JPH02180640A - 新規担持銅触媒、その製造方法及び該銅触媒を用いるn―アルキル化芳香族アミンの製造方法 - Google Patents
新規担持銅触媒、その製造方法及び該銅触媒を用いるn―アルキル化芳香族アミンの製造方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/8892—Manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/04—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups
- C07C209/14—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of hydroxy groups or of etherified or esterified hydroxy groups
- C07C209/18—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of hydroxy groups or of etherified or esterified hydroxy groups with formation of amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings or from amines having nitrogen atoms bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
-
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- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/30—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
- C07C209/32—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups
- C07C209/36—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups by reduction of nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings in presence of hydrogen-containing gases and a catalyst
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規担持銅触媒、その製造方法及びこの銅触媒
を用いるN−アルキル化芳香族アミンの製造方法に関す
る。アルキル化されるアミンは水素の同時添加により、
原料のニトロ化合物からアルキル化反応容器中で好適な
方法で同時に製造することができる。
を用いるN−アルキル化芳香族アミンの製造方法に関す
る。アルキル化されるアミンは水素の同時添加により、
原料のニトロ化合物からアルキル化反応容器中で好適な
方法で同時に製造することができる。
0.1−5重量%、好適には0.1−31i量%、特に
好適にはl−3重量%の銅含量を有し、マンガン及び希
土類金属の化合物の全含量は金属として計算して0.0
5ないし8重量%、好適には0゜2−5重量%であり、
希土類金属対マンガンの重量比は金属として計算して5
:l−1:5、好適には10.9−1:2であり、且つ
総ての%は触媒の全重量に対するものである、マンガン
及び一種又は多種の希土類金属の化合物で含浸された、
Al2Oユ含有担体上の新規銅触媒が見出された。
好適にはl−3重量%の銅含量を有し、マンガン及び希
土類金属の化合物の全含量は金属として計算して0.0
5ないし8重量%、好適には0゜2−5重量%であり、
希土類金属対マンガンの重量比は金属として計算して5
:l−1:5、好適には10.9−1:2であり、且つ
総ての%は触媒の全重量に対するものである、マンガン
及び一種又は多種の希土類金属の化合物で含浸された、
Al2Oユ含有担体上の新規銅触媒が見出された。
従って本発明による触媒は特別な方法で含浸されたAl
2O,含有担体上に銅を含み、その結果特殊な活性を有
することを特徴としている。従って本発明による触媒は
他の触媒的に活性な金属の使用を省くことができる。
2O,含有担体上に銅を含み、その結果特殊な活性を有
することを特徴としている。従って本発明による触媒は
他の触媒的に活性な金属の使用を省くことができる。
適当なAl2O,含有担体はα−A1.O,、γAl2
O3又はアルミニウム スピネルである。アルミニウム
スピネルは下記式 %式% 上式中 M e (II )は鉄、亜鉛、ニッケル、銅、コバル
ト、カドミウム、マグネシウム又は他の金属、好適には
マグネシウムの二価の金属陽イオンであり、及びM e
(I )は−価の陽イオン、例えばリチウム(リチウ
ムアルミニウム スピネル)である、 の化合物である。スピネル中のアルミニウムは一部が三
価の鉄、クロム又はマンガンにより置換されていてもよ
い。α−又はγ−A1□○、が好適に使用され、特にγ
−Altosが好適である。
O3又はアルミニウム スピネルである。アルミニウム
スピネルは下記式 %式% 上式中 M e (II )は鉄、亜鉛、ニッケル、銅、コバル
ト、カドミウム、マグネシウム又は他の金属、好適には
マグネシウムの二価の金属陽イオンであり、及びM e
(I )は−価の陽イオン、例えばリチウム(リチウ
ムアルミニウム スピネル)である、 の化合物である。スピネル中のアルミニウムは一部が三
価の鉄、クロム又はマンガンにより置換されていてもよ
い。α−又はγ−A1□○、が好適に使用され、特にγ
−Altosが好適である。
このような担体がマンガン又は一種又は多種の希土類金
属化合物で含浸されるが、その際上記の量及び重量比が
適当である。下記のものが希土類金属(元素の周期律表
の■亜属)として挙げられる;スカンジウム、イツトリ
ウム、ランタン及びランタニド。イツトリウム、ランタ
ン、セリウム、プラセオジム、ネオジム及びジスプロシ
ウムが好適であり、セリウム及びランタンが特に好適で
あり、セリウムが極めて特に好適である。セリウムは他
のランタニド、例えばランタン、プラセオジム、ネオジ
ム、ジスプロシウム又はイツトリウムと随伴して使用す
ることかでさる。かような随伴使用は上記の吃での希土
類金属に対し当業者には一般に周知のことである。
属化合物で含浸されるが、その際上記の量及び重量比が
適当である。下記のものが希土類金属(元素の周期律表
の■亜属)として挙げられる;スカンジウム、イツトリ
ウム、ランタン及びランタニド。イツトリウム、ランタ
ン、セリウム、プラセオジム、ネオジム及びジスプロシ
ウムが好適であり、セリウム及びランタンが特に好適で
あり、セリウムが極めて特に好適である。セリウムは他
のランタニド、例えばランタン、プラセオジム、ネオジ
ム、ジスプロシウム又はイツトリウムと随伴して使用す
ることかでさる。かような随伴使用は上記の吃での希土
類金属に対し当業者には一般に周知のことである。
本発明による触媒は更に上記の含浸したAI。
0、−含有担体上に上記含量の銅を有することを特徴と
している。
している。
好適な変法において触媒は更に、触媒の全重量に対し、
l−6重量%、好適には2−5重量%のアルカリ金属水
酸化物を含んでいてもよい。アルカリ金属水酸化物は水
酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化ルビジウム、水酸化センラム又はこれらの混合物で
あり、好適には水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム又はこれらの混合物であり、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム又はこれらの混合物が特に好適で
ある。
l−6重量%、好適には2−5重量%のアルカリ金属水
酸化物を含んでいてもよい。アルカリ金属水酸化物は水
酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化ルビジウム、水酸化センラム又はこれらの混合物で
あり、好適には水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム又はこれらの混合物であり、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム又はこれらの混合物が特に好適で
ある。
触媒の製造の際には、担体は粉末状又は塊状として使用
することができる。
することができる。
本発明の触媒が固定床法で使用される時には、塊状が好
適である。例えば、約210mmの寸法を何する押出物
、ベレット、又は球状物を塊状として挙げることができ
る。
適である。例えば、約210mmの寸法を何する押出物
、ベレット、又は球状物を塊状として挙げることができ
る。
本発明による触媒の製造には、このような担体をセリウ
ム及びマンガンの化合物で処理し、こうして処理された
担体を乾燥後、200−450°c1好適には250な
いし430℃に加熱し、次いで更に銅塩を含浸又は噴霧
することにより処理し、更に乾燥段階を経て製造される
。希土類金属又はマンガンの触媒担体への組み込みは例
えば単にこれらの金属の適当な塩で含浸又は噴霧を行い
、その後乾燥段階及び上記のような加熱段階を続けるこ
とにより行うことかでさる。乾燥は当業者には周知の方
法で80−130°Cで、随時真空炉中で行われる。引
き続く乾燥段階において、金属塩は触媒担体に堅固に付
着する化合物に転換される。
ム及びマンガンの化合物で処理し、こうして処理された
担体を乾燥後、200−450°c1好適には250な
いし430℃に加熱し、次いで更に銅塩を含浸又は噴霧
することにより処理し、更に乾燥段階を経て製造される
。希土類金属又はマンガンの触媒担体への組み込みは例
えば単にこれらの金属の適当な塩で含浸又は噴霧を行い
、その後乾燥段階及び上記のような加熱段階を続けるこ
とにより行うことかでさる。乾燥は当業者には周知の方
法で80−130°Cで、随時真空炉中で行われる。引
き続く乾燥段階において、金属塩は触媒担体に堅固に付
着する化合物に転換される。
しかし該金属の組み込みは上記金属の塩から、アルカリ
金属水酸化物又はアンモニアを用いて、金属水酸化物混
合物を担体上に共沈させ、及び随時可溶性成分を水で洗
浄することにより行うこともできる。上記金属の適当な
塩は特に硫酸塩、塩酸塩、酢酸塩及び/又は硝酸塩であ
る。
金属水酸化物又はアンモニアを用いて、金属水酸化物混
合物を担体上に共沈させ、及び随時可溶性成分を水で洗
浄することにより行うこともできる。上記金属の適当な
塩は特に硫酸塩、塩酸塩、酢酸塩及び/又は硝酸塩であ
る。
上記温度範囲における引き続いての乾燥及び加熱は夫々
l−120時間に互って行われる;この時間の間、温度
を低温から上記の範囲内の高い値に上昇させることがで
きる。上記の加熱段階(焼き戻し)後、上記の金属化合
物で含浸された触媒担体は銅含有溶液で含浸される。こ
の場合鋼を例えば塩酸塩、硝酸塩、酢酸塩又は他の適当
な塩の水溶液の形態で担体に含浸又は噴霧し、次いで乾
燥する方法をとることも可能である。しかし、銅含浸担
体を乾燥する前に、上記の塩基性化合物の溶液で処理し
、銅を酸化物又は水酸化物として沈澱させることも可能
である。この場合も又上記の条件下で引き続き乾燥が行
われる。
l−120時間に互って行われる;この時間の間、温度
を低温から上記の範囲内の高い値に上昇させることがで
きる。上記の加熱段階(焼き戻し)後、上記の金属化合
物で含浸された触媒担体は銅含有溶液で含浸される。こ
の場合鋼を例えば塩酸塩、硝酸塩、酢酸塩又は他の適当
な塩の水溶液の形態で担体に含浸又は噴霧し、次いで乾
燥する方法をとることも可能である。しかし、銅含浸担
体を乾燥する前に、上記の塩基性化合物の溶液で処理し
、銅を酸化物又は水酸化物として沈澱させることも可能
である。この場合も又上記の条件下で引き続き乾燥が行
われる。
その後、こうした本発明による触媒は基本的には使用可
能である。しかし好適には使用前に、特に好適には使用
される反応器中に配置された後に、150−350°C
の温度で水素で処理することにより活性化される。活性
化後、塩化物、硝酸塩、酢酸塩又は他の陰イオンのよう
な陰イオン及び随時沈澱に使用した塩基性化合物の陽イ
オンを水洗によって除去することが望ましく、これも又
反応器中に事前に配置された触媒について行うこともで
きる。
能である。しかし好適には使用前に、特に好適には使用
される反応器中に配置された後に、150−350°C
の温度で水素で処理することにより活性化される。活性
化後、塩化物、硝酸塩、酢酸塩又は他の陰イオンのよう
な陰イオン及び随時沈澱に使用した塩基性化合物の陽イ
オンを水洗によって除去することが望ましく、これも又
反応器中に事前に配置された触媒について行うこともで
きる。
しかし、最初に上記の金属化合物で含浸された触媒を上
記の塩基性化合物の一種の溶液に含浸し、次いで乾燥し
、及びこうして予備処理され塩基性にされた触媒担体を
銅塩の溶液で処理することも可能であり、この場合も含
浸の期間中に酸化物又は水酸化物の形態の銅の沈澱が行
われる。この場合も又、触媒は基本的には最終乾燥後使
用することができるが、予め上記の方法で、上記の温度
で水素を用いて活性化することが好ましい。
記の塩基性化合物の一種の溶液に含浸し、次いで乾燥し
、及びこうして予備処理され塩基性にされた触媒担体を
銅塩の溶液で処理することも可能であり、この場合も含
浸の期間中に酸化物又は水酸化物の形態の銅の沈澱が行
われる。この場合も又、触媒は基本的には最終乾燥後使
用することができるが、予め上記の方法で、上記の温度
で水素を用いて活性化することが好ましい。
銅を酸化物又は水酸化物として沈澱させる塩基性化合物
で処理された触媒は、基本的にはこのようなアルカリ性
化合物の存在において使用することができる。アルカリ
性化合物の含量は本発明による触媒の好適な具体化とし
て既に上記に挙げである。
で処理された触媒は、基本的にはこのようなアルカリ性
化合物の存在において使用することができる。アルカリ
性化合物の含量は本発明による触媒の好適な具体化とし
て既に上記に挙げである。
A I 203含宵担体の上記の物質による含浸又は噴
霧及びこの目的に必要な装置は当業者には周知である;
上記の金属化合物の溶液の量及び濃度の選択による所望
の処理の調節もヌ周知である。
霧及びこの目的に必要な装置は当業者には周知である;
上記の金属化合物の溶液の量及び濃度の選択による所望
の処理の調節もヌ周知である。
例えば銅の不溶性酸化物及び/又は水酸化への転化又は
水素を用いる銅塩の元素鋼への還元も、担体への銅の固
定方法として挙げることができよう。
水素を用いる銅塩の元素鋼への還元も、担体への銅の固
定方法として挙げることができよう。
随時、一部の銅は酸化物/水酸化物の形態であり、更に
一部が金属銅の形態であってもよい。
一部が金属銅の形態であってもよい。
本発明による触媒は芳香族アミンのアルカノールを用い
るN−アルキル化により第二及び/又は第三芳香族アミ
ンの製造に極めて適当である。
るN−アルキル化により第二及び/又は第三芳香族アミ
ンの製造に極めて適当である。
N−アルキル化芳香族化合物の製造の場合、芳香族アミ
ンは気体相中においてアルカノール又は関連する(as
sociated)ジアルキルエーテルと反応できるこ
とが知られている。触媒として例えばアルミナ又はシリ
ケートが提案されている(例えばドイツ特許明細書落6
38.756号における、トンシル(tonsillの
ようなシリケート)。
ンは気体相中においてアルカノール又は関連する(as
sociated)ジアルキルエーテルと反応できるこ
とが知られている。触媒として例えばアルミナ又はシリ
ケートが提案されている(例えばドイツ特許明細書落6
38.756号における、トンシル(tonsillの
ようなシリケート)。
上記の触媒は芳香族アミンのアルキル化め際にその反応
性が急速に低下する欠点を有する(フーベンーヴアイル
[Houben−Weyl]、有機化学の方法[M8
thoden der organischen Ch
emie]、II/ 1巻、126頁参照)。
性が急速に低下する欠点を有する(フーベンーヴアイル
[Houben−Weyl]、有機化学の方法[M8
thoden der organischen Ch
emie]、II/ 1巻、126頁参照)。
更にドイツ特許明細書落617,990号及びドイツ特
許公開公報DE−O3第2.335.906号は燐のオ
キソ酸を含む担体が上記の目的に使用できることを開示
している。しかし該触媒の寿命及び選択性は工業用を目
的とした場合、不満足なものである。
許公開公報DE−O3第2.335.906号は燐のオ
キソ酸を含む担体が上記の目的に使用できることを開示
している。しかし該触媒の寿命及び選択性は工業用を目
的とした場合、不満足なものである。
更に米国特許第2.580.284号はA1.O。
上に金属銅及び酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化鉄、酸
化クロム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム又は酸化
カリウムのような酸化物を含む触媒を用いてアニリンと
メタノールを反応させることを提案している。該触媒は
比較的短時間後にタール状物質の沈着を受ける。
化クロム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム又は酸化
カリウムのような酸化物を含む触媒を用いてアニリンと
メタノールを反応させることを提案している。該触媒は
比較的短時間後にタール状物質の沈着を受ける。
ドイツ特許公開公報DE−O3第2,061,709号
によれば、アニリンとメタノールとを反応させてN−メ
チルアニリンを得る別な方法が銅、亜鉛、鉄、ニッケル
又はモリブデン及びバリウム、マグネシウム又はマンガ
ンを含むことかできるクロム触媒上で行われている。こ
の方法は50−150バールの圧力下で行われ、そのた
め工業用としては経費がかかり過ぎるという欠点を有し
ている;更にこの触媒は適切な寿命を持っていない。
によれば、アニリンとメタノールとを反応させてN−メ
チルアニリンを得る別な方法が銅、亜鉛、鉄、ニッケル
又はモリブデン及びバリウム、マグネシウム又はマンガ
ンを含むことかできるクロム触媒上で行われている。こ
の方法は50−150バールの圧力下で行われ、そのた
め工業用としては経費がかかり過ぎるという欠点を有し
ている;更にこの触媒は適切な寿命を持っていない。
ドイツ特許公開公報DE−OS第2,120,641号
によれば、促進剤としてバリウム、マンガン、セリウム
及びその他を有する亜クロム酸銅触媒が脂肪族アルコー
ルと芳香族ニトロ化合物から第二又は第三芳香族アミン
の製造に使用される。
によれば、促進剤としてバリウム、マンガン、セリウム
及びその他を有する亜クロム酸銅触媒が脂肪族アルコー
ルと芳香族ニトロ化合物から第二又は第三芳香族アミン
の製造に使用される。
しかしこの方法では不満足な収率しか得られていない。
従って今日まで研究された多数の触媒の中で、本発明に
よる触媒が特別に含浸された担体を使用し、活性触媒成
分としてクロムを欠いていながら上記の欠点を回避して
いることは驚くべきことである。
よる触媒が特別に含浸された担体を使用し、活性触媒成
分としてクロムを欠いていながら上記の欠点を回避して
いることは驚くべきことである。
従って本発明は又式
上式中
R1及びR2は相互に独立に水素又は直鎖状又は分枝状
C,−C,−アルキル又はC,−G、−アルコキシを示
し、及び−緒に融合したベンゼン環をも示してもよく、
及び R3及びR4は相互に独立に直鎖状又は分校状C1−C
1゜−アルキル又はC、−C、。−シクロアルキルを示
し、及びR4は更に水素を示してもよい、 の芳香族アミンの製造方法に関し、式 の芳香族アミンと、下記式 R30H(■) のアルカノール又は関連したエーテル R3−0−R” 上式中 R3及びR4は上記と同じ意味を有する、とを、芳香族
アミン1モル当l;す0.2−20モルのアルカノール
を使用して反応させ、該反応が上記のような本発明によ
る触媒の存在において、気相中で160−400°Cで
行われることを特徴とする、高温における接触反応によ
る式(I)の芳香族アミンの製造方法に関する。
C,−C,−アルキル又はC,−G、−アルコキシを示
し、及び−緒に融合したベンゼン環をも示してもよく、
及び R3及びR4は相互に独立に直鎖状又は分校状C1−C
1゜−アルキル又はC、−C、。−シクロアルキルを示
し、及びR4は更に水素を示してもよい、 の芳香族アミンの製造方法に関し、式 の芳香族アミンと、下記式 R30H(■) のアルカノール又は関連したエーテル R3−0−R” 上式中 R3及びR4は上記と同じ意味を有する、とを、芳香族
アミン1モル当l;す0.2−20モルのアルカノール
を使用して反応させ、該反応が上記のような本発明によ
る触媒の存在において、気相中で160−400°Cで
行われることを特徴とする、高温における接触反応によ
る式(I)の芳香族アミンの製造方法に関する。
下記のものは直鎖状又は分枝状C,−C,−アルキル又
はC,−C,−アルコキシの例として挙げることができ
る:メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル
、イソブチル、各種のアミル残基、メトキシ、エトキシ
、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、インブトキ
シ、及び各種のアミロキシ残基。メチル、エチル、メト
キシ及びエトキシが好適な残基であるということができ
、特にメチル及びメトキシが好適である。C、−C、。
はC,−C,−アルコキシの例として挙げることができ
る:メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル
、イソブチル、各種のアミル残基、メトキシ、エトキシ
、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、インブトキ
シ、及び各種のアミロキシ残基。メチル、エチル、メト
キシ及びエトキシが好適な残基であるということができ
、特にメチル及びメトキシが好適である。C、−C、。
−シクロアルキルは例えばシクロプロピル、シクロブチ
ル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル
、シクロオクチル、メチル−シクロペンチル、メチル−
シクロヘキシル、4−tert−ブチル−シクロヘキシ
ル、メンチルデアリ、シクロプロピル、シクロペンチル
、及びシクロヘキシルが好適である。芳香族核が置換さ
れていない芳香族アミンは出発物質として特に極めて好
適に使用される。
ル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル
、シクロオクチル、メチル−シクロペンチル、メチル−
シクロヘキシル、4−tert−ブチル−シクロヘキシ
ル、メンチルデアリ、シクロプロピル、シクロペンチル
、及びシクロヘキシルが好適である。芳香族核が置換さ
れていない芳香族アミンは出発物質として特に極めて好
適に使用される。
式
上式中
R1及びR2は上記の意味を有する、
の芳香族アミンも又出発物質として好適に使用される。
式
上式中
R1は上記の意味を有する、
の芳香族アミンも又出発物質として好適に使用される。
本発明による方法に用いる芳香族アミンを列挙すれば下
記のようであるが、これらは例示を目的としており、決
して総てではないニアニリン、l−ナフチルアミン、0
−lm−及びp−トルイジン、0−lm−及びp−エチ
ルアニリン、2,32.4− 2.5− 2.6− 3
.4−又は3゜5−ジメチルアニリンのようなキシリジ
ンの異性体及び4−メチル−1−す7チルアミン。
記のようであるが、これらは例示を目的としており、決
して総てではないニアニリン、l−ナフチルアミン、0
−lm−及びp−トルイジン、0−lm−及びp−エチ
ルアニリン、2,32.4− 2.5− 2.6− 3
.4−又は3゜5−ジメチルアニリンのようなキシリジ
ンの異性体及び4−メチル−1−す7チルアミン。
本発明による方法は、気相中で、160−40o’c、
好適には160−350℃の温度において、0.5−1
0バール、好適には0.5−3バールの圧力下で、1時
間当たり触媒IQ当たり出発物質0.1−2kgの空間
速度で行われる。触媒の空間速度及びそれから生起する
滞留時間は既知の方式で相互に逆比例する。
好適には160−350℃の温度において、0.5−1
0バール、好適には0.5−3バールの圧力下で、1時
間当たり触媒IQ当たり出発物質0.1−2kgの空間
速度で行われる。触媒の空間速度及びそれから生起する
滞留時間は既知の方式で相互に逆比例する。
出発物質として使用された芳香族アミンは、反応空間に
入る前に蒸発して、固体床として配置された触媒上を通
過する。好適な方法においては、気化した出発物質はキ
ャリヤーガス流、例えばN2、N2、H,O蒸気、CH
,及び他の不活性ガスで希釈される。
入る前に蒸発して、固体床として配置された触媒上を通
過する。好適な方法においては、気化した出発物質はキ
ャリヤーガス流、例えばN2、N2、H,O蒸気、CH
,及び他の不活性ガスで希釈される。
本発明による方法のアルカノールは、1−10C原子、
好適には1−6C原子、特に好適には1−2C原子を有
する開鎖アルカノール、及び3−10c[子、好適には
3.5又は6C原子を有する環式アルカノール、例えば
メタノール、エタノール、プロパツール、i−プロパツ
ール、ブタノール、1−ブタノール、tart−ブタノ
ール、ペンタノール、i−ペンタノール、異性体を含む
ヘキサノール類、ヘプタツール類、オクタツール類又は
デカノール類、シクロプロパツール、シクロブタノール
、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘ
プタツール、又はシクロオクタツール、及び2−3−又
は4−メチル−シクロヘキサノール、2−エチル−シク
ロヘキサノール、2.3.5−トリメチルシクロヘキサ
ノール、4−tart−ブチル−シクロヘキサノール及
びメトール(C+。)である。
好適には1−6C原子、特に好適には1−2C原子を有
する開鎖アルカノール、及び3−10c[子、好適には
3.5又は6C原子を有する環式アルカノール、例えば
メタノール、エタノール、プロパツール、i−プロパツ
ール、ブタノール、1−ブタノール、tart−ブタノ
ール、ペンタノール、i−ペンタノール、異性体を含む
ヘキサノール類、ヘプタツール類、オクタツール類又は
デカノール類、シクロプロパツール、シクロブタノール
、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘ
プタツール、又はシクロオクタツール、及び2−3−又
は4−メチル−シクロヘキサノール、2−エチル−シク
ロヘキサノール、2.3.5−トリメチルシクロヘキサ
ノール、4−tart−ブチル−シクロヘキサノール及
びメトール(C+。)である。
アルコールの代わりに、それから誘導されたエーテルR
3−0−R”を使用することもできる;しかじ、アルコ
ールの使用が好適である。
3−0−R”を使用することもできる;しかじ、アルコ
ールの使用が好適である。
アルカノール対N−アルキル化される芳香族アミンのモ
ル比は0.5−20:1、好適には0.7−15:lで
ある。関連するエーテルが使用される場合は、モル比を
考える際に1モルのR3−〇a1は2モルのR30Hと
当価であるとすべきである。該モル量のアルカノールを
用いて R4が水素と異なる式(I)の第三芳香族アミ
ンが、R4が水素と異なる式(II)の第二芳香族アミ
ンから製造できる。更に、このようにアミンN原子がモ
ノアルキル化又はジアルキル化されている第二又は第三
アミン又はそれらの混合物が、R′が水素を表す式(I
I)の第−芳香族アミンから、又は式(IV)及び(V
)の芳香族アミンから製造できる。単なるモノ−N−ア
ルキル化の場合は、第一芳香族アミン1モル当たりアル
カノール0.8−5モルの比較的狭いモル量範囲を使用
するこが更に好適である。N[子がモノアルキル化又は
ジアルキル化されている芳香族アミンの分離は屡々困難
であるから、モノアルキル化だけされているアルキル化
アミンの製造においては、N原子でジアルキル化される
アミンの量を出来るだけ抑制することが望ましい。この
希求は上記のような本発明による触媒の使用により、驚
くべく良好な方式で充足される。
ル比は0.5−20:1、好適には0.7−15:lで
ある。関連するエーテルが使用される場合は、モル比を
考える際に1モルのR3−〇a1は2モルのR30Hと
当価であるとすべきである。該モル量のアルカノールを
用いて R4が水素と異なる式(I)の第三芳香族アミ
ンが、R4が水素と異なる式(II)の第二芳香族アミ
ンから製造できる。更に、このようにアミンN原子がモ
ノアルキル化又はジアルキル化されている第二又は第三
アミン又はそれらの混合物が、R′が水素を表す式(I
I)の第−芳香族アミンから、又は式(IV)及び(V
)の芳香族アミンから製造できる。単なるモノ−N−ア
ルキル化の場合は、第一芳香族アミン1モル当たりアル
カノール0.8−5モルの比較的狭いモル量範囲を使用
するこが更に好適である。N[子がモノアルキル化又は
ジアルキル化されている芳香族アミンの分離は屡々困難
であるから、モノアルキル化だけされているアルキル化
アミンの製造においては、N原子でジアルキル化される
アミンの量を出来るだけ抑制することが望ましい。この
希求は上記のような本発明による触媒の使用により、驚
くべく良好な方式で充足される。
ここで驚くべきことには、比較的大きいモル量のアルカ
ノール、即ち第一芳香族アミン1モル当たり最高5モル
までのアルカノールを用いても、温度を低い温度範囲に
保持し、滞留時間を低い範囲の滞留時間に抑えるならば
、N[子が事実上専らモノアルキル化されている芳香族
アミンが生成することが見出された。例えばこの目的の
ために下記の条件を挙げることができる:160−22
0°C及び滞留時間0.5ないし8秒。
ノール、即ち第一芳香族アミン1モル当たり最高5モル
までのアルカノールを用いても、温度を低い温度範囲に
保持し、滞留時間を低い範囲の滞留時間に抑えるならば
、N[子が事実上専らモノアルキル化されている芳香族
アミンが生成することが見出された。例えばこの目的の
ために下記の条件を挙げることができる:160−22
0°C及び滞留時間0.5ないし8秒。
それとは逆に、アルカノールを上記の範囲の高いモル過
剰量とすると同時に、反応温度を高く、及び滞留時間を
長く、例えば230−300℃及び5ないし20秒とす
れば、事実上N[子が専らジアルキル化される事態がも
たらされる。
剰量とすると同時に、反応温度を高く、及び滞留時間を
長く、例えば230−300℃及び5ないし20秒とす
れば、事実上N[子が専らジアルキル化される事態がも
たらされる。
本発明による方法の好適な変法においては、使用される
出発物質が式(IV)の芳香族アミンではなく、式 上式中 R1及びR2は上記の範囲の意味を有する、の原料であ
る芳香族ニトロ化合物である。
出発物質が式(IV)の芳香族アミンではなく、式 上式中 R1及びR2は上記の範囲の意味を有する、の原料であ
る芳香族ニトロ化合物である。
この場合においては、ニトロ基をアミノ基に還元するた
めに必要な量の水素が少なくとも追加して使用されなけ
ればならず、水素は又この場合にもキャリヤーガス流と
して役立つ。しかし好適番こけ過剰の水素が使用され、
反応生成物から分離された後に再循環される。例えば過
剰量とは、ニトロ基の還元に必要な化学量論的な水素の
量の、150ないし1000%であるということができ
る。
めに必要な量の水素が少なくとも追加して使用されなけ
ればならず、水素は又この場合にもキャリヤーガス流と
して役立つ。しかし好適番こけ過剰の水素が使用され、
反応生成物から分離された後に再循環される。例えば過
剰量とは、ニトロ基の還元に必要な化学量論的な水素の
量の、150ないし1000%であるということができ
る。
上記の不活性ガスを希釈のために水素に加えることがで
きる。
きる。
本発明による方法に適当な芳香族ニトロ化合物を列挙す
れば下記のようであるが、これらは例示を目的としてお
り、決して総てではなし為:ニトロベンゼン、0−lm
−及びp−メチル−ニトロベンゼン、及びo sm
Rびp−エチル−ニトロベンゼン。
れば下記のようであるが、これらは例示を目的としてお
り、決して総てではなし為:ニトロベンゼン、0−lm
−及びp−メチル−ニトロベンゼン、及びo sm
Rびp−エチル−ニトロベンゼン。
本発明により製造できるN−アルキル化芳香族アミンは
染料、害虫駆除剤又は植物保護剤、成長調節剤等のよう
な生物学的活性化合物の製造の出発原料である。それら
は又鉱物油添加剤として又は被覆用及び他の重合体系の
添加剤としても使用される。
染料、害虫駆除剤又は植物保護剤、成長調節剤等のよう
な生物学的活性化合物の製造の出発原料である。それら
は又鉱物油添加剤として又は被覆用及び他の重合体系の
添加剤としても使用される。
実施例 l
比表面積350 cm”7g及び粒径2ないし6mrt
rを有する市販のγ−A l ff1o3200gを、
12゜4gのCe(NOx)s”6H2OS18.28
9のMn(NO,)!−4H,O及び50gの水から調
製された溶液に含浸した。含浸したAl1otは水流ジ
ェットからの真空中で120℃で18時間乾燥し、次い
で400°Cで3時間加熱した。こうして製造された触
媒担体を4gのCuを含む709のCu (N Oり2
水溶液に含浸した。湿潤した触媒を乾燥し、水素気流(
H,100(2/時間)中で350°Cで3時間活性化
した。その後58゜8gの触媒を再度209の水中の1
.29のNaOHの溶液で含浸し、再度乾燥した。更に
58.8gの活性化した触媒を209の水中の1.2g
のKOHの溶液で含浸し、同様に再度乾燥した。
rを有する市販のγ−A l ff1o3200gを、
12゜4gのCe(NOx)s”6H2OS18.28
9のMn(NO,)!−4H,O及び50gの水から調
製された溶液に含浸した。含浸したAl1otは水流ジ
ェットからの真空中で120℃で18時間乾燥し、次い
で400°Cで3時間加熱した。こうして製造された触
媒担体を4gのCuを含む709のCu (N Oり2
水溶液に含浸した。湿潤した触媒を乾燥し、水素気流(
H,100(2/時間)中で350°Cで3時間活性化
した。その後58゜8gの触媒を再度209の水中の1
.29のNaOHの溶液で含浸し、再度乾燥した。更に
58.8gの活性化した触媒を209の水中の1.2g
のKOHの溶液で含浸し、同様に再度乾燥した。
実施例 2
実施例1に従って製造されKOHで後処理された20m
+2(17,4g、)の触媒を、内径17mm及び長さ
60mmの反応管中に導入した。反応管は電気ヒーター
によって250℃に保持され、同時にエタノールとニト
ロベンゼンの258gの混合物及び20Q毎時間のR2
を15.5時間の過程に互って較正された計量装置を用
いて反応管に通した。
+2(17,4g、)の触媒を、内径17mm及び長さ
60mmの反応管中に導入した。反応管は電気ヒーター
によって250℃に保持され、同時にエタノールとニト
ロベンゼンの258gの混合物及び20Q毎時間のR2
を15.5時間の過程に互って較正された計量装置を用
いて反応管に通した。
エタノール及びニトロベンゼンは出発混合物中に4=1
のモル比で存在していた。反応生成物を凝縮し、ガスク
ロマトグラフィーで分析した。水分含量は測定しなかっ
た;反応生成物のを機台量は下記の組成を有していた: 二トロベンゼン= 0.3%アニリン
: 5.7%N−メチルアニリン
: 90.6%N、N−ジメチルアニリン
: 3.2%副産物二
0.2%1亙亘−1 実施例2と同じ装置及び同じ量の触媒を使用して、l:
4のモル比のm−ニトロトルエン及びエタノール及び2
0Q毎時間のR2を使用した。反応温度は220℃に調
節した。触媒の空間速度は混合物0.819/触媒mQ
毎時間であった。16時間経過後に生成した反応生成物
は、ガスクロマトグラフィーによれば、下記の組成を有
していた=m−トルイジン: 0.7
%N−エチル−m−トルイジン: 90.6%NN−
ジエチル− m−トルイジン: 6.1%副産物:
2.6%実施例 4 実施例2及び3と同じ装置及び同じ触媒を使用して、l
:4のモル比のアニリン及びエタノールを使用した。使
用したキャリヤーガスは水素(20Q毎時間)であった
。反応温度200°C及びエタノール/アニリン混合物
0.72g/触媒mQ毎時間の触媒空間速度で63時間
経過後に、下記の組成を有する反応混合物が形成された
ニアニリン: 3.19N−エ
タンアニリン+ 95.6%N、N−ジエ
チルアニリン: 0.5%副産物:
0.8%実施例 5 実施例1により製造されたCu−Ce−Mn/Al、0
3/NaOH触媒30mff(25,6g)を250℃
においてニトロベンゼンとメタノールとの反応に使用し
た(実施例2のように)。1:4のモル比でニトロベン
ゼンとメタノールを含む混合物を使用した。20Q毎時
間のR2を触媒上に通した。使用されたメタノール/ニ
トロベンゼン混合物は0.42g/mQ毎時間の触媒空
間速度で供給された。連続的に行われた反応により、7
4時間後に下記の組成を有する反応混合物が得られlこ
ニ アニリン: 25.7%N−メチ
ルアニリン: 72.5%N、N−ジメチ
ルアニリン= 1.6%副産物二
0.2%本発明の主なる特徴及び態様は以下
の通りである。
のモル比で存在していた。反応生成物を凝縮し、ガスク
ロマトグラフィーで分析した。水分含量は測定しなかっ
た;反応生成物のを機台量は下記の組成を有していた: 二トロベンゼン= 0.3%アニリン
: 5.7%N−メチルアニリン
: 90.6%N、N−ジメチルアニリン
: 3.2%副産物二
0.2%1亙亘−1 実施例2と同じ装置及び同じ量の触媒を使用して、l:
4のモル比のm−ニトロトルエン及びエタノール及び2
0Q毎時間のR2を使用した。反応温度は220℃に調
節した。触媒の空間速度は混合物0.819/触媒mQ
毎時間であった。16時間経過後に生成した反応生成物
は、ガスクロマトグラフィーによれば、下記の組成を有
していた=m−トルイジン: 0.7
%N−エチル−m−トルイジン: 90.6%NN−
ジエチル− m−トルイジン: 6.1%副産物:
2.6%実施例 4 実施例2及び3と同じ装置及び同じ触媒を使用して、l
:4のモル比のアニリン及びエタノールを使用した。使
用したキャリヤーガスは水素(20Q毎時間)であった
。反応温度200°C及びエタノール/アニリン混合物
0.72g/触媒mQ毎時間の触媒空間速度で63時間
経過後に、下記の組成を有する反応混合物が形成された
ニアニリン: 3.19N−エ
タンアニリン+ 95.6%N、N−ジエ
チルアニリン: 0.5%副産物:
0.8%実施例 5 実施例1により製造されたCu−Ce−Mn/Al、0
3/NaOH触媒30mff(25,6g)を250℃
においてニトロベンゼンとメタノールとの反応に使用し
た(実施例2のように)。1:4のモル比でニトロベン
ゼンとメタノールを含む混合物を使用した。20Q毎時
間のR2を触媒上に通した。使用されたメタノール/ニ
トロベンゼン混合物は0.42g/mQ毎時間の触媒空
間速度で供給された。連続的に行われた反応により、7
4時間後に下記の組成を有する反応混合物が得られlこ
ニ アニリン: 25.7%N−メチ
ルアニリン: 72.5%N、N−ジメチ
ルアニリン= 1.6%副産物二
0.2%本発明の主なる特徴及び態様は以下
の通りである。
1.0.1−5重量%、好適には0.1−3重量%、特
に好適には1−3重量%の銅を有し、マンガン及び希土
類金属の化合物の全含量は金属として計算して0.05
−8重量%、好適には0.2−5重量%であり、希土類
金属対マンガンの重量比は金属として計算して5:l−
1:5、好適には10:9−1:2であり、且つ総ての
%は触媒の全重量に対するものである、マンガン及び一
種又は多種の希土類金属の化合物で含浸された、Al2
O3含有担体上の銅触媒。
に好適には1−3重量%の銅を有し、マンガン及び希土
類金属の化合物の全含量は金属として計算して0.05
−8重量%、好適には0.2−5重量%であり、希土類
金属対マンガンの重量比は金属として計算して5:l−
1:5、好適には10:9−1:2であり、且つ総ての
%は触媒の全重量に対するものである、マンガン及び一
種又は多種の希土類金属の化合物で含浸された、Al2
O3含有担体上の銅触媒。
2、担体がα−AI、O,又はγ−AI、O,から成る
、上記lに記載の触媒。
、上記lに記載の触媒。
3、アルカリ金属水酸化物、好適には水酸化リチウム、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又はこれらの混合
物、特に好適には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又
はこれらの混合物を触媒の全重量に対し、■−6重量%
、好適には2−5重量%を追加して含有する、上記lに
記載の触媒。
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又はこれらの混合
物、特に好適には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又
はこれらの混合物を触媒の全重量に対し、■−6重量%
、好適には2−5重量%を追加して含有する、上記lに
記載の触媒。
4、担体をマンガン及び希土類金属の可溶性化合物で処
理し、乾燥し及び引き続き200−450℃、好適には
250−430°Cに加熱することによってこれらの化
合物を担体に堅固に付着する化合物に転化し、こうして
得られた加熱された担体に可溶性銅塩を含浸せしめて、
銅を担体上に固定し、及び随時150−350℃で水素
で処理することにより活性化することによって製造でき
る、上記lに記載の触媒。
理し、乾燥し及び引き続き200−450℃、好適には
250−430°Cに加熱することによってこれらの化
合物を担体に堅固に付着する化合物に転化し、こうして
得られた加熱された担体に可溶性銅塩を含浸せしめて、
銅を担体上に固定し、及び随時150−350℃で水素
で処理することにより活性化することによって製造でき
る、上記lに記載の触媒。
5、活性化後、触媒の全重量に対し1−6重量%の一種
又は多種のアルカリ金属水酸化物を含浸により組み込む
、上記4に記載の触媒。
又は多種のアルカリ金属水酸化物を含浸により組み込む
、上記4に記載の触媒。
6、水素を用いる活性化処理が、触媒をこの目的のため
に用意された反応器中で使用する直前まで行われない、
上記4に記載の触媒。
に用意された反応器中で使用する直前まで行われない、
上記4に記載の触媒。
7、式
上式中
R’及びR1は相互に独立番こ水素又は直鎖状又は分枝
状C,−C,−アルキル又はC,−C,−アルコキシを
示し、及び−緒に融合したベンゼン環を示してもよく、
及び R3及びR4は相互に独立に直鎖状又は分校状C1−0
1゜−アルキル又はCs C+o−シクロアルキルを
示し、及びR4は更に水素を示してもよい、 の芳香族アミンを、式 の芳香族アミンと、式 30H のアルカノール又はそれに関連するエーテルR’−0−
R” 上式中 R3及びR4は上記と同じ意味を有する、との、高温に
おける接触反応により製造する方法において、 反応が、0.1−5重量%、好適には0.1−3重量%
、特に好適にはl−3重量%の銅を有し、マンガン及び
希土類金属の化合物の全含量が金属として計算して0.
05−811量%、好適には0.2−5重量%であり、
希土類金属対マンガンの重量比が金属として計算して5
:l−1:5、好適にはlo:9−1:2であり、且つ
総ての%は触媒の全重量に対するものである、マンガン
及び一種又は多種の希土類金属の化合物で含浸された、
Al2O!含有担体上の銅触媒の存在において、気相中
で160−400℃において行われ、及び芳香族アミン
1モル当たり0.5−20モルのアルカノールが使用さ
れることを特徴とする方法。
状C,−C,−アルキル又はC,−C,−アルコキシを
示し、及び−緒に融合したベンゼン環を示してもよく、
及び R3及びR4は相互に独立に直鎖状又は分校状C1−0
1゜−アルキル又はCs C+o−シクロアルキルを
示し、及びR4は更に水素を示してもよい、 の芳香族アミンを、式 の芳香族アミンと、式 30H のアルカノール又はそれに関連するエーテルR’−0−
R” 上式中 R3及びR4は上記と同じ意味を有する、との、高温に
おける接触反応により製造する方法において、 反応が、0.1−5重量%、好適には0.1−3重量%
、特に好適にはl−3重量%の銅を有し、マンガン及び
希土類金属の化合物の全含量が金属として計算して0.
05−811量%、好適には0.2−5重量%であり、
希土類金属対マンガンの重量比が金属として計算して5
:l−1:5、好適にはlo:9−1:2であり、且つ
総ての%は触媒の全重量に対するものである、マンガン
及び一種又は多種の希土類金属の化合物で含浸された、
Al2O!含有担体上の銅触媒の存在において、気相中
で160−400℃において行われ、及び芳香族アミン
1モル当たり0.5−20モルのアルカノールが使用さ
れることを特徴とする方法。
8、式
上式中
R1及びR2は相互に独立に水素、直鎖状又は分枝状C
,−C,−アルキル又はC,−C,−アルコキシを示す
、 の芳香族アミンが使用されることを特徴とする、上記7
に記載の方法。
,−C,−アルキル又はC,−C,−アルコキシを示す
、 の芳香族アミンが使用されることを特徴とする、上記7
に記載の方法。
9、芳香族アミンが下記式
の原料ニトロ化合物から水素の同時添加を伴うアルキル
化反応器中で製造されること特徴とする、上記8に記載
の方法。
化反応器中で製造されること特徴とする、上記8に記載
の方法。
IO0気相反応が0.5ないし10バールの圧力下で行
われることを特徴とする、上記7に記載の反応。
われることを特徴とする、上記7に記載の反応。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、0.1−5重量%、好適には0.1−3重量%、特
に好適には1−3重量%の銅含量を含有し、マンガン及
び希土類金属の化合物の全含量は金属として計算して0
.05−8重量%、好適には0.2−5重量%であり、
希土類金属対マンガンの重量比は金属として計算して5
:1−1:5、好適には10:9−1:2であり、且つ
総ての%は触媒の全重量に対するものである、マンガン
及び一種又は多種の希土類金属の化合物で含浸された、
Al_2O_3含有担体上の銅触媒。 2、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 上式中 R^1及びR^2は相互に独立に水素又は直鎖状又は分
枝状C_1−C_5−アルキル又はC_1−C_5−ア
ルコキシを示し、及び一緒に融合したベンゼン環を示し
てもよく、及び R^3及びR^4は相互に独立に直鎖状又は分枝状C_
1−C_1_0−アルキル又はC_3−C_1_0−シ
クロアルキルを示し、及びR^4は更に水素を示すこと
もできる、 の芳香族アミンを、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ の芳香族アミンと、式 R^3OH のアルカノール又は関連するエーテル R^3−O−R^3 上式中 R^3及びR^4は上記と同じ意味を有する、との、高
温における接触反応により製造する方法において、 反応が0.1−5重量%、好適には0.1−3重量%、
特に好適には1−3重量%の銅含量を有し、マンガン及
び希土類金属の化合物の全含量は金属として計算して0
.05−8重量%、好適には0.2−5重量%であり、
希土類金属対マンガンの重量比は金属として計算して5
:1−1:5、好適には10:9−1:2であり、且つ
総ての%は触媒の全重量に対するものである、マンガン
及び一種又は多種の希土類金属の化合物で含浸された、
Al_2O_3含有担体上の銅触媒の存在において、気
相中で160−400℃において行われ、及び芳香族ア
ミン1モル当たり0.5−20モルのアルカノールが使
用されることを特徴とする方法。
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DE3840194.0 | 1988-11-29 |
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- 1988-11-29 DE DE3840194A patent/DE3840194A1/de not_active Withdrawn
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-
1990
- 1990-09-20 US US07/585,590 patent/US5097071A/en not_active Expired - Fee Related
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