[发明专利]制备哌嗪的方法

说明书

本发明涉及哌嗪制备领域，公开了一种制备哌嗪的方法。该方法包括：在氢气和催化剂的存在下，使N‑羟乙基哌嗪或/和N‑氨乙基哌嗪与氨源接触进行反应，其中，所述N‑羟乙基哌嗪或/和N‑氨乙基哌嗪与氨源的摩尔比为1:5‑30，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分和任选的助剂，所述活性组分包括钴和/或镍，所述助剂为VIB族金属中的至少一种、IB族金属中的至少一种和IIB族金属中的至少一种的组合。本发明能够反应生成哌嗪，并联产一乙胺，哌嗪选择性较高。

技术领域

本发明涉及哌嗪的制备领域，具体地，涉及一种由N-羟乙基哌嗪或/和N-氨乙基哌嗪制备哌嗪的方法。

背景技术

哌嗪是一种重要的乙撑胺类产品，英文名为Piperazine，简称为PIP，分子式为C4H10N2，哌嗪及其衍生物是非常重要的精细化工产品，多用于医药、农药、染料中间体，在医药领域应用极为广泛，是多种医药产品的原材料，随着医药需求不断扩大，尤其是喹诺酮类药物需求量不断提升，哌嗪及其衍生物的市场需求不断攀升。

一乙胺又名乙胺，氨基乙烷，乙烷胺，英文名为monoethylamine，分子式为C2H7N，是一种具有多用途的精细化工产品，可广泛用于医药、农药、选矿药剂、涂料、光化学品、纺织、高聚物、食品化学品、干洗剂等。

US10266541中记述以乙醇胺为原料，使用环胺催化剂，生成哌嗪和三乙烯二胺，从实施例1和实施例2可以看出，其产物中存在N-羟乙基哌嗪和N-氨乙基哌嗪，且N-氨乙基哌嗪副产较高。

国内的哌嗪等乙撑胺产品基本依赖进口，且现有的乙醇胺法制备乙二胺及哌嗪路线，会产生大量的重组分，其组成主要是N-羟乙基乙二胺、N-羟乙基哌嗪和N-氨乙基哌嗪，这几种重组分在分离上需要大量能耗，同时会严重影响目标产物的收率，而且将N-羟乙基哌嗪和N-氨乙基哌嗪等重组分返回反应器前进行循环的话，易发生结焦等问题，影响催化剂使用寿命。

因此需要开发一种制备哌嗪的新路线，以提高哌嗪的收率以及选择性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的制备哌嗪时，收率以及选择性低，使得分离能耗高的技术缺陷，提供一种由N-羟乙基哌嗪或/和N-氨乙基哌嗪制备哌嗪的方法。

本发明的发明人发现，将N-羟乙基哌嗪或N-氨乙基哌嗪氨化制备哌嗪不仅可以提高乙醇胺法制备乙撑胺装置的经济效益，也提供了一条制备哌嗪的新路线。因此，本发明提供了一种制备哌嗪的方法，该方法包括：在氢气和催化剂的存在下，使N-羟乙基哌嗪或/和N-氨乙基哌嗪与氨源接触进行反应，其中，所述N-羟乙基哌嗪或/和N-氨乙基哌嗪与氨源的摩尔比为1:5-30，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分和任选的助剂，所述活性组分包括钴和/或镍，所述助剂为VIB族金属中的至少一种、IB族金属中的至少一种和IIB族金属中的至少一种的组合。

与现有技术相比，本发明在制备哌嗪时表现出较高的选择性和转化率，具有较大的现实意义，不仅可以提高乙醇胺法制备哌嗪装置的经济效益，还提供了一条制备哌嗪的新路线，同时可以较高收率联产一乙胺。

进一步地，本发明的发明人研究发现，配合特定的助剂能够进一步改善催化剂的催化活性。而且，改变催化剂的碱性并不是提高催化剂活性和选择性的最佳方案，相反，改变催化剂的氨吸附量和孔结构更有利于提高由N-羟乙基哌嗪或/和N-氨乙基哌嗪制备哌嗪的选择性和转化率，从而以克服技术偏见的方式进一步提高了哌嗪的收率。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。