一種精製哌嗪的方法

2023-10-24 03:25:22

專利名稱：一種精製哌嗪的方法
技術領域：
本發明屬於精細化學品的分離提純技術領域，具體涉及到一種以乙二胺或乙醇胺 與氨為原料合成哌嗪後，從反應液中精製哌嗪的方法。
背景技術：
哌嗪又稱六氫哌嗪，是醫藥行業的重要精細有機化工中間體，由其出發可以合成 哌嗪磷酸鹽、哌嗪硫酸鹽、氟哌酸、吡哌酸、喹諾酮、利福平等哌嗪還廣泛應用於合成樹脂、 合成纖維、表面活性劑、抗氧劑、防腐劑、穩定劑、硫化促進劑、紡織印染助劑、阻蝕劑、消泡 劑、化妝品乳化劑及塗料等領域。合成哌嗪的原料可以是氨基乙醇、乙二胺、二乙烯三胺等氨基類化合物，因此根據 原料不同，哌嗪有多種合成路線，主要的合成工藝有二氯乙烷法、乙醇胺法、乙二胺法，其中 乙醇胺法與乙二胺法是國內外普遍採用的一種比較先進的合成工藝。合成產品反應液中 副產物較多，且沸點與哌嗪相近，導致哌嗪的提純需很大理論塔板數或高的回流比，能耗極 大，且生產出的哌嗪顏色淡黃，影響使用，部分廠家採用重結晶的方式，工藝較落後，且得到 的多為含結晶水的哌嗪。

發明內容
針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在於，提供一種精製哌嗪的方法。為了實現上述任務，本發明採取如下的技術解決方案
一種精製哌嗪的方法，其特徵在於該方法將哌嗪反應液加入精餾柱的塔釜中進行升 溫分離，塔釜中的反應液加熱至130°C 140°C，回流比控制為0. 2 1 :1，收集100°C餾分 水，繼續加熱至140 150°C，回流比控制為2 5 :1，收集119°C餾分乙二胺，再繼續加熱 至160 170°C，並且溫度計顯示達到140°C時，用微量泵將萃取劑從精餾柱上部的萃取劑 進料口打入精餾柱，萃取劑為C2 C5的二元醇或三元醇中的一種，回流比控制為3 5 :1， 控制萃取劑每分鐘的加入質量與哌嗪每分鐘的採出質量的比為0. 05 0. 2 :1，收集148°C 餾分哌嗪，即可得到哌嗪純品。將釜底殘留混合物進行簡單蒸餾，回收萃取劑。上述哌嗪反應液是指以乙二胺或乙醇胺與氨反應製備哌嗪得到的反應液。本發明的萃取劑優選乙二醇、丙三醇或1，5-戊二醇。本發明採用C2-C5的二元醇或三元醇作為萃取劑，將副產物萃取至釜底，得到無水 哌嗪，哌嗪顏色純白，使用萃取劑後降低了回流比，提高了分離效率萃取劑經過簡單分離後 可重複利用，大大降低了能耗，提高了生產效率。具有分離效率高，提純產品純度高，產品顏 色純白的優點。


圖1是本發明的實驗裝置圖。以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
具體實施例方式為了驗證本發明，申請人按照常規的精餾塔製作了實驗裝置，該實驗裝置包括帶 有塔釜的精餾柱4，精餾柱4與冷凝器8連接，冷凝器8底部連接有收集瓶5，冷凝器8由電 磁繼電器6控制；在精餾柱4的底部有加熱套3，精餾柱4的上方安裝有溫度計7，精餾柱4 上有萃取劑進料口，萃取劑放置在萃取槽1中，萃取劑通過微量泵2進入精餾柱4中。具體實驗方法是將哌嗪反應液加入精餾柱4的塔釜中，由加熱套3進行升溫分 離，塔釜中的反應液加熱至溫度130°C 140°C，回流比控制為0. 2 1 :1，由收集瓶5收集 100°C餾分水，繼續加熱至140 150°C，回流比控制為2 5 :1，由收集瓶5收集119°C餾 分乙二胺，再繼續加熱至160 170°C，並且溫度計7顯示達到140°C時，用微量泵2將萃取 劑從精餾柱4上部的萃取劑進料口打入精餾柱4，萃取劑為C2 C5的二元醇或三元醇中的 一種，回流比控制為3 5 :1，控制萃取劑每分鐘的加入質量與哌嗪每分鐘的採出質量的比 為0. 05 0. 2 :1，由收集瓶5收集148°C餾分哌嗪，即可得到哌嗪純品。氣相色譜檢測哌嗪 的純度大於99%。申請人:按照上述實驗結果在常規的精餾塔(理論塔板數為25)進行了小型放大實 施，這些實施例是較優的例子，主要用於理解本發明，但本發不限於這些實施例。實施例1
將以乙醇胺與氨為原料製備的IOOOg哌嗪反應液加入精餾塔的塔釜，進行升溫分離， 塔釜中的反應液加熱至溫度130°c，回流比控制為0. 2 :1，收集100°C餾分水75g，繼續加熱 至140°C，回流比控制為2 :1，收集119°C餾分乙二胺105g，繼續加熱至160°C，並且溫度計 顯示達到140°C時，用微量泵將萃取劑從精餾塔上部的萃取劑入口打入精餾柱，萃取劑為乙 二醇，回流比控制為3 :1，控制萃取劑每分鐘的加入質量與哌嗪每分鐘的採出質量的比為 0. 05 :1，收集148°C餾分哌嗪641g，氣相色譜檢測哌嗪的純度為99. 2%。將釜底殘餘混合物 進行簡單蒸餾，回收萃取劑乙二醇32g。實施例2:
將以乙醇胺與氨為原料製備的IOOOg哌嗪反應液加入精餾塔的塔釜，進行升溫分離， 塔釜反應液加熱至溫度140°c，回流比控制為1 :1，收集100°C餾分水70g，繼續加熱至 150°C，回流比控制為5 :1，收集119°C餾分乙二胺110g，繼續加熱至160 170°C，並且溫度 計顯示達到140°C時，用微量泵將萃取劑從精餾塔上部的萃取劑入口打入精餾柱，萃取劑為 丙三醇，回流比控制為5 :1，控制萃取劑每分鐘的加入質量與哌嗪每分鐘的採出質量的比 為0. 2 :1，收集148°C餾分哌嗪，得到哌嗪640g，氣相色譜檢測哌嗪的純度為99. 4%。將釜底 殘餘混合物進行簡單蒸餾，回收萃取劑丙三醇128g。實施例3:
將以乙醇胺與氨為原料製備的IOOOg哌嗪反應液加入精餾塔的塔釜，進行升溫分離， 塔釜反應液加熱至溫度135°c，回流比控制為0. 5 :1，收集100°C餾分水72g，繼續加熱至 145°C，回流比控制為3 :1，收集119°C餾分乙二胺108g，繼續加熱至165°C，並且溫度計顯示達到140°C時，用微量泵將萃取劑從精餾塔上部的萃取劑入口打入精餾柱，萃取劑為 1，5-戊二醇，回流比控制為4 :1，控制萃取劑每分鐘的加入質量與哌嗪每分鐘的採出質量 的比為0. 1 :1，收集148°C餾分哌嗪646g，氣相色譜檢測哌嗪的純度為99. 1%。將釜底殘餘 混合物進行簡單蒸餾，回收萃取劑1，5-戊二醇64. 6g。實施例4:
本實施例與實施例1的其它操作條件相同，所不同的是，加入以乙二胺與氨為原料制 備的哌嗪反應液lOOOg，經過分離後，得到水101g，乙二胺62g，哌嗪724g，氣相色譜檢測哌 嗪的純度為99. 0%。釜底殘餘混合物進行簡單蒸餾，回收萃取劑乙二醇36. 2g。對比實施例1
本實施例與實施例1的其他操作條件相同，所不同的是，不加萃取劑，直接精餾，經過 分離後，得到水71g，乙二胺102g，哌嗪653g，氣相色譜檢測哌嗪的純度為94. 1%。
權利要求
1.一種精製哌嗪的方法，其特徵在於該方法將哌嗪反應液加入精餾柱的塔釜中進行 升溫分離，塔釜中的反應液加熱至130°c 140°C，回流比控制為0. 2 1 :1，收集100°C餾分 水，繼續加熱至140 150°C，回流比控制為2 5 :1，收集119°C餾分乙二胺，再繼續加熱 至160 170°C，並且溫度計顯示達到140°C時，用微量泵將萃取劑從精餾柱上部的萃取劑 進料口打入精餾柱，萃取劑為C2 C5的二元醇或三元醇中的一種，回流比控制為3 5 :1， 控制萃取劑每分鐘的加入質量與哌嗪每分鐘的採出質量的比為0. 05 0. 2 :1，收集148°C 餾分哌嗪，即可得到哌嗪純品。
2.根據權利要求1所述的精製哌嗪的方法，其特徵在於所述的萃取劑為乙二醇、丙三 醇或1，5-戊二醇。
全文摘要
本發明公開了一種精製哌嗪的方法，該方法將哌嗪反應液加入精餾柱的塔釜中進行升溫分離，塔釜中的反應液加熱至130℃~140℃，回流比控制為0.2～11，收集100℃餾分水，繼續加熱至140～150℃，回流比控制為2～51，收集119℃餾分乙二胺，再繼續加熱至160～170℃，並且溫度計顯示達到140℃時，用微量泵將萃取劑從精餾柱上部的萃取劑進料口打入精餾柱，萃取劑為C2～C5的二元醇或三元醇中的一種，回流比控制為3～51，控制萃取劑每分鐘的加入質量與哌嗪每分鐘的採出質量的比為0.05～0.21，收集148℃餾分哌嗪，即可得到哌嗪純品。該方法可提高產品純度與分離效率，萃取劑經過簡單分離後，可重複利用，大大降低了生產成本。
文檔編號C07D295/023GK102002020SQ20101055719
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者呂劍, 曾紀珺, 楊建明, 淡保松, 王偉, 趙鋒偉, 郝志軍 申請人:西安近代化學研究所