СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N,N'-БИС(ПИПЕРАЗИНОЭТИЛ)ЭТИЛЕНДИАМИНА
METHOD OF PRODUCING N,N'-BIS(PIPERAZINOETHYL)ETHYLENE DIAMINE

Изобретение относится к области основного органического синтеза, а именно к способу получения N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина, который может найти применение в химической, нефтехимической и фармацевтической промышленностях.
Известен способ получения N,N'-6иc(пиперазиноэтил)этилендиамина (1) [Загидуллин Р.Н., Толстиков Г.А. О превращениях продукта реакции N-(β-аминоэтил)пиперазина с дихлорэтаном // ЖОХ, 1987, т.57, вып.6, с.1426].
Реакция проходит в спиртовой среде или в среде спирт+ароматический углеводород. Выход продукта 70%, 1,4-диазабицикло [2,2,2]октана (ДАБО) - 30%.
Недостатком известного способа получения соединения (1) является применение горючих растворителей, и при перегонке основания (1) выход его падает в результате разложения продукта с образованием ДАБО.
Наиболее близким способом по технической сущности и достигаемому результату является получение соединения (1) в виде свободного основания взаимодействием N-(β-аминоэтил)пиперазина с дихлорэтаном в присутствии КОН в среде метанола [Загидуллин Р.Н. О некоторых реакциях N-(β-аминоэтил)пиперазина и его производных // ХГС, 1991, №3, с.384]. Осадок КСl отфильтровывают, метанол упаривают, продукт перегоняют в вакууме. Выход продукта 96%. Состав продукта, % мас.: соединение (1) 95,3; ДАБО 3,8; ЭДА 0,2; ДЭТА 0,3; неиден. соед. 0,4.
Недостатком способа получения соединения (1) является использование ядовитого и горючего метанола, фильтрация КСl и регенерация метанола, ведение технологического процесса в опасном режиме.
Задачей заявляемого изобретения является усовершенствование способа получения N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина. Технический результат при использовании заявляемого способа выражается в получении продукта в безопасном режиме технологического процесса, повышении выхода и качества продукта. Технический результат достигается способом получения N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина взаимодействием 65-70%-ного водного раствора N-(β-аминоэтил)пиперазина (АЭП) с дихлорэтаном (ДХЭ) при температуре 80-95°С в водной среде в присутствии стабилизаторов (антиоксидантов) в течение 4-6 часов с последующей нейтрализацией полученного дигидрохлорида соединения (1) 40-46%-ным водным раствором едкого натра. Мольное соотношение АЭП:ДХЭ:NаОН составляет (2-3):1:(3-4). Выход целевого продукта 96,4-97,4%. В качестве стабилизаторов (антиоксидантов) используют экранированные фенолы и пиперазинофенолы-2,6-дитретбутил-4-метилфенол (ионол) (2); N-(3,5-дитретбутил-4-оксибензил) пиперазин (3); N,N'-бис(3,5-дитретбутил-4-оксибензил) пиперазин (4); N,N-диметил-3,5-дитретбутил-4-оксибензиламин (основание Манниха) (5) и 2,6-дитретбутилфенол (6).
Соединения (2-6) подавляют дегидрохлорирование дихлорэтана на 5-10%, а при перегонке основания (1) подавляют его разложение на 8-12% и берутся в количестве 0,05-1% от веса АЭП и ДХЭ.
Преимуществами заявляемого изобретения являются: получение N,N'-бис(пиперазиноэтил)этилендиамина в безопасном режиме - проведение синтеза в водной среде; повышение выхода целевого продукта и его качества (присутствие в составе продукта незначительного количества примесей) за счет применения стабилизаторов, которые подавляют течение побочных реакций на 5-12%.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В реактор загружают 27,0 г (0,21 моль) N-(β-аминоэтил)пиперазина (АЭП) в виде 70%-ного водного раствора, 0,07 г (0,2% от веса АЭП и ДХЭ) основания Манниха (соединение 5), дозируют 9,9 т (0,1 моль) ДХЭ при 80-85°С и выдерживают при этой температуре в течение 6 часов (конец реакции определяют по постоянному значению хлор-иона). Реакционную смесь охлаждают до температуры 20-40°С и нейтрализуют 40%-ным водным раствором едкого натра. Мольное соотношение АЭП: ДХЭ:NaOH=2,1:1:3. Верхний аминный слой отделяют и перегоняют в вакууме. Избыток едкого натра берут для расслаивания реакционной смеси. Получено 27,37 т (96,4%) продукта состава, % мас.: соединение (1) 98,2; ДАБО 1,4; этилендиамин 0,1; диэтилентриамин (ДЭТА) 0,1; неидентифицированные соединения (неиден. соед.) 0,2.
Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 38,7 г (0,3 моль) АЭП в виде 65%-ного водного раствора, 0,48 г (1% от веса АЭП и ДХЭ) ионола (соединение 2), дозируют 9,9 г (0,1 моль) ДХЭ при 90°С. Реакционную смесь нагревают при 90-95°С в течение 4 ч. Смесь охлаждают и нейтрализуют 46%-ным водным раствором едкого натра. Мольное соотношение АЭП:ДХЭ:NаОН=3:1:4. Верхний (аминный слой) слой отделяют и перегоняют в вакууме. Получают 27,6 г (97,2%) продукта состава, % мас.: соединение (1) 98,8; ДАБО 0,9; ЭДА 0,05; ДЭТА 0,1; неиден. соед. 0,15.
Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают 25,8 г (0,2 моль) АЭП в виде 70%-ного водного раствора, 0,017 г (0,05% от веса АЭП и ДХЭ) стабилизатора N,N'-бис (3,5-дитретбутил-4-оксибензил) пиперазина (соединение 4), дозируют 9,9 г (0,1 моль) ДХЭ при 85-90°С и выдерживают при 95°С в течение 5 ч. Содержимое реактора охлаждают до температуры 40°С и нейтрализуют 40%-ным водным растворам NaOH. Мольное соотношение АЭП:ДХЭ:NаОН=2:1:3. Верхний слой отделяют и перегоняют в вакууме. Получают 27,49 г (96,8%) продукта состава, % мас.: соединение (1) 98,8; ДАБО 1,0; ЭДА 0,1; ДЭТА 0,1; неиден. соед. 0,1.
Пример 4. В условиях примера 1 в реактор загружают 32,25 г (0,25 моль) АЭП в виде 70%-ного водного раствора, 0,2 г (0,5% от веса АЭП и ДХЭ) стабилизатора, основания Манниха (соединение 5), дозируют 9,9 г (0,1 моль) ДХЭ при 80-85°С, выдерживают при 85-90°С в течение 5,5 ч. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, нейтрализуют и расслаивают 46%-ным водным раствором NaOH. Аминный слой отделяют и перегоняют в вакууме. Мольное соотношение АЭП:ДХЭ:NаОН=2.5:1:4. Получают 27,6 г (97,4%) продукта состава, % мас.: соединение (1) 98,9; ДАБО 0,8; ЭДА 0,05; ДЭТА 0,05; неиден. соед. 0,2.