一種n-甲基哌嗪的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種N-甲基哌嗪的制備方法。
【背景技術】
[0002] N-甲基哌嗪是哌嗪的衍生產(chǎn)品之一，是一種重要的精細化工產(chǎn)品，主要用作氧氟 沙星、氯氮平、西地那非、吐立抗、佐匹克隆等藥物的中間體，亦可用于農(nóng)藥、染料、塑料等行 業(yè)。
[0003] 目前N-甲基哌嗪的合成方法主要有兩種：
[0004] 方法一：將哌嗪和鹽酸反應生成哌嗪鹽酸鹽，分離出該鹽后再與甲酸和甲醛的混 合液反應得到N-甲基哌嗪鹽酸鹽，然后加氫氧化鈉中和，蒸餾，得含水N-甲基哌嗪。加苯 加熱回流帶水，分餾，收集132-140°C餾分，得無水N-甲基哌嗪，收率僅為50%。該工藝還 存在工藝過程長，生產(chǎn)中設備腐蝕嚴重，廢水較多，作業(yè)環(huán)境差等缺點。
[0005] 方法二：以甲醇作為甲基化試劑和溶劑，將哌嗪和甲醇氣化后通過固定床催化劑 層反應，部分原料生成N-甲基哌嗪。該方法反應溫度高達300°C以上，能耗大，單程轉(zhuǎn)化率 低，只有50%，且副產(chǎn)多，產(chǎn)品品質(zhì)差等。
[0006] CN200810019736. 8提供了一種采用哌嗪和甲醛、氫氣為原料制備N-甲基哌嗪的 工藝。先將哌嗪和甲醛在常溫下生成縮合物，然后在同一反應器內(nèi)催化加氫生成N-甲基哌 嗪。該專利中存在各種哌嗪衍生物含量高，哌嗪轉(zhuǎn)化不完全等缺點。
[0007] 上述N-甲基哌嗪的制備均采用哌嗪為原料，普遍存在原料哌嗪價格高、哌嗪轉(zhuǎn)化 率低，N-甲基哌嗪收率不高，副產(chǎn)多等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明目的在于克服以上不足，提供一種原料廉價易得，產(chǎn)品的選擇性好，流程簡 單，設備投資少，適合于工業(yè)化的N-甲基哌嗪的制備方法。
[0009] 為解決以上技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：
[0010] 一種N-甲基哌嗪的制備方法，包括以下步驟：
[0011] (1)亞氨基二乙腈（以下簡稱IDAN)與甲醛在酸性條件下反應制備N-甲基亞氨基
【主權項】
1. 一種N-甲基哌嗪的制備方法，包括以下步驟： (1) 亞氨基二乙腈與甲醛在酸性條件下反應制備N-甲基亞氨基二乙腈； (2) 步驟⑴得到的N-甲基亞氨基二乙腈，在加氫催化劑的催化下和氫氣進行加氫反 應得到N-甲基哌嗪。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1)中所述的亞氨基二乙腈與甲醛的 摩爾比為1 :1?I :1. 2 ;所述酸性條件為在反應體系中使用酸，反應體系的pH值為1?6， 優(yōu)選2?3,所述酸選自有機酸和無機酸中的一種或兩種或多種，優(yōu)選硫酸、鹽酸、硝酸、磷 酸、甲酸、乙酸、草酸、磺酸和對甲苯磺酸中的一種或兩種或多種，更優(yōu)選硫酸、鹽酸和磷酸 中的一種或兩種或多種。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加氫催化劑包括活性金屬氧化 物和載體，所述活性金屬為Fe、Co、Ni、Ru和Rh中的一種或兩種或多種，優(yōu)選Co和/或 Ni ;所述載體為分子篩改性的鋯系超強酸；所述活性金屬氧化物的質(zhì)量占載體質(zhì)量的8? 55wt %，優(yōu)選 20 ?50wt %，更優(yōu)選 25 ?40wt %。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述分子篩改性的鋯系超強酸的表面的 酸強度H/-12. 14。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述分子篩改性的鋯系超強酸的布朗斯 特酸與路易斯酸的摩爾量比在1:100?1:10,優(yōu)選1:80?1:30。
6. -種制備權利要求3-5任一項所述的分子篩改性的鋯系超強酸的方法，包括以下步 驟：將ZrOCl 2 · SH2O溶于水中，待水解完全后加入分子篩，所述分子篩選自3A型分子篩、4A 型分子篩、5A型分子篩、13X型分子篩、玻璃中空分子篩和MCM-41型分子篩中的一種或兩種 或多種，優(yōu)選MCM-41型分子篩，所述分子篩的用量為ZrOCl 2 · 8H20質(zhì)量的2. 5?3倍，浸 漬0. 5?2小時后，在攪拌條件下滴加質(zhì)量分數(shù)為20wt %的氨水調(diào)節(jié)pH值至8?10,分離 沉淀物并洗滌至無氯離子，在100?120°C烘干，后用硫酸浸漬1?3h，所述硫酸的濃度為 0. 1?4mol/L，優(yōu)選0. 5?2mol/L，干燥后于500?700°C焙燒2?4h，得到分子篩改性的 錯系超強fe。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)在有機溶劑存在下進行，所 述有機溶劑選自低級醇類、醚類和有機胺的一種或兩種或多種，優(yōu)選甲醇、四氫呋喃和二氧 六環(huán)中的一種或兩種或多種。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)中N-甲基亞氨基二乙腈的 含量為1?50wt%，優(yōu)選10?25wt%，以N-甲基亞氨基二乙腈占 N-甲基亞氨基二乙腈和 有機溶劑的總質(zhì)量的百分含量計。
9. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2)的反應器為連續(xù)式攪拌釜或固定 床或流化床，優(yōu)選固定床；所述反應溫度為50?180°C，優(yōu)選70?140°C ;所述反應壓力為 1?8Mpa，優(yōu)選為2?4Mpa。
10. 根據(jù)權利要求1或9所述的方法，其特征在于，步驟（2)中所述氫氣與N-甲基亞氨 基二乙腈的摩爾比為10?150 :1，優(yōu)選為20?50 :1 ;所述N-甲基亞氨基二乙腈的質(zhì)量空 速為 0· 05 ?2g/ml (cat) /h，優(yōu)選為 0· 1 ?lg/ml (cat) /h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種N-甲基哌嗪的制備方法。包括以下步驟：(1)亞氨基二乙腈(IDAN)與甲醛在酸性條件下制備N-甲基亞氨基二乙腈；(2)將N-甲基亞氨基二乙腈在70～140℃，2～8MPa下，在以分子篩改性的鋯系超強酸為載體，F(xiàn)e、Co、Ni、Ru和Rh中的一種或兩種或多種為活性金屬的加氫催化劑下進行加氫反應得到N-甲基哌嗪。與現(xiàn)有工藝相比，采用本發(fā)明的催化劑有N-甲基哌嗪的收率高，且原料廉價易得，設備投資少的優(yōu)點。
【IPC分類】C07D295-03, B01J29-03, B01J29-04, C07D295-023
【公開號】CN104557777
【申請?zhí)枴緾N201510010487
【發(fā)明人】丁可, 陳長生, 李付國, 李昂, 信勇, 崔兵, 胡江林, 劉運海, 舒磊, 曾偉, 王坤, 曹善健, 黎源
【申請人】萬華化學集團股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月9日