CN102101847A - N-甲基-n′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法 - Google Patents
N-甲基-n′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，制备步骤为：以二乙醇胺和甲胺为原料，催化剂存在下，反应得到N-甲基哌嗪，然后N-甲基哌嗪与l-溴-2-氯乙烷在碱性条件下发生取代反应得到目标产物：N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪。该N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，是一种反应收率高且稳定，易于分离提纯，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体说涉及N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法。
背景技术
咔唑是煤焦油产品之一，咔唑及其衍生物有着广泛的用途，是国内外精细化工和材料科学研究热点之一，咔唑及其衍生物被广泛用于合成药物，颜料及光电材料等领域。如今咔唑在医药的研究发现逐渐引起广大研究人员的关注。大量含氮、氧及卤素元素的杂环化合物表现出较好的生物活性和结构多样性，它们在合成天然化合物和设计具有某种疗效的化合物中扮演着多功能合成砌块的重要角色。
哌嗪是医药、农药、染料等行业用的重要精细有机化工中间休。在医药工业中以哌嗪为原料可以合成二十多个医药品种，主要用于合成氟哌酸、吡哌酸、环丙氟哌酸、氟啶酸等喹诺酮类药物，新型高效降压药脉平宁、茶碱乙酸盐哌嗪、桂利嗪、西比灵，抗癌药物哌嗪基烷胺基的喹啉和吡啶、治疗颠痫病的哌嗪雌甾酮硫酸盐、抗疟药物磷酸哌喹、常用的驱虫药乙二酸哌嗪、构哌嗪等。另外还可以用于合成高效表面活性剂、印染助荆、润滑油稳定剂、橡胶助剂等。以哌嗪为基础可以衍生出众多非常有价值的系列哌嗪产品。
N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪作为哌嗪衍生物中的一个，在与咔唑反应得到新药研发，生产过程中，起到了重要的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种反应收率高且稳定，易于分离提纯，适合工业化生产的N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，合成步骤如下：
1）N-甲基哌嗪的合成：
冷却高压釜至内温＜-15℃，向其中加入催化剂、二乙醇胺和甲胺，密封，通入氢气置换釜内空气3~5次，通入氢气，保持4.5~5.5 Mpa，按照50~60 ℃/h的速度升温至190～210 ℃，保持温度在190～210 ℃，搅拌反应8~10 h，冷却至室温，抽滤除去催化剂，母液浓缩，真空度-0.10～-0.06 MPa，收集60~80 ℃馏分；所述的二乙醇胺与甲胺的摩尔比为1：2.0~3.0；催化剂为Cu/Al/Ni复合催化剂，加入量占二乙醇胺和甲胺两者质量总和的10~15%。
2）N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的合成：
在反应器中加入l-溴-2-氯乙烷、N-甲基哌嗪和丙酮，搅拌下，加入 4.0~5.0wt.％的氢氧化钠水溶液，控制温度20~25℃，搅拌反应9~10 h，GC检测，原料N-甲基哌嗪反应完全，停止反应，将反应液减压蒸馏，直至蒸到只剩固体为止，用丙酮溶解残余固体，过滤，滤液减压蒸馏蒸去40~60Vol.%的丙酮，将剩余的液体倒入无水乙醇中，静置析晶，抽滤，所得晶体干燥至恒重，即为目标产物：N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪；N-甲基哌嗪与l-溴-2-氯乙烷的摩尔比为1：2.0~3.0；氢氧化钠加入量占N-甲基哌嗪与l-溴-2-氯乙烷两者质量和的10~15%。
本发明的有益效果：该N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，反应收率高且稳定，易于分离提纯，适合工业化生产。
具体实施方式
下面详细描述本发明所述的具体实施方案，但不作为对本发明的限制：
实施例1：
1）N-甲基哌嗪的合成：
冷却高压釜至内温＜-15℃，向其中加入催化剂（20.9 g）、二乙醇胺（100 mL，1.04 mol）和甲胺（98 mL，2.08 mol），密封，通入氢气置换釜内空气3次，通入氢气，保持4.5~5.5 Mpa，按照50~60 ℃/h的速度升温至200 ℃，保持温度在200 ℃，搅拌反应9 h，冷却至室温，抽滤除去催化剂，母液浓缩，真空度-0.10～-0.06 MPa，收集60~80 ℃馏分，收率：87.9%；
2）N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的合成：
在反应器中加入l-溴-2-氯乙烷（150 mL，1.80 mol）、N-甲基哌嗪（80 mL，0.72 mol）和丙酮（300 mL），搅拌下，加入氢氧化钠（36.3 g）水（770 mL）溶液，控制温度20~25℃，搅拌反应9~10 h，GC检测，原料N-甲基哌嗪反应完全，停止反应，将反应液减压蒸馏，直至蒸到只剩固体为止，用丙酮（250 mL）溶解残余固体，过滤，滤液减压蒸馏蒸去120 mL丙酮，将剩余的液体倒入无水乙醇（250 mL）中，静置析晶，抽滤，所得晶体干燥至恒重，即为目标产物：N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪，收率63.5%。
实施例2：
1）N-甲基哌嗪的合成：
冷却高压釜至内温＜-15℃，向其中加入催化剂（108.7 g）、二乙醇胺（350 mL，3.65 mol）和甲胺（516 mL，10.96 mol），密封，通入氢气置换釜内空气5次，通入氢气，保持4.5~5.5 Mpa，按照50~60 ℃/h的速度升温至210 ℃，保持温度在210 ℃，搅拌反应10 h，冷却至室温，抽滤除去催化剂，母液浓缩，真空度-0.10～-0.06 MPa，收集60~80 ℃馏分；
2）N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的合成：
在反应器中加入l-溴-2-氯乙烷（826 mL，9.92 mol）、N-甲基哌嗪（275 mL，2.48 mol）和丙酮（1000 mL），搅拌下，加入氢氧化钠（250 g）水（4760 mL）溶液，控制温度20~25℃，搅拌反应10 h，GC检测，原料N-甲基哌嗪反应完全，停止反应，将反应液减压蒸馏，直至蒸到只剩固体为止，用丙酮（600 mL）溶解残余固体，过滤，滤液减压蒸馏蒸去360mL丙酮，将剩余的液体倒入无水乙醇（800 mL）中，静置析晶，抽滤，所得晶体干燥至恒重，即为目标产物：N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪，收率：67.2%。
Claims (5)
1.N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，合成步骤为：
1）N-甲基哌嗪的合成：
冷却高压釜至内温＜-15℃，向其中加入催化剂、二乙醇胺和甲胺，密封，通入氢气置换釜内空气3~5次，通入氢气，保持4.5~5.5 Mpa，按照50~60 ℃/h的速度升温至190～210 ℃，保持温度在190～210 ℃，搅拌反应8~10 h，冷却至室温，抽滤除去催化剂，母液浓缩，真空度-0.10～-0.06 MPa，收集60~80 ℃馏分；
2）N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的合成：
在反应器中加入l-溴-2-氯乙烷、N-甲基哌嗪和丙酮，搅拌下，加入 4.0~5.0wt.％的氢氧化钠水溶液，控制温度20~25℃，搅拌反应9~10 h，GC检测，原料N-甲基哌嗪反应完全，停止反应，将反应液减压蒸馏，直至蒸到只剩固体为止，用丙酮溶解残余固体，过滤，滤液减压蒸馏蒸去40~60Vol.%的丙酮，将剩余的液体倒入无水乙醇中，静置析晶，抽滤，所得晶体干燥至恒重，即为目标产物：N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪。
2.根据权利要求1所述的N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，其特征在于，所述的二乙醇胺与甲胺的摩尔比为1：2.0~3.0。
3.根据权利要求1所述的N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为Cu/Al/Ni复合催化剂，加入量占二乙醇胺和甲胺两者质量总和的10~15%。
4.根据权利要求1所述的N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，其特征在于，所述的N-甲基哌嗪与l-溴-2-氯乙烷的摩尔比为1：2.0~3.0。
5.根据权利要求1所述的N-甲基-N′-(2-氯乙基)哌嗪的制备方法，其特征在于，所述的氢氧化钠加入量占N-甲基哌嗪与l-溴-2-氯乙烷两者质量和的10~15%。
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