[发明专利]N，N’-二烷基哌嗪的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种N,N’-二烷基哌嗪的合成方法。

背景技术

N,N’-二烷基哌嗪，其结构如下式Ⅰ所示，是一种重要的医药工业中间体。

综合文献报道，目前N,N’-二烷基哌嗪的合成主要采用以下方法：

1. US4727143报道了一种以哌嗪与甲醇为原料，以负载二氧化钛的催化剂下，经氢化胺化催化下反应得到相应的N,N’-二甲基哌嗪的方法；该反应会生成N-甲基哌嗪等副产物。其主要的缺点在于原料成本高，催化剂昂贵，限制了其应用。

2.专利US2012157679报道了一种以羟乙基乙二胺与相应烷基醇为原料，在Cu及Ti、Ni、Mn等负载催化剂催化下，制备N,N’-二烷基哌嗪的方法。该方法存在原料成本高，副反应较多，影响产物收率等缺陷。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种原料易得、成本低、产物收率高的N，N’-二烷基哌嗪的合成方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种N，N’-二烷基哌嗪的合成方法，包括以下步骤：式（II）所示的N,N-二烷基乙醇胺经预热汽化，通入装填有碱性分子筛作为催化剂的固定床反应器中，在压力为常压、温度为250~350℃的条件下进行缩合胺化，式（II）所示的N,N-二烷基乙醇胺在固定床反应器中的停留时间（即代表空速的倒数）为30~150秒，所得的液态物经冷凝后分离，得到式（I）所示的N,N’-二烷基哌嗪；

 。

作为本发明的N，N’-二烷基哌嗪的合成方法的改进：

式（II）所示的N,N-二烷基乙醇胺为N,N-二甲基乙醇胺，所得的式（I）所示的N,N’-二烷基哌嗪为N,N’-二甲基哌嗪；

式（II）所示的N,N-二烷基乙醇胺为N,N-二乙基乙醇胺，所得的式（I）所示的N,N’-二烷基哌嗪为N,N’-二乙基哌嗪（即，1,4-二乙基哌嗪）；

式（II）所示的N,N-二烷基乙醇胺为N,N-二异丙基乙醇胺，所得的式（I）所示的N,N’-二烷基哌嗪为N,N’-二异丙基哌嗪。

作为本发明的N，N’-二烷基哌嗪的合成方法的进一步改进：碱性分子筛为NaX型分子筛，或者为采用碱金属盐改性的X型分子筛。碱金属盐为K、Rb或Cs的醋酸盐。

因此，在本发明中，采用的碱性分子筛为NaX型分子筛、KX型分子筛、RbX型分子筛或CsX型分子筛；上述碱性分子筛的粒径为18~35目。

本发明是一种以N,N’-二烷基乙醇胺为原料，以碱性分子筛作为催化剂合成N,N’-二烷基哌嗪的方法。主要反应式如下：

。

在本发明中，作为催化剂的碱性分子筛可选用NaX型分子筛，也可选用以K、Rb、Cs的醋酸盐改性的X型分子筛。

本发明优选的N,N’-二烷基哌嗪的合成方法，包括以下3种方式：

a.将N,N’-二甲基乙醇胺经预热汽化，通入装填有NaX分子筛的固定床反应器中，常压下，温度280℃下进行缩合胺化，停留时间为45秒，物流经冷凝后分离，得到N,N’-二甲基哌嗪。

b. 将N,N’-二乙基乙醇胺经预热汽化，通入装填有KX分子筛的固定床反应器中，常压下，温度300℃下进行缩合胺化，停留时间为60秒，物流经冷凝后分离，得到N,N’-二乙基哌嗪。

c. 将N,N’-二异丙基乙醇胺经预热汽化，通入装填有KX分子筛的固定床反应器中，常压下，温度330℃下进行缩合胺化，停留时间为80秒，物流经冷凝后分离，得到N,N’-二异丙基哌嗪。

在本发明中，NaX型分子筛为常规的市购产品，例如可选用国药集团有限公司的13X分子筛。

采用碱金属盐改性的X型分子筛的制备方法可采用常见的浸渍法制备改性分子筛的方法，例如按照《氟化钾负载改性法制备碱性NaY 沸石》告知的方法。

与现有方法相比，本发明的优点在以N,N’-二烷基乙醇胺为原料，原料易得，成本低；在碱性分子筛催化下，转化率高，副产物较少，提高了产物收率。

具体实施例：

实施例1、 NaX型分子筛的制备

市售NaX型分子筛，成型、粉碎后筛分得到18-35目范围的颗粒。

实施例2、KX型分子筛的制备