DE2441651A1 - Verfahren zum razemisieren von optisch aktiven aminen - Google Patents

Verfahren zum razemisieren von optisch aktiven aminen

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED
Osaka, Japan
"Verfahren zum Razemisieren von optisch aktiven Aminen"
Priorität: 31. August 1973, Japan, Nr. 98 575/73 1. September 1973, Japan, Nr. 98 558/73
Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Die optisch aktiven Amine der allgemeinen Formel I sind wertvolle organische Zwischenprodukte für Arzneistoffe und landwirtschaftliche Chemikalien. Im allgemeinen werden die optisch aktiven Verbindungen der allgemeinen Formel I in Form von razemischen Gemischen hergestellt, die sodann in'ihre optischen. Antipoden gespalten v/erden. Nach der Abtrennung des wertvollen optischen Antipoden wird der unerwünschte Antipode wieder razemisiert und das Razemat erneut in die optischen Antipoden gespalten. Somit dient die Razemisierung zur Herstellung der optisch aktiven Verbindungen.
509810/1199
Der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysator aus einem Alkalimetall und einem polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoff ist überraschenderweise sehr wirksam bei der Razemisierung und ermöglicht die Herstellung der Razemate aus den optisch aktiven Verbindungen in quantitativer Ausbeute.
In den verfahrensgemäß eingesetzten optisch aktiven Aminen der allgemeinen Formel I bedeutet R^ vorzugsweise einen Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, sek.-Butyl-, tert.-Butyl-, Cyclohexyl- und Cyclohexylmethylgruppe, Aralkylreste mit höchstens 18 Kohlenstoffatomen, wie die Benzyl-, Phenäthyl-, Naphthy!methyl- und Naphthy 1-äthylgruppe, oder Arylreste mit höchstens 18 Kohlenstoffatomen, wie die Phenyl- und Naphthylgruppe. R2 ist. vorzugsweise ein Arylrest mit höchstens 18 Kohlenstoffatomen, wie die Phenyl- oder Naphthylgruppe, oder ein AlkoxycarbonyIrest mit höchstens 9 Kohlenstoffatomen, wie die Methoxycarbonyl-, Äthoxycarbonyl-, Propoxycarbonyl-, Isopropoxycarbonyl-, Butoxycarbonyl-, sek.-Butoxycarbonyl-, tert.-Butoxycarbonyl- und Cyclohexyloxycarbonylgruppe. Die Aryl- und Aralkylreste können durch mindestens einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen am aromatischen Ring substituiert sein. Spezielle Beispiele für verfahrensgemäß eingesetzte optisch aktive Amine der allgemeinen Formel I sind ei ,ß-Diphenyläthylamin, x-Phenyl-ß-(o-tolyl)-äthylamin, o<--Phenylß-(m-tolyl)-äthylamin, «._Phenyl-ß-(p-tolyl)-äthylamin, ß-PhenyΙοί -(o-tolyl)-äthylamin, ß-Phenyl-«--(m-tolyl)-äthylamin, ß-Phenyl-oc-(p-tolyl)-äthylamin, «.-Methylbenzylamin, «--Äthylbenzylamin, ot-(i-Naphthyl)-äthylamin, °t_(2-Naphthyl)-äthylamin, AIa-
509 810/1199 _j
* 2AA1651
ninmethylester, Alaninbutylester, Norvalinpropylester, Leucinäthylester, ß-Cyclohexylalaninmethylester, ß-Phenylalaninmethylester, ß-Phenylalaninpropylester und ß-3,4-Dimethoxyphenylalaninäthylester.
Das optisch aktive Amin der allgemeinen Formel.I kann die d-Form und/oder 1-Form in jedem Mengenverhältnis enthalten.
Der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Katalysator "besteht aus einem Alkalimetall, wie Lithium, Natrium oder Kalium, und einer polycyclischen aromatischen Verbindung, wie Naphthalin, einem Alkylnaphthalin, Anthracen, Phenanthren oder Tetraphenyläthylen. Spezielle Beispiele für die Katalysatoren sind Naphthalin-Lithium, Naphthalin-Natrium, Naphthalin-Kalium, Anthracen-Lithium, Anthracen-Natriuin, und Anthracen-Kalium. Aus technischen Gründen sind Naphthalin-Natrium und Naphthalin-Kalium "bevorzugt. Bekanntlich bilden die Alkalimetalle mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen lösliche, gefärbte Komplexe in Gegenwart eines Äthers, wie Dimethylather, Diäthyläther, Athylenglykoldimethylather oder Tetrahydrofuran; vgl. J.Am.Chem.Soc., Bd. 58 (1936), S. 2442. Derartige Komplexe können im erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls als Katalysatoren verwendet werden.
Die Razemisierung kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Das optisch aktive Amin der allgemeinen Formel I kann entweder allein oder zusammen mit dem Katalysator in ein Reaktionagcfäß eingespeist werden, in welchem, die Razemi-
509810/1199 _,
sierung durchgeführt wird. Gegebenenfalls können die Komponenten aufeinanderfolgend oder in Zeitabständen entsprechend dem Verlauf der Razemisierungsreaktion zugeführt werden.
Das Mengenverhältnis von Katalysator zu optisch aktivem Amin der allgemeinen Formel I muß nicht genau eingehalten werden. Der Katalysator kann in solchen Mengen verwendet werden, daß innerhalb
einer vernünftigen Reaktionszeit das razemische Gemisch in brauchbarer Ausbeute erhalten wird. Gewöhnlich wird der Katalysator in einer Menge von 0,001 bis 0,2 Mol, vorzugsweise von 0,05 bis 0,1 Mol pro Mol des optisch aktiven Amins der allgemeinen Formel I eingesetzt. Die Razemisierung kann bei Temperaturen von -10 bis +1500C, vorzugsweise von -10 bis 1000C,durchgeführt werden. Bei Reaktionstemperaturen unterhalb -100C ist die Razemisierungsgeschwindigkeit zu langsam, bei Temperaturen oberhalb 1500C ist zwar die Razemisierungsgeschwindigkeit größer, jedoch können Zersetzungsreaktionen und bzw. oder andere unerwünschte Nebenreaktionen ablaufen.
Das erfindungsgemäße Verfahren verläuft in quantitativer Ausbeute auch in Abwesenheit eines Lösungsmittels. Gegebenenfalls kann die Razemisierung in einem Lösungsmittel durchgeführt werden, das unter den Reaktionsbedingungen inert ist. Zur Vermeidung von Nebenreaktionen kann das erfindungsgemäße Verfahren auch unter einem Inertgas als Schutzgas durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das optisch aktive Amin der allgemeinen Formel I vor dem Zusammenbringen mit dem Katalysator entwässert.
509810/ 1199 _,
Die Reaktionszeit hängt von der Menge des. Katalysators und der Reaktionstemperatur ab. Bei Verwendung größerer Mengen an Katalysator und höheren Reaktionstemperaturen ist die Reaktionszeit verkürzt. Der Verlauf der Razemisierung kann beispielsweise durch Bestimmung des optischen Drehwerts "bei einer bestimmten Konzentration oder durch gaschromatographische Analyse verfolgt werden. Nach beendeter Razemisierung wird das Produkt nach übli-> chen Methoden isoliert. Beispielsweise kann das Reaktionsgemisch nach dem Abtrennen des Katalysators durch Destillation oder Chromatographie gereinigt werden. Die Reinigung kann auch durch SaIzbildung mit einer Säure erfolgen. Da die Razemisierung·quantitativ verläuft, fällt das Reaktionsprodukt in hoher Reinheit an, selbst wenn kein Reinigungsverfahren angewendet wird. .
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die optisch aktiven Amine der allgemeinen Formel I quantitativ unter Verwendung geringer Mengen des Katalysators und unter milden Bedingungen razemisieren. Dementsprechend eignet sich das Verfahren vorzüglich zur technischen Herstellung.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel, 1 In ein 100 ml fassendes Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff als Schutzgas 50 g (-)-o6-Phenyl-ß-(p-tolyl)-äthylamin vom opti-
25
sehen Drehwert oc ^ -12,5° vorgelegt. Sodann'werden 2,5 g Naphthalin-Natrium (Gewichtsverhältnis von Natrium zu Naphthalin 15,2 : 64,8, d.h. das Molverhältnis beträgt 1 : 1) eingetragen. L ' 509810/1199 _,
BAD ORJGINAL
Das erhaltene Gemisch wird bei 25°C gerührt. Der optische Drehwert des Reaktionsgemisches wird in Zeitabständen bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Tabelle I
Reaktionszeit, St'd. -12,5°
0 - 9,3°
- 4,2°'
1 - 1,8°
2 - 0,8°
3 - 0,3°
4
Nach beendeter Umsetzung wird das Reaktionsgemisch mit einer geringen Menge Methanol versetzt, um den Katalysator zu desaktivieren. Sodann wird das Reaktionsgemisch mit Salzsäure versetzt und zur Abtrennung des Naphthalins extrahiert. Die salzsaure wäßrige Lösung wird mit.20prozentiger Natronlauge alkalisch gemacht und das in Freiheit gesetzte Amin mit Toluol extrahiert. Der Toluolextrakt wird eingedampft und unter vermindertem Druck destilliert. Ausbeute 42,5 g razemisches ©c
äthylamin vom Kp. 120 bis 123°C/0,2 Torr; njp 1,5668
Beispiel 2
Die Razemisierung wird gemäß Beispiel 1 durchgeführt. Die änderung des optischen Drehwertes und die Ausbeute bei Änderung der
509810/1199
_j
BAD
Reaktionstemperatur und der Reaktionszeit sind in Tabelle II zusammengefaßt.
Tabelle II / .
Reaktions
temperatur,
0C
Reaktionszeit
Std.
wf ■ Ausbeute, %
10 6 -0,2° 95
30 4 -0,1° 90
50 3 -0,1° 84
Beispiel 3 ■
Die Razemisierung wird gemäß Beispiel 1 bei 20°C durchgeführt. Der optische Drehwert und die Ausbeute in Abhängigkeit von der Menge des verwendeten Katalysators und der Reaktionszeit sind in Tabelle III zusammengefaßt.
Tabelle III Ausbeute
Naphthalin-Natrium,
g
Reaktionszeit
Std.
Mf 93
1,5 10 -0,2° 93
2,0 6 -0,3° 90
2,5 4 -0,4° 88
3,0 3 -0,2°
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Beispiel 4
In einem 100 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff als Schutzgas 50 g (-)-ß-Phenyl-^-(p-tolyl)-äthylamin vom Drehwert y^7D -8,9° vorgelegt. Nach Zusatz von 2,0 g Naphthalin-Natrium (Molverhältnis 1:1) wird das Gemisch 7 Stunden bei 25°C gerührt und sodann gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet. Ausbeute 45,3 g razemisches ß-Phenyl-c<.-(p-tolyl)-äthylamin vom Kp. 108 bis 1O9°C/O,O7 Torr; j^T/ψ -0,2°; τιψ 1,5718.
Beispiel 5 In einem 100 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff als Schutzgas 50 g ( + )-<*-,ß-Diphenyläthylamin vom Drehwert
25
fejj) +13,4° vorgelegt. Nach Zusatz von 2,0 g Naphthalin-Natrium (Molverhältnis 1:1) wird das Gemisch 6 Stunden bei 25°C gerührt und sodann gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet. Ausbeute 46,2 g razemisches «- ,ß-Diphenyläthylamin vom Kp. 114 bis 116°C/0,3 Torr; +0,1°.
Beispiel 6
In einem 100 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff als Schutzgas 50 g (-)-oc-Phenyl-ß-(p-tolyl)~äthylamin vom Drehwert ft*J-Q -8,9° vorgelegt. Nach Zusatz von 3,0 g Anthracen-Natrium (Gewichtsverhältnis von Natrium zu Anthracen = 11,4:88,6; Molverhältnis 1:1) wird das Gemisch 5 Stunden bei 200C gerührt und sodann gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet. Ausbeute 42,6 g razemisches <*_-Phenyl-ß-(p-tolyl)-äthylamin vom Kp. 120 bis 123°C/ 0,2 Torr; /*/$ -0,1°.
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Beispiel 7
In einem 300 ml fassenden Reaktionsgefaß werden unter Stickstoff als Schutzgas 50 g wasserfreies Te tr ally dr of uran, 5^ g Naphthalin und 0,9 g Natriummetall vorgelegt. Das Gemisch wird "bei Raumtemperatur gerührt, bis sich das Natrium unter Bildung eines dunkelgrün gefärbten Komplexes aufgelöst hat» Sodann wird die Lösung weitere 2 Stunden gerührt, hierauf mit 100 g (-)-ß-Phenyl-oc-(p-
25 ι
tolyl)-äthylamin vom Drehwert /&7τ\ -8,6° versetzt und weitere 7 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Danach ist die Razemisierung beendet. Der Drehwert des erhaltenen Produktes beträgt 0°.
Beispiel 8 In einem 100 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff
als Schutzgas 50 g (-)-ot-(1-Naphthyl)-äthylamin vom Drehwert 20
Q -81,3° vorgelegt. Nach Zusatz von 2,0 g Naphthalin-Natrium (Molverhältnis 1:1) wird das Gemisch bei 250G gerührt. Der Drehwert des Reaktionsgemisches in Abhängigkeit von der Reaktionszeit ist in Tabelle IV angegeben.
Tabelle IV
Reaktionszeit, Std. fiiZ-fi (c = 1, Äthanol)
O
3
7
9
-57,0°:
-25,3° ;
- 5,9°
5098 10/1199
Γ - 10 - Π
Nach beendeter Umsetzung wird das Reaktionsgemisch gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet. Ausbeute 4-5,0 g razemisches oc-(1-Naphthyl )-
25
äthylamin vom Ep. 123 bis 1260C/ 2,0 Torr; nD 1,6216.
Beispiel 9
Gemäß Beispiel 8 werden 50 g (-)- &--Phenyläthylamin mit einem
20
Drehwert /<x7-q -39° mit 3,0 g Naphthalin-Natrium 6 Stunden bei 250C behandelt. Nach dem Aufarbeiten des Reaktionsgemisches gemäß Beispiel 1 werden 4-2,6 g razemisches <x-Phenyläthylamin vom
20 20 Kp. 105 bis 1O7°C/53 Torr erhalten; ^7D -0,1°; nD 1,5252.
Beispiel 10
Gemäß Beispiel 8 werden 50 g ( + )-o£--(1-Naphthyl)-äthylamin vom
20
Drehwert /**7-q +81,3° mit 3,0 g Anthracen-Natrium 9 Stunden bei 200C umgesetzt. Nach dem Aufarbeiten des Reaktionsgemisches gemäß Beispiel 1 werden 4-5,3 g razemisches'X-Ci-ITaphthyl )-äthyl-
20 amin vom Kp. 124- bis 126°C/2,0 Torr erhalten; /ctj^ +0,1°.
Beispiel 11
In einem 300 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff als Schutzgas 50 g wasserfreies Tetrahydrofuran, 5,1 g Naphthalin und 0,9 6 Natriummetall vorgelegt. Das Natrium geht unter Bildung eines dunkelgrün gefärbten Komplexes in Lösung. Die Lösung wird weitere 2 Stunden gerührt, sodann mit 100 g (-)-<X-
r -/20
Phenyläthylamin vom Drehwert /°<7j\ -39° versetzt und weitere 9 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Danach ist die Razemisierung beendet. Der Drehwert des erhaltenen Produkts beträgt 0°.
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Beispiel 12 ..,..·■ .
In einem 100 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff als Schutzgas 50 g L-ß-Phenylalaninmethylester vom Drehwert
25 /(Molverhältnis 1:1)
+22,3° vorgelegt. Nach Zusatz von 1,3 g Naphthalin-Natrium/ wird das Gemisch bei 23°C gerührt. Der Drehwert des Reaktionsgemisches in Abhängigkeit von der Zeit ist in Tabelle Y angegeben.
Tabelle V . .
Reaktionszeit, min /^7D 5 (c .= 1, Äthanol)
0 +27,-9°
10 +17,0°
30 +12,4°
60 + 5,8°
120 + 3,0°
180 ■ +'1,1° ' ,
Nach beendeter Umsetzung wird der Katalysator abgetrennt und das Produkt destilliert. Ausbeute 45,3 g razemischer .ß-Phenylalanin-
27)
methylester vom Kp. 88 bis 92°C/0,3 Torr; /a/D, .+0,8°.
Beispiel 13 .-".■-.
In einem 100 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff
22
als Schutzgas 50 g L-Alaninäthylester. vom Drehwert. /^7π -2,2°
'(Molverhältnis 1:1)'
vorgelegt. Nach Zusatz von 1,6 g, Naphtha!in-Kalium/wird das Gemisch 3 Stunden bei 22°C gerührt. Hierauf wird der,Katalysator
aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt und das Produkt destilliert.. Ausbeute 1A-G,? g razemischer Alaninäthylester vom Kp. 55 bis 56°C/ L 22 Torr; der Orehwert des Produkts beträgt 0°. _,
BAD ORIGINAL
Beispiel 14
In einem 25 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff
20 als Schutzgas 10 g L-Leucinäthylester vom Drehwert /°<Jt) +13,1°
(Molverhältnis 1:1) vorgelegt. Nach Zusatz von 0,8 g Naphthalin-Natrium/wird das Gemisch 4 Stunden "bei 15°C gerührt. Sodann wird der Katalysator aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt und das Produkt destilliert. Ausbeute 9>1 g razemischer Leucinäthylester vom Kp. 83 bis 8zl-°C/
20
12 Torr;/&7D +0,1°.
Beispiel 15 In einem 25 ml fassenden Reaktionsgefäß werden unter Stickstoff als Schutzgas 10 g L-Asparaginsäurediäthylester vom Drehwert
25 /(Molverhältnis IrI)
tfD ~9»5° vorgelegt. Nach Zusatz von 0,8 g Anthracen-Natriun / wird das Gemisch bei 25°C gerührt. Der Drehwert des Reaktionsgemisches in Abhängigkeit von der Zeit ist in Tabelle VI angegeben.
Tabelle VI
Reaktionszeit, min. (c = 1, Chloroform)
0 -21,5°
10 -16,5°
20 -10,7°
30 - 4,6°
60 - 2,2°
120 - 0,9°
Nach beendeter Umsetzung wird der Katalysator aus dem .Reaktionsgemisch abgetrennt und das Produkt destilliert. Ausbeute 8,7 Z
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BAD ORIGINAL
razemischer Asparaginsäurediäthylester vom Kp. 85 bis 860C/ 1,0 Torr; foi/ψ -0,3°.
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Claims (11)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Razemisieren von optisch aktiven Aminen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein optisch aktives Amin der allgemeinen Formel I
R2 (I)
*
in der C ein asymmetrisches Kohlenstoffatom darstellt, R1
Alkyl-,/
einen/Aralkyl- oder Arylrest und R2 einen Aryl- oder Alkoxycarbonylrest bedeutet, der Aryl-_ oder Aralkylrest gegebenenfalls durch einen oder mehrere Alkyl- oder Alkoxyreste am aromatischen Ring substituiert ist und die Reste R1 und R2 voneinander verschieden sind, mit einem Katalysator aus einem Alkalimetall und einem polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoff behandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Amin der allgemeinen Formel I einsetzt, in der R1 einen Aralkylrest und R einen Arylrest bedeutet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Amin der allgemeinen Formel I einsetzt, in der R1 einen Alkylrest und R2 einen Arylrest bedeutet.
4-, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Amin der allgemeinen Formel I einsetzt, in der R2 einen Alkoxycarbonylrest bedeutet.
509810/1199
244T651
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Amin oc-Phenyl-ß-(p-tolyl)-äthylamin einsetzt«
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Amin oc-Naphthyläthylamin einsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator Naphthalin-Natrium oder Naphthalin-Kalium verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man djLe Razemisierung bei Temperaturen von -10 bis 1500C durchführt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Razemisierung bei Temperaturen von -10 bis 1000C durchführt. ■
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in einer Menge von 0,001 bis 0,2 Mol pro Mol des Amins verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in einer Menge von 0,05 bis 0,1 Mol pro Mol des Amins verwendet.
509810/1199
DE19742441651 1973-08-31 1974-08-30 Verfahren zum Razemisieren von optisch aktiven Aminen Expired DE2441651C3 (de)

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Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9857573 1973-08-31
JP9857573A JPS5735700B2 (de) 1973-08-31 1973-08-31
JP9855873 1973-09-01
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DE2441651B2 DE2441651B2 (de) 1977-07-07
DE2441651C3 DE2441651C3 (de) 1978-02-09

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ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0489682A1 (de) * 1990-12-01 1992-06-10 Bayer Ag Verfahren zur Racemisierung von optisch aktiven 1-Aryl-alkylaminen

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EP0489682A1 (de) * 1990-12-01 1992-06-10 Bayer Ag Verfahren zur Racemisierung von optisch aktiven 1-Aryl-alkylaminen
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Also Published As

Publication number Publication date
NL180208C (nl) 1987-01-16
IT1020699B (it) 1977-12-30
DK148442B (da) 1985-07-08
CA1042917A (en) 1978-11-21
NL7411590A (nl) 1975-03-04
CH596113A5 (de) 1978-02-28
FR2242349A1 (de) 1975-03-28
FR2242349B1 (de) 1977-03-25
GB1471389A (en) 1977-04-27
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DE2441651B2 (de) 1977-07-07
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