JPH08243392A - アルコール、ケトン及びアルデヒドのアミノ化のための触媒 - Google Patents

アルコール、ケトン及びアルデヒドのアミノ化のための触媒

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JPH08243392A
JPH08243392A JP8039759A JP3975996A JPH08243392A JP H08243392 A JPH08243392 A JP H08243392A JP 8039759 A JP8039759 A JP 8039759A JP 3975996 A JP3975996 A JP 3975996A JP H08243392 A JPH08243392 A JP H08243392A
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amination
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copper
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Johann-Peter Dr Melder
メルダー ヨハン−ペーター
Joachim Dr Wulff-Doering
ヴルフ−デーリング ヨーアヒム
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グーチョーヴェン フランク
Tom Dr Witzel
ヴィッツェル トム
Wolfgang Harder
ハーダー ヴォルフガング
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BASF SE
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    • C07C209/26Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reductive alkylation of ammonia, amines or compounds having groups reducible to amino groups, with carbonyl compounds by reduction with hydrogen
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルコール、ケトン及びアルデヒドのアミノ
化のための触媒において、ニッケル及びコバルトを使用
せずに、崩壊による運転寿命が減少する欠点を改善する 【解決手段】 多孔性酸化物上に、ルテニウム0.00
1〜25重量%及び鉄、ロジウム、パラジウム、白金、
イリジウム、オスミウム、銅、銀、金、クロム、モリブ
デン、タングステン、レニウム、亜鉛、カドミウム、
鉛、マンガン、スズ、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、ルビジウム、セシウム、リン、ヒ素、アンチモン、
ビスマス、テルル、タリウム又はこれらの混合物から選
択される助触媒0〜5重量%からなるアルコール、ケト
ン及びアルデヒドのアミノ化のための触媒

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ルテニウム、及び
必要な場合に助触媒、及び多孔性酸化物からなる、アル
コール、ケトン及びアルデヒドをアミンに変換するため
の、特にモノエタノールアミン(MEA)のエチレンジ
アミン(EDA)への選択的アミノ化のための新規の触
媒に関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開(DE−
A)第4010227号明細書は、イミンのアミンへの
水素化のためのルテニウム担体触媒が記載されている。
【0003】欧州特許出願公開(EP−A)第1465
08号明細書は、水素化/脱水素反応のための多孔性金
属酸化物担体上のニッケル及びコバルト触媒が開示され
ており、この触媒は塩化ルテニウムでドープされてい
る。この触媒において、活性成分は費用のかかる手段で
順番に含浸され、付加的に乾燥及び場合によりか焼をこ
この含浸工程の間に実施しなければならない。
【0004】欧州特許出願公開(EP−A)第2543
35号明細書では、あらかじめ18%の濃度のHClを
用いて担体を処理することにより塩化物としてのルテニ
ウムの適用を行なっていない。たいていの金属酸化物は
強酸中で不安定であるため、機械的特性が損傷を受け、
触媒の崩壊のために運転寿命が減少する結果となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、前記の欠点を改善することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題は、アルコー
ル、ケトン又はアルデヒドのアミノ化のための、多孔性
酸化物上に、ルテニウム0.001〜25重量%及び
鉄、ロジウム、パラジウム、白金、イリジウム、オスミ
ウム、銅、銀、金、クロム、モリブデン、タングステ
ン、レニウム、亜鉛、カドミウム、鉛、マンガン、ス
ズ、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セ
シウム、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマス、テルル、
タリウム又はこれらの混合物からなるグループから選択
される助触媒0〜5重量%からなる新規の改善された触
媒及びアミンの製造方法により達成されることが見出さ
れた。
【0007】
【発明の実施の形態】この新規の触媒は次のように製造
することができる:このルテニウム触媒は、必要な場合
に、助触媒を添加した、ルテニウムの溶液を用いて担体
を含浸することにより製造することができる。この含浸
は同時に又は順番に実施することができる。溶解した活
性成分、及び必要な場合に助触媒を担体にスプレーする
こともできる。この活性成分は、担体と一緒の混練によ
り又は共沈により、担体と組み合わせることもできる。
この製造方法において、触媒材料は一般に次に成形され
る。
【0008】この含浸溶液はルテニウムの塩、例えば硝
酸塩、塩化物、ギ酸塩、シュウ酸塩又はアンモニア和物
(ammoniate)から、有利に塩化物及び硝酸塩、特に有
利に塩化物から製造することができる。
【0009】適当な多孔性酸化物の例は、アルミナ、シ
リカ、アルミノケイ酸塩、二酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム及び酸化マグネシウム、それぞれの場合に全ての変
性物であり、有利にアルミナ、シリカ又はアルミノケイ
酸塩、特に有利にアルミナである。アルミナの他の担体
の使用も、第1級アミンの他に比較的多量の第2級アミ
ンが所望の場合(モノエタノールアミン、例えばC4
成物、例えばアミノエチルエタノールアミン又はジエチ
レントリアミンのアミノ化の場合)に特に有利である。
【0010】触媒のルテニウム含有量は、原則として、
担体に対して0.001〜25、有利に0.1〜20、
特に有利に1〜15重量%である。この触媒は、意図さ
れる使用に応じて、例えば成形体の形で、例えば押出物
又はペレットの形で、又は粉末として使用される。
【0011】触媒の選択性は、付加的に助触媒、鉄、ロ
ジウム、パラジウム、白金、イリジウム、オスミウム、
銅、銀、金、クロム、モリブデン、タングステン、ルテ
ニウム、亜鉛、カドミウム、鉛、スズ、リチウム、ナト
リウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、リン、ヒ
素、アンチモン、ビスマス、テルル、タリウム又はこれ
らの混合物をドーピングすることにより制御することが
できる。
【0012】触媒の助触媒含有量は、原則として、担体
に対して0〜5、有利に0.001〜5、特に有利に
0.01〜3重量%である。
【0013】この触媒を使用する前に、最初に80〜1
50℃で、有利に80〜120℃で乾燥しなければなら
ない。この触媒を、次に150〜500℃でか焼する。
冷却した試料を150〜500℃で水素又は水素/不活
性ガス流中で還元させる。この活性化は合成反応器中で
直接行うことができる。この還元を別の反応器中で実施
する場合に、この触媒は移動させる前に、30℃で酸素
含有ガス混合物を用いて表面に不動態化させなければな
らない。この場合、不動態化された触媒は、使用の前に
180℃で水素流中で合成反応器中で活性化される。
【0014】こうして得られた触媒は、アルコールのア
ミノ化のためだけでなく、ケトン及びアルデヒドの還元
性アミノ化、特にモノエタノールアミンとアンモニアと
からエチレンジアミンを生じる反応において有利に使用
される。
【0015】この新規の触媒は、安定であり、第1級ア
ミンの形成を促進する。Ru−ドーピングされたニッケ
ル及びコバルト触媒と同等の活性と共に、この触媒は、
意想外に高い選択性及び付加的に実際に長い寿命を有す
る。典型的なアミノ化金属のコバルト及びニッケルは全
く使用されない。それにより、こららの金属の節約に加
えて、この触媒の製造は先行技術と比較して簡素化され
ている。
【0016】このアミノ化は不連続的に又は有利に連続
的に、管状反応器中で、流動層(trickle-bed)又は液
相法により実施することができる。アルコールのアミノ
化において、120〜250℃、有利に150〜190
℃の温度、及び150〜300、有利に180〜220
バールの圧力が使用される。
【0017】アンモニアは、反応体及び溶剤として使用
される。過剰量のアンモニアは、アルコール1molあ
たり1〜20、有利に6〜12molである。触媒の活
性に依存して、空間速度(space velocity)はアルコー
ルに対して0.1〜1.0kg/l・hである。滞留時
間の変化により、転化率及びそれによる選択性は制御さ
れた方法で調節することができる。
【0018】式I、II及びIII中のR1、R2
3、R4及びR5及びl、m及びnは、相互に無関係に
次のものを表す:R1、R2、R3、R4、R5及びR6はそ
れぞれ、水素、R1及びR2はそれぞれ、C1〜C200アル
キル、有利にC1〜C8アルキル、例えばメチル、エチ
ル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブ
チル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペ
ンチル、s−ペンチル、ネオペンチル、1,2−ジメチ
ルプロピル、n−ヘキシル、イソヘキシル、s−ヘキシ
ル、n−ヘプチル、イソヘプチル、n−オクチル、イソ
オクチル、2−エチルヘキシル、n−デシル、2−n−
ブチル−n−ヘプチル、n−トリデシル、n−2−ブチ
ル−n−ノニル又は3−n−ブチル−n−ノニル、特に
有利に、イソプロピル、2−エチルヘキシル、n−デシ
ル、2−n−プロピル−n−ヘプチル、n−トリデシ
ル、2−n−ブチル−n−ノニル又は3−n−ブチル−
n−ノニル、又は有利にC40〜C200アルキル、例えば
ポリブチル、ポリイソブチル、ポリプロピル、ポリイソ
プロピル又はポリエチル、特に有利にポリブチル又はポ
リイソブチル、R1及びR2は一緒になって−(CH2l
−X−(CH2m基を形成、R1、R2、R3及びR6はそ
れぞれ、C3〜C12シクロアルキル、有利にC3〜C8
クロアルキル、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、シクロヘプチル又は
シクロオクチル、特に有利にシクロペンチル、シクロヘ
キシル又はシクロオクチル、アリール、例えばフェニ
ル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−アントリル、2
−アントリル又は9−アントリル、有利にフェニル、1
−ナフチル又は2−ナフチル、特に有利にフェニル、C
7〜C20アルキルアリール、有利にC7〜C12アルキルフ
ェニル、例えば2−メチルフェニル、3−メチルフェニ
ル、4−メチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、
2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニ
ル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェ
ニル、2,3,4−トリメチルフェニル、2,3,5−
トリメチルフェニル、2,3,6−トリメチルフェニ
ル、2,4,6−トリメチルフェニル、2−エチルフェ
ニル、3−エチルフェニル、4−エチルフェニル、2−
n−プロピルフェニル、3−n−プロピルフェニル又は
4−n−プロピルフェニル、又はC7〜C20アラルキ
ル、有利にC7〜C12フェニルアルキル、例えばベンジ
ル、1−フェニルエチル、2−フェニルエチル、1−フ
ェニルプロピル、2−フェニルプロピル、3−フェニル
プロピル、1−フェニルブチル、2−フェニルブチル、
3−フェニルブチル又は4−フェニルブチル、特に有利
にベンジル、1−フェニルエチル又は2−フェニルエチ
ル、R1は、C1〜C20アルキル、有利にC1〜C8アルキ
ル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピ
ル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチ
ル、n−ペンチル、イソペンチル、s−ペンチル、ネオ
ペンチル、1,2−ジメチルプロピル、n−ヘキシル、
イソヘキシル、s−ヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプ
チル、n−オクチル又はイソオクチル、特に有利にC1
〜C4アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピ
ル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチ
ル又はt−ブチル、R3及びR6はそれぞれ、C1〜C20
ヒドロキシアルキル、有利にC1〜C8ヒドロキシアルキ
ル、特に有利に、C1〜C4ヒドロキシアルキル、例えば
ヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル、2−ヒドロ
キシエチル、1−ヒドロキシ−n−プロピル、2−ヒド
ロキシ−n−プロピル、3−ヒドロキシ−n−プロピル
又は1−ヒドロキシメチルエチル、アミノ及び/又はア
ルキルアミノ及び/又はジアルキルアミノ及び/又はヒ
ドロキシルにより置換されているC1〜C20アルキル、
有利にアミノ及び/又はアルキルアミノ及び/又はジア
ルキルアミノ及び/又はヒドロキシルにより置換されて
いるC1〜C8アルキル、特に有利にアミノ及び/又はア
ルキルアミノ及び/又はジアルキルアミノ及び/又はヒ
ドロキシルにより置換されているC1〜C4アルキル、例
えばN−(ヒドロキシエチル)アミノエチル又はN−
(アミノエチル)アミノエチル、C2〜C30アルコキシ
アルキル、有利にC2〜C20アルコキシアルキル、特に
有利にC2〜C8アルコキシアルキル、例えばメトキシメ
チル、エトキシメチル、n−プロポキシメチル、イソプ
ロポキシメチル、n−ブトキシメチル、イソブトキシメ
チル、s−ブトキシメチル、t−ブトキシメチル、1−
メトキシエチル又は2−メトキシエチル、特に有利にC
2〜C4アルコキシアルキル、例えばメトキシメチル、エ
トキシメチル、n−プロポキシメチル、イソプロポキシ
メチル、n−ブトキシメチル、イソブトキシメチル、s
−ブトキシメチル、t−ブトキシメチル、1−メトキシ
エチル又は2−メトキシエチル、又は R4−(OCHR5CH2n4はC1〜C4アルキル、例えばメチル、エチル、n−
プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s
−ブチル又はt−ブチル、有利にメチル又はエチル、特
に有利にメチル、R5はメチル、Xは酸素又は N−R5、 lは2〜4の整数、例えば2、3又は4、有利に2又は
3、特に有利に2、mは1〜4の整数、例えば1、2、
3又は4、有利に2、3又は4、特に有利に2又は3、
nは2〜10の整数、有利に2〜8の整数、例えば2、
3、4、5、6、7又は8、特に有利に2〜6の整数、
例えば2、3、4、5又は6、及びZは CHR6−OH
【0019】
【化4】
【0020】又は CHO。
【0021】本発明により得られたアミンは、特に燃料
添加物(米国特許(US−A)第3275554号明細
書;ドイツ連邦共和国特許出願公開(DE−A)第21
25039号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開
(DE−A)第3611230号明細書)の調製のため
の中間体、界面活性剤、医薬、農薬及び加硫促進剤とし
て適している。
【0022】
【実施例】
例1 4mmのAl23押出物(D10-10、BAST)175gを、
繰り返し撹拌しながら、ルテニウム3.75gを含有す
る9.2%の濃度のRuCl3水溶液114mlと共に
室温で2時間放置した。この触媒前駆体を、次いで12
0℃で16時間乾燥させ、400℃で4時間か焼した。
冷却した後、この押出物を還元装置中に置き、N220
ml/hで2時間フラッシュした。次いで、これらを2
℃/分の速度で、H220ml/hで300℃まで加熱
し、この温度で20時間保持した。窒素流中で冷却した
後、この触媒を空気/窒素混合物で不動態化し、温度を
20℃より高くなるようには上昇させない。こうして製
造した触媒は、アルミナ上に2%のルテニウムを含有し
ていた。モノエタノールアミンのアミノ化のための結果
は第1表に記載した。この触媒は250時間の運転時間
の後でもなおその活性を十分に保持していた。
【0023】例2 この触媒を例1と同様に製造するが、4.04%の濃度
のRuCl3水溶液を使用した。この触媒はアルミナ上
にルテニウム1%を含有していた。
【0024】例3 この触媒を例1と同様に製造するが、22.7%の濃度
のRuCl3水溶液を使用した。この触媒はアルミナ上
にルテニウム5%を含有していた。
【0025】例4 この触媒を例1と同様に製造するが、シリカ(D11-10、
BASF)を担体として使用した。この触媒はシリカ上にル
テニウム2%を含有していた。
【0026】例5 この触媒を例1と同様に製造するが、二酸化チタン(DT
51、Rhone Poulenc)を担体として使用した。この触媒
は二酸化チタン上にルテニウム2%を含有していた。
【0027】例6 この触媒を例1と同様に製造するが、二酸化ジルコニウ
ム(D12-12、BASF)を担体として使用した。この触媒は
二酸化ジルコニウム上にルテニウム2%を含有してい
た。
【0028】例7 この触媒を例1と同様に製造するが、RuCl39.0
重量%及びCu(NO3219.5重量%の溶液を使用
した。この触媒はシリカ上にルテニウム2%及び銅4%
を含有していた。
【0029】比較例A この触媒を、欧州特許出願公開(EP−A)第2543
35号明細書の例1に従って製造した。こうして得られ
た触媒は、アルミナ(D10-10、BASF)上にニッケル10
%及びルテニウム0.5%を含有していた。モノエタノ
ールアミンのアミノ化の結果は第1表に記載した。この
触媒は48時間の運転時間の後に完全に崩壊した。
【0030】比較例B この触媒を、欧州特許出願公開(EP−A)第2543
35号明細書の例13に従って製造した。こうして得ら
れた触媒は、アルミナ(D10-10、BASF)上にニッケル1
0%及びコバルト0.5%を含有していた。モノエタノ
ールアミンのアミノ化の結果は第1表に記載した。この
触媒は48時間の運転時間の後に完全に崩壊した。
【0031】モノエタノールアミンのアンモニアとの反
応において、新規の触媒1〜7及び比較例A及びBの触
媒は次のような結果を示した: 省略形: EDA=エチレンジアミン AEEA=アミノエチルエタノールアミン DETA=ジエチレントリアミン 触媒試験 55cmの長さ及び1.5cmの内径を有する100m
lの管状反応器に、不動態化された触媒50gを充填
し、この触媒を、180℃で、最初に水素20体積%/
窒素80体積%の混合物で、次いで水素100体積%で
活性化させた。触媒の活性に応じて、反応温度を165
〜220℃に調節した後、この反応器にモノエタノール
アミン10〜30g/h、アンモニア20〜70g/h
及び水素2〜10l(S.T.P.)/hを供給し、エ
チレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、ジエ
チレントリアミン及びピペラジンの成分に関するこの転
化率及び選択性を、搬出物のガスクロマトグラフィーに
より測定した。
【0032】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 209/24 8517−4H C07C 209/24 211/03 8517−4H 211/03 211/10 8517−4H 211/10 213/02 213/02 215/14 215/14 C07D 295/02 C07D 295/02 Z // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 フランク グーチョーヴェン ドイツ連邦共和国 ルートヴィヒスハーフ ェン ラインフェルトシュトラーセ 51 (72)発明者 トム ヴィッツェル ドイツ連邦共和国 ルートヴィヒスハーフ ェン クリームヒルトシュトラーセ 34 (72)発明者 ヴォルフガング ハーダー ドイツ連邦共和国 ヴァインハイム ベル クヴァルトシュトラーセ 16

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多孔性酸化物上に、ルテニウム0.00
    1〜25重量%及び鉄、ロジウム、パラジウム、白金、
    イリジウム、オスミウム、銅、銀、金、クロム、モリブ
    デン、タングステン、レニウム、亜鉛、カドミウム、
    鉛、マンガン、スズ、リチウム、ナトリウム、カリウ
    ム、ルビジウム、セシウム、リン、ヒ素、アンチモン、
    ビスマス、テルル、タリウム又はこれらの混合物からな
    るグループから選択される助触媒0〜5重量%からな
    る、アルコール、ケトン及びアルデヒドのアミノ化のた
    めの触媒。
  2. 【請求項2】 多孔性酸化物上に、ルテニウム0.1〜
    20重量%及び助触媒0〜5重量%からなる請求項1記
    載のアルコール、ケトン及びアルデヒドのアミノ化のた
    めの触媒。
  3. 【請求項3】 多孔性酸化物上に、ルテニウム1〜15
    重量%及び助触媒0〜5重量%からなる請求項1記載の
    アルコール、ケトン及びアルデヒドのアミノ化のための
    触媒。
  4. 【請求項4】 使用される助触媒がロジウム、パラジウ
    ム、白金、銅、銀又はこれらの混合物である請求項1記
    載のアルコール、ケトン及びアルデヒドのアミノ化のた
    めの触媒。
  5. 【請求項5】 助触媒が銅である請求項1記載のアルコ
    ール、ケトン及びアルデヒドのアミノ化のための触媒。
  6. 【請求項6】 使用される多孔性酸化物が、アルミナ、
    シリカ、アルミノケイ酸塩、二酸化チタン、酸化ジルコ
    ニウム、酸化マグネシウム又はこれらの混合物である請
    求項1記載のアルコール、ケトン及びアルデヒドのアミ
    ノ化のための触媒。
  7. 【請求項7】 式I: 【化1】 [式中、R1及びR2は、それぞれ水素、C1〜C200アル
    キル、C3〜C12シクロアルキル、アミノ−、アルキル
    アミノ−、ジアルキルアミノ−又はヒドロキシル置換さ
    れたC1〜C20アルキル、C2〜C30アルコキシアルキ
    ル、R4−(OCHR5CH2n、アリール、C7〜C20
    アラルキル又はC7〜C20アルキルアリールを表すか、
    又は一緒になって(CH2l−X−(CH2mを形成す
    る、R3及びR6は、それぞれ水素、C1〜C20アルキ
    ル、C3〜C12シクロアルキル、アリール、C7〜C20
    ラルキル又はC7〜C20アルキルアリールを表し、R4
    水素又はC1〜C4アルキルを表し、R5は水素又はメチ
    ルを表し、Xは酸素又はN−R5を表し、nは2〜30
    の整数を表し、lは2〜4の整数を表し、mは1〜4の
    整数を表す]で示されるアミンを、式II: R3−Z(II) [式中、ZはCHR6−OH、 【化2】 又はCHOを表し、R6は水素、C1〜C20アルキル、C
    3〜C12シクロアルキル、アリール、C7〜C20アラルキ
    ル又はC7〜C20アルキルアリールを表す]で示される
    第1級又は第2級アルコール、ケトン又はアルデヒド
    と、式III: 【化3】 [式中、R1及びR2は前記したものを表し及び付加的に
    水素を表す]で示される窒素化合物とから、80〜25
    0℃で、1〜400バールで、触媒の存在で製造する方
    法において、多孔性酸化物上に、ルテニウム0.001
    〜25重量%及び鉄、ロジウム、パラジウム、白金、イ
    リジウム、オスミウム、銅、銀、金、クロム、モリブデ
    ン、タングステン、レニウム、亜鉛、カドミウム、鉛、
    マンガン、スズ、リチウム、ナトリウム、カリウム、ル
    ビジウム、セシウム、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマ
    ス、テルル、タリウム又はこれらの混合物からなるグル
    ープから選択される助触媒0〜5重量%からなる触媒を
    使用することを特徴とするアミンの製造方法。
  8. 【請求項8】 反応を130〜230℃で実施する請求
    項7記載のアミンの製造方法。
  9. 【請求項9】 多孔性酸化物上に、ルテニウム0.00
    1〜25重量%及びロジウム、パラジウム、白金、銅、
    銀又はこれらの混合物からなるグループから選択される
    助触媒0〜5重量%からなる触媒の存在で、モノエタノ
    ールアミンをアンモニアと反応させる請求項7記載のア
    ミンの製造方法。
  10. 【請求項10】 多孔性酸化物上に、ルテニウム0.0
    01〜25重量%及び銅0〜5重量%からなる触媒の存
    在で、モノエタノールアミンをアンモニアと反応させる
    請求項7記載のアミンの製造方法。
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