[其他]N-取代的哌嗪酮的制备

说明书

本发明是关于N-取代的哌嗪酮的制备，尤其是关于由取代的二元胺与醛反应制备N-取代的哌嗪酮的方法。

由本发明制备的哌嗪酮用作氧硫化碳水解的催化剂，氧硫化碳是存在于石油炼制气体和煤气化产物中的有毒杂质。哌嗪酮还用于从各种工业气体中抽取硫化氢和低级烷基硫醇，还发现哌嗪酮是受紫外线降解的材料的强稳定剂。

已有几种制备N-取代的哌嗪酮的方法。美国专利2，649，450描述了一种方法，其中羰基化合物、氰化氢和1，2-乙二胺在水中反应生成1，4-二烷基哌嗪-2-酮，该方法的缺点在于需要使用极其有毒的氰化氢，而且，该方法的中间产物氰醇缓慢重排至最终产物。

美国专利4，167，512描述了两种制备多取代的2-氧代-1，4-二氮杂环烷烃的合成方法。一种合成方法是在有机溶剂、水溶性碱、鎓盐催化剂的存在下，将1，2-二元胺与氰醇和氯仿反应。美国专利4，167，512公开的另一种合成方法是在有机溶剂、水溶性碱、鎓盐催化剂的存在下，将1，2-二元胺与单酮或单醛及氯仿反应。这些合成方法的缺点在于为了将合成过程产生的中间产物转化为所需的产物需要某些条件，于是，这些合成方法并不象所期望的那样经济。

需要有一种无毒的、直接的高产率的制备N-取代的哌嗪酮的方法，该方法能有效地生产N-取代的哌嗪酮，可用于从各种工业气体中分离有毒杂质。所生产的哌嗪酮也能用作易紫外线降解的材料的强稳定剂。

本发明是一种简便的、高产率的制备N-取代的哌嗪酮的方法。本发明的方法将N-取代的1，2-乙二胺与2-氧代醛以一定的比例反应并在产生N-取代的哌嗪酮的反应条件下进行。

本发明的方法避免了使用氰化氢，并能在本文描述的反应条件下迅速进行。通过本发明所生产的N-取代的哌嗪酮产率和纯度高。

用于本发明的N-取代的1，2-乙二胺必须在N之一位置上被取代，也能在另一个N位置和C位置上被取代。本发明较佳的取代的1，2-乙二胺具有如下一般式：

其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶分别可以是氢、1～9个碳原子的烃链或环、芳基、芳烷基或烷芳基，但必须R¹和R⁶不同时为氢，并且当R²和R⁴和/或R³和R⁵与亚乙基部分相连时，在该亚乙基上R²、R⁴、R³和R⁵与之键合，能形成5至7个碳原子的烃环。

结构式〔Ⅰ〕较佳的N-取代的1，2-乙二胺包括N-甲基-1，2-乙二胺、N-乙基-1，2-乙二胺、N，N′-二甲基-1、2-乙二胺、N，N′-二乙基-1，2-乙二胺、N，N′-二〔正丙基〕-1，2-乙二胺、N，N′-二〔正丁基〕-1，2-乙二胺、N，N′-二〔叔丁基〕-1，2-乙二胺和N，N′-二己基-1，2-乙二胺。N，N′-二甲基-1，2-乙二胺是最佳的乙二胺。

任何足以与本发明的N-取代的1，2-乙二胺反应以形成N-取代的哌嗪酮的2-氧代醛能用于本发明。本发明优选的2-氧代醛具有如下通式：

其中R⁷可以是氢，1-9个碳原子的烃链或环、芳基、芳烷基或烷芳基，R⁷是烷基或氢的2-氧代醛是较佳的。

2-氧代醛的较佳实例包括乙二醛、甲基乙二醛、乙基乙二醛和丙基乙二醛，乙二醛是最佳的。

可以使用足以与N-取代的1，2-乙二胺反应产生所需的N-取代的哌嗪酮的2-氧代醛的任何用量，2-氧代醛与N-取代的1，2-乙二胺的摩尔比的优选范围为1-5，较佳的为1-2，最佳的比为1∶1。

虽然并不要求，但是在本发明的过程中使用溶剂是有利的，凡是能溶解两种反应物的任何溶剂都能用于本发明。典型的溶剂包括醚，例如乙醚，醇，例如甲醇和乙醇和水，水和甲醇是较佳的，最佳的溶剂是水。

在本发明过程中，可以使用足以稀释反应物以有利于发生双分子环合的任何用量的溶剂，溶剂与N-取代的1，2-乙二胺的摩尔比的优选范围是50-1000，较佳的是100-200，最佳的是150。

反应可以在足以形成N-取代的哌嗪酮的任何温度和压力下进行，适当的温度范围是50-100℃，较佳的是90-100℃，可以应用负压或高压，然而就方便而言常压是较佳的。