[发明专利]一种哌嗪的合成方法

说明书

本发明公开了一种羟乙基乙二胺的合成方法,将碱性催化剂加入到无水乙二胺中，缓慢滴加乙醇酸甲酯,将得到的产物在真空条件下回收有机溶剂，回收完后对料液进行加氢反应；在加氢催化剂作用下加氢后将得到的料液进行过滤，过滤掉加氢催化剂，精馏，收集馏分即得到成品羟乙基乙二胺。本发明工艺操作简单，转化率高，选择性好，总收率高，环境友好，三废产生少，具有很好的工业化前景。

技术领域

本发明属于有机化工技术领域，也属于兽药和医药原料药合成技术领域，特别是涉及一种羟乙基乙二胺的合成方法。

背景技术

羟乙基乙二胺(哌嗪)是一种重要的化工原料和医药中间体，主要用于生产驱肠虫药磷酸哌嗪、枸橼酸哌嗪，以及氟奋乃静、强痛定、利福平。其中六水哌嗪还合成激素类药物氢化泼尼松磷酸钠、乙酰哌嗪、橡胶硫化剂、抗氧剂、防腐剂、表面活性剂、合成树脂、合成纤维、合成皮革等,用途极为广泛。

目前，工业上合成哌嗪的路线主要有3条：氯乙醇法、乙醇胺法及环氧乙烷法。

氯乙醇法是由氯乙醇经氨化、环化合成哌嗪盐酸盐,再用氢氧化钠中和制得六水哌嗪。将氯乙醇和氨水投入反应罐,升温到氨压达0.4413MPa进行反应,得乙醇胺盐酸盐,再加入氯化铵,升温环化,得盐酸哌嗪,以碱中和,游离出产品。该方法虽然可以在较低反应条件进行反应得到哌嗪，但反应过程中产生了腐蚀性气体氯化氢，后续需要脱除，环保压力大，路线已基本被淘汰。

乙醇胺法是利用一乙醇胺、液氨及由合成塔引出的合成气合成哌嗪，其主反应是脱水缩合反应,副反应是脱氢类反应。乙醇胺法为目前国内外哌嗪的主要来源，但其一：在催化剂作用下分子间脱水缩合，反应条件苛刻，选择性及转化率都较低；其二，哌嗪中的所有元素都来自于成本较高的乙醇胺，导致该路线生产的哌嗪成本较高。

环氧乙烷法是环氧乙烷与乙二胺反应生成羟乙基乙二胺，在氢气氛围中催化剂脱氢成环加氢生成哌嗪。环氧乙烷法是目前工业上研究较为多的一条路线，但环氧乙烷安全风险大，且乙二胺与环氧乙烷反应过程为串联反应，极易生成二羟乙基乙二胺、三羟乙基乙二胺甚至四羟乙基乙二胺等副产，造成大量浪费及后续处理困难，虽然有文献提及用气液反应装置来降低副产的产生，但同时会带来动力的大量损耗。

我国是煤炭大国，煤炭资源丰富，价格低廉，随着乙二醇市场的兴起，煤炭法合成乙二醇已经成为热点，而草酸酯路线又是当前我国煤制乙二醇的主流技术路线，因为煤炭的价格优势，作为该路线中间体的草酸二甲酯价格极低，远低于乙醇胺的价格，只有乙醇胺价格的40％左右，而由草酸二甲酯加氢制备乙醇酸甲酯的工艺已经成熟，煤炭路线制得的乙醇酸甲酯在价格上有明显优势。因此，探索一条由乙醇酸甲酯生产羟乙基乙二胺(哌嗪)的方法就势在必行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种羟乙基乙二胺的合成方法，克服了现有技术中的缺陷，工艺操作简单，原料来源广泛价格低廉，转化率高，避免了危化品环氧乙烷的使用，且因其活性不如环氧乙烷，大大提高了中间体选择性，后处理简单，产物只有羟乙基乙二胺和水，环境友好。

本发明以乙醇酸甲酯与乙二胺反应，生成中间产物羰基羟乙基乙二胺，然后在加氢催化剂存在下，在一定压力及温度条件下进行加氢还原脱水得到羟乙基乙二胺。反应式如下：

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种羟乙基乙二胺的合成方法，包括以下步骤：

a.将碱性催化剂加入到无水乙二胺中，碱性催化剂与无水乙二胺的摩尔比为0.01～0.1:1，以搅拌速度为200～800rpm搅拌并控制温度在0～50℃，缓慢滴加乙醇酸甲酯，乙醇酸甲酯与无水乙二胺的摩尔比为0.9～1.0:1，滴加时间控制在2～10h，滴加完后继续搅拌1～3h；

b.将步骤a得到的产物在真空条件下回收有机溶剂，回收完后对料液进行加氢反应；