Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia l-metylo-4-aminopiperazyny, stosowanej mie¬ dzy innymi jako pólprodukt w syntezie pólsynte- tycznych antybiotyków.Znane sposoby otrzymywania l-metylo-4-amino- . piperazyny polegaja, analogicznie do wiekszosci re¬ akcji typu nitrozowania amin drugorzedowych, na dzialaniu azotynem sodu na 1-metylopiperazyne w wodnym roztworze kwasu solnego i nastepnie re¬ dukcji zwiazku nitrozowego.Ze znanych metod redukcji l-metylo-4-nitrozopi- perazyny wymienia sie redukcje wodorkiem litowo- -glinowym, sodem metalicznym lub jego amalga¬ matem w srodowisku alkoholowym, alkoholowo- -wodnym lub cieklego amoniaku, glinem w srodo¬ wisku alkalicznym lub obojetnym.Znaczenie przemyslowe ma sposób podany w opi¬ sie patentowym RFN nr 920249 polegajacy na wy¬ odrebnieniu l-metylo-4-nitrozopiperazyny po re¬ akcji nitrozowania a nastepnie redukcji zwiazku nitrozowego cynkiem w srodowisku 50% kwasu octowego.Autorzy tego wynalazku podaja, ze w srodowisku kwasu solnego l-metylo-4-nitrozopiperazyna moze byc zredukowana do l-metylo-4-aminopiperazyny jedynie za pomoca cyny. Stosowanie bowiem cynku powoduje przerwanie wiazania -N-N- i w wyniku redukcji powstaje w duzych ilosciach odtwarzajacy sie substrat 1-metylopiperazyna i amoniak, co jest wynikiem zbyt daleko posunietego procesu reduk- 10 15 20 25 cji. Niepozadana reakcja redukcji zwiazku nitrozo¬ wego do 1-metylopiperazyny i amoniaku jest do¬ minujaca, jezeli redukcje cynkiem prowadzic w srodowisku kwasu solnego, co tlumaczy brak w li¬ teraturze informacji o redukcji nitrozoamin z za¬ stosowaniem kwasu solnego i cynku, w szczegól¬ nosci zas odnosnie otrzymywania l-metylo-4-ami- nopiperazyny.W podanych sposobach otrzymywania 1-metylo- -4-aminopiperazyny wyodrebnianie gotowego pro¬ duktu z ^masy poreakcyjnej polega na ekstrakcji cl loroformem albo innym rozpuszczalnikiem orga¬ nicznym po uprzednim zalkalizowaniu srodowiska, oddestylowaniu rozpuszczalnika i oczyszczeniu l-metylo-4-aminopiperazyny przez destylacje.Znane jest stosowanie dodatku srodka powierzch¬ niowo czynnego, czesto kationowóaktywnego w ilosciach katalitycznych w przypadku prowadzenia róznego typu reakcji przebiegajacych w ukladach wielofazowych; gdzie srodek powierzchniowo czyn¬ ny sprzyja rozwinieciu powierzchni zetkniecia sub- stratów, sprzyja wiec postepowi reakcji lub umoz¬ liwia przeniesienie jednego z komponentów reakcji z fazy wodnej do fazy niepolarnej. Natomiast wy¬ korzystanie srodka powierzchniowo-czynnego jako katalizatora w zlozonej reakcji, sprzyjajacego pow¬ stawaniu produktu pozadanego, a inhibitujacego powstawanie produktów ubocznych, jest opisane w patencie polskim 73371. 123 1353 123 135 4 Wada procesu wedlug sposobu podanego w opi¬ sie do patentu RFN nr 920249 jest koniecznosc wyodrebniania l-metylo-4-nitrozopiperazyny po re¬ akcji nitrozowania ze wzgledu na koniecznosc zmiany srodowiska reakcji kwasu solnego w pro¬ cesie nitrozowania na srodowisko 50% kwasu octo¬ wego w procesie redukcji.Wyodrebnianie l-metylo-4-nitrozopiperazyny sta¬ nowi duze zagrozenie szczególnie w zastosowaniu przemyslowym ze wzgledu na wlasnosci mutagen¬ ne i silnie rakotwórcze tego zwiazku, co podaje Luise Pasternak w Arzeimittel Forschung 7, 802— 1964 rok. j l-metyló^-nitr^zopiperazyna nie redukuje sie ? * ilosciowo cynkiem w srodowisku 50% kwasu octo- f wego i w mieszaninie poreakcyjnej wykrywa sie ! jej, obecnosc. Wyodrebnienie l-metylo-4-aminopipe- ; »razyny przfez ekstrakcje jest bardzo uciazliwe po- "rifew"az zalkalizowTana masa poreakcyjna stanowi gesta zawiesine glównie wodorotlenku cynku.Celem wynalazku bylo opracowanie takiego spo¬ sobu otrzymywania l-metylo-4-aminopiperazyny, który pozwalalby na prowadzenie nitrozowania 1-metylopiperazyriy i -redukcje l-metylo-4-nitrozo- piperazyny w tym ' samym srodowisku reakcji a wiec bez koniecznosci wyodrebniania rakotwór¬ czej l-metylo-4-nitrozopiperazyny oraz by wyodre¬ bnianie gotowego produktu nie nastreczalo trud¬ nosci.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze zastosowanie srodka powierzchniowo-czynnego, kationowoaktyw- negb ma szczególny wplyw na przebieg procesu re¬ dukcji l-metylo-4-nitrozopiperazyny cynkiem w srodowisku wodnego roztworu kwasu solnego, sprzyjajac powstawaniu l-rnetylo-4-aminopipera- zyny, stanowiacej ogniwo posrednie w lancuchu reakcji redukcji zwiazku nitrozowego do 1-metylo¬ piperazyny. Srodek powierzchniowo czynny stoso¬ wany w reakcji wedlug naszego wynalazku stano¬ wi inhibitor procesu redukcji, pozwalajacy na otrzymanie l-metylo-4-aminopiperazyny. Brak in¬ hibitora powoduje dalszy przebieg redukcji dajac w efekcie 1-metylopiperazyne.Wedlug wynalazku, otrzymana w znany sposób l-metylo-4-nitrozopiperazyne w srodowisku wod¬ nego roztworu kwasu solnego redukuje sie w tym samym srodowisku cynkiem, przy czym proces re¬ dukcji prowadzi sie w obecnosci srodka powierzch¬ niowo czynnego kationowo aktywnego. Otrzymana l-nietylo-4-aminopiperazyne, po uprzednim zalkali- zowaniu wydestylówuje sie z woda pod zmniejszo¬ nym cisnieniem po czym oddestylowuje sie wode a pozostala l-metylo-4-aminopiperazyne oczyszcza sie przez destylacje prózniowa.. Obecnosc srodka powierzchniowo czynnego ka¬ tionowo aktywTnego zmniejsza szybkosc reagowania kwasu solnego z cynkiem, ograniczajac ilosc wy¬ dzielajacego sie wodoru czasteczkowego, sprzyjajac tym sarnim powstawaniu l-metylo-4-amiriopipera- zyny.OZGraf. Z.P. Dz-1 Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest prowadze¬ nie reakcji nitrozowania 1-metylopiperazyny i re¬ dukcji l-metylo-4-nitrozopiperazyny w tym samym srodowisku reakcji bez koniecznosci wyodrebniania 3 rakotwórczej l-metylo-4-nitrozopiperazyny. Ze wzgledu na ilosciowy przebieg redukcji w reakcji prowadzonej sposobem wedlug wynalazku uzyskuje si«c l-metylo-4-aminopiperazyhe z wyzsza wydaj¬ noscia niz w reakcjach prowadzonych znanymi spo- io sobami. Istote wynalazku wyjasni blizej ponizszy przyklad.Przyklad. Do ochlodzonej do temperatury —2—4°C mieszaniny 100 czesci wagowych 1-mety¬ lopiperazyny, 90 czesci objetosciowych wody i 160 15 czesci objetosciowych 32% kwasu solnego wkrapl.i sie, ciagle mieszajac w ciagu 1,5 godziny roztwór 69 czesci wagowych azotynu sodowego, rozpusz¬ czonego w 140 czesciach objetosciowych wody, utrzymujac temperature w granicach —2—4°C. 20 Nastepnie do mieszaniny poreakcyjnej dodaje sie 300 czesci objetosciowych wody oraz 5 ml 10% wodnego roztworu bromku laurylobenzylodwume- tylaomoniowego.Przy mieszaniu i chlodzeniu, utrzymujac tempe- 25 rature —2—4°C dodaje sie w ciagu 4 godzin por¬ cjami pyl cynkowy i kwas solny, którego stezenie w czasie trwania procesu nie przekracza 5%.Lacznie dodaje sie 170 czesci wagowych pylu cyn¬ kowego i 470 czesci objetosciowych 32% kwasu 3q solnego.Po stwierdzeniu zaniku zwiazku nitrozowego w masie reakcyjnej alkalizuje sie ja przy mieszaniu i chlodzeniu, nie przekraczajac temperatul^ 60°C, dodajac porcjami 650 czesci wagowych wodorotlen- 35 ku sodowego, po czym pod zmniejszonym cisnie¬ niem oddestylowuje sie okolo 1000 czesci objeto¬ sciowych wodnego roztworu amin.Z uzyskanego destylatu usuwa sie wode pod. zmniejszonym cisnieniem przy zastosowaniu ko- 40 lumny destylacyjnej. Pozostalosc po oddestylowa¬ niu wody poddaje sie rektyfikacji, zbierajac frakcje l-metylo-4-aminopiperazyny przy 25 mm/Hg w gra¬ nicach temperatur 76—80°C, a przy 40 mm/Hg w granicach 84—90°C. Otrzymuje sie 75—85 czesci tt wagowych l-metylo-4-aminopiperazyny.Zastrzezenie patentowe Sposób otrymywania l-metylo-4-aminopiperazyny przez nitrozowanie 1-metylopiperazyny w srodo¬ wisku wodnego roztworu kwasu solnego i redukcje 5o otrzymanej l-metylo-4^nitrozopiperazyny, snamien- nj tym, ze redukcje l-metylo-4-nitrozopiperazyny prowadzi sie cynkiem w srodowisku wodnego roz¬ tworu kwasu solnego z dodatkiem srodka powierz- chniowo-czynnego kationowo-aktywnego a naste- 55 pnie otrzymana l-metylo-4-aminopiperazyne, po uprzednim zalkalizowaniu, wydestylówuje sie z woda pod zmniejszonym cisnieniem po czym od¬ destylowuje sie wode a pozostala 1-metylo-l-ami- nopiperazyne oczyszcza sie przez destylacje próz- 60 niowa. , z. 915 (85+15) 3.84 IM zl v PLThe subject of the invention is a method for the preparation of 1-methyl-4-aminopiperazine, used, inter alia, as an intermediate in the synthesis of semi-synthetic antibiotics. Known methods for the preparation of 1-methyl-4-amino. Piperazines consist, analogously to most secondary amine nitrosation reactions, in the action of sodium nitrite on 1-methylpiperazine in an aqueous solution of hydrochloric acid and subsequent reduction of the nitroso compound. The known methods of reducing l-methyl-4-nitrosopyrazine include reduction with lithium aluminum hydride, sodium metal or its amalgam in an alcoholic, alcohol-water or liquid ammonia environment, with aluminum in an alkaline or inert environment. The industrial significance is given in the German patent specification No. 920249, which is based on the isolation of l-methyl-4-nitrosopiperazine after the nitrosation reaction and then reduction of the nitroso compound with zinc in an environment of 50% acetic acid. The authors of this invention report that in the environment of hydrochloric acid l-methyl-4-nitrosopiperazine can be reduced to 1 -methyl-4-aminopiperazine with tin only. The use of zinc breaks the -N-N- bond and, as a result of the reduction, the regenerating substrate 1-methylpiperazine and ammonia are formed in large amounts, which is the result of an excessively advanced reduction process. The undesirable reaction of the reduction of the nitroso compound to 1-methylpiperazine and ammonia is dominant if zinc reductions are carried out in the environment of hydrochloric acid, which is explained by the lack of information in the literature on the reduction of nitrosamines with the use of hydrochloric acid and zinc, in particular In the following methods of obtaining 1-methyl-4-aminopiperazine, the isolation of the finished product from the reaction mass consists in extraction with Clloroform or another organic solvent after prior alkalinization of the environment , distilling the solvent and purifying l-methyl-4-aminopiperazine by distillation. It is known to use the addition of a surfactant, often cationic in catalytic amounts in the case of carrying out various types of reactions taking place in multi-phase systems; where the surfactant promotes the development of the contact surface of the substrates, thus promoting the progress of the reaction or facilitating the transfer of one of the reaction components from the aqueous phase to the non-polar phase. On the other hand, the use of a surfactant as a catalyst in a complex reaction, promoting the formation of a desired product, and inhibiting the formation of by-products, is described in Polish patent 73371. 123 1353 123 135 4. Defect of the process according to the method given in the description of the patent Germany 920249 requires the isolation of l-methyl-4-nitrosopiperazine after the nitrosation reaction due to the need to change the reaction environment of hydrochloric acid in the nitrosation process to the environment of 50% acetic acid in the reduction process. -nitrosopiperazines pose a great threat, especially in industrial use, due to the mutagenic and highly carcinogenic properties of this compound, as reported by Luise Pasternak in Arzeimittel Forschung 7, 802-1964. j 1 -methyl-nitrile-zopiperazine is not reduced? * quantitatively zinc in the environment of 50% acetic acid and detected in the post-reaction mixture! her presence. Isolation of 1-methyl-4-aminopipe-; The process of extraction is very onerous until it is alkalized. This reaction mass is a dense suspension of mainly zinc hydroxide. The aim of the invention was to develop such a method of obtaining 1-methyl-4-aminopiperazine, which would allow for the nitrosation of 1-methylpiperazine and - reduction of l-methyl-4-nitroso-piperazine in the same reaction medium, so without the need to isolate the carcinogenic l-methyl-4-nitrosopiperazine and to isolate the finished product without difficulty. Unexpectedly it was found that the use of the agent surfactant, cationic negb has a particular impact on the course of the reduction of l-methyl-4-nitrosopiperazine with zinc in an aqueous solution of hydrochloric acid, favoring the formation of l-methyl-4-aminopiperazine, which is an intermediate link in the reduction chain a nitroso compound to 1-methylpiperazine. The surfactant used in the reaction according to our invention is an inhibitor of the reduction process, allowing the preparation of 1-methyl-4-aminopiperazine. The lack of an inhibitor causes a further reduction, resulting in 1-methylpiperazine. According to the invention, the known method of l-methyl-4-nitrosopiperazine, obtained in an aqueous environment of an aqueous solution of hydrochloric acid, is reduced with zinc in the same environment, the process being re ¬ duction is carried out in the presence of a cationically active surfactant. The obtained 1-non-methyl-4-aminopiperazine, after prior alkalinization, is distilled with water under reduced pressure, then the water is distilled off and the remaining 1-methyl-4-aminopiperazine is purified by vacuum distillation. The presence of a carbon surfactant. Thionically active reduces the rate of reaction of hydrochloric acid with zinc, limiting the amount of released molecular hydrogen, thus promoting the formation of 1-methyl-4-amyriopiperazine. OZGraf. Z.P. Dz-1 The advantage of the process according to the invention is that the nitrosation of 1-methylpiperazine and the reduction of 1-methyl-4-nitrosopiperazine are carried out in the same reaction environment without the need to isolate the carcinogenic 3-methyl-4-nitrosopiperazine. Due to the quantitative course of the reduction in the reaction according to the invention, the yield of c1-methyl-4-aminopiperazine is obtained with a higher yield than in the reactions carried out by known methods. The essence of the invention is explained in more detail in the following example: Example. A mixture of 100 parts by weight of 1-methylpiperazine, 90 parts by volume of water and 160 parts by volume of 32% hydrochloric acid, cooled to a temperature of -2-4 ° C, is added dropwise and mixed, stirring continuously for 1.5 hours, the solution of 69 parts by weight sodium nitrite, dissolved in 140 parts by volume of water, keeping the temperature in the range of -2-4 ° C. 20 Then 300 parts by volume of water and 5 ml of a 10% aqueous solution of lauryl benzyl dimethyl mononium bromide are added to the post-reaction mixture. While stirring and cooling, keeping the temperature at -2-4 ° C, zinc dust is added in portions over 4 hours. and hydrochloric acid, the concentration of which during the process does not exceed 5%. A total of 170 parts by weight of zinc dust and 470 parts by volume of 32% of hydrochloric acid are added. After the disappearance of the nitroso compound in the reaction mass, it is made alkaline with stirring and cooling not exceeding a temperature of 60 ° C, adding 650 parts by weight of sodium hydroxide in portions, then about 1000 parts by volume of aqueous amine solution are distilled off under reduced pressure. The water obtained is removed from the distillate. reduced pressure using a distillation column. After the water has been distilled off, the residue is rectified by collecting the 1-methyl-4-aminopiperazine fractions at 25 mm / Hg within a temperature range of 76 ° -80 ° C, and at 40 mm / Hg between 84 ° and 90 ° C. 75-85 parts by weight of 1-methyl-4-aminopiperazine are obtained. Patent claim A method of obtaining 1-methyl-4-aminopiperazine by nitrosating 1-methylpiperazine in an aqueous solution of hydrochloric acid and reducing 5% of the resulting 1-methyl-4-amino acid. nitrosopiperazine, ie the reduction of 1-methyl-4-nitrosopiperazine is carried out with zinc in an aqueous solution of hydrochloric acid with the addition of a cationically active surfactant, and then the obtained l-methyl-4 The aminopiperazine, after being made alkaline, is distilled with water under reduced pressure, then the water is distilled off and the remaining 1-methyl-1-amino-piperazine is purified by vacuum distillation. , z. 915 (85 + 15) 3.84 IM zl v PL