JPS61197039A - N―アルキルアニリンの製造方法およびその製造方法用触媒 - Google Patents

N―アルキルアニリンの製造方法およびその製造方法用触媒

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JPS61197039A JP61014892A JP1489286A JPS61197039A JP S61197039 A JPS61197039 A JP S61197039A JP 61014892 A JP61014892 A JP 61014892A JP 1489286 A JP1489286 A JP 1489286A JP S61197039 A JPS61197039 A JP S61197039A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、式I (式中、R1,R2は各々独立して0−0  フルキル
基、0−0  アルコキシ基または水素であり、R3ハ
C1〜C6アルキル基、03〜c6シクロアルキル基、
C−Cアルコキシ基、C−Cアルコキシ〜011  4
                    l   4
〜C4アルキル基、フェニル基または水素である。
几、はC1〜C6アルキル基、01〜C4アルコキシ基
、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基または水素
であ如、R3とR4とはそれらが結合している炭素原子
で互に連結して、1つまたは2つ(7)C,〜C4アル
キル基で置換されているが、置換されていない、4〜7
員のイソ環状環を形成していてもよく、またはピラン環
またはテトラヒドロピラン環を成形していてもよい。)
で示される、N−アルキルアニリンの製造方法およびこ
の製造方法を実施するための触媒に間物5製造するため
の有用な中間体である。即ち、式(I)のN−アルキル
アニリンは、クロロ酢酸クロライドまたはブロモ酢酸ブ
ロマイドのようなハロ酢酸ハライドと反応させることに
よって殺菌作用を持つ対応のアセトアニリpにすること
ができる。この種のアセトアニリr、その製法およびそ
の用途については例えば米国特許第2,863,752
号、同第3,345,151号、同3.268,584
号、同第3,952,056号およヒ同第3,937,
730号、さらにフランス特許1.339,001号、
ドイツ特許第2,305,495号およびPイッ公告公
報第2,328,340号に記載されている。
アニリンとアルキルハライド、アルキルトシレートまた
はアルキルσ\スフエートと反応させてN−アルキルア
ニリンを製造することは公知である。しかし、この方法
では目的とするN−モノアルキルアニリンの他に、がな
りの量のN。
N−ジアルキルアニリンが生成する。従ってこの製造法
は、選択性が低すぎて、式(I)の化合物の工業生産方
法としては適さない。またこの製造法による廃水は、多
量の塩化水素、トルエンスルホン酸またはリン酸、さら
にはこれらの塩を含むので、環境問題を生じてしまう。
さらにアニリンを触媒の存在下に反応させてN−アルキ
ルアニリンを製造する方法も提案されている。(Kir
k−Othmerによるエンサイクロペディア オブ 
ケミカル テクノロジーの第2巻412〜413頁を参
照のこと)この製造法において使用される触媒は、酸化
アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、リン酸とインドナ
イトの混合物、および塩酸、硫酸のような鉱酸に加えて
、水素移動触媒をも使用している。例えば米国特許第2
,580,284号ではアニリンを銅含有アルミナ触媒
および水素の存在下にメタノールと反応させ、理論量の
96%の収率でN−メチルアニリンを製造している。ま
た、エタノールをラネーニッケルの存在下に反応させ、
N−エチルアニリンを理論量の80〜83%の収率で製
造する方法もある。(ジャーナル オブ オーガニツタ
 ヶミス) IJ−21巻、474頁(1956年発行
)およびジャーナル オブアメリカン ケミカル ソサ
エティー77巻4052〜54 頁c1955年発行)
)を参照)さらにアニリンとメタノールをクロム酸銅お
よび水素の存在下に反応させると、N−メチルアニリン
が単独反応として実質的に定量収率で得られることも公
知である。(特開昭48−49,727およびケミカル
 アブストラクト 79巻136.769w(1973
年発行)、およびドイツ特許明細書第2,061,70
9号を参照のこと。)上記の方法を検討してみると、ベ
ンゼン環のオルト位が置換されていないアニリンを、水
素および水素移動触媒の存在下にアルコールと反応させ
ると、すぐれた収率でN−アルキルアニリンを得ること
ができることがわかる。しかしながら、0−モノまたば
O−ジ置換アニリンをアルコール、特にアルコキシアル
カノールト反応させた場合にはこれらの製造法では、対
応するN−アルキルアニリンを高収率で得ることはでき
ない。
米国特許第4,138,868号では、2,6−ジアル
キルアニリンのアルコールによるモノアルキル化を、少
量の−ξラジウムまたは白金を含有している銅含有触媒
の存在下に200〜350℃で行っている。第1アルコ
ールでアルキル化した場合には、かなシすぐれた収率が
達成できるが、第2アルコールによるアルキル化の場合
は転化率、選択率および収率が低くなってしま0−モノ
またはo、o−ジ置換誘導体を、第1アルコールおよび
第2アルコールと反応させて、対応するN−アルキルア
ニリンを高収率で製造(式中、馬およびR2は上述の通
りである。)で示されるN−アルキルアニリンを、式(
II)(式中、it および几2は上述の通りである。
)! で示されるアニリンと、式(I]0 (式中、R3およびR4は上述の通りである。)で示さ
れるアルコールと大水素および触媒の存在下に反応させ
て製造するためであって、反応を150〜300℃の温
度範囲および0.5−6・々−ルの気圧下で担体として
のシリカゲルおよび0.2〜10%の白金、0.05〜
3%の周期律表第Iaおよび/または第1Ia族の金属
の1種以上の化合物からなる触媒であって、さらにIb
、IVa、IVb、Vb、■bおよび■族の元素の1種
以上の化合物を含有していて、これらの元素の合計に対
する白金の原子比が1〜6である触媒の存在下に実施す
ることを特徴とする製造法を提供するものである。
特に本発明では、式(r)のN−アルキルアニリンのう
ちでもR8がC1〜C3アルキル基または水素であり、
R2が01〜C3アルキル基または01〜C2のアルコ
キシ基であり、R3が01〜C3アルコキシメチル基で
あ’) 、R4がメチル基または水素であるもの、およ
びR3とR4がそれらが結合している炭素で互いに連結
してシクロアルキル、−2−メチルシクロヘキシルまた
は2,6−シメチルシクロヘキシル基を形成しているN
−アルキルアニリンの製造法に関するものである。
また、本発明は、式(r)のN−アルキルアニリンのう
ち、特にR4が01〜C6アルキル基、01〜04アル
コキシ基、フルフリル基、またはテトラヒドロフルフリ
ル基であるN−アルキルアニリンの製造法に関するもの
である。
さらに、本発明は式(1)のN−アルキルアニリンのう
ち、特にR3とR4が炭素原子で連結して、ピラン環ま
たはテトラヒドロピラン環を形成しているN−アルキル
アニリンの製造法に関するものである。
さらに限定すれば、本発明は2−メチル−6−エチル−
N−(lメチル−2−メトキシエチル)アニリンおよび
2,6−ダニチル−N−2−プロポキシエチルアニリン
の製造法に関するものである。
本発明の製造法を実施する際には・、通常175〜22
5℃の温度および1〜4ノ々−ルの圧力範囲で行うのが
好ましい。弐(II)のアニリンの添加の時速は、通常
0.5〜10モル/l触媒、好ましくは1〜5モル/l
触媒がよい。
式(II)のアニリンに対する式(2)のアルコールの
モル比は通常0.1−10 、好ましくは1.1−2.
1である。
水素の添加は、好ましくは、通常0.5〜10モル/使
用される式(II)のアニリンのモル、好ましくは0.
8〜1.2モル/使用される式(II)のアニリンのモ
ルである。
本発明の触媒用の担体として好ましいのは以下の特性を
持つシリカゲルである。
比表面積     300〜700rnt/g気孔容積
     0.25〜1.0 ml/ jj平均気孔半
径     1〜8n拍 嵩密度      0.25〜0.9g/m/含水率 
       1〜5% 鉄、アルミニウムおよびチ 最大750pplOタンの
含有量(合計) シリカゲルとしては、本発明の必要に応じて、市販品か
ら選択すればよい。さらに市販品が鉄、アルミニウムお
よびチタン含量が多すぎる場合、例えば10%の塩酸の
ような希釈酸で洗うことにより、本発明用として適した
担体に変えてもよい。この反応により得られた生成物中
における鉄、アルミニウムおよびチタンの総含有率は7
50ppm以下、好ましくは500ppmにすべきであ
り、金属の各々の一つの含有量は好ましくは200−で
ある。
特に好ましいのは、下記の特性を持つシリカゲルである
比表面積     400〜600 rrl/g気孔容
積     0.35〜0.75ml/ji平均気孔半
径     2〜4r1y?1嵩密度      0.
65〜0.751//rnl含水率      1.5
〜2.5% 鉄、アルミニウムおよび 最大 500PI)mチタン
含有量(合計) 担体として使用されたシリカゲルは、必要に応じて希酸
で洗ってから、500℃の温度で数時間処理するとよい
触媒の製造は、例えばヘキサクロロ白金酸のような適当
な白金化合物と促進剤としての1種以上の、周期律表I
b 、IVa 、IVb 、Vb、■bおよび■族の元
素の水溶性化合物とを、担体によって吸着(含浸)され
るような溶液として、担体用のあらかじめ焼成しである
シリカゲルに作用させることにより行う。はとんどの場
合、溶媒としては水を使用するのが好ましい。
例えばゲルマニウムテトラクロライドのように、水中で
は不安定なものは、例えばメチレンクロライPのような
不活性有機尋媒中に溶解する。このようにして得られた
混合物を真空中で80〜150℃で乾燥させ、さらに周
期律表IaおよびIIa族の元素を含む1種以上の化合
物を第2促進剤として同様に塗布する。好ましい化合物
は、例えば水酸化物とか塩化物である。この2つの促進
剤の塗布は、逆の順序で実施してもかまわない。
このように処理した触媒は再度乾燥させてから、400
℃に数時間保って焼成を行う。このようにして得られた
粗製触媒は、冷却してから、反応器の中に入れ、実験の
開始時に活性化する。
本発明の触媒は新規であり、従って本発明の1つの目的
をも構成するものである。
粗触媒の活性化は、反応器内において、常圧下のガス流
中で140℃で数時間にわたって行われるが、この間ガ
スの組成を窒素から序々に水素に変える。最終的に得ら
れた触媒は、シリカゲル、白金および周期律表Ib、r
Va、IVb、Vb。
■bおよび■族の元素の1種以上、さらには周期律表I
aおよびnaの元素の1種以上からなるものであって、
これを、本発明の製造法において使用する。
式(I)の化合物を製造するための本発明の製造法にお
いて使用される新規触媒のうち、下記の組成のものが好
ましい。
a)0.5〜6%の白金 0、1〜2%の1種以上のリチウム、ナトリウム、カリ
ウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウムまたはバリウムからな
る元素からオビウム、マンガンおよびルテニウムかう選
択された1種以上の化合物であって、これらの元素の合
計に対する白金の比が2.5〜3.5である組成物。
1))0.5〜6%の白金 0.1〜2%のリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビ
ジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウムまたは・ζリウムからなる元素か
ら選択された1種以上の化合物およびレニウム化合物か
らなり、レニウムに対する白金の比が0.5〜1.5で
ある組成物。
新規触媒のうち、下記の組成物が最も好ましい。
一3〜5%の白金、 −0,1〜2%のカルシウム化合物および一スズ(II
)化合物からなシ、スズに対する白金の原子比が2.5
〜3.5である組成物。
長時間使用後に活性を失なった触媒は、これを450〜
600℃で空気流中で数時間再生してから、上記したの
と同様な活性化法によって再活性化し、再利用すること
ができる。
本発明の製造法は、好ましくは固定床反応器中または細
流床装置中で連続的に行うことができる。反応器から流
出した混合物は、純粋なガスのかたちにすることもでき
、ガスおよび液相を形成することもできる。
2つの原料は、反応器中に別々に導入してもよく、また
好ましい配合比で配合した混合物として導入してもよい
。原料は液状で導入するのが好ましく、必要に応じて加
熱してもよい。反応の条件によっては、反応器中に導入
する前に、さらに加熱して揮発させてもよい。
得られた反応混合物はガスクロマトグラフィーによって
分析することができる。混合物の分離は、慣用の分離法
によって行うことができる。
水素および未反応の原料は、工業生産を行う場の0−モ
ノ−および0,0−ジ置換誘導体を、非常にすぐれた収
率でアルキル化することができる。さらに本発明の製造
法によれば、第2アルコールによるアルキル化をも同様
にすぐれた収率で行うことができる。このように、本発
明では式(■)の中間体を経費のかからない容易に入手
することのできるアルコールを使用してすぐれた転化率
およびすぐれた選択率で製造することができる。反応時
間が短かくてすみ、また連続的な製造ができるので式(
I)で示される中間体の工業的生産方法として非常にす
ぐれている。
触媒の活性は、連続使用した場合、約18後低下が認め
られる程度にすぎない。反応を連続的に行う場合、活性
化、反応、再生、再活性化、反応等からなる操作工程を
循環的にくり返せばよい。この反応を工業的規模で実施
する場合、適当に配置された操作工程を備えた2段以上
の平行反応器を使用することによって実施することがで
きる。
アルキル化方法Pまたはアルキルトシレートを使用して
行うアルキル化方法と比較しても、本発明の方法は、経
済的観点からもすぐれている。即ち、上記方法による場
合、塩を含む廃水が生ずるが、本発明の方法では、これ
が生じないのである。
本発明の製造法を、下記の実施例により、さらに詳しく
説明する。
実施例 l この実施例では、2−メチル−6−エチル−N−(r−
メチル−2−メトキシエチル)アニリンの製造。
下記の特性を持つ平均粒子径シリカゲルを用意した。
表面積(BET)   46gm/、!i’気孔容積 
    0.62 rat/’j平均気孔半径   2
.65nm カルシウム含有量   <109F マグネシウム含有量  <1011m 鉄含有量     115111XI カリウム含有量    <20111]mナトリウム含
有量   <50pP アルミニウム   l 55 ppalルミlチタン 
  1801)In このシリカゲルの9.51に、2.5gのへキサクロロ
白金酸・XH20(51ミリモル)と0.38gの塩化
スズ(If)・2l−120(1,7ミリモル)からな
る水溶液の7.5 mlを含浸せしめ、全体的に混合し
てから、真空下に90℃で2時間乾燥させた。
得られた混合物に、さらに0.37 gの塩化カルシウ
ム・2H20(2,5ミリモル)を含有する5 mlの
水溶液を含浸させ混合した。再度真空下に90℃で乾燥
させてから混合物を、350℃で5時間焼成させた。こ
のようにして15m/の触媒を活性化させた。
この粗製触媒の4.6 mlを、小さな反応器中で50
m//分の水素/窒素ガス流を140℃で15時間活性
化し、この間、最初の1時間内に水素含有率を直線状に
Oから100%まで増加させた。次に水素流を3.75
 me 7分(9,2ミIJモル/時間)に調製し、反
応器内の温度を200℃まで上げた。次に13 s、 
2 g (1モル)の2−メチル−6−ニチルアニリン
と180.2g(2モル)の1−メトキシプロパノ−ル
ー2の混合物を3ゴ/時間の速度で反応器に吸い上げ、
蒸発させ、ガス状で触媒層上を、2モルの2−メチル−
6−エチルアニリン/時間/触媒のl(D添加速度に相
当するように通過させた。15時間反応させると、下記
の結果が得られた。
2−メチル−6−エチルアニリンを基準とした全転化率
(OA) : 65.4% 2−メチル−6−エチルアニリンを基準とした選択率(
SA) : 93.7% 水素および抽出物の添加を、somt7分の窒素/空気
の流で置き換え、この間、1.5時間をかけて空気の割
合を直線状に0〜100%まで、温度を190°〜45
0℃まで上昇した。触媒をこれらの条件下に3時間保っ
てから、窒素流中で140℃まで冷却してから、上記し
たのと同様にして、水素で活性化した。
次に、上記の周期を24時間で実施した。第1周期後、
触媒の活性は、第1通路と比較して増大している。数週
間後にやつと、選択性の低下が認められた。
同じ触媒を使用して、以下の実施例を行った。
結果は下記の表に示す通りであった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1およびR_2は、各々独立してC_1〜
    C_6アルキル基、C_1〜C_6アルコキシ基または
    水素であり、 R_3は、C_1〜C_6アルキル基、C_3〜C_6
    シクロアルキル基、C_1〜C_4アルコキシ基、C_
    1〜C_4アルコキシ−C_1〜C_4アルキル基、フ
    ェニルまたは水素であり、 R_4はC_1〜C_6アルキル基、C_1〜C_4ア
    ルコキシ基、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基
    または水素であり、R_3とR_4とがそれらが結合し
    ている炭素でたがいに連結して、1つまたは2つのC_
    1〜C_4アルキル基で置換されているか、または置換
    されていない4〜7員のイソ環状環を形成しているか、
    ピラン環またはテトラヒドロピラン環を形成していても
    よい。) で示されるN−アルキルアニリンを、式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、R_1およびR_2は式( I )におけるのと
    同様である。) で示されるアニリンと、式(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (式中、R_3およびR_4は式( I )におけるのと
    同様である。) で示されるアルコールとを、水素および触媒の存在下反
    応させて製造する際、150〜300℃の温度下、0.
    5〜6バールの気圧下に、担体としてのシリカゲル、0
    .2〜10%の白金、0.05〜3%の周期律表第 I
    aおよび/またはIIa族の金属の化合物からなり、さら
    に周期律表第 I b、IVa、IVb、Vb、VIIbおよびV
    III族の元素の化合物の1種以上を、これらの元素の合
    計に対する白金の原子比が1〜6になるように含有して
    いる触媒の存在下に製造する方法。 2、反応を175〜225℃の範囲で行う特許請求の範
    囲第1項記載の製造方法。 3、反応を1〜4バールの圧力下に行う特許請求の範囲
    第1項記載の製造方法。 4、反応を時速で、0.5〜10モルの式(II)のアニ
    リン/l触媒の添加で行う特許請求の範囲第1項記載の
    製造方法。 5、反応を時速で1〜5モルの式(II)のアニリン/l
    触媒の添加で行う特許請求の範囲第4項記載の製造方法
    。 6、式(III)のアルコールの式(II)のアニリンに対
    するモル比を、0.1〜10にする特許請求の範囲第1
    項記載の製造方法。 7、式(III)のアルコールの式(II)のアニリンに対
    するモル比を1.1〜2.1にする特許請求の範囲第6
    項記載の製造方法。 8、水素の添加を0.5〜10モル/式(II)のアニリ
    ンのモルのモル比で行う特許請求の範囲第1項記載の製
    造方法。 9、水素の添加を0.8〜1.2モル/式(II)のアニ
    リンのモルのモル比で行う特許請求の範囲第8項記載の
    製造方法。 10、触媒が0.5〜6%の白金、0.1〜2%のリチ
    ウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、
    ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
    ムまたはバリウムからなる元素から選択された1種以上
    の化合物、および銅、ゲルマニウム、スズ、鉛、チタン
    、ニオビウム、レニウム、マンガンおよびルテニウムか
    らなる元素から選択された1種以上の化合物からなり、
    白金のこれらの元素の合計に対する原子比が2.5〜3
    .5であるものである特許請求の範囲第1項記載の製造
    方法。 11、触媒が0.5〜6%の白金、0.1〜2%のリチ
    ウム、ナトリウム、カリウム、リビジウム、セシウム、
    ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
    ムまたはバリウムからなる元素から選択された1種以上
    の化合物およびレニウム化合物からなり、白金のレニウ
    ムに対する原子比が0.5〜1.5である特許請求の範
    囲第1項記載の製造方法。 12、R_1がC_1〜C_3アルキル基または水素で
    あり、R_2がC_1〜C_3アルキル基またはC_1
    〜C_2アルコキシ基であり、R_3がC_1〜C_3
    アルコキシメチル基であり、R_4がメチル基または水
    素であり、R_3とR_4がそれらが結合している炭素
    原子で互に連結して、シクロヘキシル、2−メチルシク
    ロヘキシルまたは2,6−ジメチルシクロヘキシル基を
    形成している特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 13、R_4がC_1〜C_6アルキル基、C_1〜C
    _4アルコキシ基、フルフリル基またはテトラヒドロフ
    ルフリル基である特許請求の範囲第1項記載の製造方法
    。 14、R_3とR_4が、それらが結合している炭素と
    互に連結して、ピラン環またはテトラヒドロピラン環を
    形成している特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 15、2−メチル−6−エチルアニリンと、1−メトキ
    シプロパノール−2とを、1:1〜2:1のモル比で、
    2−メチル−6−エチルアニリンのモル当り1モルの水
    素を加え、3〜5%の白金、0.1〜2%のカルシウム
    化合物および、白金/スズの原子比が2.5〜3.5の
    スズ(II)化合物からなる触媒の存在下に、200℃で
    常圧下に反応させて、2−メチル−6−エチル−N−(
    1−メチル−2−メトキシエチル)アニリンを製造する
    特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 16、2,6−ジエチルアニリンと2−プロポキシエタ
    ノールを1:1〜2:1のモル比で、2,6−ジエチル
    アニリンのモル当り1モルの水素を添加して、3〜5%
    の白金、0.1〜2%のカルシウム化合物および白金/
    スズの原子比が2.5〜3.5となる量のスズ(II)化
    合物からなる触媒の存在下に、190℃で、常圧下に反
    応させて、2,6−ジエチル−N−2−プロポキシエチ
    ルアニリンを製造する特許請求の範囲第1項記載の製造
    方法。 17、シリカゲルが、300〜700m^2/gの比表
    面積、0.25〜1.0ml/gの気孔容積、1〜8n
    mの平均気孔半径、0.25〜0.9g/mlの嵩密度
    、1〜5%の含水率を持ち、鉄、アルミニウムおよびチ
    タンの全含有率が750ppm以下である特許請求の範
    囲第1項記載のN−アルキルアニリンの製造用触媒。 18、シリカゲルが、400〜600m^2/gの比表
    面積、0.35〜0.75ml/gの気孔容積、2〜4
    nmの平均気孔半径、0.65〜0.75g/mlの嵩
    密度および1.5〜2.5%の含水率を持つものであり
    、鉄、アルミニウムおよびチタンの全含有率が500p
    pmである特許請求の範囲第17項記載の触媒。 19、担体としてのシリカゲル、0.2〜10%の白金
    、0.05〜3%の周期律表第 I aおよび/または第
    IIa族の金属の化合物、および周期律表第 I b、IVa
    、IVb、Vb、VIIbおよびVIII族の元素の1種以上の
    化合物からなり、これらの元素の合計に対する白金の原
    子比が1〜6であるものからなる特許請求の範囲第1項
    記載のN−アルキルアニリンの製造用触媒。 20、0.5〜6%の白金、0.1〜2%のリチウム、
    ナトリウム、カリウム、リビジウム、セシウム、ベリリ
    ウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムまた
    はバリウムからなる元素から選択された1種以上の化合
    物、および銅、ゲルマニウム、スズ、鉛、チタン、ニオ
    ビウム、マンガンおよびルテニウムからなる元素から選
    択された1種以上の化合物からなり、これらの元素の合
    計に対する白金の原子比が2.5〜3.5である特許請
    求の範囲第19項記載の触媒。 21、0.5〜6%の白金、0.1〜2%のリチウム、
    ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリ
    ウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムまた
    はバリウムからなる元素から選択された1種以上の化合
    物およびレニウム化合物からなり、白金のレニウムの原
    子比が0.5〜1.5である特許請求の範囲第19項記
    載の触媒。 22、3〜5%の白金、0.1〜2%のカルシウム化合
    物および白金/スズの原子比が2.5〜3.5のスズ(
    II)化合物からなる特許請求の範囲第19項記載の触媒
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