JP2010536913A - グリセリンからのアミンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
出願番号PCT/EP2007/052013を有する特許出願に開示される触媒であり、前記触媒は、水素での還元前にa)コバルト及びb)アルカリ金属族、アルカリ土類金属族、希土類の族の1種もしくは複数種の元素もしくは亜鉛又はそれらの混合物を含有し、その際、元素a)及びb)は、少なくとも部分的にその混合酸化物、例えばLiCoO2の形で存在し、又は
EP−A−0636409に開示された触媒であり、その触媒活性材料は、水素による還元前に、55〜98質量%のCo(CoOとして計算)、0.2〜15質量%のリン(H3PO4として計算)、0.2〜15質量%のマンガン(MnO2として計算)及び0.2〜15質量%のアルカリ金属(M2O(M=アルカリ金属)として計算)を含有し、又は
EP−A−0742045に開示された触媒であり、その触媒活性材料は、水素による還元前に、55〜98質量%のCo(CoOとして計算)、0.2〜15質量%のリン(H3PO4として計算)、0.2〜15質量%のマンガン(MnO2として計算)及び0.05〜5質量%のアルカリ金属(M2O(M=アルカリ金属)として計算)を含有する。
EP−A−696572に開示される触媒であり、その触媒活性材料は、水素による還元の前に20〜85質量%のZrO2、1〜30質量%の銅の酸素含有化合物(CuOとして計算)、30〜70質量%のニッケルの酸素含有化合物(NiOとして計算)、0.1〜5質量%のモリブデンの酸素含有化合物(MoO3として計算)及び0〜10質量%のアルミニウム及び/又はマンガンの酸素含有化合物(Al2O3もしくはMnO2として計算)を含有し、例えば引用文中第8頁に開示される31.5質量%のZrO2、50質量%のNiO、17質量%のCuO及び1.5質量%のMoO3の組成を有する触媒であり、
EP−A−963975に開示される触媒であり、その触媒活性材料は、水素による還元の前に22〜40質量%のZrO2、1〜30質量%の銅の酸素含有化合物(CuOとして計算)、15〜50質量%のニッケルの酸素含有化合物(NiOとして計算)、その際、Ni:Cuのモル比は1より大であり、15〜50質量%のコバルトの酸素含有化合物(CoOとして計算)、0〜10質量%のアルミニウム及び/又はマンガンの酸素含有化合物(Al2O3もしくはMnO2として計算)を含有し、モリブデンの酸素含有化合物を含有せず、例えば引用文中第17頁に開示される33質量%のZr(ZrO2として計算)、28質量%のNi(NiOとして計算)、11質量%のCu(CuOとして計算)及び28質量%のCo(CoOとして計算)の組成を有する触媒Aであり、
DE−A−2445303に開示される銅含有の触媒、例えばその実施例1に開示される銅含有の沈降触媒であり、前記触媒は、硝酸銅と硝酸アルミニウムの溶液を重炭酸ナトリウムで処理し、引き続き沈殿物を洗浄、乾燥及び熱処理することによって製造され、約53質量%のCuO及び約47質量%のAl2O3の組成を有し、又は
WO96/36589に開示される触媒、特にIr、Ru及び/又はRhを含有し、かつ担持材料として活性炭を含有する触媒である。
メチルアミン、エチルアミン、i−プロピルアミン及びn−プロピルアミンからなる群から選択される1種もしくは複数種のモノアミン、及び/又は
エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン及び1,3−プロパンジアミンからなる群から選択される1種もしくは複数種のジアミン、及び/又は
モノエタノールアミン、2−アミノプロパン−1−オール及び1−アミノプロパン−2−オール、好ましくは2−アミノプロパン−1−オールからなる群から選択される1種もしくは複数種のアルカノールアミン、及び/又は
1,2,3−トリアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン−2−オール、1,2−ジアミノプロパン−3−オール、1−アミノプロパンジオール及び2−アミノプロパンジオール、好ましくは1,2,3−トリアミノプロパン、1,2−ジアミノプロパン−3−オール及び2−アミノプロパンジオールからなる群から選択される1種もしくは複数種のグリセリンに類似の特殊アミン、及び/又は
ピペラジン、及び/又は
2−メチルピペラジン、2,6−ジメチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、2,5−ビス(アミノメチル)ピペラジン、2,6−ビス(アミノメチル)ピペラジン、2−アミノメチル−5−メチルピペラジン及び2−アミノメチル−6−メチルピペラジン、好ましくは2−アミノメチル−6−メチルピペラジン、2,5−ビス(アミノメチル)ピペラジン及び2,6−ビス(アミノメチル)ピペラジンからなる群から選択される1種もしくは複数種のピペラジン誘導体
を含有する。
Uグリセリン=(F%グリセリン,始まり−F%グリセリン,終わり)/F%グリセリン,始まり;
前記式中、F%グリセリン,始まり及びF%グリセリン,終わりは、反応の始まりもしくは終わり、あるいは反応器の入口もしくは出口で測定された、ガスクロマトグラフィーによって調査されたグリセリンシグナル下の面積パーセントである。
一般的な作業規定:
高圧オートクレーブに、5gの粉末状の触媒、15gのグリセリン(Riedel−de−Haen社製のグリセリンpuriss.99.0−101.0%(医薬用品質(欧州薬局方)))及び水を入れた。反応器を、不活性化させ、アンモニアを添加した。不活性ガスを水素と交換し、引き続き水素圧20バールに加圧した。撹拌しながら該反応器を2時間以内で最終温度へと加熱し、前記温度に達した後に、圧力を水素の200バールへの加圧によって高めた。圧力を、全反応時間の間に一定に前記値で保持した。48時間の反応時間後に、反応器を室温に冷却し、そして室温でゆっくりと減圧した。脱ガスされた反応器内容物を分析した。化合物の含有率を、ガスクロマトグラフィー(条件:キャピラリーカラムRTX5 Amin 30m、フィルム厚1.5マイクロメートル、直径0.32mm、方法:5分間60℃、次いで7℃/分で280℃に加熱、そして280℃で20分間加熱)によって面積パーセント(F%)として出した。この場合に、面積パーセントは、水素シグナルを除いた測定されたシグナルの下の全面積を指す。示されたグリセリン転化率は、反応の開始前と反応の終わりで出された面積パーセントを指す。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒としては、ラネーによるニッケル触媒を使用した。22.5gの水及び90gのアンモニアを使用した。最終温度は、200℃であった。種々の反応時間後にサンプルを採取した。32時間後に、ガスクロマトグラフィー分析により以下の組成:
エチレンジアミン:8%;1,2−プロピレンジアミン:22%;ピペラジン:2%;2−メチルピペラジン:13%;2,6−ジメチルピペラジン:11%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:21%;1,2,3−トリアミノプロパン:2%
が生じた。グリセリン転化率は、91%であった。
エチレンジアミン:1%;1,2−プロピレンジアミン:17%;ピペラジン:3%;2−メチルピペラジン:25%;2,6−ジメチルピペラジン:31%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:4%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、ラネーによるコバルト(Grace Davison社のRaney(登録商標)2724)を使用した。11.25gの水及び90gのアンモニアを使用した。最終温度は、200℃であった。種々の反応時間後にサンプルを採取した。
エチレンジアミン:5%;1,2−プロピレンジアミン:22%;ピペラジン:3%;2−メチルピペラジン:17%;2,6−ジメチルピペラジン:11%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:8%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。
エチレンジアミン:0%;1,2−プロピレンジアミン:2%;ピペラジン:1%;2−メチルピペラジン:12%;2,6−ジメチルピペラジン:37%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:6%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、触媒活性物質が水素での還元前に、13質量%のCu(CuOとして計算して)、28質量%のNi(NiOとして計算して)、28質量%のCo(CoOとして計算して)及び31質量%のZr(ZrO2として計算して)であった触媒前駆体から事前の還元によって得られた触媒を使用した。触媒前駆体の事前の還元は、純粋な水素雰囲気下で280℃の温度で20時間行った。
エチレンジアミン:1%;1,2−プロピレンジアミン:17%;ピペラジン:6%;2−メチルピペラジン:37%;2,6−ジメチルピペラジン:27%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:7%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、実施例3と同様に行ったが、反応において22.5gの水の代わりに11.25gだけを使用した。
エチレンジアミン:8%;1,2−プロピレンジアミン:36%;ピペラジン:0%;2−メチルピペラジン:3%;2,6−ジメチルピペラジン:15%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:3%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、実施例3と同様にして実施したが、反応時間は、48時間の代わりに38時間だけであった。
エチレンジアミン:2%;1,2−プロピレンジアミン:16%;ピペラジン:0%;2−メチルピペラジン:2%;2,6−ジメチルピペラジン:3%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:10%;1,2,3−トリアミノプロパン:13%
が生じた。グリセリン転化率は、約77%であった。
その製造は、実施例3と同様にして実施したが、反応温度は、200℃の代わりに240℃だった。
エチレンジアミン:3%;1,2−プロピレンジアミン:27%;ピペラジン:3%;2−メチルピペラジン:19%;2,6−ジメチルピペラジン:20%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:5%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、実施例3と同様にして実施したが、反応温度は、200℃の代わりに190℃であり、かつ使用したアンモニア量は、90gの代わりに78gであった。
エチレンジアミン:0%;1,2−プロピレンジアミン:17%;ピペラジン:1%;2−メチルピペラジン:16%;2,6−ジメチルピペラジン:33%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:5%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、触媒活性物質が水素での還元前に、50質量%のNi(NiOとして計算して)、18質量%のCu(CuOとして計算して)、2質量%のMo(MoO3として計算して)及び30質量%のZr(ZrO2として計算して)を含有していた触媒前駆体から事前の還元によって得られた触媒を使用した。
エチレンジアミン:5%;1,2−プロピレンジアミン:29%;ピペラジン:1%;2−メチルピペラジン:9%;2,6−ジメチルピペラジン:7%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:7%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約89%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、触媒活性物質が水素での還元前に、85質量%のCo(CoOとして計算して)及び5質量%のMn(Mn3O4として計算して)を含有していた触媒前駆体から事前の還元によって得られた触媒を使用した。
エチレンジアミン:3%;1,2−プロピレンジアミン:12%;ピペラジン:0%;2−メチルピペラジン:1%;2,6−ジメチルピペラジン:0%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:1%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%;2−アミノプロパノール:10%
が生じた。グリセリン転化率は、約41%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、触媒活性物質が水素での還元前に、39質量%のCu(CuOとして計算した)及び30質量%のCr(Cr2O3として計算した)を含有していた触媒前駆体から事前の還元によって得られた触媒を使用した。触媒前駆体の事前の還元は、純粋な水素雰囲気下で280℃の温度で20時間行った。
エチレンジアミン:5%;1,2−プロピレンジアミン:30%;ピペラジン:2%;2−メチルピペラジン:10%;2,6−ジメチルピペラジン:15%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:4%;1,2,3−トリアミノプロパン:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約83%であった。
一般的な作業規定:
高圧オートクレーブに、0.5gの粉末状の触媒、4.8gのグリセリン(Riedel−de−Haen社製のグリセリンpuriss.99.0−101.0%(医薬用品質(欧州薬局方)))及び6.5gの水を入れた。反応器を、不活性化させ、アンモニアを添加した。不活性ガスを水素と交換し、引き続き水素圧50バールに加圧した。撹拌しながら該反応器を2時間以内で250℃へと加熱し、前記温度に達した後に、圧力を水素の300バールへの加圧によって高めた。圧力を、全反応時間の間に一定に前記値で保持した。24時間の反応時間後に、反応器を室温に冷却し、そして室温でゆっくりと減圧した。脱ガスされた反応器内容物を分析した。化合物の含有率を、ガスクロマトグラフィー(条件:キャピラリーカラムRTX5 Amin 30m、フィルム厚1.5マイクロメートル、直径0.32mm、方法:5分間60℃、次いで7℃/分で280℃に加熱、そして280℃で20分間加熱)によって面積パーセント(F%)として出した。この場合に、面積パーセントは、水素シグナルを除いた測定されたシグナルの下の全面積を指す。示されたグリセリン転化率は、反応の開始前と反応の終わりで出された面積パーセントを指す。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、触媒活性物質が水素での還元前に、13質量%のCu(CuOとして計算して)、28質量%のNi(NiOとして計算して)、28質量%のCo(CoOとして計算して)及び31質量%のZr(ZrO2として計算して)を含有していた触媒前駆体から事前の還元によって得られた触媒を使用した。触媒前駆体の事前の還元は、純粋な水素雰囲気下で280℃の温度で20時間行った。
メチルアミン:4%;エチルアミン:9%;イソプロピルアミン:5%;n−プロピルアミン:6%;ピペラジン:3%;2−メチルピペラジン:9%;1−アミノプロパン−2−オール及び2−アミノ−1−オール:3%;1,2−プロパンジアミン:8%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:5%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、触媒活性物質がLiCoO2からなっていた触媒前駆体から事前の還元によって得られた触媒を使用した。触媒前駆体の事前の還元は、純粋な水素雰囲気下で300℃の温度で20時間行った。
メチルアミン:0%;エチルアミン:1%;イソプロピルアミン:1%;n−プロピルアミン:1%;ピペラジン:2%;2−メチルピペラジン:17%;1−アミノプロパン−2−オール及び2−アミノ−1−オール:4%;1,2−プロパンジアミン:6%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:1%
が生じた。グリセリン転化率は、約90%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、触媒活性物質がRuO(OH)xからなっからなっていた触媒前駆体から事前の還元によって得られた触媒を使用した。ガスクロマトグラフィー分析によって以下の組成:
メチルアミン:10%;エチルアミン:16%;イソプロピルアミン:12%;n−プロピルアミン:16%;ピペラジン:0%;2−メチルピペラジン:0%;1−アミノプロパン−2−オール及び2−アミノ−1−オール:0%;1,2−プロパンジアミン:0%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、活性炭上に5質量%のイリジウムを含有する触媒を使用した。
メチルアミン:0%;エチルアミン:0%;イソプロピルアミン:0%;n−プロピルアミン:0%;ピペラジン:2%;2−メチルピペラジン:6%;1−アミノプロパン−2−オール及び2−アミノ−1−オール:15%;1,2−プロパンジアミン:2%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:10%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
その製造は、一般的な作業規定に記載されるようにして行った。触媒として、活性炭上に5質量%のロジウムを含有する触媒を使用した。
メチルアミン:4%;エチルアミン:14%;イソプロピルアミン:20%;n−プロピルアミン:27%;ピペラジン:0%;2−メチルピペラジン:0%;1−アミノプロパン−2−オール及び2−アミノ−1−オール:0%;1,2−プロパンジアミン:0%;1,2−ジアミノプロパン−3−オール:0%
が生じた。グリセリン転化率は、約100%であった。
一般的な作業規定:
1リットルの触媒前駆体を、1,2−管形反応器中に、それぞれ100mlのV2A型の6mmの直径を有するスチールリングの間に充填した。触媒前駆体として、触媒活性物質が、50質量%のNi(NiOとして計算して)、18質量%のCu(CuOとして計算して)、2質量%のMo(MoO3として計算して)及び30質量%のZr(ZrO2として計算して)を含有していた触媒前駆体を使用した。該触媒前駆体を、280℃の温度及び200Nl/h(Nl:標準リットル;h:時間)の水素供給量で12時間加熱し、引き続き200Nl/hの水素供給で280℃で24時間還元させた。連続的に、グリセリン(Cognis社の99.8%の医薬品質)、アンモニア及び水素を、第1表に示される量でトリクル方式で反応器に導通させた。
一般的な作業規定:
4リットルの触媒前駆体を、5リットルの管形反応器中に、それぞれ500mlのV2A型の6mmの直径を有するスチールリングの間に充填した。触媒前駆体として、触媒活性物質が、13質量%のCu(CuOとして計算して)、28質量%のNi(NiOとして計算して)、28質量%のCo(CoOとして計算して)及び31質量%のZr(ZrO2として計算して)を含有していた触媒前駆体を使用した。該触媒前駆体を、200Nl/hの水素供給で280℃の温度に12時間加熱し、引き続き200Nl/hの水素供給で280℃で24時間還元させた。
Claims (25)
- グリセリンと、水素及びアンモニア、第一級アミン及び第二級アミンの群から選択されるアミノ化剤とを、触媒の存在下で、100℃〜400℃の温度及び0.01〜40MPa(0.1〜400バール)の圧力で反応させることによってアミンを製造する方法。
- グリセリンが、再生原料を基礎とするグリセリンであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 触媒が、元素の周期律表の第8族及び/又は第9族及び/又は第10族及び/又は第11族の金属の1種もしくは複数種の金属又は1種もしくは複数種の酸素含有化合物を含有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 触媒が、NiもしくはNiO及び/又はCoもしくはCoOを含有することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 触媒が、CuもしくはCuOを含有することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 触媒が、元素の周期律表の第8族及び/又は第9族及び/又は第10族及び/又は第11族の第5周期の1種もしくは複数種の金属を含有することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 触媒が、Ni及び/又はCoを含有するラネーによるスポンジ触媒であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 触媒が、Irを含有することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- グリセリン転化率が、30〜80%の範囲にあることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
- 触媒負荷量が、1リットルの触媒(非タッピング容量)及び1時間当たり0.1〜1.2kgのグリセリンの範囲であり、かつ温度が、150〜220℃の範囲であることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- グリセリン転化率が、80〜100%の範囲にあることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
- 触媒負荷量が、1リットルの触媒(非タッピング容量)及び1時間当たり0.05〜0.6kgのグリセリンの範囲であり、かつ温度が、220〜350℃の範囲であることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 温度が、150〜220℃の範囲にあることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 反応排出物を、蒸留により後処理することを特徴とする、請求項1から13までのいずれか1項に記載の方法。
- 反応排出物を、蒸留による後処理前に脱水することを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 反応排出物を、アミノ化剤の蒸留による分離の後に、1000ppm未満のアミノ化剤含有率を有することを特徴とする、請求項14又は15に記載の方法。
- アミノ化剤としてアンモニアを使用することを特徴とする、請求項1から16までのいずれか1項に記載の方法。
- 請求項16又は17により得られる反応排出物を、セメント製造もしくはコンクリート製造における添加剤として用いる使用。
- 請求項17により得られる1,2,3−トリアミノプロパン。
- 請求項17に記載により得られる2−アミノメチル−6−メチルピペラジン。
- 請求項17により得られる2,5−ビス(アミノメチル)ピペラジン。
- 請求項17により得られる2,6−ビス(アミノメチル)ピペラジン。
- メチルアミン、エチルアミン、i−プロピルアミン及びn−プロピルアミンからなる群から選択される1種もしくは複数種のモノアミン、及び/又は
エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン及び1,3−プロパンジアミンからなる群から選択される1種もしくは複数種のジアミン、及び/又は
モノエタノールアミン、2−アミノプロパン−1−オール及び1−アミノプロパン−2−オールからなる群から選択される1種もしくは複数種のアルカノールアミン、及び/又は
1,2,3−トリアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン−2−オール、1,2−ジアミノプロパン−3−オール、1−アミノプロパンジオール及び2−アミノプロパンジオールからなる群から選択される1種もしくは複数種のグリセリンに類似の特殊アミン、及び/又は
ピペラジン、及び/又は
2−メチルピペラジン、2,6−ジメチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、2,5−ビス(アミノメチル)ピペラジン、2,6−ビス(アミノメチル)ピペラジン、2−アミノメチル−5−メチルピペラジン及び2−アミノメチル−6−メチルピペラジンからなる群から選択される1種もしくは複数種のピペラジン誘導体
を含有する反応排出物が得られることを特徴とする、請求項17に記載の方法。 - 反応排出物が、2−アミノ−プロパン−1−オール、1,2,3−トリアミノプロパン、1,2−ジアミノプロパン−3−オール、2−アミノプロパンジオール、2−アミノメチル−6−メチル−ピペラジン、2,5−ビス(アミノメチル)ピペラジン及び2,6−ビス(アミノメチル)ピペラジンからなる群から選択される少なくとも1種のアミンを含有することを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 請求項17により得られるメチルアミン、エチルアミン、i−プロピルアミン及びn−プロピルアミンからなる群から選択されるモノアミン、又はエチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン及び1,3−プロパンジアミンからなる群から選択されるジアミン、又はモノエタノールアミン、2−アミノプロパン−1−オール及び1−アミノプロパン−2−オールからなる群から選択されるアルカノールアミン、又は1,2,3−トリアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン−2−オール、1,2−ジアミノプロパン−3−オール、1−アミノプロパンジオール及び2−アミノプロパンジオールからなる群から選択されるグリセリン類似の特殊のアミン、又はピペラジン、又は2−メチルピペラジン、2,6−ジメチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、2,5−ビス(アミノメチル)ピペラジン、2,6−ビス(アミノメチル)ピペラジン、2−アミノメチル−5−メチルピペラジン及び2−アミノメチル−6−メチルピペラジンからなる群から選択されるピペラジン誘導体を、界面活性剤、薬剤及び植物保護剤、安定剤、光保護剤、ポリマーの製造のための合成構成単位として、エポキシ樹脂のための硬化剤として、ポリウレタンのための触媒として、第四級アンモニウム化合物、可塑剤、腐食防止剤、合成樹脂、イオン交換体、テキスタイル助剤、染料、加硫促進剤及び/又は乳化剤の製造のための中間体として用いる使用。
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