DE2531060B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von I-Mcthylpiperazin und 1,4-DimiMhylpipcra/in als Coprodukte in praktisch reiner Form. I-Mcthylpipera/.in und l,4-t)imcthylpipcrazin sind von Nutzen als Härlungsmillcl für Harze, als Zwischenprodukte für Arzneimittel und bei der Synthese von Farbstoffen und Derivaten mit pharmakologischer Eignung.

Verfahren /ur Herstellung von I-Mclhylpiperazin und 1,4-Dimcthylpipcrazin durch k;it;ilytische Hydrierung des Rciiktionsproduklcs aus Formaldehyd und l'ipcni/in sind aus der Technik allgemein bckiinnl. Im allgemeinen umfassen diese Methoden das Mischen und Umsetzen von Formaldehyd und Pipcrazin in einem wäßrigen Medium mit einem Molvcrhülinis Formaldehyd : Piperazin zwischen I : I bis 2 : I und anschließendes Hydrieren des rohen Reaktionsprodukte*, das in einem flüssigen Lösungsmittel in Gegenwart eines Hydrieriingskalalysators unter milden Hydricrungsbcdingungen durchgeführt wird. 1-Methylpiperazin und 1,4-Dimethylpiperazin können in guten Ausbeuten aus dem hydrierten rohen Reaktionsprodukt abgetrennt werden. B a 11 ζ I y et al. (Journal American Chemical Socieiy,66[1944jS.63-66)undPrelogundStepan (Coil. Trav. Chim. TchecosL 7 [1935J S. 93-102) schlagen Arbeitsweisen zur Herstellung der obenerwähnten mono- und dialkylierten Piperazine vor. Im einzelnen beschreibt die US-PS 26 39 284 die Herstellung von 1-Methylpiperazin durch ein Verfahren unter Mischen und Umsetzen von Piperazin-hexahydrat und 34,5%igem wäßrigem Formaldehyd mit einem Piperazin : Formaldehyd-Molverhältnis von 1 :1 in Butanol- oder Äthanollösungsmittel und anschließendem katalytischem Hydrieren des Reaktionsgemische^ unter milden Bedingungen, wodurch ein Produkt reich an 1-Methylpiperazin erhalten wird, das auch wesentliche Mengen 1,4-Dimethylpiperazin und Piperaiji enthält. W. T. Fο r s e e. Jr, and C B. Pο 11 a r d, J. Amer. Chem. Soc. 57. 1788 (1935) beschreiben die Bildung von 1,4-Dimethylpiperazin in 88% Ausbeute aus der Umsetzung von Piperazin und wäßrigem Formaldehyd (1 :2-MoIverhältnis von Piperazin : Formaldehyd) bei nachfolgender Behandlung mit durch- Zink und Salzsäure erzeugtem Wasserstoff. Die DE-PS 19 32422(1971) schlägt vor. Formaldehyd, Wasser, Pipcrazin und Isobutanol als Lösungsmittel abzumischen und dann das Reaktionsgemisch zu hydrieren unter Erhalt von 90,5% Methylpiperazin nach Destillation des hydrierten Produktes. Die FR-PS 15 92 964 beschreibt ein Verfahren, bei welchem eine wäßrige Lösung aus Pipcrazin (60 Gew.-% Pipcrazin) und 30%igem wäßrigem Formaldehyd gemischt und in Gegenwart von Pipcrazinacciai umgesetzt werden unter nachfolgender Hydrierung des Reaktionsgemisches, um ein 993% Methylpiperazin und Pipcrazin enthaltendes Rcaklionsprodiikt zu erhallen.

Obwohl I-Mcthylpipprazin und/oder 1,4-Dimcthylpipcrazin in hohen Ausbeulen nach einem der vorerwähnten Verfahren durch Einstellung des Molvcrhältnisscs von Pipcrazin/Formaldchyd hergestellt werden können, leiden diese bekannten Verfahren unter dem Nachteil, daß hydrierte Rcaklionsrohprodukle erzeugt werden, die Piperazin als Verunreinigung enthalten, entweder als nichlumgcsctzlcs Produkt oder als Nebenprodukt. Die Abtrennung von praktisch reinem l-Mclhylpipcra/in aus solchen Pipcrazin enthaltenden Rcaklionsrohproduklen hat sich in der Praxis als außerordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich, erwiesen. Die Anwesenheit von Piperidin als Verunreinigung in I Melhylpipcra/in schränk! die Anwendbarkeit des I-Mclhylpiperazin ein. insbesondere in der pharmakologischcn Industrie zur Herstellung bestimmter Arzneimittel. Pipcrazin ist auch reaktiv und kann andere unerwünschte Dcrivalverunreinigungen bilden. Talsächlich kann 1-Melhylpipcrazin, das nur 0.1 Gew.-% Pipcrazin enthüll, bei Herstellung vieler Arzncimiltelderivutc für menschlichen und/oder tierischen Gebrauch nicht verwendet werden.

Trotz des Wissens :im die Schwierigkeiten beim Ablrenncn von im wesentlichen reinem I Mclhylpipcrazin und/oder 1,4-Dimeihylpipcrazin aus einem Gemisch mit Pipera/in war es bisher übliche Praxis in der Indiislric, solche Produkte nach den obenerwähnten Verfahren unter Verwendung von Formaldehyd- und Piperazin-Beschickungen in Verbindung mit ausgedehnten Trennungstechniken herzustellen. Zum Beispiel lehrt die US-PS 26 39 284 die Zugabe von Schwcfclkoh-

lcnstoff zum hydrierten Formaldehyd-Piperazin-Reaktionsgemisch und nachfolgende Behandlung mit konzentrierter Salzsäure unter Rückfluß zur Herstellung des gewünschten I-Methylpiperazins. Die US-PS

29 19 275 schlägt die Abtrennung des I -Methylpiperazins durch selektive Fällung des Diacetatderivats vor. aus welchem das I-Methylpiperazjn durch kaustische Hydrolyse regeneriert werden kann. Die US-PS

30 69 331 lehrt ein Verfahren zur Trennung von Plperazin und I-Methylpiperazin durch ausgedehnte extraktive Destillation des Gemisches in Gegenwart eines Gegenstroms von Äthylengiykol.

Obwohl einige der vorerwähnten Prozeduren anscheinend bis zu einem gewissen Grad erfolgreich waren bei Herstellung von im wesentlichen reinem I-Methylpiperazin- und/oder 1,4-Dimethylpiperazin-Produkten, umfassen sie alle ausgedehnte Reaktionsprozeduren und/oder ausgedehnte Behandlungen der hydrierten Reaktionsrohprodukte, was als solches die Wirtschaftlichkei! der Herstellung des gewünschten Produkts nachteftü?beeinträchtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von I-Mcthylpiperazin und 1.4-Dimethylpiperazin ab Coprodukte in praktisch reiner Form zur Verfügung zij stellen, wobei die genannten Verbindungen mit Hilfe einfacher Trenntechniken aus dem entstehenden Reaktionsgemisch isoliert werden können. Diese Aufgabe wurde crfindungsgcmäß nach dem Anspruchswcrllaut gelöst.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß I -Methylpipera/.in und 1,4-Dimethylpipcrazin aus Formaldehyd und Pipcrazin als Coprodukte in einem Reaktionsrohproduktgemisch hergestellt ivcrdcr. können, welches kein freies Pipcra/in als Verunreinigung einhält. Es wird angenommen, daß die Erfindung inen enormen Fortschritt in der Technik der Herstellung solcher Produkte in praktisch reiner Form darstellt. Völlig unerwartet wurde gefunden, daß das angewendete Molverhältnis von Pipcrazin : Formaldehyd, das speziell verwendete flüssige Lösungsmittel und die spezielle Wassernicnge, die während der Hydrierung des Rcaktionsrohprodiiktcsaus Pipcra/in und Formaldehyd vorliegt, die Präsenz von Pipcra/in in dein hydrierten Rcaktionsrohprodiikl beeinflußt. Durch die Erfindung wird 1-Mclhylpipcra/in und/oder 1,4-Dimethylpipcrazin in praktisch reiner Form herstellbar, ohne daß es erforderlich wäre, das Produkt ilen vorerwähnten kostspieligen Prozeduren zur Abtrennung der Pipera/.inverunrcinigung zu umerziehen. Praktisch reine I-Mclhylpipcrazin- und 1,4-Dinielhylpiperazin-Produktc können durch die - praktische Ausführung der Erfindung mittels verhältnismäßig einfacher, allgemein bekannter Dcstillationslechniken erhallen werden.

Die Erfindung sielll eine Verbesserung des Verfahrens zur Herstellung von I-Melhylpiperazin und 1,4-Diinethylpipcra/in als C'oprodukie durch die kalalylische Hydrierung des Rcaklioiisproduklcs aus Formaldehyd und Pipcrazin dar. Diese Verbesserung greift in die Reaktion ein und umfaßt das Mischen und Umsetzen von Formaldehyd und Pipcrazin in einem Molverhällnis von mehr als IJ: I bis weniger :il.<s elw:i 2,0: I und Hydrieren des erhaltenen Reaklionsprodiiktes unter Verwendung von Methanol als llaupllösiingsmillel in Gegenwart von weniger als elwa Mi (Jew.-"/» Wasser, bezogen auf das Gewicht des insgesamt vorhandenen Lösungsmittels. Die Hydrierung wird in flüssiger Phase durchgeführt unter Erwärmen des Rcaklionsprodt<klcs, das in Methanol verdünnt ist, in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators bei einer Temperatur zwischen etwa 60⁰C bis etwa 130°C. Überraschenderweise liefert das Mischen und Umsetzen von Formaldehyd und Piperazin in den obigen Molverhältnissen und

■> Hydrieren des Reaktionsproduktes unter Verwendung von Methanol als Hauptlösungsmittel in Gegenwart von nicht mehr als etwa 35 Gew.-% Wasser, bezogen auf das gesamte vorliegende Lösungsmittel, ein hydriertes Rohprodukt, das keine Piperazinveninreinigung als

in Nebenprodukt oder nichtumgesetzten Produkt enthält; I-Methylpiperazin und/oder 1,4-Dimethylpiperazin können hiervon in praktisch reiner Form durch verhältnismäßig einfache Destillations- oder beliebige andere herkömmliche Trennungstechniken abgetrennt

ι¹» werden.

Erfindungsgemäß werden Formaldehyd und Piperazir. mit einem Molverhältnis im Bereich von mehr als 1,3 :1 bis weniger als etwa 2,0 :1 und vorzugsweise etwa 1,4:1 bis etwa 1,7:1 Molen Formaldehyd : Molen

jo Piperazin zusammengemischt Die Abmischung führt zu einer exothermen Reaktion und wird unter Kühlung bei einer Temperatur zwischen etwa 35°C bis 65°C gehalten, bis sie vollständig ist, was gewöhnlich innerhalb von etwa 0,5 bis etwa 2Std. eintritt Die

_'^r) speziell zur Durchführung einer gegebenen. Reaktion notwendige Zeit hängt ab von der Geschwindigkeit, mit welcher die erzeugte Wärme abgeführt wird. Der Formaldehyd kann als Paraformaldehyd oder als wäßriges Formalin verwendet werden, z. B. als

j» 30 —40%iges wäßriges Formalin. Ferner kann das Piperazin in Form wäßrigen Piperazins oder von Piperazinhcxahydrat verwendet werden. Formen, in welchen Pipcrazin gewöhnlich auf den Markt kommt Wie hier noch im einzelnen zu beschreiben ist, muß

π jedoch Vorsorge getroffen werden, wenn wäßrige Formen der Reaktionskomponenten eingesetzt werden, daß die während der nachfolgenden Hydrierung vorhandene Wassermenge auf ein Minimum beschränkt bleibt, um die gewünschten Ziele zu erreichen, d. h. ein

4<> hydriertes Reaktionsrohprodukt herzustellen, das kein freies Pipcrazin enthält. Andernfalls muß mindestens etwas Wasser aus dem Reaklionsproduktgcmisch vor Hydrierung entfernt werden, um eine Menge unterhalb des zulässigen Maximums einzustellen, was im einzelnen

π noch beschrieben wird.

Bei der Umsetzung von Pipcrazin und Formaldehyd entsteht Wasser. Aus wirtschaftlichen Gründen wird es außerdem bevorzugt, Formaldehyd in Form einer wäßrigen Lösung, d. h. des Formalins, in Konzcnlratio-

-)O ncn innerhalb des Bereiches von etwa 30% bis 40 Gew.-% Formaldehyd zu verwenden. Selbst wenn man wäßriges Formalin in solchen Konzentrationen verwendet, ist das erhaltene Reaktionsprodukl mit der an sich erzeugten Wassermenge stark konzentriert Daher wird

r. es bevorzugt, die Formaldehyd : Pipcnizin-Rcaktion in Gegenwart von genügend flüssigem Lösungsmittel durchzuführen, um das Formaldehyd : IPipcrazin-Rcaktionsprodukt auf eine genügend niedrige Viskosität zu bringen und rühren zu können.

ho Die Wahl des flüssigen Lösungsmittels ist während der Fonnaldchyd-Pipcrazin-Rcaklion nicht ausschlaggebend; es kann Wasser oder ein niederer Alkohol wie Methanol, Äthanol, Propanol oder Butanol sein. Die Verwendung von Methanol wird jedoch bevorzugt

hi Wenn Äthanol, Propanol oder andere niedere Alkohole verwendet werden, müssen sie enlfcrni und vor der nachfolgenden Hydrierung durch Methanol ersetzt werden, um die angestrebten Ziele d>:r Erfindung zu

erreichen. Die Verwendung des einen Lösungsmittels für den Reakiionsschritt und dann der Wechsel zu Methanol zur ausreichenden Hydrierung wäre nicht praktikabel. Außerdem würde ein Verlust an Formaldehyd eintreten, wenn ein solches Lösungsmittel ersetzt ^r, würde, denn freier Formaldehyd würde im Gleichgewicht mit dem methylolierten Piperazin im Reaktionsproduktgemisch stehen. Die Verwendung von Wasser als dem einzigen Lösungsmittel kann eine Einstellung des Wassergehaltes erfordern, um nicht mehr als 35 in Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gewicht des vorhandenen Lösungsmittels, im Reaktionsproduktgemisch während der nachfolgenden Hydrierung zu erreichen.

Die spezielle Methanolmenge, die als Lösungsmittel r, für eine gegebene Umsetzung von Formaldehyd und Piperazin zugegeben werden kann, um das Reaktionsprcdukt auf eine genügend niedrige Viskosität zu bringen und rühren zu können, kann leicht vom Fachmann ohne unmäßige Versuche ermittelt werden. Aufgrund von Beispielen haben Versuche gezeigt, daß das Mischen und Umsetzen des Formaldehyd^ und Piperazins bei niedrigeren Molverhältnissen innerhalb des oben beschriebenen Bereiches zunefimend mehr Methanollösungsmittcl erfordert. Zusätzlich ist, wenn wäßrige Formen der Reaktanten zur Anwendung gelangen, weniger Melhanollösungsmittel erforderlich.

Bekanntlich reagieren Formaldehyd und Piperazin in einem Molverhältnis von 2 :1 Formaldehyd : Piperazin und bilden l,4-Bis-(hydroxymelhylpiperazin), welches — jo wenn hydriert wird — zu 1,4-Dimethylpiperazin in hohen Ausbeuten umgewandelt wird. Es ist ebenfalls bekannt, daß Mischen und Umsetzen von Formaldehyd und Piperazin in einem I : I-Molverhäftnis zur Bildung eines weißen, unlöslichen hochschmelzenden Nieder- r, Schlags führt, welcher sich als Polyimethylcnpipcrazin) erwiesen hat. Hydrierung dieses weißen Polymers liefert ein Reaktionsrohprodukt, das 1-Methylpiperazin r-'us kleinere Mengen 1.4-Dimethylpiperazin und Piperazin enthält. Die Umsetzung von Formaldehyd und Piperazin in Verhältnissen zwischen 2 :1 und 1 : 1 Formaldehyd : Piperazin ergibt Gemische aus dimethyloliertem Piperazin und dem weißen Polymer Poly(methylenpiperazin). Bisher hat eine Hydrierung solcher Reaktionsprodukte gemäß herkömmlicher Hydrierungsverfahren in Gegenwart herkömmlicher Hydrierungskatalysatoren zu Rohprodukten geführt, die I-Melhylpiperazin und 1,4-Dimethylpiperazin neben Piperazin enthalten, wobei die Menge an unerwünschtem Piperazin in steigenden Anteilen zugegen war, wenn niedrigere w Molverhältnisse angewendet wurden. Dies würde auch theoretisch zu erwarten sein, da Piperazin sich aus der Hydrierung des Polymers Poly(methylenpiperazin) ergibt. Es wurde jedoch gefunden, daß durch den erfindungsgemäßen Einsatz von Formaldehyd : Piperazin-Molverhältnissen über 13:1 bis unter 2,0:1, insbesondere unter 1,7 :1, bei der Formaldehyd-Piperazin-Reaktion mit nachfolgender Hydrierung Reaktionsrohproduktc gebildet werden, die gänzlich frei von Piperazin ist. Daher ist die Erfindung speziell auf die mi Anwendung von Formaldehyd : Piperazin-Molvcrhäj!- nissen innerhalb dieses Bereiches abgestellt. Diese Verhältnisse machen einen breiten Bereich von 1-Methylpiperazin : 1,4-Dimethylpiperazin-Coprodukt-Gewichtsverhältnissen von mehr als etwa 60 :40 bis zu b^r> etwa 0 :100 (theoretisch) zugänglich, die praktisch frei von Piperazin, dem gewählten Reaktanten, sind.

Ein weiteres entscheidendes Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung von Methanol als Hnupilösungsmittclträger während der nachfolgenden Hydrierung des Formaldchyd-Piperazin-Reaklionsproduktcs-Wie in dem nachfolgend gegebenen Beispiel erläutert wird, ließ sich finden, daß die Verwendung anderer Lösungsmittel als Haupllösungsmittcl wie Wasser. Äthanol, Isopropanol und ähnlicher unter den gleichen Hydrierungsbedingungen in den gleichen Formaldehyd : Piperazin-Molverhältnissen zu hydrierten Rohreaktionsproduklen führt, die Piperazin als Verunreinigung enthalten. »Hauptmenge Methanol« oder >/Hauptlösungsmittel« bedeutet hier eine Gewichismenge, die einen anderen Lösungsmitlelträger des Reakiionsproduktes. der zugegen sein kann, übersteigt. Vorzugsweise wird Methanol in ausreichender Menge verwendet, um eine Konzentration des Formaldehyd-Piperazin-Reaktionsproduktes von etwa 15 — 30%, bezogen auf das gesamte Gewicht aus Lösungsmittel und vorliegendem Reaktionsprodukt, während der !Hydrierung vorzulegen. Die spezielle Melhanolmenpp, die zum Erhalt einer solchen Konzentration erforderlich ist, hängt von der vorliegenden Wassermenge ab, welcne aus der Verwendung wäßriger Lösungen der Reaktanten und aus der Umsetzung selbst herrühren kann. Wie erwährt, wird es bevorzugt, Methanoi als lösungsmittel dem Formaldehyd und Piperazin vor oder während der Umsetzung zwischen diesen Verbindungen zuzusetzen. Dies eliminiert das nachfolgende Erfordernis einer Methanollösungsmittelzugabe vor der Hydrierung des Formaldchyd-Piperazin-Reaktionsproduktes.

Noch ein weiterer Faktor der Erfindung, wie im einzelnen beschrieben und im nachfolgenden Beispiel dargestellt wird, besteht darin, daß große Wassermengen, die während einer Hydrierung des Formaldehyd : Pipcrazin-Rcakticnsproduktes zugegen sind, die gewünschten Ergebnisse nachteilig beeinflussen können. Es scheint, daß es nicht möglich ist, das Verfahren der Erfindung in einem wasserfreien Medium auszuführen, insoweit als Wasser im Verfahren gebildet wird. Außerdem ist die Verwendung von Paraformaldchyd und wasserfreiem Piperazin nicht zu bevorzugen wegen der geringeren Hydrierungen, die die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens beeinträchtigen. Die Anwesenheit von etwas Wasser während der Hydrierung beeinträchtigt jedoch die angestrebten Ergebnisse der Erreichung eines hydrierten Rohproduktgemisches ohne Pipcrazinverunreinigung nicht, vorausgesetzt. Wasser ist in einer Menge zugegen, die nicht höher ist als etwa 35%, bezogen auf das Gewicht des gesamten vorhandenen lösungsmittel im zu hydrierenden Rcaklionsprodukt. Vorzugsweise liegen nicht mehr als 30 Gcw.-% Wasser im l-ösungsmilHträger vor, wenn die Rcaklionsproduklaufschlämmung d-'M Hydricrungsschrilt unterworfen wird.

Die während der Hydrierung vorhandene Wassermenge kann durch die verwendeten Konzentrationen des Formaldchyds und Piperazins als wäßrige Lösungen und die verwendete Menge an Methanollösungsmittcl wirksam geregelt werden. Wie bereits erwähnt, wird das erfindungsgeniäßc Verfahren vorzugsweise in der Weise ausgeführt, daß man eine wäßrige Lösung des Formaldchyds, d. h. Formalin, verwendet, die mindestens etwa 30Gcw.-% Formaldehyd enthält. Außerdem wird vorzugsweise handelsübliches Piperazin verwendet, das gewöhnlich wasserfrei ist, es kann aber auch Piperazin-hcxahydrat oder ein cutcklisches Pipcra/.in-Wasser-Gemisch sein, das 56,4 Gcw.-% Piperazin und 43,6 Gcw.-% Wasser enthält. Somit kann durch

sorgfältige Regelung der KcüktiintCfi in der wäßrigen Lösung neben der Verwendung der oben angegebenen bevorzugten Mengen an Mclhanollösungsmiiiel die im Lösungsmittel während der Hydrierung vorhandene Wassermenge leicht eingestellt werden, so daß nicht mehr als 35%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Lösungsmittel, zugegen sind.

Das Formaldchyd-Piperazin-Reaklionsprodukt, in Methanol als Hauptlösurigsmittcl neben nicht mehr als der obengenannten Wassermenge, wird dann hydriert, indem man in Gegenwart von Wasserstoff und eines llydricrungskalalysators. wie eines nickel- und/oder kobalthaltigen Katalysators, bei einer Temperalur innerhalb des Bereichs von etwa 60"C bis clwa 130' C unter ausreichendem Druck erwärmt, um das Medium in flüssiger Phase zu halten, was gewöhnlich innerhalb des Bereiches von etwa Atmosphärendruck bis 280kp/cm> Überdruck gegeben ist. Vorzugsweise werden Temperaturen innerhalb des Bereiches von etwa 70'C bis niwii 120"C und ein Druck /wischen eiwa 3.5 bis 10,¹J kp/cm·' angewendet. Höhere Temperaturen und Drucke können verwendet werden, es hat sich jedoch gezeigt, daß keine verbesserten Ergebnisse eintreten, was die erforderliche aufwendigere Ausrüstung und erhöhten Betriebskosten rechtfertigen würde. Das Lrwärnicn wird in Gegenwart des I lydrierungskalalysators forlgesetzt, bis kein Wasserstoff mehr verbraucht wird, was vollständige I lydricrung anzeigt.

leder herkömmliche Hydrierungskatalysator kann verwendet werden, insbesondere solche Katalysatoren, die Nickel oder Kobalt enthalten, ferner können die Katalysatoren ohne Träger oder gelragen auf herkömmlichen, unter den Itydrierungsbcdingungcn inerten Trägern verwendet werden, die aus der Technik allgemein bekannt sind. Diese Katalysatoren sind der Technik allgemein bekannt und bedürfen keiner speziellen Diskussion.

Die während der Hydrierung speziell verwendete Katalysatormenge ist nicht ausschlaggebend und beeinflußt lediglich die Hydrierungsgesclnwndigkeii. ßcvorzugl wird die Verwendung von etwa 5 bis etwa I 5 Gew.-% an aktivem Mctallkatalysator. bezogen auf das cingesclzte Piperazin. |cdoch auch nur 1 bis 5% sind cinsetzbar. Mengen oberhalb etwa 10 bis 15% bieten keinen zusätzlichen Vorteil.

Das erhaltene hydrierte Reaktionsrohprodukt, hergestellt gemäß dem oben beschriebenen Verfahren, zeigt in der Analyse, daß 1-Mcihylpipcrazin und 1.4-Dimethylpipcrazin als Coproduktc vorliegen, ohne daß meßbares freies Piperazin zugegen ist. I-Methylpiper· azin und 1.4-Dimcthylpipcrazin können schnell vom Rohprodukt in praktisch reiner Form durch übliche einfache Desiillationstcchniken abgetrennt werden, wie fraktionierte Destillation und ähnliches.

Die ausschlaggebenden Fakten und Vorteile der Erfindung werden aus den folgenden Beispielen weiter ersichtlich, welche die besten Ausführungsformen zur praktischen Durchführung erläutern.

Beispiel I

In ein mit Rührmitteln und Kühlmitteln ausgestattetes Reaktionsgefäß wurde eine Lösung aus 860 g (10,0 Molen) Piperazin in 5,67 Litern Methanol zu 1115 g (13.7 Molen) 37proz_ Formalin unter Rühren und ausreichendem Kühlen, um die Temperatur des Reaktionsgemisches unter 45°C zu halten, zugesetzt. Das erhaltene Reaktionsprodukt, eine Aufschlämmung von Poly(meihylenpipcrazin) in einer Methanol-Wasser-Lösung von Bis(hydroxymcihyl)pipcrazin. die 14 Gew.-% Wasser im Lösungsmittel aufweist, wurde dann in einen 11.4 Liter fassenden Autoklav zusammen mil 35 g vorrcdu/icrlcm Nickcl-auf-Kieselgur-Hydrierungskatalysator gefüllt.

ί Der Rcaktionsauloklav wurde verschlossen, von Luft freigespUll und durch einleiten von Wasserstoff unter Druck gesetzt. Die Hydrierung wurde bei einer Temperatur von 86" bis 90⁰C bei 3,5 kp/cm² Wasserstoffüberdruck durchgeführt, welcher Druck durch

in zwischenzeitliches Einleiten von Wasserstoff in den Kessel aufrechterhalten wurde, bis kein weilerer Verbrauch an Wasserstoff erkennbar war (über eine /eilspanne von 6 Stunden). Das hydrierte Rcaktions rohprodukl wurde dann aus dem Autoklaven entfernt

ι. und durch Gasflüssigchromatographic analysiert. Die Analyse des ungereinigten Produktes zeigte unter Extrapolation der Lrgcbnisse zwecks Ausschluß von Methanol und Wasser, daß 58,0% 1-Methylpiperazin.

0J% NN D;:"c;hy!;;r

.'Ii noäthanol (stammt aus einer Monoälhanolamin-Verunreinigung im Piperazin) und kein Piperazin vorlagen.

Beispiel Il

Unter Verwendung der in Beispiel I beschriebenen

y> Reaktionsvorrichtung wurden 840 g (10.3 Mole) 37proz. wäßriges Formaldehyd zu einer Lösung von 860 g (10.0 Molen) Pipera/in in 5.67 Litern Methanol gegeben. Das Gemisch wurlc bei einer Temperalur von 30' bis 50 C während der Formaldchydzugab'* unter Kühlen gehal-

iii ten. Das erhaltene Reaktionsgemisch. hauptsächlich eine Aufschlämmung von Poly(mcthylc:ipipcrazin). das 12 Gew.-% Wasser im Lösungsmittel enthielt, wurde dann in einen Rancynickel enthaltenen Autoklav gefüllt und unter 7 kp/cm² Überdruck Wasserstoff bei 75 bis

π 85 C gemäß der in Beispiel I beschriebenen Arbeitsweise hydriert, bis die Hydrierung vollständig war. was sich im Aufhören des Wasscrsloffverbraiichs nach ciwa 10 Sid. anzeigte. Die Analyse der erhaltenen Produktlösung durch Gasflüssigchromatographic auf Wasser-

JIi Methanol-freier Basis zeigte, daß das Produkt 75.0% I-Mcthylpipcrazin. 16.3% 1.4-Dimethylpipcrazin und 8,6% Piperazin enthielt (jeweils Gcw.-%). Kin Vergleich dieser Ergebnisse mit den Ergebnissen des Beispiels I veranschaulicht den Ausschlag des

4i Formaldehyd : Pipcrazin-Molverhältnisscs für das erhaltene hydrierte Rohprodukt.

Beispiel III

In einem geeigneten Reaktionsgefäß wurden 744 g

Vi Piperazin. gelöst in 3000 ml Methanol, zu 850 g 37proz. Formalin unter Rühren zugesetzt. Die Temperatur während der Zugabe wurde unter Kühlen bei 35"C bis 45°C gehalten. Das Formaldehyd-Piperazin-Molverhältnis betrug 1,22 :1. Die erhaltene Aufschlämmung

-,-, enthielt 21 Gew.-% Wasser im Lösungsmittel und wurde in einen 11,4 Liter fassenden Autoklav zusammen mit 125 g pulverförmiger^ vorreduziertem Nickel-Kupfer-Chrom-Hydrierungskatalysator gegeben. Der Autoklav wurde verschlossen, von Luft freigespült und mit

ho Wasserstoff gefüllt. Hydrierung der Aufschlämmung wurde bei einem Überdruck von 33 kp/cm² und 85° C unter zwischenzeitlichem Wasserstoffeinleiten durchgeführt, um den Druck 6 Std. zu halten. Die Analyse des hydrierten Produktes durch Gasflüssigchromatographie

b5 zeigte eine Zusammensetzung von 723% 1-Methylpiperazin, 26.7% i,4-Dimethyipiperazin und 0.7% Piperazin (jeweils Gew.-%. lösungsmittelfrei). Nach Entfernung aus dem Autoklav wurde das hydrierte

Rohprodukt filtriert, um den Katalysator zu entfernen, und dann über eine Kolonne von 61 cm. die eine Füllung aus nichtrostendem Stahl enthielt, destilliert. Nach Abziehen des Methanols wurde als nächstes ein 1,4- Dimethylpipera/in- Wasser- Azeotrop gesammelt unter Zufügen von Wasser in das Destillationsgefäß, bis das Destillat frei von Amin war, was vollständige Entfernung des l,4-Dimethy1pipera/.ins anzeigte. Die Destillation wurde mit einem Rückflußverhältnis von 10/1 fortgesetzt, wobei das restliche Wasser im Produkt abgezogen wurde, gefolgt von 484 g I-Methylpiperazin. Sd.p. 137—8"C. Analyse des I-Methylpiperazins durch Ciasflüssigchmmatographic zeigte, dall es /u 99% rein war, jedoch 0,55 Gew.-% Piperazin enthielt. Die Ergebnisse dieses Heispiels veranschaulichen im Vergleich mit den Ergebnissen des Beispiels I den Effekt des Formaldehyd : Piperazin-Molverhaltnisses für die Herstellung eines hydrierten Keakiionsrohproduktes, das Piperazinverunreinigungen enthält. Das Heispiel zcii'i ferner die Schwierigkeiten beim Abtrennen des I-Methylpiperazins in reiner Form, also frei von Piperazin. mittels einer herkömmlichen Dcstillationstcchnik.

»er. piel IV

In einen 57-l.itc-Kesscl aus nichtrostendem Stahl wurden 5,9 kg (72.9 Grammole) 37pro/. Formalin gefüllt. Eine Lösung von 4,5 kg (52.2 Cirammolen) Pipera/in in 17.95 kg Methanol wurde über einen Zeitraum von I Std. unter Kühlen hinzugegeben, um die Temperatur des Gemisches zwischen 35°C und 40 C /u haiien. Das Molvcrhällnis von Formaldehyd : Piperazin betrug 1,387 : I und die vorhandene Wassermenge nach Reaktion 44.7 kg (19 Ciew.% Konzentration im Lösungsmittel). In allen Heispielen entspricht das berechnete Wasser dem mit den Komponenten zugegebenen Wasser plus gebildetes Wasser, wenn Formaldehyd und Piperazin in Poly(me(h)lenpipcra/in) übergehen. Während der Hydrierung erzeugtes Wasser ist nicht einbezogen. Ein Hydrierungskatalysator, ein pulverförmiges Nickel-auf-Kieselgur-Produkt wurde ebenfalls in den Kessel gegeben, welcher abgeschlossen und bis zu 3.5 kp/cm² Überdruck durch Einleiten von Wasserstoff unter Druck gesetzt wurde. Der Kessel wurde auf 78"C bis 94¹C erwärmt, während das Gemisch unter zwischenzeitlicher Wasserstoffeinleitung zwecks Haltens des Drucks auf 3.5 kp/cm². bis der Wasserstoffverbrauch beendet war. gerührt wurde, was einen Zeitraum von 4 Std. beanspruchte. Die Gasflüssigchrornjtographie-Analyse des nichtgereinigtcn hydrierten Produktes zeigte eine Zusammensetzung, lösungsmittelfrei. von 55.2% I-Methylpipcrazin. 42.0% 1.4-Dimethylpiperazin und Rest mehrere kleinere unbekannte Produkte, jedoch war kein Piperazin bestimmbar. Das hydrierte Produkt wurde dann aus dem Stahlkcssel entfernt, filtriert und gemäß der in Beispiel III beschriebenen Arbeitsweise destilliert, wobei Methanol, 1.4-Dimcthylpiperazin-Wasser-Azeotrop, Wasser und schließlich I-Methylpiperazin-Produkt. Sd.p. 137 -8"C, gesammelt wurden. Die Analyse des gesammelten 1-Methylpiperazin-Produktes nach GLC zeigte, daß es äußeist rein und vollständig frei von Piperazin und 1,4-Dimeihylpiperazin war. Die Ergebnisse dieses Beispiels belegen, daß praktisch reines 1-Methylpiperazin, frei von Piperazinverunreinigung, erhalten werden kann durch eine herkömmliche einfache Destillation des hydrierten Produktes, das erfindungsgemäß hergestellt worden war.

IO

Beispiel V

Ein Vergleich der Ergebnisse dieses Beispiels mit den Ergebnissen des Beispiels IV zeigt klar die nachteilige

ί Wirkung der Verwendung von Wasser als ausschließlichem Lösungsmittel während der Hydrierung des Formaldehyd : Piperazin-Reaktionsproduktcs. In einem geeigneten Reaktionskesscl wurde eine Lösung von 172 g (2,0 Molen) Piperazin in 622 g Wasser /u 227 g (2,8

κι Molen) 37proz. Formalin unter Rühren und Kühlen zugesetzt, um die Temperatur während des Mischens bei 40°C zu halten. Das Molverhältnis von Formaldehyd : Pipera/in betrug 1,4:1. Die erhaltene weiße Aufschlämmung, die nur Wasser als Lösungsmittelträ-

i) ger enthielt, wurde dann mit 52 g eines vorreduzierten, pulverförmigen Nickel! lydrierungskatalysators in einem 3,78-Liter-Autoklav gemischt. Nach Verschließen und Spülen des Autoklaven wurde er mit Wasserstoff auf 3,5 kp/cm- Überdruck gesetzt und auf 95"C

-Ii erwärmt. Temperatur und Druck wurden beibehalten unter zwischenzeitlichem Einleiten, bis die Wasserstoffaufnahme aufhörte, was 4,5 Std. beanspruchte. Die Analyse des erhaltenen hydrierten Produktes durch Gasflüssigchromatographie, lösungsmittel frei, zeigte

j-, eine Zusammensetzung von 39.2% l-Methylpipera/in, 47.7% 1,4-Dimethylpipera/in. 6.2% Piperazin und 6.7% unbekannten höhersiedenden Produkten.

Beispiel Vl

κι Zu 672 g(8,3 Molen) 37proz. Formalin, gefüllt in einen geeigneten Reaklionskessel. wurden 510g (5.93 Mole) Piperazin in 1818 g Wasser unter Kühlen gegeben, um die Temperatur bei 30"C zu hallen. Das Formaldehyd : Piperiizin-Molvcrhällnis betrug 1,4:1. Die dicke

η l.atcxaufschlämmung wurde dann mit 7.5 Gew.-%. bezogen auf die Gesamtbeschickung, eines ptilverförmigen Nickel-Hydrierungskalalysators in einem Autoklav gemischt und bei 90"C unter 3.5 kp/cm-' Wasscrstoffpartialdruck in 2.5 Std. hydriert. Wasser war das einzige

in lösungsmittel dieses Versuchs. Die Analyse des hydrierten Produktes nach CiLC. auf lösungsmittelfreie. Basis, zeigte, daß das Produkt zu 41.9% aus I-Mcihylpiperazin, 48.2% 1,4-Dimethylpiperazin, 7,4% Piperazin und 2,3% weniger flüchtigem Malerial bestand. Dieses

r, Heispiel bestätigt die Ergebnisse, die in Heispiel V erhalten wurden.

Beispiel VII

Gemäß der in Beispiel Vl beschriebenen Arbeitsweise

κι wurden 70 g (0.81 Mole) Piperazin, gelöst in 32Og Methanol, mit 85 g (1.05 Molen) 37pro/., formalin gemischt und unter Kühlen bei 40" C gehalten (Formaldehyd : Pipera/.in-Molverhältnis von IJ: I). Die in der Reaklionsproduktaiifschlämmung enthaltene

-,-, Wassermenge betrug 17 Gcw.-% des Wasser-Mcthanol-Lösungsmiitels. Die Reaktionsproduktaufsehlämmung wurde dann, wie in Beispiel Vl beschrieben, in Gegenwart eines pulverförmigen Nickel-Hydrierungskatalysators hydriert. Gasflüssigchromatographie des

ho hydrierten Produktes, in Gcw.-% auf lösung.smittclfreier Basis, zeigte einen Gehalt von 67,1 % I-Methylpiperazin, 31,9% 1,4-Dimethylpiperazin und 0,2% Pipeiazin. Ein Vergleich der Ergebnisse dieses Beispiels mit den Ergebnissen des Beispiels Vl veranschaulicht die

b5 drastische Verbesserung bei der Herabsetzung der Menge an Päperazinverunrcinigung, die irn erhaltenen hydrierten Produkt vorliegt, durch Regelung der vorhandenen Wassermenge und Verwendung von

i\

Meihunol als Haupilösungsniiftcl während des Hydricrungsschrittes. Dieses Beispiel veranschaulicht auch die Wichtigkeit der Verwendung eines Formaldehyd : Piperazin-Molverhältnisscsüber 1,3 : I für die Herstellung eines Reaktionsproduktes, das gän/lich frei von Piperazinverunreinigung ist, verglichen mil den Ergebnissen des Beispiels IV.

Heispiel VIII

Eine Lösung von 86 g (1,0 Molen) Piperazin in 262 g Äthanol wurde unter Rühren zu !3Og (1,6 Molen) 37proz. Formalin in einem geeigneten Kessel bei einer Temperatur von JO bis 40"C! gegeben, wobei diese Temperatur durch Kühlung beibehalten wurde. Diese Aufschlämmung,die 25 Gew.-% Wasser und 75 Gew.-% Äthanol als Lösungsmittel einhielt, bezogen auf das l.ösungsmiltelgewicht, wurde dann in einen Autoklav gefüllt, der 14 g Nickel-auf-TrägerKatalysalor enthielt, und in i'inor Wassorilnffniiiuninhjjrn K«jj 9!"C linier 3,5 kp/cm² Überdruck 5 Std. gerührt. Die Analyse des Rohproduktes durch Gasflüssigchromatographie, berechnet auf wasser-alkoholfreier Basis, ergab 60,4% 1,4-Dimethylpiperazin, 38,2% I-Methylpiperazin und 0,5% Piperazin.

Beispiel IX

Beispiel VIII wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 262 g Isopropanol anstelle des Äthanols als Lösungsmittel verwendet wurden. Die Hydrierung war in 4,3 Std. beendet. Die Analyse des erhaltenen hydrierten Produktes durch Gasflüssigchromatographie, berechnet auf losungsmittelfreier Basis, zeigte einen Gehall von 68,1% 1.4-Dimethylpiperazin, 30,4¹Vn

1 -Melhylpiperazin und 0.1% Piperazin.

Beispiel X

Eine Lösung von 80 g (0,94 Molen) Piperazin in 320 g Methanol wurde zu 105 g(l,J0 Molen) J7pro/. Kormalin in einen geeigneten Reakiionskessel gegeben, welcher unter Kühlung bei 30" bis 40"C gehalten wurde. Das Molverhältnis von I-Orniuldehyd : Piperazin betrug I.J8: I. Die Rcaklionspr'vJuktiiufschlämmung (19 Gew.-"/) Wasser im Lösungsmittel enthallend) wurde dann hydriert, indem sie in einen Autoklav gefüllt wurde, der pulvcrförmigen Nickel! lydrierungskatalysator enthielt, dann wurde auf 90"C unier einem Überdruck von 3,5 kp/cm- Wasserstoff erwärmt. Die i lydrierung war in

2 Std. beendet. Die GLC-Analyse des Produktes, auf lösungsmittelfreier Basis, zeigte 43,6% 1,4-Dimethylpipcrazin. 55,7% I-Methylpiperazin und kein Piperazin.

Ein Vergleich der Ergebnisse der obigen Beispiele, insbesondere der Beispiele Vl bis X. zeigte, daß bei Formaldehyd : Pipcrazin-Molvcrhältnissen über I.J die Verwendung von Methanol als Lösungsmittel zur Bildung von Rohprodukten aus I-Methylpiperazin und 1,4-Dimethylpiperazin führt, die frei von Pipcrazinverunreinigungen sind, während die Verwendung von Äthanol, Isopropanol oder Wasser als Lösungsmittel, selbst bei Anwendung von Formaldehyd : Piperazin-Verhältnissen bis zu 1,6 : 1 zu methylolierten Piperazinrohproduktcn führt, die noch Pipcrazinverunreinigungen enthalten.

Beispiel Xl

Zu einer Lösung von 1053 g (13,0 Molen) 37proz. Formalin wurden 1940 g (10,0 Mole) Piperazin-hcxahydrat (44,3% Piperazin, 55,7% Wasser) in 2ü00g Methanol gegeben. Die Piperazin-Methanol-Lösung wurde über einen Zeitraum von 35 Minuten unter Rühren bei 50 bis 60⁰C zugesetzt; das Rühren wurde dann weitere 30 Minuten bei 60"C fortgesetzt. Diese Aufschlämmung wurde dann bei 90"C und 3,5 kp/cm²

·> Überdruck Wasserstoff in Gegenwart von 65 g eines pulverförmigen Nickcikatalysators 3 Std. in einem 11,4-Liter-Autoklav hydriert. Die während der Hydrierung vorhandene Wassermenge betrug 48 Gew.-% des gesamten Lösungsmittels. Das Produkt wurde durch

ίο Gasflüssigchromatographie analysiert und enthielt (als Flächenprozent, lösungsmittclfrcie Basis) 41,9% 1,4-Dimethylpiperazin, 56,6% I-Methylpipeirazin und 1,2% Piperazin. Ein Vergleich der Ergebnisse dieses Beispiels mit jenen des Beispiels VII, welches das gleiche

r, Molverhältnis von Formaldehyd : Piperazin (1,3:1) verwendete, zeigt die Wirkung auf den Piperazingehalt in dem Reaktionsrohprodukt, wenn überschüssiges Wasser als Lösungsmittel zugegen war.

Beispiel XII

Eine Lösung von 142 g (0,93 Molen) Piperazin-Wasscr-Eutcktikiim (56,4% Piperazin, 43,6% Wasser, jeweils Gew.-%), gelöst in 308 g Methanol, wurde zu 116 g 37proz. Formalin zugesetzt (1,4 Mole Formalde-

ji hyd), die zuvor in einen geeigneten, mit Rühr- und Kühlmitteln ausgestatteten Reaktionskessel gegeben worden waren. Die Temperatur des Reaktionsgemisches während der Zugabe wurde bei 30" bis 40"C unter Kühlung gehalten. Die Reaktionsproduktaufschläm-

Ki mung, ein 1.5 : I-Molverhältnis von Formaldehyd : Piperazin. enthielt 32 Gew.-% Wasser in dem Wasser-Methanol-Lösungsmittel. Die Aufschlämmung wurde dann in einem Autoklav hydriert, der zur Rührung ausgestattet war und 10 g eines nickclhaltigen Hydrie-

ii riingskalalysators enthielt. Die Hydrierung wurde bei 90"C" unter 3.5 kp/cm- Überdruck durchgeführt, wobei dieser Druck durch zwischenzeitliches Einleiten von Wasserstoff aufrechterhalten wurde, was 3 Std. bis Beendigung erforderte. Die Zusammensetzung des

κι Hydrierungsproduktes, bestimmt durch Gasflüssigchromatographie, auf losungsmittelfreier Basis betrug 53,1% 1.4-Dimethylpiperazin und 44.2% I-Methylpipcrazin: Piperazin w;ir nicht faßbar.

Beispiel XIII

Eine Lösung von 194 g(l,0 Molen) Piperazin-hcxahydrat in 105g Methanol wurde zu 113g (1,4 Molen) 37proz. Formalin gegeben, währenddessen die Temperatur unter Kühlung bei 40 —45"C gehalten wurde.

,ο Diese sehr dicke Aufschlämmung, die 64 Gew.-% Wasser im gesamten vorhandenen Lösungsmittel enthielt, wurde in einen gerührten Autoklav zusammen mit 8 g Nickel-Hydrierungskatalysator gegeben und auf 88 bis 95°C unter 3,5 kp/cm² in Gegenwart von

->> Wasserstoff hydriert, wobei der Druck durch zwischenzeitliches Wasserstoffeinleiten aufrechterhalten wurde. Die Hydrierung unter diesen Bedingungen erforderte mehr als 8 Std. bis Beendigung, was sich durch Aufhören des Wasserstoffverbrauchs anzeigte. Das Hydrierungs-

w) produkt wurde analysiert durch Gasflüssigchromatographie auf lösungsmittelfreier Basis und bestand aus 46,8% 1,4-Dimethylpiperazin,46,7% I-Methylpiperazin, 3,5% Piperazin und 2,8% höhersiedenden Verunreinigungen. Ein Vergleich der Ergebnisse dieses Beispiels

hS mit den Ergebnissen des Beispiels XIII zeigt die Wichtigkeit der Verwendung von Methanol als Hauptlösungsmittel während der Hydrierung des Formaldehyd : Piperazin-Reaktionsproduktes. Der Ver-

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gleich demonstriert auch den Ausschlag der während des Hydricrungsschrittcs vorlegenden Wassermenge des Formaldehyd : Piperazin-Reaklionsproduktes.

Die folgende Tabelle gibt die Ergebnisse der obigen Beispiele I-Xlll neben den Formaldehyd . Pipcrazin-

Molverhältnissen, dem Hauptlösungsmiltcl und der in jedem Ueispicl im Lösungsmittel vorliegenden Wasscrmcngc zum Vergleich wieder, um die kritischen Merkmale der Erfindung zu erläutern.

Tabelle Bsp.

Formaldehyd : Piperazin-	1»)	Haupllösungsmitlcl-	Vorliegendes	Produkte2)	I)MP")	Unbekannt«1)	PIP··)
Molverhältnis		trägcr	Wasser in		41,7		0 0.37
	I 10)		Gew.% d.		16.3		8.6
	eecndcs Wasser		l.ösuiigsmitlels	) NMPi)	26,7	0.7
1.37 :	Methanol	14	58.0	42,0	0 Spur
1.03	Methanol	12	75.0	47.7	6,2 6.7
1,22 .	Methanol	21	72.3	48.2	7,4 2.3
1,387 :	Methanol	19	55,2	31,9	0,2
1,4 :	Wasser	100	39,2	60.4	0,5
1,4 :	Wasser	100	41,9	68,1	0,3
i,3 :	fviethanoi	i7	6/.I	43.6	0
1,6 :	Äthanol	25	38.2	41.9	1,2
1,6 :	Isopropanol	25	30.4	53.1	0
1,38 :	Methanol	19	55.7	46,8	3,5 2.8
1,3 :	Methanol	48	56.6	L'smiiicl in	der Rcaktionsnrodiikiaiii-
1.5 :	Methanol	32	44.2
1,4 :	Methanol	64	46,7
'w.-% vorl	wurden berechnet als	Gewicht vom (	csamllösur

schlämmung vor der Hydrierung.

Gasflüssigchromalographic. Gew.-%, lösungsniittclfrcie Hasis.

I-Methylpiperazin.

1,4-Dimethylpiperazin.

Piperazin.

Kleinere Anteile höhersiedende Materialien.

N.N-Dimethylaminoäthanol, aus Monoäthanol-Verunreinigung.

Pipcrazin-hexahydrat (44.3% Piperazin. 55.7% Wasser, jeweils Gew. ⁰Zn) [jitektisches Pipcrazin-Wasser-Gemisch (56,4% Pipcra/.in, 4 3.b% Wasser, jeweils Gew.-'

Piperazin-hexahydrat.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von I-Methylpiperazin und 1,4-Dimethylpiperazin als Coprodukte in > praktisch reiner Form und frei von Piperazinverunreinigung, indem Formaldehyd und Piperazin gemischt und in Gegenwart eines flüssigen Lösungsmittels umgesetzt werden und nachfolgend das erhaltene Reaktionsprodukt in dem Lösungsmittel in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators bei erhöhter Temperatur in flüssiger Phase hydriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Formaldehyd und Piperazin in einem Molverhältnis von mehr als 13:1 bis weniger als 2,0:1 gemischt und umgesetzt werden, das Formaldehyd-Piperazin-Reaktionsprodukt unter Verwendung von Methanol als Hauptbestandteil des Lösungsmittels hydriert wird, wobei das flüssige Lösungsmittelsystem weniger als etwa 35 Gew.-%, bezogen auf das μ Gesamtgewicht des Lösungsmiltelsystems, Wasser enthält, und 1-Methylpiperazin und 1,4-Dimethylpiperazin als Coprodukte isoliert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung aus Formaldehyd. _>ϊ Piperazin und Methanol bei einer Temperatur von etwa 35°C bis etwa 65°C gemischt wird, und zwar in ausreichenden Mengen, um ein Molvcrhällnis von mehr als 1,3 :1 bis etwa 1,7 : I Formaldehyd : Piperazin, eine Formaldehyd-Piperazin-Reaktionspro- so duktaufschlämmung mit weniger als 35 Gcw.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Methanol und vorliegendem Wasser in der erhaltenen Aufschlämmung, und eine Formaldehyd-Piperazin-Reaktionsproduklkonzenlration von etwa 15 π bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung, zu erhalten, die Rcaktionsprodukl- ;iihschlümmung in Gegenwart von Wasserstoff und eines nickel- oder kobalthaltigen Hydrierungskjtalysators bei einer Temperatur von etwa 60⁰C bis -tu etwa I3O°C unter einem Druck von etwa Atmosphürendruck bis etwa 280 kp/cm² Überdruck erwärmt wird, dieser Druck durch zwischenzeitliches Einleiten von Wasserstoff beibehalten wird, bis der Wasserstoffverbrauch beendet ist und I-Methyl- .»-, pipcrazin und 1.4-Dimcthylpipcrazin isolicri werden.