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1、(10)申请公布号 CN 102432565 A (43)申请公布日 2012.05.02 C N 1 0 2 4 3 2 5 6 5 A *CN102432565A* (21)申请号 201110355510.7 (22)申请日 2011.11.10 C07D 295/088(2006.01) (71)申请人绍兴兴欣化工有限公司 地址 312369 浙江省绍兴市杭州湾上虞工业 园区 (72)发明人叶汀 来伟池 (74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限 公司 33224 代理人胡红娟 (54) 发明名称 一种2-羟乙基哌嗪的制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种2-羟乙基哌嗪的制备方 。
2、法，包括：在催化剂作用下，二(2-羟乙基)乙 二胺溶液与氢气发生分子内醇的催化胺化反应， 反应后分离得到2-羟乙基哌嗪。本发明利用二 (2-羟乙基)乙二胺制备2-羟乙基哌嗪，成本低 廉，经济效益好。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 CN 102432568 A 1/1页 2 1.一种2-羟乙基哌嗪的制备方法，包括： 在催化剂作用下，二(2-羟乙基)乙二胺溶液与氢气发生分子内醇的催化胺化反应，反 应后分离得到2-羟乙基哌嗪。 2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将二(2-羟乙基)乙二胺。
3、溶液与氢气 通入装填有催化剂的固定化床反应器发生分子内醇的催化胺化反应，收集反应产物，分离 得到2-羟乙基哌嗪。 3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的固定化床反应器中氢气压力 为1.010.0MPa、二(2-羟乙基)乙二胺溶液的空速比为30300h -1 。 4.根据权利要求13任一所述的制备方法，其特征在于，所述二(2-羟乙基)乙二胺 溶液中的二(2-羟乙基)乙二胺与氢气的摩尔比为1115。 5.根据权利要求13任一所述的制备方法，其特征在于，所述的分子内醇的催化胺化 反应温度130250。 6.根据权利要求13任一所述的制备方法，其特征在于，所述二(2-羟乙基)乙二胺 溶液。
4、的质量分数为1090。 7.根据权利要求13任一所述的制备方法，其特征在于，所述二(2-羟乙基)乙二胺 溶液的溶剂为四氢呋喃、1，4-二氧六环、三乙胺、甲基叔丁基醚、乙醚、异丙醚、甲醇、乙醇、 水、正己烷和环己烷中的至少一种。 8.根据权利要求13任一所述的制备方法，其特征在于，所述的催化剂由载体及负载 在载体上的活性组分组成，所述载体为-Al 2 O 3 、分子筛、硅胶或硅藻土；所述的活性组分 为镍、铜、钴、镁、钙、锶、钡、铁、锰、锌、铈、铬、锆、镧和它们的氧化物中的至少一种。 9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述催化剂包括： 第一活性组分1530，第二活性组分。
5、05，第三活性组分05，载体6085； 所述第一活性组分为镍、铜、钴和它们的氧化物中的至少一种；第二活性组分为镁、钙、 锶、钡和它们的氧化物中至少一种；所述第三活性组分铁、锰、锌、铈、铬、锆、镧和它们的氧 化物中的至少一种。 权 利 要 求 书CN 102432565 A CN 102432568 A 1/5页 3 一种 2- 羟乙基哌嗪的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种2-羟乙基哌嗪的制备方法。 背景技术 0002 2-羟乙基哌嗪是一种重要的化工原料，主要用于生产聚氨酯发泡剂三乙烯二胺， 是表面活剂工业、医药和农药的重要中间体，还可用于合成精神病药氟奋乃。
6、静等。 0003 生产2-羟乙基哌嗪的主要方法是哌嗪和环氧乙烷反应得到2-羟乙基哌嗪， CN1173862A、CN1067246A、DE3718395均公开了以以哌嗪和环氧乙烷为原料合成2-羟 乙基哌嗪；还包括公开文献(Journal of the American Chemical Society，1954，76： 1126-37)、(Reaction Kinetics and Catalysis Letters，2004，82(2)：339-346)也公开了 上述工艺。US48065 17、EP150558、US 4584405、EP115138还公开了以乙醇胺和乙二胺为原 料合成了2-羟。
7、乙基哌嗪。 0004 国际申请WO9424088公开了以N-烯丙基，N-(2-羟乙基)哌嗪为原料，使用 2-巯基苯甲酸和钯催化剂脱烯丙基高收率得到2-羟乙基哌嗪；欧洲专利申请EP636617公 开了以三-(2-羟乙基)胺为原料，在氨、氢气和金属催化剂存在下得到2-羟乙基哌嗪、氨 乙基哌嗪和哌嗪混合物；美国专利US4927931公开以哌嗪和乙二醇为原料合成2-羟乙基哌 嗪；欧洲专利EP321612公开以三乙烯二胺为原料合成了2-羟乙基哌嗪；公开文献(化学研 究与应用2001，13(1)：66-69)提到以2-羟乙基乙二胺为原料制备哌嗪过程中，产物中大约 含有3的副产物2-羟乙基哌嗪。 0005 。
8、由于哌嗪和环氧乙烷反应制备羟乙基哌嗪会得到N，N-二(2-羟乙基)哌嗪的 副产物，为了避免得到N，N-二(2-羟乙基)哌嗪，公开文献(Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters，2003，13(9)：1535-1537)采用先将哌嗪用苯甲酰氯将哌嗪单保护，然 后再用2-溴乙醇反应得到N-苯甲酰基，N-(2-羟乙基)哌嗪，再水解得到2-羟乙基哌 嗪。 发明内容 0006 本发明提供了一种2-羟乙基哌嗪的制备方法，该工艺以二(2-羟乙基)乙二胺为 原料进行制备，生产成本低廉。 0007 一种2-羟乙基哌嗪的制备方法，包括： 0008 在催化剂作用下，二(2-羟。
9、乙基)乙二胺溶液与氢气发生分子内醇的催化胺化反 应，反应后分离得到2-羟乙基哌嗪。 0009 其反应原理如下所示： 0010 说 明 书CN 102432565 A CN 102432568 A 2/5页 4 0011 原料的羟基在催化剂作用下脱去一分子氢生成醛基，氨基和醛基反应关环，然后 脱水形成席夫碱，再在催化剂的催化下加一分子氢得到2-羟乙基哌嗪。 0012 所述二(2-羟乙基)乙二胺是N，N-二(2-羟乙基)乙二胺和N，N-二(2-羟 乙基)乙二胺的混合物。 0013 本发明还提供了利用固定化床反应器制备2-羟乙基哌嗪，包括：将二(2-羟乙 基)乙二胺溶液与氢气混合通入装填有催化剂的固。
10、定化床反应器发生反应，收集反应产 物，分离得到2-羟乙基哌嗪。 0014 利用固定化床制备时，所述固定化床反应器中氢气压力优选为1.010.0MPa、二 (2-羟乙基)乙二胺溶液的空速比优选为30300h-1。 0015 所述二(2-羟乙基)乙二胺溶液中的二(2-羟乙基)乙二胺与氢气的摩尔比优选 为1115。 0016 所述反应的温度优选为130250。 0017 所述二(2-羟乙基)乙二胺溶液的质量分数优选为1090。 0018 所述二(2-羟乙基)乙二胺溶液的溶剂优选为四氢呋喃、1，4-二氧六环、三乙胺、 甲基叔丁基醚、乙醚、异丙醚、甲醇、乙醇、水、正己烷和环己烷中的至少一种。 0019 。
11、所述分离包括：将反应产物冷却后气液分离，所得液体转入精馏釜，蒸除溶剂后精 馏，得到2-羟乙基哌嗪。 0020 优选的，所述的催化剂由载体及负载在载体上的活性组分组成，所述载体为 -Al 2 O 3 、分子筛、硅胶或硅藻土；所述的活性组分为镍、铜、钴、镁、钙、锶、钡、铁、锰、锌、铈、 铬、锆、镧和它们的氧化物中的至少一种。 0021 更优选的，以重量百分比计，所述催化剂包括：第一活性组分1530，第二活性 组分05，第三活性组分05，载体6085； 0022 所述第一活性组分为镍、铜、钴和它们的氧化物中的至少一种；第二活性组分为 镁、钙、锶、钡和它们的氧化物中至少一种；所述第三活性组分铁、锰、锌。
12、、铈、铬、锆、镧和它 们的氧化物中的至少一种。 0023 上述催化剂可以通过下述两种方法制备： 0024 (1)浸渍法，将活性组分的金属硝酸盐水溶液均分为两次与载体浸渍；第一次浸 渍618小时后过滤，将担载有金属硝酸盐的载体在110130干燥1224小时，之后 在300400焙烧36小时；待载体冷却后第二次浸渍618小时，过滤后于110 130干燥1224小时，之后在350650焙烧36小时。 0025 (2)挤条法，将活性组分的金属硝酸盐水溶液和共沉淀剂的水溶液机械搅拌至沉 淀完全；水浴温度保持5090，调节pH值为7.08.0；保持温度继续搅拌3090分钟 后，过滤洗涤至中性，并检测至无N。
13、O 3 - 为止；滤饼在110130烘干1224小时；滤饼粉 碎后加入到稀硝酸水溶液与拟薄水铝石的均匀混合物中，搅拌、研磨，用挤条器挤成条状， 说 明 书CN 102432565 A CN 102432568 A 3/5页 5 置于烘箱中110130烘干1224小时，然后在马弗炉内缓慢程序升温至350650 焙烧36小时。 0026 所述的共沉淀剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、碳酸铵、碳酸钾、碳酸钠、醋酸钠或 草酸钠。 0027 与现有技术相比较，本发明的有益效果在于： 0028 1、本发明利用二(2-羟乙基)乙二胺制备2-羟乙基哌嗪，成本低廉，经济效益好。 0029 2、利用固定化床生产，工艺。
14、简单，适用于工业化连续生产； 0030 3、通过精馏制得的2-羟乙基哌嗪产品质量符合工业品一级品标准，含量等于或 大于99.0； 0031 4、本发明所制备的催化剂寿命长。 附图说明 0032 图1为实施例1制备的2-羟乙基哌嗪的气相色谱图。 具体实施方式 0033 实施例1 0034 将15克氧化型固体负载催化胺化催化剂填装在直径15mm，长度为1.0m的单管固 定床反应器内，催化剂层的填装高度约0.3m。反应器内催化剂保持临氢状态并有氢气流通 过，温度维持在400还原5小时，使催化剂具有活性。还原结束后降温至160，氢气压力 升至5.0MPa，将质量百分含量为30的二(2-羟乙基)乙二胺的。
15、1，4-二氧六环溶液经预 热器从上端进入催化胺化反应器中，二(2-羟乙基)乙二胺溶液流速为60毫升每小时。催 化胺化反应产物从固定床反应器下端流出，流出物经冷却、气液分离后得产物混合液。反应 混合液经气相色谱分析分析转化率86.4，选择性96.9。减压精馏后得产品2-羟乙基 哌嗪，气相色谱分析纯度为99.0以上，如图1所示，上述制备的2-羟乙基哌嗪经气相色谱 分析与2-羟乙基哌嗪标准样品一致。 0035 上述催化剂是按照挤条法来制备的，所用催化剂为Ni-Mg-Mn/-Al 2 O 3 2055/70。催化剂的制备方法为：将9.91g六水硝酸镍、5.28g六水硝酸镁和2.28g四 水硝酸锰溶于1。
16、00mL去离子水中，搅拌均匀后，滴加质量百分数为10的氢氧化钠水溶液， 机械搅拌至沉淀完全，溶液pH值为8.0左右，水浴温度保持50，保持温度继续搅拌60分 钟后，过滤洗涤至中性，并检测至无NO 3 - 为止；滤饼在110烘干12小时，滤饼粉碎后加入 到稀硝酸水溶液与13.25g拟薄水铝石的均匀混合物中，搅拌、研磨，用挤条器挤成条状，置 于烘箱中110烘干16小时，然后在马弗炉内缓慢程序升温至550焙烧4小时。 0036 实施例2 0037 将15克氧化型固体负载催化胺化催化剂填装在直径15mm，长度为1.0m的单管固 定床反应器内，催化剂层的填装高度约0.3m。反应器内催化剂保持临氢状态并有。
17、氢气流通 过，温度维持在400还原5小时，使催化剂具有活性。还原结束后降温至220，氢气压力 升至3.0MPa，将质量百分含量为50的二(2-羟乙基)乙二胺的甲基叔丁基醚溶液经预热 器从上端进入催化胺化反应器中，二(2-羟乙基)乙二胺溶液流速为48毫升每小时。催化 胺化反应产物从固定床反应器下端流出，流出物经冷却、气液分离后得产物混合液。反应混 说 明 书CN 102432565 A CN 102432568 A 4/5页 6 合液经气相色谱分析分析转化率94.9，选择性88.3。减压精馏后得产品2-羟乙基哌 嗪，气相色谱分析纯度为99.0以上，上述制备的2-羟乙基哌嗪经气相色谱分析与2-羟乙。
18、 基哌嗪标准样品一致。 0038 上述催化剂是按照浸渍法来制备的，所用催化剂为Ni-Ca-Zr/分子筛 1532/80。催化剂的制备方法如下，将活性组分的金属硝酸盐水溶液均分为两次与载 体浸渍；将7.43g六水硝酸镍、1.77g四水硝酸钙和五水硝酸锆0.74g溶于20mL去离子水 中，加入16.00g4A分子筛，第一次浸渍8小时后将水蒸出，将担载有金属硝酸盐的载体在 120干燥16小时，之后在300焙烧4小时；待载体冷却后，再将7.43g六水硝酸镍、1.77g 四水硝酸钙和五水硝酸锆0.74g溶于20mL去离子水中，第二次浸渍8小时，过滤后于110 干燥12小时，之后在550焙烧5小时。 00。
19、39 实施例3 0040 将15克氧化型固体负载催化胺化催化剂填装在直径15mm，长度为1.0m的单管固 定床反应器内，催化剂层的填装高度约0.3m。反应器内催化剂保持临氢状态并有氢气流通 过，温度维持在350还原5小时，使催化剂具有活性。还原结束后降温至140，氢气压力 升至7.0MPa，将体积百分含量10的二(2-羟乙基)乙二胺的环己烷溶液经预热器从上端 进入催化胺化反应器中，二(2-羟乙基)乙二胺溶液流速为120毫升每小时。催化胺化反 应产物从固定床反应器下端流出，流出物经冷却、气液分离后得产物混合液。反应混合液经 气相色谱分析分析转化率91.6，选择性95.3。减压精馏后得产品2-羟乙。
20、基哌嗪，气相 色谱分析纯度为99.0以上，上述制备的2-羟乙基哌嗪经气相色谱分析与2-羟乙基哌嗪 标准样品一致。 0041 上述催化剂是按照挤条法来制备的，所用催化剂为Cu-Ba-Fe/-Al 2 O 3 3014/65，催化剂的制备方法同实施例1。 0042 实施例4 0043 将30克氧化型固体负载催化胺化催化剂填装在直径15mm，长度为1.0m的单管固 定床反应器内，催化剂层的填装高度约0.6m。反应器内催化剂保持临氢状态并有氢气流通 过，温度维持在350还原5小时，使催化剂具有活性。还原结束后降温至200，氢气压力 升至8.0MPa，将体积百分含量20的二(2-羟乙基)乙二胺的甲醇溶液。
21、经预热器从上端进 入催化胺化反应器中，二(2-羟乙基)乙二胺溶液流速为90毫升每小时。催化胺化反应产 物从固定床反应器下端流出，流出物经冷却、气液分离后得产物混合液。反应混合液经气相 色谱分析分析转化率97.9，选择性89.7。减压精馏后得产品2-羟乙基哌嗪，气相色谱 分析纯度为99.0以上，上述制备的2-羟乙基哌嗪经气相色谱分析与2-羟乙基哌嗪标准 样品一致。 0044 上述催化剂是按照浸渍法来制备的，所用催化剂为Cu-Mg-Cr/SiO 2 2023/75，催化剂的制备方法同实施例2。 0045 实施例5 0046 将15克氧化型固体负载催化胺化催化剂填装在直径15mm，长度为1.0m的单。
22、管固 定床反应器内，催化剂层的填装高度约0.3m。反应器内催化剂保持临氢状态并有氢气流通 过，温度维持在450还原4小时，使催化剂具有活性。还原结束后降温至180，氢气压力 升至4.0MPa，将体积百分含量60的二(2-羟乙基)乙二胺的异丙醚溶液经预热器从上端 说 明 书CN 102432565 A CN 102432568 A 5/5页 7 进入催化胺化反应器中，二(2-羟乙基)乙二胺溶液流速为36毫升每小时。催化胺化反应 产物从固定床反应器下端流出，流出物经冷却、气液分离后得产物混合液。反应混合液经气 相色谱分析分析转化率88.7，选择性93.4。减压精馏后得产品2-羟乙基哌嗪，气相色 谱。
23、分析纯度为99.0以上，上述制备的2-羟乙基哌嗪经气相色谱分析与2-羟乙基哌嗪标 准样品一致。 0047 上述催化剂是按照挤条法来制备的，所用催化剂为Co-Sr-Zn/-Al 2 O 3 2514/70，催化剂的制备方法同实施例1。 0048 实施例6 0049 将30克氧化型固体负载催化胺化催化剂填装在直径15mm，长度为1.0m的单管固 定床反应器内，催化剂层的填装高度约0.6m。反应器内催化剂保持临氢状态并有氢气流通 过，温度维持在400还原6小时，使催化剂具有活性。还原结束后降温至240，氢气压力 升至6.0MPa，将体积百分含量90的二(2-羟乙基)乙二胺的水溶液经预热器从上端进入 。
24、催化胺化反应器中，二(2-羟乙基)乙二胺溶液流速为30毫升每小时。催化胺化反应产物 从固定床反应器下端流出，流出物经冷却、气液分离后得产物混合液。反应混合液经气相色 谱分析分析转化率95.1，选择性80.9。减压精馏后得产品2-羟乙基哌嗪，气相色谱分 析纯度为99.0以上，上述制备的2-羟乙基哌嗪经气相色谱分析与2-羟乙基哌嗪标准样 品一致。 0050 上述催化剂是按照浸渍法来制备的，所用催化剂为Co-Ca-La/-Al 2 O 3 1541/80，催化剂的制备方法同实施例2。 说 明 书CN 102432565 A CN 102432568 A 1/1页 8 图1 说 明 书 附 图CN 102432565 A 。