[发明专利]一种从哌嗪副产物中分离N-β-羟乙基乙二胺的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种从哌嗪副产物中分离N-β-羟乙基乙二胺的方法。

(二)背景技术

作为一种重要的工业原料，N-β-羟乙基乙二胺为有机碱类化合物。分子中由于含有活泼的氨基和羟基，所以具有多功能性，可以同无机酸，有机酸和多种有机化合物合成各种化合物，因此该产品具有广阔的应用前景。本品为环氧树脂的优良低毒常温固化剂，和环氧树脂配用，用于粘结各种金属和非金属，配制防腐蚀环氧涂料，浇铸电缆接头和其它机械电器元件，也用于化学灌浆和用于化学缓蚀剂1017，用于石油化工生产，作为表面活性剂原料，可以生产各种香波和浴液及工业用清洗剂。在浙江以及全国很多地方生产哌嗪的厂家，在生产哌嗪的过程中产生很多副产物。哌嗪的生产方法为：

如式(I)所示的N-β-羟乙基乙二胺，作为副产物目前没有得到很好的利用，用蒸馏或分馏要消耗很多能源，而且不易操作，造成了浪费和环境的污染，如果能用适宜的方法，进一步将上述分离产物分离成高纯度的单体N-β-羟乙基乙二胺，则可大大的提高哌嗪副产物的使用价值，且开发的前景十分看好。

分子识别是一个很早就被人们所认识的现象，目前它在众多化学领域中都有着极其重要的意义，其中就包括分离科学。通过分子识别作用，主体分子选择性地识别客体分子并组装成超分子体系，最终由于能够形成紧密的堆积而优先结晶出来，从而实现客体分子的分离。由于复合物晶体的生成与解离只涉及氢键、范德华力，因此处理过程低能耗、环境友好。

如何将分子识别技术应用于哌嗪副产物中N-β-羟乙基乙二胺的分离，是个很值得研究的课题。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种简单、高效的利用分子识别原理从哌嗪副产物中分离N-β-羟乙基乙二胺的方法。

本发明的研究思路为：由于哌嗪副产物中各种化合物的结构和活泼性不同因而存在着特有的主体客体分子间不同的识别能力。借助这种分子识别现象发展高效的分离方法。

为解决本发明技术问题，本发明采用如下技术方案：一种从哌嗪副产物中分离N-β-羟乙基乙二胺的方法，所述的哌嗪副产物来自于N-β-羟乙基乙二胺催化脱水环化合成哌嗪时的副产物，其中含有未反应完全的N-β-羟乙基乙二胺。所述的方法为：在拆分溶剂中，哌嗪副产物与足量的酸在50-80℃下充分反应，反应结束反应液于0-30℃冷却，析出复合物晶体，过滤，取滤饼A加入重结晶溶剂重结晶，过滤，取滤饼B用浓度2％-10％的盐酸水解，静置分层，取有机层经洗涤、干燥即得单体N-β-羟乙基乙二胺；所述酸为下列之一：甲酸、乙酸、草酸、苯磺酸、盐酸、硫酸、磷酸或氢溴酸；所述的拆分溶剂、重结晶溶剂各自选自下列之一：甲醇、乙醇、水。优选酸的物质的量与N-β-羟乙基乙二胺比为1-3∶1。

其具体步骤如下：

(1)先测定哌嗪副产物中N-β-羟乙基乙二胺的含量，再将哌嗪副产物与酸在拆分溶剂中，在50-80℃下充分反应，反应结束后反应液于0-30℃冷却，析出复合物晶体，过滤，得滤液A和滤饼A，滤饼A为复合物晶体粗品，酸与哌嗪副产物中测定的N-β-羟乙基乙二胺物质的量比为1-3∶1。通常根据物质的量的比算出各种酸的用量，根据各种酸的含量算出各种酸需要加的质量。

(2)取步骤(1)所得复合物晶体粗品加入重结晶溶剂重结晶，过滤，滤饼B为复合物晶体，用浓度2％-10％盐酸水解复合物晶体，静置分层，得有机相和水层，分离取有机相。

(3)用饱和食盐水洗涤干燥步骤(2)所得有机相，即得所述N-β-羟乙基乙二胺。

通常哌嗪副产物先检测其中N-β-羟乙基乙二胺含量。再根据总N-β-羟乙基乙二胺含量，确定酸的用量，酸与副产中测定的N-β-羟乙基乙二胺物质的量比为1-3∶1。所述酸为下列之一：甲酸、乙酸、草酸、苯磺酸、盐酸、硫酸、磷酸或氢溴酸，优选为乙酸、草酸、盐酸、硫酸或磷酸。所述的拆分溶剂、重结晶溶剂各自选自下列之一：甲醇、乙醇、水，优选为甲醇或乙醇，优选拆分溶剂与重结晶溶剂相同。

本发明所述哌嗪副产物与酸在50-80℃温度的条件下反应，反应时间一般为1-2小时，反应结束后反应液于0-30℃冷却，析出复合物晶体，析晶时间一般在24-48小时。

本发明所述哌嗪副产物中，一般N-β-羟乙基乙二胺的总含量为10-30wt％，可用气相色谱测定所述N-β-羟乙基乙二胺的含量。

本发明所述酸与哌嗪副产物中N-β-羟乙基乙二胺的物质的量比为1-3∶1，优选为2-3∶1。所述的拆分溶剂的体积用量以哌嗪副产物的质量计为5-40ml/g。