JPH11310553A - 4―アミノジフェニルアミンの製造方法 - Google Patents

4―アミノジフェニルアミンの製造方法

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JPH11310553A
JPH11310553A JP11060190A JP6019099A JPH11310553A JP H11310553 A JPH11310553 A JP H11310553A JP 11060190 A JP11060190 A JP 11060190A JP 6019099 A JP6019099 A JP 6019099A JP H11310553 A JPH11310553 A JP H11310553A
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fluoride
nitrosobenzene
fluorides
aminodiphenylamine
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JP11060190A
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Pieter Dipl Chem Dr Ooms
ピーター・オームス
Henry Dr Giera
ヘンリー・ギエラ
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/30Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
    • C07C209/38Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitroso groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C209/30Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 4−アミノジフェニルアミンの製造方法。 【解決手段】 ニトロソベンゼンまたはニトロソベンゼ
ンとニトロベンゼンの混合物を、フッ化物及び不均一系
触媒の存在下、不活性非プロトン性溶媒中、0から20
0℃の温度及び0.1から150バールの圧力下水素に
より水素化することにより、4−アミノジフェニルアミ
ンが製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素化触媒及びフ
ッ化物の存在化でニトロソベンゼンを水素で水素化する
ことにより、4−アミノジフェニルアミン(4−ADP
A)を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】4−ADPAは、ゴム及びポリマー工業
で抗酸化剤及び安定剤の重要な中間体である(Kirk
−Othmer,Encyclopedia of Ch
emical Technology,4th Edi
tion,1992,Vol.3,p 424−447
及びp 448−456;Ullmann,Encyc
lopedia of Industrial Che
mistry,5thEdition,Vol.A3,
1985,p91−111)。
【0003】4−アミノジフェニルアミンは、種々の方
法で製造される。4−ADPAへの一つの経路は、酸受
容体または中和剤の存在下及び場合によっては触媒の存
在下、アニリンまたはアニリン誘導体とp−ニトロクロ
ロベンゼンとの2段階反応(中間体:4−ニトロジフェ
ニルアミン)である。この方法による合成法は、例えば
DE−A 35 01 698、DE−A 18 56
63、US 4 670 595、US 4 187
249、US 468 333及びUS 4187
248に記載されている。このような製造方法の欠点
は、ここで生成する塩をかなりのコストをかけて処理し
なければならないことである。その結果、アニリンまた
は対応するアニリン誘導体は、テトラアルキルアンモニ
ウムヒドロキサイドの存在下、及び制御された量のプロ
トン性物質の存在下でニトロベンゼンと反応させられて
きた。この場合、4−ADPAは、満足すべき量で得ら
れる(WO95/00 324及びWO93 24 4
50を参照)。US 5420 354によれば、4−
ADPAは、水素化触媒、水素化抑制剤及び酸共触媒の
存在下、アニリン、ニトロベンゼン及び水素を反応させ
ることにより得られるが、やや不満足な収率である。U
S 5 574 187には、酸の存在下、アニリンを
ニトロソベンゼンまたはフェニルヒドロキシルアミンと
反応させることにより4−ADPAを得る方法が記載さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの製造方法は、
上流で、別々な製造段階で製造しなければならない2つ
の異なる出発物質が使用され、やや不経済であるという
欠点を有する。
【0005】不均一触媒によりニトロソベンゼンを水素
化すると、主にアニリンとヒドラゾベンゼンが生成する
ことも公知である。4−ADPAは、生成物として記載
されていない(Chem.Ind.1994,Cata
lysis of Organic Reaction
s,p 137−149)。
【0006】驚くべきことには、ここで、フッ化物及び
不均一系触媒の存在化下、ニトロソベンゼンを水素化す
ることにより、4−アミノジフェニルアミン(4−AD
PA)が工業的に有用な収率で得られることが見出され
た。
【0007】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、ニト
ロソベンゼンまたはニトロソベンゼンとニトロベンゼン
の混合物をフッ化物及び不均一系触媒の存在下、及び不
活性非プロトン性溶媒の存在下、0から200℃の温度
及び0.1から150バールの圧力で水素で水素化する
ことを特徴とする4−アミノジフェニルアミンの製造方
法を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明による製造方法に好適なフ
ッ化物は、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土金属フッ
化物及び元素の周期律表(IUPAC新表)の58から
71の元素の対応するフッ化物等の無機フッ化物であ
る。例には、ナトリウム、カリウム、リチウム、セシウ
ム、ルビジウム、マグネシウム、カルシウム、バリウ
ム、ランタン及び/またはセリウムのフッ化物、特にリ
チウム、ナトリウム、カリウム、セシウムのフッ化物、
更に特に好ましくはフッ化カリウム、フッ化セシウム、
フッ化ナトリウムが含まれる。
【0009】例えば、4級アルキルアンモニウムフルオ
ライド(Rがそれぞれ独立に1から8個の炭素原子を有
するアルキル、アリールまたはアラルキルのNR
4 +-)等の有機塩基も好適である。例には、テトラメ
チルアンモニウムフルオライド、テトラエチルアンモニ
ウムフルオライド、テトラプロピルアンモニウムフルオ
ライド、テトラブチルアンモニウムフルオライド、テト
ラペンチルアンモニウムフルオライド、テトラヘキシル
アンモニウムフルオライド、テトラヘプチルアンモニウ
ムフルオライド、テトラオクチルアンモニウムフルオラ
イド、メチルトリブチルアンモニウムフルオライド、メ
チルトリプロピルアンモニウムフルオライド、メチルト
リエチルアンモニウムフルオライド、トリメチルベンジ
ルアンモニウムフルオライドがある。テトラメチルアン
モニウムフルオライド、テトラエチルアンモニウムフル
オライド、テトラプロピルアンモニウムフルオライド及
びテトラブチルアンモニウムフルオライドが特に好まし
い。テトラメチルアンモニウムフルオライド、テトラエ
チルアンモニウムフルオライド及びテトラブチルアンモ
ニウムフルオライドの使用が更に特に好ましい。
【0010】上記のフッ化物の混合物も又、いずれも使
用される。
【0011】このようなフッ化物及び例えば、酸化物、
水酸化物、臭化物または塩化物等の中間体からのこのよ
うな化合物の製造方法は、Kirk−Othmer,E
ncyclopedia of Chemical T
echnology,Edition,Vol.9,p
527ff,New York 1966,Houb
en−Weyl、Methoden der Orga
nischen Chemie,Vol.E,16a.
Part2,p1015ff,Stuttgart 1
990及びChemical Reviews 80
(1980),p429ffに記載されている。
【0012】相間移動触媒と組み合わせて無機フッ化物
を使用することも可能である。好ましい相間移動触媒
は、例えばW.E.Keller,Fluka−Kom
pendium,Vol.1,2,3,Georg T
hieme Verlag,Stuttgart 19
86,1987,1992に記載されている。例えば、
上記のフッ化物は、18−クラウン−6等のクラウンエ
ーテルまたは4級アンモニウム化合物と共に使用するこ
とができる。
【0013】本発明により使用されるフッ化物は、1モ
ルのフッ化物基準で、6モル迄の水、好ましくは5モル
迄の水、特に好ましくは4モル迄の水の含水量を有す
る。
【0014】本発明によるフッ化物は、非プロトン性溶
媒またはニトロソベンゼンと一種以上の非プロトン性溶
媒の混合物中の溶融物または溶液として、固体の形で反
応混合物に添加される。
【0015】フッ化物は、ニトロソベンゼン1モル当た
り、0.01から3、好ましくは0.1から2、特に0
3から1.5当量の量で使用される。
【0016】本発明により、上記のフッ化物は、純粋な
形で使用されたり、あるいは例えば、Al23、SiO
2またはポリマー樹脂等の支持体上に堆積される。
【0017】好適な不活性な非プロトン性溶媒は、6か
ら20個の炭素原子を有する芳香族炭化水素、5個迄の
酸素原子及び2から16個の炭素原子を有する直鎖状ま
たは環状エーテル、6から20個の炭素原子を有する芳
香族ハロゲン化炭化水素及び1から10炭素原子を有す
るアミドである。勿論、上記の溶媒は、混合物でも使用
される。好適な溶媒には、特に、ベンゼン、トルエン、
キシレン、t−ブチルメチルエーテル、t−アミルメチ
ルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、グリコールジメチルエーテ
ル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジアミルエーテ
ル、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリ
ドンがある。トルエン、キシレン、グリコールジメチル
エーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、t−ブチ
ルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、特に、t−ブチルメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、
グリコールジメチルエーテル、ジオキサン、テトラヒド
ロフラン及びトルエンが好ましく使用される。本発明の
製造方法には、溶媒の量は臨界的でなく、特に反応温度
及び使用されるフッ化物と触媒のタイプと量に依存す
る。溶媒は、通常、反応混合物の全量基準で、1から9
9重量%、好ましくは5から95重量%、特に好ましく
は15から90重量%の量で使用される。
【0018】本発明による製造方法に好適な不均一系触
媒は、実用上、水素化反応について公知のすべての不均
一系触媒である。本発明による触媒には、触媒の全重量
基準で、0.01から50重量%、好ましくは0.1か
ら10重量%の金属含量を有する好適な支持体上の元素
の周期律表(IUPAC新表)の8−10族の金属また
は銅及びまたはクロムが含まれる。本発明のよれば、一
種以上の上記の金属を含有する触媒を使用することが可
能である。数個の元素が存在する場合には、前記された
重量割合は、個々の割合の合計に対し適用される。好ま
しい金属は、特に、白金、パラジウム、ロジウム及びル
テニウムであり、白金、パラジウム、ロジウムが特に好
ましい。他の好ましい触媒は、ラネーニッケル及び担持
されたニッケル触媒である。
【0019】本発明によれば、また、上記の金属または
これらの化合物は、固体として純粋な形でも使用され
る。純粋な形での金属の例には、パラジウム黒及び白金
黒がある。
【0020】本発明による触媒は、当業者に公知の種々
の方法で製造される。例えば、一種以上の上記した金属
化合物の溶液は、例えば、浸透、吸着、浸漬、スプレ
ー、含浸及びイオン交換により、本発明により使用され
る触媒支持体に堆積される。更なる元素を公知の方法で
触媒に添加することもできる。塩基により沈殿させるこ
とによって、支持体に一種以上の上記した金属を固定す
ることも可能である。好ましい塩基には、例えば、アル
カリ(アルカリ土類)金属水酸化物がある。一種以上の
金属は、いかなる順序であれ逐次的及び同時に支持体上
に堆積される。本発明の特別な実施態様は、金属ハライ
ドまたは金属ハライド錯体化合物を適当な塩基で沈殿さ
せ、金属化合物を金属に還元することにより、金属を堆
積させることに存する。一つの実施態様として、支持体
をゾル−ゲル法により製造する場合には、当業者に公知
の方法で一種以上の上記の金属の溶液をゾルに添加する
ことができる。
【0021】本発明により触媒支持体として使用される
好適な物質は、カーボン、元素酸化物、元素炭化物また
は元素塩に基づく、種々の使用の形での工業的に慣用さ
れるすべての触媒支持体である。カーボン含有支持体の
例は、コーク、グラファイト、カーボンブラックまたは
活性炭である。元素酸化物の触媒支持体の例は、SiO
2(天然または合成シリカ、石英)、Al23(α−,
γ−Al23)、アルミナ、天然及び合成アルミノシリ
ケート(ゼオライト)、ベントナイト及びモンモリロナ
イト等の層状珪酸塩、TiO2(ルチル,アナター
ゼ)、ZrO2、MgOまたはZnOである。元素炭化物及び塩の
例は、SiC、AlPO4、BaSO4、CaCO3であ
る。原則として、合成材料及び例えば、軽石、カオリ
ン、漂白土類(bleaching earth)、ボ
ーキサイト、ベントナイト、珪藻土、アスベストまたは
ゼオライト等の天然原料の支持体が使用される。
【0022】本発明により使用される更なる好適な触媒
用支持体は、当業者には公知のように、機械混合操作、
塩の共沈または塩及び/またはアルコキサイドの共ゲル
により製造される、周期律表の2から16族の元素及び
希土類金属(原子番号58から71)、好ましくは、A
l、Si、Ti、Zr、Zn、Mg、Ca、Zn、Nb
及びCeの元素の混合酸化物及び水和酸化物である。
【0023】混合酸化物の例は、マグネシウムアルミニ
ウム酸化物(hydrotalcite)である。
【0024】支持体は、化学的に均一で、純粋な物質及
び混合物の双方の意味のなかで使用される。本発明によ
り使用される好適な触媒は、塊状及び粉末の形の物質で
ある。支持された触媒を固定床として調整する場合に
は、支持体は、好ましくは、例えば、球、円筒、ロッ
ド、中空円筒、環などの成形品として使用される。場合
によっては、触媒用支持体は、必要に応じてSiO2
たはAl23等の更なる触媒用支持体またはバインダー
を添加して、押し出し、タブレット化、及びか焼するこ
とにより、更に変成される。支持体の内部表面積(BE
T表面積)は、1から2,000m2/g、好ましくは
10から1,600m2/g、特に好ましくは20から
1,500m2/gである。本発明により使用される触
媒支持体の製造及び更なる加工は、多分、当業者に公知
であり、技術の状態を示す。
【0025】活性炭及びSi−、Al−、Mg−、Zr
−及びTi−含有物質は、支持体原料として好ましく使
用され、活性炭及びシリコン、マグネシウム及びアルミ
ニウム含有物質が特に好ましい。
【0026】本発明による触媒は、バッチプロセスの変
形において、使用されるニトロソベンゼン基準で0.0
1から20重量%、好ましくは0.01から10重量%
の量が使用される。例えば、粉末の形の触媒を用いた攪
拌反応器中、または固定床触媒上の流下相(trikl
e phase)中で反応を連続的に行う場合には、触
媒1g及び1時間当たり0.01から500gのニトロ
ソベンゼン送入量が使用される。触媒1g及び1時間当
たり0.02から300gの送入量が好ましい。
【0027】ニトロソベンゼンまたは例えば、ニトロベ
ンゼンからニトロソベンゼンを製造する間に得られる種
類のニトロソベンゼン/ニトロベンゼン混合物が本発明
による製造方法で使用される。ニトロソベンゼン含量
は、例えば、0.5から99重量%、好ましくは0.5
から98重量%、特に好ましくは1から97重量%であ
る。
【0028】本発明による製造方法における反応温度
は、好ましくは0から200℃、特に25から150
℃、圧力(水素圧)は、0.1から150バール、特に
0.5から70バール、更に特に1から50バールであ
る。
【0029】反応を一定温度と一定水素圧で行うことは
可能である。しかしながら、水素圧及び温度も反応の過
程の間で変更することができ、異なる反応器では、圧
力、温度を異ならせることができる。バッチ操作では、
ニトロソベンゼン、触媒、溶媒及びフッ化物の反応器へ
の供給は、いかなる順序であってもよい。水素供給は、
ある量を導入した後、停止され、場合によって後の段階
で復活される。
【0030】連続プロセスの変形は、例えば、粉末(ス
ラリー)の形の懸濁触媒による液相での水素化、固定床
触媒上の流下相での水素化、または泡鐘塔(bubbl
ecolumn)中での懸濁触媒による水素化である。
反応は、固、液及び気相で接触させるための、当業者に
公知の装置の中で行われる。特に、攪拌反応器、ポンプ
循環の反応器、バス反応器、併流または向流で運転され
る泡鐘塔、または流下相反応器または上記反応器のカス
ケードは、この文脈において好適であり、種々の形式の
反応器もカスケードに同時に存在してもよい。
【0031】触媒を液相で粉末として使用する場合、使
用する攪拌容器は、反応成分を混合するために、適当な
攪拌器が備えられる。ブレード攪拌器、多段インパルス
向流攪拌器、プロペラー、アンカー攪拌器またはガス吸
込攪拌器が使用される。
【0032】本発明による製造方法の間に得られる物質
は、ニトロソベンゼンを水素化しアニリンを製造すると
きの中間体であり、同様に、多くの工業最終製品の合成
の貴重な出発品であるアニリンに残渣なしで転換され
る。
【0033】
【実施例】次の例は、種々の温度で、種々の触媒、フッ
化物及び溶媒を使用した反応の実施可能性を例示する。
反応生成物は、内部標準n−トリデカンを用いたガスク
ロマトグラフィー(Durabond DB−5−M
S;30m×0.25mm内径)と定量HPLCで分析
した。記載したすべての試験においてニトロソベンゼン
への転化率は、完全であった。仕上げ及び試料調製は、
窒素下で行った。
【0034】使用したフッ化物と触媒は、市販品または
下記に記載する方法で調製された。白金/活性炭触媒の
製造475gの活性炭(Norit−B−Supra,
Norit)のスラリーを2,600mlの脱イオン水
中で調製し、混合物を50℃に加熱し、400mlの脱
イオン水中の87.5gのギ酸ナトリウム溶液を添加し
た。30分の時間をかけて、100gのH2PtCl4
液(25重量%のPt)と400mlの脱イオン水の混
合物を滴下して加え、攪拌を50℃で1時間継続した。
次に、触媒を吸引で除去し、洗浄、真空下60℃で乾燥
した。
【0035】実施例1から12(常圧下での水素化) 実施例1 65mlのジエチレングリコールジメチルエーテル、1
7.4g(0.055モル)の(H944NF・3H2
O(Fluka品)及び0.5gの粉末の形の5%Pd
/C触媒3230(Engelhard品)を窒素掃気
した、ガス注入攪拌器付きの250mlの平底容器に入
れ、80℃に加熱した。この温度に到達した後、常圧で
窒素を25l/時の水素流で置換し、10mlのジエチ
レングリコールジメチルエーテル中の5.89g(0.
055モル)のニトロソベンゼンを同時に添加した。1
時間後、サンプルを取り、濾過し、酢酸で中和して、定
量ガスクロマトグラフィーで分析した。ニトロソベンゼ
ンへの転化率は、完結全であった。4−ADPAの収率
は、11.7%であった(パーセンテージはニトロソベ
ンゼン基準でモル%である)。
【0036】実施例2 溶媒としての75mlのモノグリム中の0.5gの粉末
の形の5%Pt/C触媒を用い、40℃で実施例1を繰
り返した。18時間の反応時間の後、4−ADPAの収
率は、15.1%であった。
【0037】実施例3 同一の触媒と75mlのテトラヒドロフラン中の(H9
44NF(Aldrich品)を用い、40℃で実施
例1を繰り返した。18時間の反応時間の後、4−AD
PAの収率は、15.6%であった。
【0038】実施例4 溶媒としての75mlのトルエン中の同一の触媒を用
い、より80℃で実施例1を繰り返した。1時間の反応
時間の後、4−ADPAの収率は、13.1%であっ
た。
【0039】実施例5 同一の触媒を用い、40℃で実施例1を繰り返した。9
0分の反応時間の後、4−ADPAの収率は、12.1
%であった。
【0040】実施例6 8.0gの40%KF/Al23(Aldrich品)
を用い、80℃で実施例1を繰り返した。2時間の反応
時間の後、4−ADPAの収率は、1.7%であった。
【0041】実施例7 8.4g(0.055モル)のCsF(Aldrich
品)を用い、80℃で実施例1を繰り返した。14時間
の反応時間の後、4−ADPAの収率は、1%であっ
た。
【0042】実施例8 9.1g(0.055モル)の(H3C)4NF・4H2
O(Fluka品)を用い、80℃で実施例1を繰り返
した。30分の反応時間の後、4−ADPAの収率は、
1%であった。
【0043】実施例9 10.2g(0.055モル)の(H524NF・2
2O(Fluka品)を用い、80℃で実施例1を繰
り返した。2時間の反応時間の後、4−ADPAの収率
は、9.3%であった。
【0044】実施例10 10.3g(0.055モル)のH56CH2(H3C)
3NF・H2O(Fluka品)を用い、80℃で実施例
1を繰り返した。6時間の反応時間の後、4−ADPA
の収率は、4.6%であった。
【0045】実施例11 7gのAmberlyst26(F形)、ポリマー支持
体上のフッ化物(Aldrich品)を用い、80℃で
実施例1を繰り返した。90分の反応時間の後、4−A
DPAの収率は、1.4%であった。
【0046】実施例12 2.36g(0.022モル)のニトロソベンゼンと
2.71g(0.022モル)のニトロベンゼンの混合
物について80℃で実施例1を繰り返した。30分の反
応時間の後、4−ADPAの収率は、4.7%であっ
た。
【0047】本発明の特徴及び態様は以下の通りであ
る。
【0048】1.ニトロソベンゼンまたはニトロソベン
ゼンとニトロベンゼンの混合物を、フッ化物及び不均一
系触媒の存在下及び不活性非プロトン性溶媒の存在下
で、0から200℃の温度及び0.1から150バール
の圧力で水素により水素化することを特徴とする4−ア
ミノジフェニルアミンの製造方法。
【0049】2.25から150℃の温度及び0.5か
ら70バールの圧力で水素化を行なうことを特徴とする
上記1記載の製造方法。
【0050】3.使用されるフッ化物が、場合によって
支持体上に堆積された、アルカリ金属フッ化物、アルカ
リ土金属フッ化物及び元素の周期律表(IUPAC新
表)の58から71の元素の対応するフッ化物及び第4
級アルキルアンモニウムフルオライドであることを特徴
とする上記1記載の製造方法。
【0051】4.フッ化物がニトロソベンゼン1モル当
たり、0.01から3当量の量で使用されることを特徴
とする上記1記載の製造方法。
【0052】5.使用される非プロトン性溶媒が6から
20個の炭素原子を有する芳香族炭化水素、5個迄の酸
素原子及び2から16個の炭素原子を有する直鎖状また
は環状エーテル、6から20個の炭素原子を有する芳香
族ハロゲン化炭化水素及び1から10個の炭素原子を有
するアミドであることを特徴とする上記1記載の製造方
法。
【0053】6. 不活性な非プロトン性溶媒が反応混
合物の全量基準で、1から99重量%の量で使用される
ことを特徴とする上記1記載の製造方法。
【0054】7.使用される不均一系触媒が、場合によ
って触媒支持体上に堆積された、元素の周期律表(IU
PAC新表)の8−10族の金属または銅及び/または
クロムであることを特徴とする上記1記載の製造方法。
【0055】8.触媒が、バッチ操作では、使用される
ニトロソベンゼン基準で0.01から20重量%の量で
使用され、連続操作では、触媒1g及び1時間当たり
0.01から500gのニトロソベンゼンの送入量で使
用されることを特徴とする上記1記載の製造方法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニトロソベンゼンまたはニトロソベンゼ
    ンとニトロベンゼンの混合物を、フッ化物及び不均一系
    触媒の存在下及び不活性非プロトン性溶媒の存在下で、
    0から200℃の温度及び0.1から150バールの圧
    力で水素により水素化することを特徴とする4−アミノ
    ジフェニルアミンの製造方法。
JP11060190A 1998-03-13 1999-03-08 4―アミノジフェニルアミンの製造方法 Pending JPH11310553A (ja)

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