
存在下に、高圧及び高温で、担持触媒の上又は中を通って流れ、アルデヒドがア
ミンに転化される。特定の理論に拘束されるものではないが、アルデヒドのアミ
ンへの転化は、アルデヒドとアンモニアとの反応により生成されるイミン中間体
を経由するものと考えられる。そのイミンは、その他の反応が生じる前に、所望
のアミン生成物に素早く水素化させることが重要である。
【0013】
本発明の方法を、以下の実施例によってさらに具体的に説明する。触媒を30
0mL攪拌オートクレーブ中で評価した。充填を簡単にするため、水酸化アンモニ
ウム(29.3%アンモニア)を使用した。水を水酸化アンモニウムと共に導入
するので、実施例1,2及び3並びに比較例C1では無水FTHFを用いた。代
表的な手法は触媒、水酸化アンモニウム及び無水FTHFを300mLオートクレ
ーブに添加することであった。これを次いで窒素雰囲気下に置いた。オートクレ
ーブを水素で21bara(300psi ;すなわち2,100kPa )に加圧し、温度
は所望の温度まで上昇され、そして圧力は水素の添加により保持された。所定期
間が経過した後、オートクレーブを冷却し減圧した。生成物はガスクロマトグラ
フィ(GC)により分析した。
0mL攪拌オートクレーブ中で評価した。充填を簡単にするため、水酸化アンモニ
ウム(29.3%アンモニア)を使用した。水を水酸化アンモニウムと共に導入
するので、実施例1,2及び3並びに比較例C1では無水FTHFを用いた。代
表的な手法は触媒、水酸化アンモニウム及び無水FTHFを300mLオートクレ
ーブに添加することであった。これを次いで窒素雰囲気下に置いた。オートクレ
ーブを水素で21bara(300psi ;すなわち2,100kPa )に加圧し、温度
は所望の温度まで上昇され、そして圧力は水素の添加により保持された。所定期
間が経過した後、オートクレーブを冷却し減圧した。生成物はガスクロマトグラ
フィ(GC)により分析した。
【0014】比較例C1 無水FTHF(23.4g、0.23モル)、水酸化アンモニウム(135g
、29.3%NH3 ,2.3モル)及びモリブデン促進化ラネー型ニッケル粉末
(湿潤5.0g)を、60℃、21bara水素圧(300psi ;すなわち2,10
0kPa )に2時間加熱した。得られた溶液を濾過して触媒を除去した。アリコー
トを蒸留することにより水及びアンモニアの大部分を除去して、固体が分散した
油状物が残った。濾過によりグリーン粉末を得た。ガスクロマトグラフィによる
油状物の分析では、AMTHF82%、3−ヒドロキシメチルテトラヒドロフラ
ン(HMTHF)5.2%、AMTHFのFTHFとの縮合及び水喪失によるイ
ミン(IMINE)1.4%、並びにジ−(テトラヒドロ−3−フラニルメチル
)アミン(DTFMA)8.2%が示された。
、29.3%NH3 ,2.3モル)及びモリブデン促進化ラネー型ニッケル粉末
(湿潤5.0g)を、60℃、21bara水素圧(300psi ;すなわち2,10
0kPa )に2時間加熱した。得られた溶液を濾過して触媒を除去した。アリコー
トを蒸留することにより水及びアンモニアの大部分を除去して、固体が分散した
油状物が残った。濾過によりグリーン粉末を得た。ガスクロマトグラフィによる
油状物の分析では、AMTHF82%、3−ヒドロキシメチルテトラヒドロフラ
ン(HMTHF)5.2%、AMTHFのFTHFとの縮合及び水喪失によるイ
ミン(IMINE)1.4%、並びにジ−(テトラヒドロ−3−フラニルメチル
)アミン(DTFMA)8.2%が示された。
【0015】実施例1 無水FTHF(25.8g、0.26モル)及び水酸化アンモニウム(135
g、29.3%NH3 ,2.3モル)を、バスケットで吊り下げた炭素上7%ル
テニウム触媒(5.0g)の存在下に、100℃、21bara水素圧(300psi
;すなわち2,100kPa )に5.5時間加熱した。得られた溶液のガスクロマ
トグラフィによる分析では、AMTHF90%、3−ヒドロキシメチルテトラヒ
ドロフラン(HMTHF)4.7%及びジ−(テトラヒドロ−3−フランメチル
)アミン(DTFMA)1.0%であった。
g、29.3%NH3 ,2.3モル)を、バスケットで吊り下げた炭素上7%ル
テニウム触媒(5.0g)の存在下に、100℃、21bara水素圧(300psi
;すなわち2,100kPa )に5.5時間加熱した。得られた溶液のガスクロマ
トグラフィによる分析では、AMTHF90%、3−ヒドロキシメチルテトラヒ
ドロフラン(HMTHF)4.7%及びジ−(テトラヒドロ−3−フランメチル
)アミン(DTFMA)1.0%であった。
【0016】実施例2 無水FTHF(25.8g、0.26モル)、水酸化アンモニウム(135g
、29.3%NH3 ,2.3モル)及び炭素上2%ルテニウム触媒(2mm押出物
、5.0g)を60℃、21bara水素圧(300psi ;すなわち2,100kPa
)に4時間加熱した。水素が0.14モルしか消費されなかったので、さらに4
時間、温度が100℃に高められた。得られた溶液のガスクロマトグラフィによ
る分析では、AMTHF64.6%、3−ヒドロキシメチルテトラヒドロフラン
(HMTHF)2.6%及びDTFMA 17.7%であった。
、29.3%NH3 ,2.3モル)及び炭素上2%ルテニウム触媒(2mm押出物
、5.0g)を60℃、21bara水素圧(300psi ;すなわち2,100kPa
)に4時間加熱した。水素が0.14モルしか消費されなかったので、さらに4
時間、温度が100℃に高められた。得られた溶液のガスクロマトグラフィによ
る分析では、AMTHF64.6%、3−ヒドロキシメチルテトラヒドロフラン
(HMTHF)2.6%及びDTFMA 17.7%であった。
【0017】実施例3 無水FTHF(25.8g、0.26モル)、水酸化アンモニウム(135g
、29.3%NH3 ,2.3モル)及びアルミナ上5%ルテニウム粉末(Ald
rich Chemical Co.製Degussa型H2213R/D,5
.0g)を100℃、21bara水素圧(300psi ;すなわち2,100kPa )
に6.6時間加熱した。得られた溶液のガスクロマトグラフィによる分析では、
AMTHF87.3%、3−ヒドロキシメチルテトラヒドロフラン(HMTHF
)6.1%及びDTFMA1.1%であった。
、29.3%NH3 ,2.3モル)及びアルミナ上5%ルテニウム粉末(Ald
rich Chemical Co.製Degussa型H2213R/D,5
.0g)を100℃、21bara水素圧(300psi ;すなわち2,100kPa )
に6.6時間加熱した。得られた溶液のガスクロマトグラフィによる分析では、
AMTHF87.3%、3−ヒドロキシメチルテトラヒドロフラン(HMTHF
)6.1%及びDTFMA1.1%であった。
【0018】実施例4 シクロプロピルカルボキザルデヒド(CPCA)(純度92.2%、16.5
g、0.22モル)及び水酸化アンモニウム(135g、29.3%NH3 ,2
.3モル)を、バスケットで吊り下げた炭素上7%ルテニウム触媒(5.0g)
と共に、80℃、21bara水素圧(300psi ;すなわち2,100kPa )に5
.2時間加熱した。得られた溶液のガスクロマトグラフィによる分析では、シク
ロプロピルメチルアミン80.6%及びシクロプロピルメタノール7.6%であ
った。
g、0.22モル)及び水酸化アンモニウム(135g、29.3%NH3 ,2
.3モル)を、バスケットで吊り下げた炭素上7%ルテニウム触媒(5.0g)
と共に、80℃、21bara水素圧(300psi ;すなわち2,100kPa )に5
.2時間加熱した。得られた溶液のガスクロマトグラフィによる分析では、シク
ロプロピルメチルアミン80.6%及びシクロプロピルメタノール7.6%であ
った。
【0019】 以下の実施例は、FTHF水溶液(55〜59重量%濃度)、無水アンモニア
及び水素が、触媒及び不活性物が充填された二重管状反応器(a tube−i
n−shell reactor)の基部にある21エレメントインラインミキ
サーに供給される方法の連続操作を具体的に説明する。反応器は、内径38mm(
1.5in)を有する管の中に配置され、加熱液体の入口及び出口が取り付けられ
た内径21.2mm(0.834in)を有するステンレス鋼管を含んでいた。触媒
及び不活性物は、反応管の53.3cm(21in)離れた2つのスクリーンの間に
載置された。管の中央部にあるサーモウェル中の熱電対は、入口並びに、反応器
ゾーンの上部と下部の中間付近の温度を測定した。圧力は21bara(2,100
kPa )に保持した。反応器を出た後、粗生成混合物は除圧され、冷却器を通って
気液分離器に入った。蒸気は、水スクラバー、別の冷却器と通り、次いでロータ
メータを通した。液体生成物を収集し、ガスクロマトグラフィで分析した。ある
ケースでは、生成物は、還流分割器(splitter)付きの15段又は30
段のオルダーショウ(Oldershaw)蒸留塔で単離した。
及び水素が、触媒及び不活性物が充填された二重管状反応器(a tube−i
n−shell reactor)の基部にある21エレメントインラインミキ
サーに供給される方法の連続操作を具体的に説明する。反応器は、内径38mm(
1.5in)を有する管の中に配置され、加熱液体の入口及び出口が取り付けられ
た内径21.2mm(0.834in)を有するステンレス鋼管を含んでいた。触媒
及び不活性物は、反応管の53.3cm(21in)離れた2つのスクリーンの間に
載置された。管の中央部にあるサーモウェル中の熱電対は、入口並びに、反応器
ゾーンの上部と下部の中間付近の温度を測定した。圧力は21bara(2,100
kPa )に保持した。反応器を出た後、粗生成混合物は除圧され、冷却器を通って
気液分離器に入った。蒸気は、水スクラバー、別の冷却器と通り、次いでロータ
メータを通した。液体生成物を収集し、ガスクロマトグラフィで分析した。ある
ケースでは、生成物は、還流分割器(splitter)付きの15段又は30
段のオルダーショウ(Oldershaw)蒸留塔で単離した。
【0020】比較例C2〜C6 比較例C2〜C6は、ニッケル約50重量%を含む担持モリブデン促進化ニッ
ケル触媒170.5g(約200mL)を含んでいる、上記の液体オーバーフロー
式連続操作装置に、FTHF水溶液、アンモニア及び水素を供給することにより
実施した。供給されたFTHF水溶液の合計量は246〜288gの間で変化し
た。比較例C2〜C6で採用した操作パラメータを表Iに示す。表中、「温度」
は、反応器の上部1/3における℃で測定した温度であり、「FTHF供給速度
」は反応器に供給されるFTHF反応体のg/時であり、「NH3 :FTHF」
は反応器に供給されるアンモニア:FTHF反応体のモル比であり、そして「H 2 :FTHF」は反応器に供給される水素:FTHF反応体のモル比である。
ケル触媒170.5g(約200mL)を含んでいる、上記の液体オーバーフロー
式連続操作装置に、FTHF水溶液、アンモニア及び水素を供給することにより
実施した。供給されたFTHF水溶液の合計量は246〜288gの間で変化し
た。比較例C2〜C6で採用した操作パラメータを表Iに示す。表中、「温度」
は、反応器の上部1/3における℃で測定した温度であり、「FTHF供給速度
」は反応器に供給されるFTHF反応体のg/時であり、「NH3 :FTHF」
は反応器に供給されるアンモニア:FTHF反応体のモル比であり、そして「H 2 :FTHF」は反応器に供給される水素:FTHF反応体のモル比である。
【0021】 表I FTHF 比較例 温 度 供給速度 NH3 :FTHF H2 :FTHF C2 79 43.7 7.3 6.1 C3 88 42.9 7.7 6.2 C4 88 38.3 8.7 6.5 C5 88 42.2 8.1 6.4 C6 88 37.8 8.3 7.1
【0022】 比較例C2〜C6のそれぞれで得られる液体粗生成物をGCによって分析し、
AMTHF,HMTHF、イミン及びDTFMAの相対的な選択率重量%を測定
した。粗生成物中のNi及びMoの濃度をイオン結合プラズマ分光分析法により
求めた。粗生成物はGC分析で問題を起こすアンモニアを含んでいた。相対選択
率は四大生成物を規格化したものであり、供給物質中に存在する2−ホルミルテ
トラヒドロフランの結果として生成する、2−(アミノメチル)テトラヒドロフ
ラン(テトラヒドロフルフリルアミン)は無視する。これらの相対的選択性(重
量%)並びに、Ni及びMo濃度(ppm)を表IIに示す。
AMTHF,HMTHF、イミン及びDTFMAの相対的な選択率重量%を測定
した。粗生成物中のNi及びMoの濃度をイオン結合プラズマ分光分析法により
求めた。粗生成物はGC分析で問題を起こすアンモニアを含んでいた。相対選択
率は四大生成物を規格化したものであり、供給物質中に存在する2−ホルミルテ
トラヒドロフランの結果として生成する、2−(アミノメチル)テトラヒドロフ
ラン(テトラヒドロフルフリルアミン)は無視する。これらの相対的選択性(重
量%)並びに、Ni及びMo濃度(ppm)を表IIに示す。
【0023】 表II 比較例 AMTHF HMTHF イミン DTFMA Ni Mo C2 87.7 1.4 9.7 1.2 - - C3 94.8 1.4 2.5 1.2 400 2.6 C4 96.0 1.0 2.2 0.7 720 6.6 C5 83.2 0.6 15.9 0.2 640 9.1 C6 83.7 0.7 15.4 0.2 320 3.2
【0024】 比較例C2〜C4からの液体生成物(1718g)を一緒にした。ほとんどの
水及びアンモニアは、15段オルダーショウ塔を用い大気圧での蒸留により除去
された。残留物質(916g)を濾過し、淡緑色固体4.5gを除去した。粗生
成物は、次いで、蒸留の間に生成物を分解する触媒となる可能性のある、幾らか
の残留ニッケル塩からその生成物を分離するために、基部の温度160℃、6mm
Hg減圧でフラッシュ蒸留した。フラッシュ蒸留した物質(778g)を、減圧下
、15段オルダーショウ塔により還流比4:1を用いて蒸留した。AMTHF(
654g、純度98.5%、6.38モル)を、連続液体オーバーフロー式反応
器に供給されたFTHFの量に基づいて、総括収率74%で得た。
水及びアンモニアは、15段オルダーショウ塔を用い大気圧での蒸留により除去
された。残留物質(916g)を濾過し、淡緑色固体4.5gを除去した。粗生
成物は、次いで、蒸留の間に生成物を分解する触媒となる可能性のある、幾らか
の残留ニッケル塩からその生成物を分離するために、基部の温度160℃、6mm
Hg減圧でフラッシュ蒸留した。フラッシュ蒸留した物質(778g)を、減圧下
、15段オルダーショウ塔により還流比4:1を用いて蒸留した。AMTHF(
654g、純度98.5%、6.38モル)を、連続液体オーバーフロー式反応
器に供給されたFTHFの量に基づいて、総括収率74%で得た。
【0025】実施例5〜11 反応器に炭素上7%ルテニウム触媒65g(150mL)が充填されたことを除
いて、比較例C2〜C6のために上記した一般的な手法を繰り返した。実施例5
〜11のそれぞれに採用された操作パラメータ、及び得られた生成物の相対的選
択率を表III 及びIVに示す。
いて、比較例C2〜C6のために上記した一般的な手法を繰り返した。実施例5
〜11のそれぞれに採用された操作パラメータ、及び得られた生成物の相対的選
択率を表III 及びIVに示す。
【0026】 表III FTHF 実施例 温 度 供給速度 NH3 :FTHF H2 :FTHF 5 79 30.8 10.5 8.7 6 79 29.7 5.4 9.1 7 84 27.5 4.6 9.7 8 84 26.2 4.2 2.4 9 84 25.8 4.0 10.4 10 84 24.9 10.2 5.3 11 90 28.3 9.1 4.7
【0027】 表IV 実施例 AMTHF HMTHF イミン DTFMA 5 96.0 1.6 0.4 1.9 6 93.4 1.8 1.4 3.5 7 94.7 1.6 0.4 3.3 8 89.0 1.3 8.1 1.6 9 93.9 1.8 0.5 3.8 10 97.1 0.9 1.2 0.9 11 97.6 0.9 0.6 1.0
【0028】 実施例5からの液体生成物(1314g)を、15段オルダーショウ塔を用い
て、ほとんどの水及びアンモニアを除去するために先ず大気圧で、次いで還流比
4:1で減圧下に蒸留した。AMTHF(552g、純度98.3%、5.37
モル)が、その連続液体オーバーフロー式反応器に供給されたFTHFの量に基
づいて、総括収率82.5%で得られた。同様に、実施例6,7,9及び10か
らの物質を一緒にし、30段オルダーショウ塔を用いて蒸留され、AMTHFが
純度98.6%、収率89.2%で得られた。何れの蒸留でも固形物は観察され
なかった。 本発明を、その好適な具体例を特に引用して詳細に記載してきたが、変形や修
正が本発明の精神及び範囲内でもたらされることを理解されたい。
て、ほとんどの水及びアンモニアを除去するために先ず大気圧で、次いで還流比
4:1で減圧下に蒸留した。AMTHF(552g、純度98.3%、5.37
モル)が、その連続液体オーバーフロー式反応器に供給されたFTHFの量に基
づいて、総括収率82.5%で得られた。同様に、実施例6,7,9及び10か
らの物質を一緒にし、30段オルダーショウ塔を用いて蒸留され、AMTHFが
純度98.6%、収率89.2%で得られた。何れの蒸留でも固形物は観察され
なかった。 本発明を、その好適な具体例を特に引用して詳細に記載してきたが、変形や修
正が本発明の精神及び範囲内でもたらされることを理解されたい。
Claims (7)
- 【請求項1】 反応ゾーンにおいて、担持ルテニウム触媒の存在下、温度6
0〜150℃及び全圧700〜5,000kPa で、水溶性アルデヒド、水、アン
モニア及び水素を接触させることを含んでなる水溶性アルデヒドからアミンを製
造する方法。 - 【請求項2】 温度70〜120℃及び全圧1,000〜3,000kPa に
反応ゾーンを維持し、担持ルテニウム触媒が炭素支持物質上にルテニウム0.5
〜10重量%を含み、そして水溶性アルデヒドが少なくとも20g/Lの水溶解
度を有する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 水溶性アルデヒドが3−及び2−ホルミルテトラヒドロフラ
ン、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパナール、3−ヒドロキシ−2−メ
チルプロパナール、4−ヒドロキシブタナール、3−ヒドロキシブタナール、3
−ヒドロキシプロパナール、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、プ
ロパナール及びアセトアルデヒドから選ばれる請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 アミンが3−(アミノメチル)テトラヒドロフランであり、
水溶性アルデヒドが3−ホルミルテトラヒドロフランであり、そして担持ルテニ
ウム触媒が炭素支持物質上にルテニウム5〜9重量%を含む請求項2に記載の方
法。 - 【請求項5】 反応ゾーンにおいて、担持ルテニウム触媒の存在下、温度6
0〜150℃及び全圧700〜5,000kPa で、3−ホルミルテトラヒドロフ
ラン水溶液、アンモニア及び水素を接触させることを含んでなる3−(アミノメ
チル)テトラヒドロフランの製造方法。 - 【請求項6】 温度70〜120℃及び全圧1,000〜3,000kPa に
反応ゾーンを維持し、担持ルテニウム触媒が炭素支持物質上にルテニウム0.5
〜10重量%を含み、そして水の存在量が水:アルデヒドの重量比0.1:1〜
10:1である請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 温度70〜120℃及び全圧1,000〜3,000kPa に
反応ゾーンを維持し、担持ルテニウム触媒が炭素支持物質上にルテニウム5〜9
重量%を含み、そして水の存在量が水:アルデヒドの重量比0.2:1〜2:1
である請求項5に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/178,110 | 1998-10-23 | ||
US09/178,110 US5990323A (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Preparation of amines |
PCT/US1999/024776 WO2000024703A1 (en) | 1998-10-23 | 1999-10-22 | Preparation of amines |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002528430A true JP2002528430A (ja) | 2002-09-03 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Cited By (2)
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WO2005121111A1 (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Mitsui Chemicals, Inc. | 3-アミノメチルテトラヒドロフラン誘導体の製造方法 |
KR100848977B1 (ko) * | 2004-06-14 | 2008-07-30 | 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 | 3-아미노메틸테트라히드로푸란 유도체의 제조방법 |
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JP5304981B2 (ja) | 2005-12-26 | 2013-10-02 | 日産化学工業株式会社 | 1,3−ビス(置換フェニル)−3−ヒドロキシプロパン−1−オンおよび2−プロペン−1−オン化合物およびその塩 |
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ES2550788T3 (es) * | 2008-11-05 | 2015-11-12 | Biofuel-Solution I Malmö Ab | Un proceso para preparar hidrocarburos inferiores a partir de glicerol |
CN102241652A (zh) * | 2011-05-18 | 2011-11-16 | 湖南亚帝科技有限公司 | 结晶紫内酯的制备方法 |
CN102241649A (zh) * | 2011-07-08 | 2011-11-16 | 陈飞 | 3-四氢呋喃甲醇的制备方法 |
CN109438396B (zh) * | 2018-10-31 | 2020-11-13 | 山东新和成药业有限公司 | 一种四氢呋喃-3-甲胺的制备方法 |
CN110606806B (zh) * | 2019-10-04 | 2022-07-08 | 重庆工商大学 | 一种纳米钌催化合成伯胺的方法 |
CN113717054A (zh) * | 2020-05-25 | 2021-11-30 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种醛还原胺化制备伯胺的方法 |
CN114621108B (zh) * | 2020-12-08 | 2023-01-13 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种乙醛酸制备甘氨酸的方法 |
CN116102437A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-05-12 | 南京红宝丽醇胺化学有限公司 | 一种3-氨基丙醇的制备方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3843791A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-05 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von caprolactam |
DE3843792A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-05 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von 6-aminocapronsaeureestern |
DE59106607D1 (de) * | 1990-03-30 | 1995-11-09 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von 2,2-disubstituierten Pentan-1,5-diaminen. |
DE4400591A1 (de) * | 1994-01-12 | 1995-07-13 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Aminoalkoholen |
JP3208298B2 (ja) * | 1995-10-13 | 2001-09-10 | 三井化学株式会社 | 3−(テトラヒドロフリル)メチルアミンの製造法 |
-
1998
- 1998-10-23 US US09/178,110 patent/US5990323A/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-22 EP EP99958664A patent/EP1123270B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-22 JP JP2000578275A patent/JP2002528430A/ja active Pending
- 1999-10-22 DE DE69913556T patent/DE69913556T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-22 WO PCT/US1999/024776 patent/WO2000024703A1/en active IP Right Grant
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005121111A1 (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Mitsui Chemicals, Inc. | 3-アミノメチルテトラヒドロフラン誘導体の製造方法 |
JPWO2005121111A1 (ja) * | 2004-06-14 | 2008-04-10 | 三井化学株式会社 | 3−アミノメチルテトラヒドロフラン誘導体の製造方法 |
KR100848977B1 (ko) * | 2004-06-14 | 2008-07-30 | 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 | 3-아미노메틸테트라히드로푸란 유도체의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE69913556D1 (de) | 2004-01-22 |
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DE69913556T2 (de) | 2004-06-03 |
EP1123270A1 (en) | 2001-08-16 |
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