制備醇伸長和胺伸長的哌嗪的方法技術

一種制備醇伸長的胺伸長的哌嗪的方法，此法包括在有一種含有鎢雜多酸的催化劑存在的情況下，將雙官能團脂及醇與反應物胺接觸，其中至少一種該脂肪醇或該反應物胺含有一個哌嗪部分。例如，在有一種１２－鎢磷酸催化劑存在的情況下，單乙醇胺與哌嗪進行反應，主要生成Ｎ－（２－氨基乙基）哌嗪，此種哌嗪是一種胺伸長的哌嗪。（*該技術在2010年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種制備醇伸長的哌嗪，例如N-(2-羥基乙基)哌嗪，和胺伸長的哌嗪，例如N-(2-氨基乙基)哌嗪、二(哌嗪基鏈烷烴)和少(哌嗪基鏈烷烴)的方法。以下將二(哌嗪基鏈烷烴)稱為雙哌嗪。醇伸長的和胺伸長的哌嗪是制備熔融粘合劑聚合物和精細化工藥品，包括獸醫防腸蟲藥劑、殺蟲劑和高溫潤滑油的有用的中間體。美國專利第3，364，218號公開了在有氫和固體酸催化劑，例如硅鋁、氧化鋁、氧化鎢、磷酸鋁和酸性粘土存在的條件下，N-(2-羥基乙基)哌嗪自縮合為聚-1，4-乙烯哌嗪的方法。在此方法中，很難控制聚合度。因此，很難制得高產率的N-(2-氨基乙基)哌嗪、二(哌嗪基乙烷)、三(哌嗪基乙烷)或其他特定的少(哌嗪基乙烷)。而且，還可生產出不合乎要求的副產物環狀化合物，例如1，4-重氮--二環辛烷。此外，在此方法中應用的催化劑，在有胺和水存在的情況下，失去了它們的物理完整性;因此，此方法受到催化劑損失和分離等問題的妨礙。美國專利第4，552，961號公開了一種制備聚亞烷基聚哌嗪的方法，此法包括在有一種磷酰胺催化劑存在的條件下，將哌嗪與亞烷基二醇或鏈烷醇胺進行反應。不利的是，此種催化劑是均相的，必須將其與產物流分離。提供一種制備醇伸長的和胺伸長的哌嗪的催化方法將是有利的。如果能夠控制此種方法的聚合度并能夠制備高產率的選擇性醇伸長的和胺伸長的哌嗪則更為有利。如果用于此種方法的催化劑是不溶于反應混合物的，就更加有利了。應用一種不溶性催化劑，即可避免浸取、堵塞和催化劑分離的問題，而氨化法將更適合于工業用途。本專利技術是一種制備醇伸長的和胺伸長的哌嗪的方法，此法包括在有一種催化劑存在的條件下，使一種雙官能團脂肪醇與一種反應物胺接觸，其中至少有一種脂肪醇或反應物胺含有一個哌嗪部分。該催化劑是一種含有鎢雜多酸的組合物。該使雙官能團脂肪與反應物胺進行接觸是在使醇伸長的和(或)胺伸長的哌嗪混合物生成的條件下進行的。有利的是，本專利技術的方法能夠以高選擇性生產一系列的醇伸長的和胺伸長的哌嗪。而且，本專利技術的方法并不生產數量顯著的不合乎要求的環狀副產物。更有利的是，本專利技術的催化劑不溶于反應混合物;因此，將催化劑損失減少到最低的程度，而且將產物流與催化劑分開是相當容易的。這些組合在一起的優點，使本專利技術的方法適用于工業用途。醇伸長的哌嗪和胺伸長的哌嗪是制備熔融粘合劑聚合物和精細化工藥品，包括獸醫防腸蟲藥劑、殺蟲劑和高溫潤滑油的有用的中間體。本專利技術的方法的產物是醇伸長的和胺伸長的哌嗪。下文將詳細敘述這些產物;但是通過下列三個實例很容易說明這些產物。第1個實例是N-(2-羥基乙基)哌嗪，它是一種醇伸長的哌嗪，而且它是由亞乙基二醇與哌嗪反應制成的。第2個實例是N-(2-氨基乙基)哌嗪，它是一種胺伸長的哌嗪，而且它是由單乙醇胺與哌嗪反應制成的。第3個實例是二(哌嗪基)乙烷，它也是一種胺伸長的哌嗪，而且它是由N-(2-羥基乙基)哌嗪與哌嗪反應制成的。在每一個實例中，我們可以看到，所有的產物都是由一種雙官能團醇與一種反應物胺的聚合反應制成的線型伸長的物質。為了使該方法產生一種醇伸長的或胺伸長的哌嗪產物，至少有一種反應物必須含有一個哌嗪部分。因此，使雙官能團醇含有哌嗪部分，正如用氨或伯脂肪胺將N-(2-羥基乙基)哌嗪進行胺化那樣，是包括在本專利技術的范圍內。同樣地，使反應物胺含有哌嗪部分，正為用哌嗪或N-(2-氨基乙基)哌嗪將亞乙基二醇進行胺化那樣，也是包括在本專利技術的范圍內。因此，必須認識到，至少有一種雙官能團醇或反應物胺必須含有一個哌嗪基團。在本專利技術的方法中應用的雙官能團醇，包括任何一種含有(a)至少一個與伯碳原子相聯的羥基部分，和(b)至少一個選自羥基、伯胺或仲胺官能團的另一個部分。適用的雙官能團醇包括二醇，例如亞乙基二醇和亞丙基二醇，三醇，例如丙三醇和高級多元醇;聚醚多元醇，例如二甘醇、聚丙二醇和高級同系物;鏈烷醇胺，例如單乙醇胺和N-(2-氨基乙基)乙醇胺;聚醚氨基醇，例如2-(β-氨基乙氧基)乙醇;和羥基烷基取代的哌嗪，例如N-(2-羥基乙基)哌嗪N，N′-二(2-羥基乙基)哌嗪和N-(2-羥基乙基)二-哌嗪。該雙官能團醇并不限于上述實例，其他同樣適用的雙官能團醇亦可用于實施本專利技術。在那些其中的雙官能團醇不含有一個哌嗪部分的反應中，該優選的雙官能團醇可用下列通式表示 式中A是OH或NHR;B各自獨立地是NR或O;R各自獨立地是氫、羥基、氨基(NH-)、一種C1-C12碳原子的低級烷基部分例如甲基、乙基或丙基、一種C1-C12碳原子的羥基烷基或氨基烷基部分、或一種單環芳基部分，例如苯基或甲苯基;X是一個2至12的整數;K是一個0至150的整數;以及Z是1至12的整數。符合本通式的雙官能團醇的某些實例包括單乙醇胺、亞乙基二醇、亞丙基二醇和N-(2-氨基乙基)乙醇胺。較好的是，R是氫。更好的是，R是氫，X是2和Z是1。最好的是，R是氫，A是NH2，K是0，Z是1以及該雙官能團醇是單乙醇胺。在那些其中的雙官能團醇含有一個哌嗪部分的反應中，該優選的雙官能團醇可用下列通式表示 式中B各自獨立地是NR或O，R各自獨立地是氫、羥基、氨基(NH2)、一種C1-C12碳原子的低級烷基部分例如甲基、乙基或丙基、一種C1-C12碳原子的羥基烷基或氨基烷基部分，或一種單環芳基部分，例如苯基或甲苯基;y各自獨立地是一個0至12的整數;j是一個1至6的整數;以及n是一個0至6的整數。符合本通式的雙官能團醇的某些實例是N-(2-羥基乙基)哌嗪、N-(2-羥基乙基)二哌嗪、N，N′-二(2-羥基乙基)哌嗪，和N，N′-二(2-羥基乙基)二哌嗪。較好的是，R是氫。更好的是，R是氫，y各自獨立地是1或2，j是1或2，n是0-2，以及B是NR。最好的是，R是氫，y是1，j是1，n是0，以及該化合物是N-(2-羥基乙基)哌嗪。在本專利技術的方法中應用的反應物胺包括能夠使雙官能團醇進行胺化的氨和任何伯或仲脂肪胺。適用的反應物胺的實例包括伯和仲單胺，例如乙胺、丙胺、正丁胺、己胺、辛胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二己胺、二環己胺和二辛胺;直鏈和側鏈亞烷基二胺或聚胺，例如乙二胺、丙二胺、二乙三胺、三乙四胺和四乙戊胺;亞烷基醚聚胺，例如2-(β-氨基乙氧基)乙胺;哌嗪和少(哌嗪基鏈烷烴)，例如雙哌嗪和三哌嗪;氨基烷基取代的哌嗪，例如N-(2-氨基乙基)哌嗪和N，N′-二(2-氨基乙基)哌嗪;以及上述胺的混合物。雖然上述反應物胺是那些適用于本專利技術的方法的代表性實例，但是本文未列舉的其他反應物胺也同樣是適用的。在那些其中的反應物胺不含一個哌嗪部分而且是一種亞烷基聚胺或亞烷基醚聚胺的反應中，該優選的反應物胺可用下列通式表示 式中B各自獨立地是NR或O;R各自獨立地是氫、羥基、氨基、一種C1-C12碳原子的低級烷基部分例如甲基、乙基或丙基、一種C1-C12碳原子的羥烷基或胺烷基部分、或一種單環芳基部分，例如苯基、甲苯基;X各自獨立地是一個2至12的整數，和K是一個0至150的整數。符合本通式的反應物胺的某些實例包括乙二胺、二乙三胺，2，2′-二(氨基乙基)乙醚和三乙四胺。較好的是，B是NR以及該胺是一種亞烷基聚胺。更好的是，B是NR和R是氫。最好的是，B是NR，R是氫，X均是2，以及該胺是一種亞乙基本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備醇伸長的和胺伸長的哌嗪的方法，此法包括將雙官能團脂肪醇與反應物胺接觸，其中至少一種該雙官能團醇或該反應物胺含有一個哌嗪部分，該接觸是在有催化劑存在的情況下，在使醇伸長的和（或）胺伸長的哌嗪混合物形成的條件下進行的，所述催化劑含有鎢雜多酸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：喬治E哈特韋爾，羅伯特G鮑曼，戴維C莫爾察恩，
申請(專利權)人：唐化學原料公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]