[发明专利]制备烷氧基化哌嗪化合物的改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备单-和二烷氧基化的哌嗪化合物、尤其是二羟乙基哌嗪的改进方法。所述改进减少了不需要的二醇醚副产物的浓度，所述副产物导致烷氧基化的哌嗪化合物颜色形成和发泡。

背景技术

本发明涉及由环氧烷和哌嗪化合物制备单-和/或二烷氧基化的哌嗪化合物。这些烷氧基化的哌嗪化合物的常见副产物包括二醇醚副产物。已知不期望二醇醚副产物，例如参见US5334763和5395973，其公开了通过加入二氧化碳而从单-、二-或三乙醇胺的生产中减少乙氧基化的或二醇醚胺副产物。这些副产物导致不想要的颜色和/或在使用期间产生泡沫，例如在如硬表面清洁、腐蚀抑制等等此类应用中。由于该副产物在单-和/或二烷氧基化的哌嗪化合物的某些商业用途中也是不想要的，所以需要一种方法以制备具有更好(例如，更少)的颜色和更低的发泡倾向的单-和/或二烷氧基化的哌嗪化合物。

发明概述

本发明是对由环氧烷和哌嗪化合物反应制备烷氧基化的哌嗪化合物的方法和条件的改进，其中形成了不需要的二醇醚副产物，所述改进包含在向反应器中加入环氧烷之前，将酸添加至包含哌嗪化合物的反应混合物、优选包含1到70％的哌嗪化合物的水溶液中，在所述反应器中制备烷氧基化的哌嗪化合物。

优选在上文限定的改进方法中，酸以0.001到5重量％的量存在，基于水溶液的总重量。

优选在上文限定的改进方法中，酸是pKa等于或小于13的无机酸或有机酸。

优选在上文限定的改进方法中，酸是磷酸、硫酸、盐酸、硼酸、硝酸、羧酸、酚、酚衍生物或醇。

优选在上文限定的改进方法中，环氧烷是环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或环氧氯丙烷。

优选在上文限定的改进方法中，环氧烷以对每NH而言0.5至2.5mol当量环氧烷的量存在，基于哌嗪化合物的量。

优选在上文限定的改进方法中，该方法在小于250℃的反应温度下进行。

优选在上文限定的改进方法中，在制备二羟基乙基哌嗪化合物的方法中，将酸加入到反应器中。

发明详述

本发明基于如下发现：即在制备单-和/或二烷氧基化的哌嗪化合物的方法和条件下，其中二醇醚作为不想要的副产物而形成，通过向反应器中加入甚至很少量的酸，至少这些不想要的副产物的水平被降低或该副产物基本上被消除，在所述反应器中制备这些单-和/或二烷氧基化的哌嗪化合物。

在本发明中，哌嗪化合物可以由下式表示：

其中，R、R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹各自独立地为氢、烷基、芳基、-(CH₂-CH₂-O)_n-H(其中n是0到8的整数)、羟烷基、氨基烷基(其中氮可以为5或6元环的部分)、含季铵的亚烷基、羧酸和/或其盐、或磺酸和/或其盐，优选R₁、R₂、R₃和R₄全是氢，前提是R和R¹中至少一个是氢。

合适的环氧烷是取代的氧杂环丙烷类化合物并由下式表示：

其中R₁₀、R₁₁、R₁₂和R₁₃独立地是氢、卤素、烷基、卤代烷基、苯基、卤代苯基、芳基、烷芳基、亚烷基连接的芳族醚部分、或杂环多价基团。优选的环氧烷是环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧氯丙烷、氧化苯乙烯或苯基缩水甘油醚。

联系上述的发现，已经确定：相关于(由环氧烷和哌嗪化合物)生成烷氧基化的哌嗪化合物，我们认为，按照下述哌嗪与环氧乙烷反应的机制，通过季化哌嗪醇化物的离子对中间体形成了烷氧基化的哌嗪副产物。相应的季化哌嗪醇化物离子对被认为在制备其它烷氧基化的哌嗪化合物中形成(或能够在特定反应温度和条件下形成)，其中使用了除了环氧乙烷之外的环氧烷，例如环氧丙烷、环氧丁烷。