[发明专利]一种2-羟乙基哌嗪的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种2-羟乙基哌嗪的制备方法。

背景技术

2-羟乙基哌嗪是一种重要的化工原料，主要用于生产聚氨酯发泡剂三乙烯二胺，是表面活剂工业、医药和农药的重要中间体，还可用于合成精神病药氟奋乃静等。

生产2-羟乙基哌嗪的主要方法是哌嗪和环氧乙烷反应得到2-羟乙基哌嗪，CN1173862A、CN1067246A、DE3718395均公开了以以哌嗪和环氧乙烷为原料合成2-羟乙基哌嗪；还包括公开文献(Journal of the American Chemical Society，1954，76：1126-37)、(Reaction Kinetics and Catalysis Letters，2004，82(2)：339-346)也公开了上述工艺。US4806517、EP150558、US 4584405、EP115138还公开了以乙醇胺和乙二胺为原料合成了2-羟乙基哌嗪。

国际申请WO9424088公开了以N-烯丙基，N′-(2-羟乙基)哌嗪为原料，使用2-巯基苯甲酸和钯催化剂脱烯丙基高收率得到2-羟乙基哌嗪；欧洲专利申请EP636617公开了以三-(2-羟乙基)胺为原料，在氨、氢气和金属催化剂存在下得到2-羟乙基哌嗪、氨乙基哌嗪和哌嗪混合物；美国专利US4927931公开以哌嗪和乙二醇为原料合成2-羟乙基哌嗪；欧洲专利EP321612公开以三乙烯二胺为原料合成了2-羟乙基哌嗪；公开文献(化学研究与应用2001，13(1)：66-69)提到以2-羟乙基乙二胺为原料制备哌嗪过程中，产物中大约含有3％的副产物2-羟乙基哌嗪。

由于哌嗪和环氧乙烷反应制备羟乙基哌嗪会得到N，N′-二(2-羟乙基)哌嗪的副产物，为了避免得到N，N′-二(2-羟乙基)哌嗪，公开文献(Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters，2003，13(9)：1535-1537)采用先将哌嗪用苯甲酰氯将哌嗪单保护，然后再用2-溴乙醇反应得到N-苯甲酰基，N′-(2-羟乙基)哌嗪，再水解得到2-羟乙基哌嗪。

发明内容

本发明提供了一种2-羟乙基哌嗪的制备方法，该工艺以二(2-羟乙基)乙二胺为原料进行制备，生产成本低廉。

一种2-羟乙基哌嗪的制备方法，包括：

在催化剂作用下，二(2-羟乙基)乙二胺溶液与氢气发生分子内醇的催化胺化反应，反应后分离得到2-羟乙基哌嗪。

其反应原理如下所示：

原料的羟基在催化剂作用下脱去一分子氢生成醛基，氨基和醛基反应关环，然后脱水形成席夫碱，再在催化剂的催化下加一分子氢得到2-羟乙基哌嗪。

所述二(2-羟乙基)乙二胺是N，N-二(2-羟乙基)乙二胺和N，N′-二(2-羟乙基)乙二胺的混合物。

本发明还提供了利用固定化床反应器制备2-羟乙基哌嗪，包括：将二(2-羟乙基)乙二胺溶液与氢气混合通入装填有催化剂的固定化床反应器发生反应，收集反应产物，分离得到2-羟乙基哌嗪。

利用固定化床制备时，所述固定化床反应器中氢气压力优选为1.0～10.0MPa、二(2-羟乙基)乙二胺溶液的空速比优选为30～300h-1。

所述二(2-羟乙基)乙二胺溶液中的二(2-羟乙基)乙二胺与氢气的摩尔比优选为1∶1～1∶5。

所述反应的温度优选为130～250℃。

所述二(2-羟乙基)乙二胺溶液的质量分数优选为10～90％。

所述二(2-羟乙基)乙二胺溶液的溶剂优选为四氢呋喃、1，4-二氧六环、三乙胺、甲基叔丁基醚、乙醚、异丙醚、甲醇、乙醇、水、正己烷和环己烷中的至少一种。

所述分离包括：将反应产物冷却后气液分离，所得液体转入精馏釜，蒸除溶剂后精馏，得到2-羟乙基哌嗪。

优选的，所述的催化剂由载体及负载在载体上的活性组分组成，所述载体为γ-Al₂O₃、分子筛、硅胶或硅藻土；所述的活性组分为镍、铜、钴、镁、钙、锶、钡、铁、锰、锌、铈、铬、锆、镧和它们的氧化物中的至少一种。

更优选的，以重量百分比计，所述催化剂包括：第一活性组分15～30％，第二活性组分0～5％，第三活性组分0～5％，载体60～85％；