25057-77-6/1,2-二甲基哌嗪的制備

背景及概述^[1][2]

在醫藥工業領域由哌嗪為原料合成氟哌酸、吡哌酸等喹諾酮類藥物以及利福平等。此外，還有美國費歇爾公司開發的降壓藥脈平寧，其主要成份是哌唑嗪(C19H2lN6O4HCl)，它透過松弛血管周圍平滑肌、降低血管阻力使血壓下降；茶堿乙酸鹽哌嗪能增加人體正常的呼吸容量，可用于治療燒傷休克、高血壓等癥，它的刺激性小于茶堿(1，3-二甲基黃嘌嶺)；各種哌嗪基醇及其衍生物具有麻醉性能，可用于臨床麻醉；哌嗪基烷胺基的喹啉和吡啶具有抗瘧活性。

哌嗪雌甾酮硫酸鹽可用于治療癲癇病，N，N′-(2-吡嗪基)哌嗪和N-2-吡嗪基哌嗪有止痛作用，而己二酸哌嗪、枸椽酸哌嗪等哌嗪的有祝酸鹽類物質是應用廣泛的驅蟲藥物。哌嗪的一些衍生物如N-甲基哌嗪、N-乙基哌嗪、1,2-二甲基哌嗪及2，6-二甲哌嗪是生產沙星類藥物主要原料。

1,2-二甲基哌嗪的無機酸鹽，如磷酸鹽、檸檬酸鹽、單氫氯酸鹽、雙氫氯酸鹽和雙哌嗪硫酸鹽等，都具有根治家畜家禽體內蠕蟲的功效，它們通過飼料流水線添加業，有效控制大規模飼養業的寄生蟲問題。

理化性質及結構^[1]

1,2-二甲基哌嗪，其分子式為C6H1N2，分子量為114，結構式如式1所示，可用來合成醫藥中間體、陽離子表面活性劑和聚氨酯泡沫催化劑等。1,2-二甲基哌嗪，是一種無色揮發性液體，易溶于水、乙醇和乙醚。主要用于聚氨酯的固化劑、催化劑及醫藥和表面活性劑中間體，該物質易燃、低毒、有一定的腐蝕性。

1,2-二甲基哌嗪的兩個氮端易與其它官能團發生化學反應，1,2-二甲基哌嗪的胺基氫被長鏈烷基或烷氧基取代的衍生物，可以作潤濕劑、乳化劑、分散劑和清潔劑。如1,2-二甲基哌嗪與各種脂肪酸的單酯可作為改進脂肪酸皂抗硬水性能的添加劑；1,2-二甲基哌嗪的單酯和單醚可用作潤膚劑的乳化劑。

制備^[2]

一種1,2-二甲基哌嗪的制備方法，原料N-甲基二乙醇胺與一甲胺摩爾比為1:2.05，原料N-甲基二乙醇胺與氫氣摩爾比為1:6，液時空速為3h-1，管式固定床反應器內的反應溫度為260℃，反應壓力為3.5Mpa，進行合成反應得到含有1,4-二甲基哌嗪的混合物，再經過減壓精餾精得到高純度的1,2-二甲基哌嗪，其中減壓精餾的塔內壓力為1132Pa，所得1,4-二甲基哌嗪的純度為97.5wt％。1,4-二甲基哌嗪的收率為59％。內部裝填的稀土元素改性銅基復合催化劑的組成為氧化銅21wt％，氧化鎳15wt％，氧化鈷6wt％，稀土元素鈰2wt％；載體氧化鋁和氧化硅為56wt％。

方法二：

1,2-二甲基哌嗪的合成：

高壓釜內加入異丙醇胺（75.1g，1.00mol0和2.5g．mol-1的Raney-Ni催化劑，通入氫氣4次置換釜內的空氣，最后通入氫氣至釜內壓力在5MPa，攪拌下，按50~60℃/h的速度加熱至160℃，保溫反應5h，GC檢測原料異丙醇胺反應完畢，冷卻到45℃，放氣后將料液取出處理；

反應液后處理：

趁熱過濾，得油狀液體，待液體進一步冷卻，有晶體析出，再次過濾，得無色片狀晶體；收集合并濾液，將濾液精餾，收集155℃~170℃的餾分，所得餾分，用體積比為1:5的乙酸乙酯/石油醚混合溶液重結晶，合并直接過濾所得晶體和重結晶后所得晶體共47.6g，收率：83.4%，產品：1,2-二甲基哌嗪的純度98.7%。

主要參考資料

[1]龍飛飛, 李錚錚, 施海風, & 滕大為. (2014). 1-boc-3,3-二甲基哌嗪的合成工藝改進. 精細化工中間體, 44(1), 22-24.

[2] 郭一斐. (2008). 2,5-二甲基哌嗪合成工藝的研究. (Doctoral dissertation, 南京理工大學).

[3] 陳霞, 周曉玉, 李志, & 潘東. (2018). 三步法合成1,2,6-三甲基哌嗪的工藝研究. 六盤水師范學院學報, v.30(3), 71-77.