[發明專利]哌嗪與N-烷基哌嗪聯產工藝

無效

• 申請號: 201110137748.2
• 申請日: 2011-05-26
• 公開（公告）號: CN102304101A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 葉汀;來偉池
• 申請（專利權）人: 紹興興欣化工有限公司
• 主分類號: C07D295/03
• 分類號: C07D295/03;C07D295/027;C07D295/023
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域，尤其涉及一種哌嗪與N-烷基哌嗪聯產工藝。

背景技術

哌嗪與N-烷基取代哌嗪類化合物是一類重要的有機化工中間體，廣泛應用于醫藥、農藥、染料、表面活性劑等行業。例如：哌嗪可用于合成氟哌酸、吡哌酸和利福平等藥物；N-乙基哌嗪是合成蒽氟沙星的中間體，N-甲基哌嗪是制備喹諾酮類藥物氧氟沙星的關鍵中間體。

國內外對哌嗪與N-烷基取代哌嗪類化合物合成研究較多，日本專利JP49,11,712和JP74,125,375報道了以N-β-羥乙基乙二胺為原料加氫環合制備哌嗪的工藝路線，此類方法以銅、鉻、錳等金屬的氧化物為催化劑，收率可達90％以上，但反應壓力太高，一般在8-26MPa，且為間歇式生產，生產效率低；美國專利US5414087報道以醛、酮和N-β-羥乙基乙二胺為原料催化氫化得到N-烷基哌嗪和哌嗪的混合物，但收率較低。

中國專利CN1962649和歐洲專利EP302440報道了以乙醇和哌嗪為原料生產N-乙基哌嗪的方法，但必須采用哌嗪為原料。以N-β-羥乙基乙二胺為原料，以低級伯醇(C₁-C₇，不能是叔醇)為溶劑于固定床臨氫氛圍下合成哌嗪同時聯產N-烷基取代哌嗪化合物的合成工藝未見文獻報道。

發明內容

本發明提供了一種哌嗪與N-烷基哌嗪聯產工藝，該方法易于操作，催化劑使用壽命長，產物收率高。

一種哌嗪與N-烷基哌嗪聯產工藝，包括：

將N-β-羥乙基乙二胺溶于碳原子數為1～7的伯醇中，在氫氣氛下，經催化劑催化反應生成哌嗪與N-烷基哌嗪的混合物。

該反應反應機理如下：

所述氫氣氛壓力優選為不大于10Mpa，更優選為2～10Mpa。

所述反應溫度優選為120～300℃，更優選為150～230℃。

所述N-β-羥乙基乙二胺與伯醇質量比優選為0.1～0.8，更優選為0.3～0.6。

所述催化劑采用負載型催化劑；載體優選為氧化鋁、氧化鋯和氧化鈦中至少一種；活性組分優選為Ni、Cu、Cr、Zn、Co、Mo、Pd、Pt、Fe以及它們的氧化物中的至少一種

所述活性組分更優選為Ni/Cu/Cr/Zn、Co/Cu/Cr/Fe、Pd/Ni、Pt/Mo、Ni/Cr/Fe、Cu/Cr₂O₃/ZnO、NiO/Cr₂O₃/Fe₂O₃、CuO/Cr₂O₃/Fe₂O₃或CoO/Cr₂O₃/Fe₂O₃/ZnO。

所述活性組分的單組分含量不大于80％，總組分占催化劑總重量為5～30％。

所述反應器優選采用固定床反應器，其過程為：將N-β-羥乙基乙二胺溶于碳原子數為1～7的伯醇中，通入充滿氫氣并裝填有催化劑的固定床反應器，空速比優選為80～20000h^-1，反應生成哌嗪與N-烷基哌嗪的混合物。

本發明的優點在于生產哌嗪的同時聯產相應的N-烷基取代哌嗪化合物，N-β-羥乙基乙二胺轉化率達99％以上，工藝操作簡便，合成產物收率高。

具體實施方式

實施例1

反應器為固定床管式反應器，內徑為25mm，管長470mm，內裝催化劑60g，催化劑為含鎳5％、銅4％、鉻3％、鋅1％，載體為氧化鋯(ZrO₂)。將質量比為40％的N-β-羥乙基乙二胺與乙醇混合，經過預熱以250h^-1的速度進入溫度為180℃的催化劑床層，管內氫氣壓力為8Mpa，利用氣相色譜(用SC-54毛細管色譜柱，柱溫180℃，汽化室溫度220℃，檢測器溫度220℃)對產物進行分析。

氣相色譜分析結果：N-β-羥乙基乙二胺的轉化率為99.2％，哌嗪的選擇性為85.3％，N-乙基哌嗪選擇性為8.1％，N，N’-二乙基哌嗪選擇性為0.8％。

實施例2