CS206530B1 - Způsob výroby 1,4-dimethylpiperazinu - Google Patents

Description

(54) Způsob výroby 1,4-dimethylpiperazinu

Vynález se týká způsobu výroby 1,4-dimethylpiperazinu methylací piperazinu.

1,4-dimethylpiperazin může být připraven bu3 přímou syntézou, například z N-methylethanolaminu (Garelli P,, Racciu G.: Angew. Chem. 21, 366 /1934/), z H-methyldiethanolaminu (Takeo Ischiguro, Eiichi Kitamura, Masaki Matsumura, Horishi Ogava: J. Pharm.. Soc. Japan 75, 674 /1955/: ref. CA 50. 3461b /1956/), z ethanolaminu (Sohulze H.: US pat. 4 066 649) nebo cyklizací N-methylformaldehydu s ethylenglykolem (Massie Stephen N.: US pat. 3 810 895), nebo methylací piperazinu.

Nevýhodou uvedených způsobů přípravy 1,4-dimethylpiperazinu přímou syntézou je, že reakce probíhají při teplotách 200 až 350 °C, tlacích 15 až 30 MPa a maximální dosažený výtěžek je 40 % teorie.

Methylace piperazinu se provádí methyljodidem v prostředí methanolu (Abderhalden E.,

Haas R.: Z. Physiol. Chem. 148, 245 /1925/). Nevýhodou tohoto způsobu je vysoká cena methyljodidu. Dalším methylačním činidlem piperazinu je methylchlorid. Methylace při jeho použití probíhá za tlaku, což jest kromě nízkého výtěžku nevýhodou tohoto způsobu methylace (Godfrey N. B.: US pat. 3 055 173 /1962/). Dále se piperazin methyluje dimethylsulfátem v prostředí alkoholického roztoku KOH (Ladenburg A.: Chem. Ber. 24. 2406 /1891/). Nevýhodou tohoto způsobu je jedovatost použitého methylačního činidla.

Průmyslově využívanými způsoby jsou methylace piperazinu vodným roztokem formaldehydu v přítomnosti kyseliny mravenčí (Forsee W. T., Pollard C. B.: J. Am. Chem. Soc. 57. 1788), Raney-niklu nebo jiného hydrogenačního katalyzátoru (Burns S. P., Moss P. H.: US pat.

249 613), kyseliny fosforečné (Langdon W. K., Rubinstein H.: US pat. 3 159 633) nebo pouhým vodným roztokem formaldehydu se 70 % konverze (Weipert E. A.: US pat. 3 167 551 /1965/)· Nevýhodou těchto způsobů je dlouhá reakění doba 10 až 12 hodin.

K odstranění uvedených nedostatků směřuje způsob výroby 1,4-dimethylpiperazinu methylací piperazinu podle vynálezu, jehož podstata spoěivá v tom, že se methylace piperazinu ve formě volné báze, hydrátu nebo soli s minerální kyselinou provádí ve vodném roztoku paraformaldehydem v přítomnosti minerální kyseliny, s výhodou kyseliny sírové.

K methylaci piperazinu se použije 4 až 8 molárního množství paraformaldehydu, přepočteno na formaldehyd a 1 až 5 molárního množství minerální kyseliny, v přepočtu na 1 mol piperazinu.

Výtěžky 1,4-dimethylpiperazinu připraveného způsobem podle vynálezu se pohybují v rozmezí 85 až 90 % teorie. Zároveň se zkracuje na polovinu reakční doba.

Piperaziny se používají jako antikorozní látky, jako katalyzátory při výrobě polyuretanů, jako UV stabilizátory polyamidů a polyuretanů, v lékařství jako anthelmintika a antihistaminika aj.

Příklady provedeni

Příklad 1

Do tříhrdlé baňky o obsahu 250 ml, opatřené míohadlem, dělicí nálevkou, teploměrem a zpětným chladičem,se předloží 17,2 g (0,2 mol) piperazinu a 72 ml vody. K této směsi se přikape 10 ml koncentrované kyseliny sirové. Reakční směs musí být slabě kyselá (pH=6). Potom se k ní při teplotě 60 až 70 °C přidá 1 ml odpěňovače pro kyselé prostředí, dobře se rozmíchá a při téže teplotě se přisype 36 g paraformaldehydu (1,2 mol v přepočtu na formaldehyd). Potom se reakční směs vyhřeje na 80 až 85 °C a přikape se k ní 15 ml koncentro váné kyseliny sírové. Reakční směs se potom zahřívá za míchání k mírnému varu 3 hodiny. Po uplynutí této doby se oddestiluje 50 ml destilátu, reakční směs se zalkalizuje na fenolftalein cca 65 ml 50 % vodného roztoku NaOH a vydestiluje se 100 ml destilátu, který se rozmíchá se 100 ml 50 % vodného roztoku NaOH. Vrchní organická vrstva se oddělí a vysuší pevným KOH. Po vysušení se předestiluje, jímá se frakce 127 až 130 °G. Výtěžek 1,4-dimethylpiperazinu je 86 % teorie.

Příklad 2

Do tříhrdlé baňky o obsahu 250 ml, opatřené míchadlem, dělicí nálevkou, teploměrem a zpětným chladičem, se předloží 38,8 g (0,2 mol) píperazinhexahydrátu a 50 ml vody. K této směsi se přikape 10 ml konc. kyseliny sírové a při teplotě 60 až 70 °C se přisype 30 g paraformaldehydu (1 mol v přepočtu na formaldehyd). Potom se k reakční směsi při teplotě 80 až 90 °C přikape 12 ml koncentrované kyseliny sírové. Reakční směs se zahřívá za mícháni k mírnému varu 4 hodiny. Dále se oddestiluje z reakční směsi 50 ml destilátu, reakční směs se zalkalizuje 50% vodným roztokem NaOH na fenolftalein a z reakční směsi se vydestiluje ca 80 ml destilátu (dokud přechází 1,4-dimethylpiperazin). Destilát se rozmíchá se stej* ným objemem 50% vodného roztoku NaOH a horní organická vrstva>se oddělí. Přidá se k ní 50 mililitrů benzenu a azeotropicky se oddestiluje voda. Potom se z destilačního zbytku na koloně vydestiluje benezn a 1,4-dimethylpiperazin se předestiluje.

Jímá se frakce o teplotě varu 127 až 130 °C. Výtěžek 1,4-dimethylpiperazinu je 20 1 g tj. 88,2 % teorie. ’

Příklad 3

Do třihrdlé baňky o obsahu 250 ml, opatřené míchadlem, teploměrem, chladičem a dělicí nálevkou,se předloží 38,8 g piperazinu hexahydrátu (0,2 ml) a 50 ml vody. K této směsi se přikape 10 ml koncentrované kyseliny sírové do mírně kyselé reakce (pH=6). Potom se při teplotě 70 °C přisype 15 g paraformaldehydu. Reakční směs se vyhřeje na 80 °C a při této teplotě se přikape 6 ml koncentrované kyseliny sírové. Reakční směs se potom zahřívá k varu 2 hodiny. Po uplynutí této doby se reakční směs ochladí na 70 °C, přisype se za míchání 15 g paraformaldehydu a přikape se při teplotě 80 až 85 °C 6 ml koncentrované kyseliny sírové. Reakční směs se potom refluxuje jeětě 3 hodiny. Po uplynutí této doby se reakční směs zpracuje jako v předcházejících případech. Výtěžek 1,4-dimethylpiperazinu je 20,5 g, tj.

% teorie.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob výroby 1,4-dimethylpiperazinu methylací piperazinu, vyznačený tím, že se methylace piperazinu ve formě volné báze, hydrátu nebo soli s minerální kyselinou provádí ve vodném roztoku paraformaldehydem v přítomnosti minerální kyseliny, s výhodou kyseliny sírové .