DE1267222B

DE1267222B - Verfahren zur Isolierung von trans-2, 5-Dimethylpiperazin aus Gemischen von cis- und trans-2, 5-Dimethylpiperazin

Info

Publication number: DE1267222B
Application number: DEP1267A
Authority: DE
Inventors: David Baker Kellom
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1954-02-15
Filing date: 1955-02-15
Publication date: 1968-05-02
Also published as: GB777503A; DE1140938B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07d

Deutsche KL: 12 ρ - 6

1267 222
P 12 67 222.9-44
15. Februar 1955
2. Mai 1968

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Isolierung von trans-2,5-Dimethylpiperazin aus Gemischen von eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin.

S t ο e h r (Journ. prakt. Chemie, N. F., 55, S. 51ff.) berichtet über die Trennung von eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin auf Grund der verschiedenen Löslichkeit ihrer Hydrochloride in absolutem Alkohol. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß nach der Trennung durch fraktionierte Kristallisation die isomeren Hydrochloride mit Alkali zersetzt, die Basen in Chloroform aufgenommen, das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand fraktioniert destilliert werden müssen.

Es wurde nun gefunden, daß sich trans-2,5-Dimethyl· piperazin in einfacherer Weise aus Gemischen von eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin abtrennen läßt, indem man ein an der trans-Verbindung angereichertes Isomerengemisch aus eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin, das durch Erhitzen von cis-2,5-Dimethylpiperazin oder von einem Gemisch aus eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin, das mehr als 30°/₀ des cis-Isomeren enthält, in Gegenwart von Wasserstoff und von einem metallischen Hydrierungskatalysator oder von Kupferchromit unter Druck auf eine Temperatur zwischen 90 und 300⁰C, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser und gegebenenfalls anschließendes Abdestillieren des Wassers oder gegebenenfalls anschließende fraktionierte Destillation des Reaktionsgemisches und Abtrennen des in einem Bereich zwischen 118 und 170⁰C siedenden Isomerengemisch hergestellt worden ist, gegebenenfalls nach Zusatz eines organischen Lösungsmittels abkühlt und das auskristallisierte trans-2,5-Dimethylpiperazin abtrennt.

Das als Ausgangsmittel verwendete Isomeren- ■ gemisch wird abgekühlt, um das trans-Isomere auszukristallisieren und abzutrennen. Diese Kristallisation kann in An- oder Abwesenheit von organischen Lösungsmitteln, z. B. Aceton, Methyläthylketon, Chlorbenzol, einer zwischen 60 und 90⁰C bei Normaldruck siedenden Erdölfraktion oder Chloroform, durchgeführt werden. Das kristalline trans-Isomere kann durch Umkristallisieren aus diesen Lösungsmitteln gereinigt werden. Das gereinigte trans-Isomere schmilzt bei 118 bis 118,2° C. Im Gegensatz zu Angaben in der Literatur, die für das cis-2,5-Dimethylpiperazin einen Schmelzpunkt von 114° C angeben, blieb das im vorliegenden Verfahren erhaltene cis-Isomere bei Raumtemperatur flüssig.

Das benötigte Ausgangsmaterial wird nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 1140 938 hergestellt.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Verfahren zur Isolierung von trans-2,5-Dimethylpiperazin aus Gemischen
von eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin

Anmelder;

The Dow Chemical Company, Midland, Mich.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

8000 München 27, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:

David Baker Kellom, Midland, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 15. Februar 1954 (410413)

; Beispiel 1

47,2 g eines halbfesten, zwischen 118 und 170°C siedenden Gemisches aus eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin wurden in 100 ecm erhitztem Aceton aufgelöst und diese Lösung abgekühlt. Es kristallisierten 10,2 g trans-2,5-Dimethylpiperazm; F. 115 bis 116° C.

Beispiel 2

Aus 47 g eines zwischen 148 und 164° C bei Atmosphärendruck siedenden Gemisches aus eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin kristallisierten beim Abkühlen auf Zimmertemperatur ungefähr 4 g trans-2,5-Diniethylpiperazin aus; F. 115 bis 116°C.

Beispiel 3

30,6 g eines Gemisches aus eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin, das zwischen 158 und 162° C siedete, wurden in 100 ecm heißem Aceton gelöst und die Lösung abgekühlt und dann filtriert. Man erhielt nach dem Trocknen 21,48 g trans-2,5-Dimethylpiperazin mit dem Schmelzpunkt 118 bis 118,2⁰C.

Beispiel 4

In vier Versuchen wurde zur Herstellung des Ausgangsmaterials Bomben jeweils mit den in der Tabelle genannten Katalysatoren und den dort angegebenen Mengen an cis-2,5-Dimethylpiperazin beschickt. Bei

' 809 574/409

Versuch 4 wurden außerdem 20 g Wasser zugefügt. Die Bomben wurden ferner bei Raumtemperatur mit Wasserstoff bis zu dem in der Tabelle angegebenen Druck beschickt, dann verschlossen, geschüttelt und auf die in der Tabelle angegebenen Temperaturen die dort ebenfalls angegebenen Zeiten erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde der Wasserstoffdruck abgelassen, die Bombe geöffnet und die Beschickung herausgenommen. In Versuch 4 wurde das umgesetzte Gemisch abgezogen, der Katalysator abfiltriert und das Wasser aus dem Filtrat abdestilliert. Der Destillationsrückstand wurde mit so viel des in der Tabelle genannten erhitzten organischen Lösungsmittels verdünnt, daß sich eine Lösung der Substanzen bildete. In den Versuchen 1 bis 3 wurde jeweils das Reaktionsgemisch aus der Bombe mit dem in der Tabelle ge nannten organischen Lösungsmittel, das Raumtemperatur, also etwa 22 ⁰C hatte, herausgewaschen und die erhaltene Lösung vom Katalysator abfiltriert. Die auf diese Weise erhaltenen Lösungen wurden dann abgekühlt, um das trans-2,5-Dimethylpiperazin daraus auszukristallisieren. Es wurde abfiltriert, getrocknet und gewogen. Aus den Filtraten wurde ein Teil des Lösungsmittels verdampft und die verbleibenden Lösungen wiederum abgekühlt, um weitere

ίο Mengen des trans-2,5-Dimethylpiperazins auszukristallisieren. Diese Operationen (Entfernung von Teilen des Lösungsmittels und Auskristallisieren der transVerbindung) wurden wiederholt, bis das trans-Isomere so vollständig wie möglich abgetrennt worden war.

Die Versuchsbedingungen und Ausbeuten an trans-2,5-Dimethylpiperazin sind in der Tabelle angegeben.

Versuch

Herstellung des Ausgangsmaterials

Art und Menge
des Katalysators

Menge an cis-2,5-

Dimethylpiperazin

ing

Wasserstoffdruck in at Isomerisierungsbedingungen

Zeit in
Stunden

Temperatur
in ⁰C

Isolierung von trans-2,5-Dimethylpiperazin

Ausbeute an

trans-2,5-

Dimethyl-

piperazining

Lösungsmittel

6,0 g Raney-Ni

3,8 g Kupferchromit

2,3 g Pd-Katalysator*)

6,0 g Raney-Ni

53,0

38,5 38,1 50,0

21

31,5

21

28 4
3

205

225

145 bis 155
200

100 bis 150ml

Methyläthyl-

keton

desgl.
desgl.
desgl.

28,4

24,2 13,0 19,4

♦) Bestehend aus 5gewichtsprozentigem feinteiligem Pd, das auf Tierkohle niedergeschlagen war.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Isolierung von trans-2,5-Dimethylpiperazin aus Gemischen von eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin, dadurch gekennzeichnet, daß man ein an der trans-Verbindung angereichertes Isomerengemisch aus eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin, das durch Erhitzen von cis-2,5-Dimethylpiperazm oder von einem Gemisch aus eis- und trans-2,5-Dimethylpiperazin, das mehr als 30% des cis-Isomeren enthält, in Gegenwart von Wasserstoff und von einem metallischen Hydrierungskatalysator oder von Kupferchromit unter Druck auf eine Temperatur zwischen 90 und 300⁰C, gegebenenfalls in Gegenwart von

40

45 Wasser und gegebenenfalls anschließendes Abdestillieren des Wassers oder gegebenenfalls anschließende fraktionierte Destillation des Reaktionsgemisches und Abtrennen des in einem Bereich zwischen 118 und 170⁰C siedenden Isomerengemisches hergestellt worden ist, gegebenenfalls nach Zusatz eines organischen Lösungsmittels abkühlt und das auskristallisierte trans-2,5-Dimethylpiperazin abtrennt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Beilskin, Methoden der organischen Chemie, Bd. 23, S. 19 bis 20;
Journ. prakt. Chemie, N. F. 55, S.51 ff.