哌嗪与盐酸反应生成什么

1 哌嗪合成工艺

1.1 由单乙醇胺（MEA）合成

该工艺以Fe-Ni（Co）为催化剂，压力5.OMPa，温度300℃，乙醇胺与液氨反应生成哌嗪。该路线原料易得，价格便宜，反应产物为哌嗪和乙二胺，但收率低，哌嗪的收率仅为25％，联产乙二胺的收率为45％。美为Texaco和UnionCarbide公司拥有该工艺专利。

早期工艺是以单乙醇胺为原料在氢气加压下与过量氨反应制取哌嗪，由于压力高，介质为易爆气体，操作起来有很大的危险性，国外公司就有因爆炸而停产的先例。

目前世界上已首次开发成功以固体酸为催化剂的气相法新工艺，该新工艺使物科学单乙醇胺蒸气在减压下于350～400℃时通过固体酸催化剂，经分子内脱水反应合成哌嗪。与液相法相比，新工艺开发的催化剂是气化硅载碱性金属和微量酸性氧化物组成的固体酸，哌嗪收率高，催化剂寿命长。我国浙江大学报道了在15MPa下由乙醇胺与液氨气相合成哌嗪的研究，哌嗪收率仅为36％。

1.2 以环氧乙烷和乙二胺为原料合成

美国ICTA公司采用环氧乙烷和乙二胺为原料合成哌嗪，反应分三步进行。

乙二胺、环氧乙烷和溶剂按一定比例加入缩合反应器内，反应生成N-β-羟乙基乙二胺，N-β-羟乙基乙二胺和水在环化反应器中催化、脱水、环化，生成哌嗪。分离塔分离出六水哌嗪，萃取精馏脱水得到无水哌嗪。

该工艺路线优点是原料易得，反应条件温和、收率高（82％），且每步反应的产物都可作为一个成品出售，可根据市场需求调节产物。缺点是反应需三步完成，工艺复杂，反应时间长，设备投资费用高。陕西省就有一家企业曾计划引进该技术，但因种种原因而搁浅。

1.3 以乙二胺（EDA）为原料合成

选用的催化剂不同反应结果也不同。以KZSM－5沸石作催化剂，反应温度为340℃，在气相条件下经过3天以上的反应，乙二胺转化率由90％降为80％，生成哌嗪和三乙烯二胺的选择性基本保持在95％以上；若以H型沸石作催化剂，在330℃、3×105 Pa条件下，40％的乙二胺溶液与催化剂接触发生反应，哌嗪收率为36．95%，选择性为57％；或者以CSZSM－5沸石作催化剂，在 340℃的条件下，乙二胺水溶液与催化剂接触反应乙二胺转化率为55％，生成哌嗪选择性为55％大连化物所与复旦大学进行了分子筛催化乙二胺制哌嗪的反应机理研究。

1．4 以β-羟乙基乙二胺为原料合成

该反应所使用催化剂是Cu－Cr－Fe氧化物，或Cu－Cr－Mn氧化物，压力8～26MPa，反应温度110～3O0℃，反应时间2～40h，哌嗪收率78％～98％。该方法的特点是副产物少，哌嗪收率高，缺点是液相间歇反应、条件苛刻、催化剂与反应产物难以分离。天津大学在加压反应釜内由β-羟乙基乙二胺液相反应合成哌嗪，哌嗪的收率达87％。

1．5 以二乙烯三胺为原料合成

反应温度约175～225℃，压力为20.4～34.OMPa，若用Ni－Mgo为催化剂，无水哌嗪产率可达到81％，若用雷诺Ni作催化剂，哌嗪产率仅有50％左右。但是多胺类化合物价格较高，因此用该法生产无水哌嗪成本较高。

1．6 由二醇和乙二胺为原料合成

在Ru3（CO）12和Bu3P存在的条件下，乙二醇和乙二胺发生环化、缩合反应，生成哌嗪的收率为60%～90%，在该法催化剂为羟基化合物，较难实现工业化。

基本信息：

中文名称

1-乙酰基-4-(2-氯乙基)哌嗪

英文名称

1-[4-(2-chloroethyl)piperazin-1-yl]ethanone

CAS号

54504-51-7

合成路线：

1.通过1-乙酰基-4-(2-羟基乙基)哌嗪盐酸盐合成1-乙酰基-4-(2-氯乙基)哌嗪，收率约54%；

2.通过1-乙酰哌嗪和1,2-二氯乙烷合成1-乙酰基-4-(2-氯乙基)哌嗪

更多路线和参考文献可参考http://baike.molbase.cn/cidian/966432

生产方法 以六水哌嗪为原料，经甲基化、水解、亚硝化，还原等步骤得到。（1）甲基化将六水哌嗪溶于甲酸中，吸入反应锅内，升温到90℃，搅拌下滴加甲醛约1h，加毕，于90-95℃保温反应1h，减压蒸去水及过量的原料，得甲基甲酰基哌嗪浓缩液。（2）水解将盐酸和水加到上述浓缩液中，搅拌升温至105℃，回流反应2h。减压蒸馏至无馏出液为止，弃去馏出的酸液，残留液冷至15℃，放置过夜，过滤，滤液即甲基哌嗪盐酸盐溶液。（3）亚硝化将水解步骤得到的滤液在30℃滴加亚硝酸钠溶液，加毕，保温反应30min，得甲基硝基哌嗪生成液。（4）还原在亚硝化生成液中加入冰醋酸，冷却，于30-40℃逐步加入锌粉，加毕，于30-40℃保温反应1.5h，冷至15℃左右，放置过夜，甩滤。将此还原滤液加至预先已配置液碱并冷至10℃以下的碱化锅中，充分冷却后送至萃取锅，分3次加入氯仿进行萃取，合并氯仿萃取液，进行常压蒸馏回收氯仿，至液温为85℃时转入精馏锅中，先常压蒸馏至液温为135℃，再进行减压蒸馏，收集120℃（5.33-8.0kPa）馏分即为1-氨基-4-甲基哌嗪。上述四个步骤的总收率约30%。原料消耗定额：六水哌嗪（95%）1148.1kg/t、甲酸（85%）2266.2kg/t、甲醛（37%）1130.8kg/t、锌粉（90%）1900.2kg/t、冰乙酸3759.4kg/t、浓盐酸4046.5kg/t、亚硝酸钠937.6kg/t。

加入盐酸是为了创造反应的酸性环境。

由于该反应可逆，所以要加醋酸钠以增加醋酸酐的浓度，促进反应向乙酰化的正反应进行乙酸酐是重要的乙酰化试剂，乙酸酐用于制造纤维素乙酸酯、乙酸塑料、不燃性电影胶片。在医药工业中用于制造合成霉素痢特灵、地巴唑、咖啡因和阿司匹林、磺胺药物等。在染料工业中主要用于生产分散深蓝HCL、分散大红S-SWEL、分散黄棕S-2REL等。在香料工业中用于生产香豆素、乙酸龙脑酯、葵子麝香、乙酸柏木酯、乙酸松香酯、乙酸苯乙酯、乙酸香叶酯等。由乙酸酐制造的过氧化乙酰，是聚合反应的引发剂和漂白剂。检验醇、芳香族伯胺和仲胺。用于有机合成、染料、制药工业及制造乙酰化合物。用作溶剂和脱水剂，也是重要的乙酰化试剂和聚合物引发剂。应用最终产物是醋酸纤维素和醋酸纤维塑料，这种纤维大部分用于制造香烟的过滤嘴、船舶工业的织物和日用织物，还可制造旋风炸药三次甲基三硝基胺。另外还可用于医药、染料、香料等。