JP2824781B2 - Ｎ，ｎ′―ビス―（２―ヒドロキシエチル）―ピペラジンの製法 - Google Patents
Ｎ，ｎ′―ビス―（２―ヒドロキシエチル）―ピペラジンの製法Info
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- C07D295/084—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly bound oxygen or sulfur atoms with the ring nitrogen atoms and the oxygen or sulfur atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings
- C07D295/088—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly bound oxygen or sulfur atoms with the ring nitrogen atoms and the oxygen or sulfur atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings to an acyclic saturated chain
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、オキサミド（II） 及びジエタノールアミン（III） を原料とするN,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）
−ピペラジン（Ｉ） の新規な製法に係る。
−ピペラジン（Ｉ） の新規な製法に係る。
N,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジ
ン（通常「ジエタノールピペラジン」と称される）は、
主として、医薬工業（BE 888139;DE 2706826;「ケミカ
ル・アブストラクツ（Chem.Abst.）」89,173626;80,105
00）、ポリマー工業（「Chem.Abst.」102,166722;100,6
485）及び潤滑剤工業（U.S.4235730）における中間体と
して極めて興味深い化合物である。
ン（通常「ジエタノールピペラジン」と称される）は、
主として、医薬工業（BE 888139;DE 2706826;「ケミカ
ル・アブストラクツ（Chem.Abst.）」89,173626;80,105
00）、ポリマー工業（「Chem.Abst.」102,166722;100,6
485）及び潤滑剤工業（U.S.4235730）における中間体と
して極めて興味深い化合物である。
かかる化合物の合成の古典的な方法［「ジャーナル・
オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー（J.A
m.Chem.Soc.）」55,3823（1933）］は、ピペラジンと２
−クロロエタノールとの縮合に基づくものである。
オブ・ジ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー（J.A
m.Chem.Soc.）」55,3823（1933）］は、ピペラジンと２
−クロロエタノールとの縮合に基づくものである。
最近では、ジエタノールアミンと尿素又は尿素熱分解
生成物との間の反応に基づく他の合成法が開示されてい
る（米国特許第3,845,059号）。しかしながら、該方法
によって得られる収率（原料のジエタノールアミンに対
して算定）は低く、15ないし25％である。
生成物との間の反応に基づく他の合成法が開示されてい
る（米国特許第3,845,059号）。しかしながら、該方法
によって得られる収率（原料のジエタノールアミンに対
して算定）は低く、15ないし25％である。
最後に、1,4−ジアザビシクロ［2.2.2］オクタンの製
法に係る特開昭51−141895号（「Chem.Abst.」87,6019
f）はジエタノールアミンをカルボン酸（たとえば酢
酸）と共に加熱し、生成された水を除去することによっ
て得られたN,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−
ピペラジンを含有する生成物の混合物を中間体として使
用することを開示している。しかし、このような方法
も、各種生成物の混合物を生成するとの重大な欠点があ
り、N,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラ
ジンの収率（原料のジエタノールアミンに対して算定）
は約25％である。
法に係る特開昭51−141895号（「Chem.Abst.」87,6019
f）はジエタノールアミンをカルボン酸（たとえば酢
酸）と共に加熱し、生成された水を除去することによっ
て得られたN,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−
ピペラジンを含有する生成物の混合物を中間体として使
用することを開示している。しかし、このような方法
も、各種生成物の混合物を生成するとの重大な欠点があ
り、N,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラ
ジンの収率（原料のジエタノールアミンに対して算定）
は約25％である。
発明者らは、好適に選択された条件下でジエタノール
アミンをオキサミドと反応させることにより、下記反応
式に従って、ジエタノールピペラジンが従来法よりも高
い収率で得られることを見出だし、本発明に至った。
アミンをオキサミドと反応させることにより、下記反応
式に従って、ジエタノールピペラジンが従来法よりも高
い収率で得られることを見出だし、本発明に至った。
さらに詳述すれば、本発明の方法は、オキサミドとジ
エタノールアミンとの混合物（ジエタノールアミンとオ
キサミドとの間のモル比の値は２以上である）を温度50
ないし268℃（ジエタノールアミンの沸点）に加熱する
ことによってなる。
エタノールアミンとの混合物（ジエタノールアミンとオ
キサミドとの間のモル比の値は２以上である）を温度50
ないし268℃（ジエタノールアミンの沸点）に加熱する
ことによってなる。
かかる反応は、単一工程又は別個の２工程で行われ
る。反応を単一工程で行う場合には、オキサミドとジエ
タノールアミンとの混合物を、任意に不活性有機溶媒の
存在下、温度130ないし268℃で加熱する。徐々に生成さ
れる水蒸気を留去し、発生と同時にガスを不活性ガス
（代表的には窒素）によって反応環境から除去する。
る。反応を単一工程で行う場合には、オキサミドとジエ
タノールアミンとの混合物を、任意に不活性有機溶媒の
存在下、温度130ないし268℃で加熱する。徐々に生成さ
れる水蒸気を留去し、発生と同時にガスを不活性ガス
（代表的には窒素）によって反応環境から除去する。
ジエタノールアミン／オキサイドのモル比を4/1まで
上昇させる場合には、反応収率は上昇する。原料オキサ
ミドに対して大過剰量でジエタノールアミンを使用でき
るが、4/1以上であっても収率の改善に影響を及ぼさな
い。従って、好適なモル比の値は約2.5ないし約20であ
り、さらに好適には約3.5ないし約10である。
上昇させる場合には、反応収率は上昇する。原料オキサ
ミドに対して大過剰量でジエタノールアミンを使用でき
るが、4/1以上であっても収率の改善に影響を及ぼさな
い。従って、好適なモル比の値は約2.5ないし約20であ
り、さらに好適には約3.5ないし約10である。
単一工程法の実施に当っての温度は、好ましくは160
ないし220℃である。
ないし220℃である。
好適な具体例によれば、反応は、反応溶媒として過剰
なジエタノールアミンの存在下で行われるが、さらに添
加した有機溶媒の存在下でも行われる。この場合、好適
な溶媒は、ポリグリコール、エーテル化ポリグリコー
ル、ハロゲン化脂肪族又は芳香族炭化水素等の如き極性
又は非プロトン性有機溶媒である。好ましくは、該溶媒
は高沸点溶媒であり、さらに好ましくは、反応温度以上
の沸点を有するものである。従って、該反応を大気圧下
で行うことが可能となり、反応のガス状生成物の除去が
容易に実施される。
なジエタノールアミンの存在下で行われるが、さらに添
加した有機溶媒の存在下でも行われる。この場合、好適
な溶媒は、ポリグリコール、エーテル化ポリグリコー
ル、ハロゲン化脂肪族又は芳香族炭化水素等の如き極性
又は非プロトン性有機溶媒である。好ましくは、該溶媒
は高沸点溶媒であり、さらに好ましくは、反応温度以上
の沸点を有するものである。従って、該反応を大気圧下
で行うことが可能となり、反応のガス状生成物の除去が
容易に実施される。
反応後、好適な沈殿溶媒を添加することにより、所望
の生成物を反応混合物から沈殿させる。かかる沈殿溶媒
は、脂肪族ケトン（たとえば、メチルイソブチルケト
ン、メチルエチルケトン、及び好適にはアセトン）の中
から選ばれる。ついで、単に過することによって沈殿
を回収し、必要な場合には、晶析によってさらに精製す
る。一方、液については、沈殿溶媒を留去した後、直
接再循環し、新たな量のジエタノールアミンと反応させ
る。
の生成物を反応混合物から沈殿させる。かかる沈殿溶媒
は、脂肪族ケトン（たとえば、メチルイソブチルケト
ン、メチルエチルケトン、及び好適にはアセトン）の中
から選ばれる。ついで、単に過することによって沈殿
を回収し、必要な場合には、晶析によってさらに精製す
る。一方、液については、沈殿溶媒を留去した後、直
接再循環し、新たな量のジエタノールアミンと反応させ
る。
別法によれば、反応を別個の２工程で行うこともでき
る。第１工程では、温度50ないし160℃において、オキ
サミドと少なくとも２倍のモル量のジエタノールアミン
とを、NH3の発生が静まるまで接触させる。ついで、任
意にジエタノールアミンを添加して、ジエタノールアミ
ンとオキサミドとの間のモル比を所定範囲に維持し、反
応温度を160ないし268℃、好ましくは160ないし220℃ま
で上昇させる。後者の工程の間に、所望の生成物がCO,C
O2及びH2Oの発生（これらは上述の如くして反応環境か
ら除去される）を伴って生成する。ガスの発生が静まっ
たところで、上述の単一工程の場合と同様にして生成物
を回収する。
る。第１工程では、温度50ないし160℃において、オキ
サミドと少なくとも２倍のモル量のジエタノールアミン
とを、NH3の発生が静まるまで接触させる。ついで、任
意にジエタノールアミンを添加して、ジエタノールアミ
ンとオキサミドとの間のモル比を所定範囲に維持し、反
応温度を160ないし268℃、好ましくは160ないし220℃ま
で上昇させる。後者の工程の間に、所望の生成物がCO,C
O2及びH2Oの発生（これらは上述の如くして反応環境か
ら除去される）を伴って生成する。ガスの発生が静まっ
たところで、上述の単一工程の場合と同様にして生成物
を回収する。
第１工程においてジエタノールアミンを化学量論量
（すなわち、オキサミド１モル当たりジエタノールアミ
ン２モル）で使用した場合、第２工程でジエタノールア
ミンを添加する必要がある。
（すなわち、オキサミド１モル当たりジエタノールアミ
ン２モル）で使用した場合、第２工程でジエタノールア
ミンを添加する必要がある。
反応を別個の２工程で実施する場合にも、第１工程に
おいて過剰のジエタノールアミン（反応溶媒として作用
する）を使用し、単に反応温度を上昇させることによっ
て第２工程を開始させる。
おいて過剰のジエタノールアミン（反応溶媒として作用
する）を使用し、単に反応温度を上昇させることによっ
て第２工程を開始させる。
必要であれば、反応を別個の２工程で行う際、中間体
混合物を単離することもでき、上述の第２工程の如くし
て、ジエタノールアミンの存在下で別個に加熱する。
混合物を単離することもでき、上述の第２工程の如くし
て、ジエタノールアミンの存在下で別個に加熱する。
２工程法の第１工程で得られる中間体化合物の中に
は、構造式 を有するN,N′−テトラ−（２−ヒドロキシエチル）−
オキサミドも存在する。該化合物の合成（オキサミド及
びジエタノールアミンを原料とする）はEP−Ａ−245631
に開示されている。しかしながら、該化合物を単に加熱
するだけではジエタノールピペラジンを生成できない。
H2O及びCO2を含むガス状生成物が発生すると共に、熱劣
化生成物が得られるのみである。
は、構造式 を有するN,N′−テトラ−（２−ヒドロキシエチル）−
オキサミドも存在する。該化合物の合成（オキサミド及
びジエタノールアミンを原料とする）はEP−Ａ−245631
に開示されている。しかしながら、該化合物を単に加熱
するだけではジエタノールピペラジンを生成できない。
H2O及びCO2を含むガス状生成物が発生すると共に、熱劣
化生成物が得られるのみである。
これに対し、化合物（IV）をジエタノールアミンの存
在下で加熱することによって所望の化合物（Ｉ）が得ら
れる。この場合、原料オキサミド誘導体に対して少なく
とも等モル量のジエタノールアミンの存在下で化合物
（IV）を加熱することにより最適結果が得られる。
在下で加熱することによって所望の化合物（Ｉ）が得ら
れる。この場合、原料オキサミド誘導体に対して少なく
とも等モル量のジエタノールアミンの存在下で化合物
（IV）を加熱することにより最適結果が得られる。
従って、本発明の他の目的は、ジエタノールアミンの
存在下、N,N′−テトラ−（２−ヒドロキシエチル）オ
キサミドを温度160ないし268℃、好ましくは160ないし2
20℃で加熱することを特徴とするジエタノールピペラジ
ンの製法にある。
存在下、N,N′−テトラ−（２−ヒドロキシエチル）オ
キサミドを温度160ないし268℃、好ましくは160ないし2
20℃で加熱することを特徴とするジエタノールピペラジ
ンの製法にある。
以下の実施例は本発明の製法を好適な具体例によって
詳述するものであり、本発明の精神を限定するものでは
ない。
詳述するものであり、本発明の精神を限定するものでは
ない。
実施例１ オキサミド（11.0g,0.126モル）及びジエタノールア
ミン（53.02g,0.505モル）を、温度計、水冷却器、水除
去用のDean−Stark装置及び磁石撹拌機を具備する三頚
フラスコ（100ml）に充填した。水冷却器を２つのトラ
ップ（１つは1N HCl（400ml）を収容し、他は1N NaOH
（400ml）を収容する）に接続して、それぞれアンモニ
ウム及び二酸化窒素を吸収させた。反応混合物を160℃
に加熱し、ゆっくりとした窒素流下、この温度に１時間
維持した（オキサミドは反応溶媒に完全に溶解し、アン
モニアの発生が観察された）。
ミン（53.02g,0.505モル）を、温度計、水冷却器、水除
去用のDean−Stark装置及び磁石撹拌機を具備する三頚
フラスコ（100ml）に充填した。水冷却器を２つのトラ
ップ（１つは1N HCl（400ml）を収容し、他は1N NaOH
（400ml）を収容する）に接続して、それぞれアンモニ
ウム及び二酸化窒素を吸収させた。反応混合物を160℃
に加熱し、ゆっくりとした窒素流下、この温度に１時間
維持した（オキサミドは反応溶媒に完全に溶解し、アン
モニアの発生が観察された）。
ついで、温度を205℃に上昇させ、反応後（全体とし
て23時間後）、Dean−Stark装置でH2O約2.3gが回収さ
れ、各トラップにおいてアンモニウム3.86g（0.227モ
ル）及び二酸化炭素4.93g（0.112モル）（滴定によって
測定）が回収された。ついで、反応混合物にアセトン
（150ml）を添加し、生成した沈殿を取し、アセトン
から再結晶して、N,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチ
ル）−ピペラジン18.03g（0.014モル）を得た。収率
（原料のジエタノールアミンに対して算定）41.04％に
相当する。
て23時間後）、Dean−Stark装置でH2O約2.3gが回収さ
れ、各トラップにおいてアンモニウム3.86g（0.227モ
ル）及び二酸化炭素4.93g（0.112モル）（滴定によって
測定）が回収された。ついで、反応混合物にアセトン
（150ml）を添加し、生成した沈殿を取し、アセトン
から再結晶して、N,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチ
ル）−ピペラジン18.03g（0.014モル）を得た。収率
（原料のジエタノールアミンに対して算定）41.04％に
相当する。
実施例２ 上記実施例１に記載の反応フラスコにオキサミド（1
0.5g,0.114モル）及びジエタノールアミン（60.43g,0.5
76モル）を充填した。
0.5g,0.114モル）及びジエタノールアミン（60.43g,0.5
76モル）を充填した。
温度を160℃に上昇させ、ゆるやかな窒素流下、反応
混合物をこの温度に１時間維持した（オキサミドは完全
に溶解し、アンモニアが発生したが、二酸化炭素の発生
は観察されなかった）。ついで温度を205℃に上昇さ
せ、この温度に３時間維持した後、発生するガスのサン
プルをガラス製ガスピペットで集めた。このガスサンプ
ルの組成（容量％）は次のとおりであった。
混合物をこの温度に１時間維持した（オキサミドは完全
に溶解し、アンモニアが発生したが、二酸化炭素の発生
は観察されなかった）。ついで温度を205℃に上昇さ
せ、この温度に３時間維持した後、発生するガスのサン
プルをガラス製ガスピペットで集めた。このガスサンプ
ルの組成（容量％）は次のとおりであった。
N2 38.4 ％ CO2 54.59％ CO 2.18％ 反応終了後（全体として23時間後）、フラスコ内に残
った液（53.34g）にアセトン（150ml）を添加し、沈殿
を回収し、アセトンから再結晶し、N,N′−ビス−（２
−ヒドロキシエチル）−ピペラジン（19.57g,0.112モ
ル）を得た。収率（原料のジエタノールアミンに対して
算定）39.1％に相当する。
った液（53.34g）にアセトン（150ml）を添加し、沈殿
を回収し、アセトンから再結晶し、N,N′−ビス−（２
−ヒドロキシエチル）−ピペラジン（19.57g,0.112モ
ル）を得た。収率（原料のジエタノールアミンに対して
算定）39.1％に相当する。
実施例３ オキサミド（21.1g,0.24モル）及びジエタノールアミ
ン（150.0g,1.43モル）を、温度計、水冷却器、水除去
用のDean−Stark装置及び磁石撹拌機を具備する三頚フ
ラスコ（250ml）に充填した。水冷却器を２つのトラッ
プ（１つは1N HCl（600ml）を収容し、他は1N NaOH（60
0ml）を収容する）に接続して、それぞれアンモニア及
び二酸化窒素を吸収させた。反応混合物を160℃に１時
間維持した（オキサミドが反応混合物に完全に溶解し、
アンモニアが発生したが、二酸化炭素の発生は観察され
なかった）。ついで温度を205℃に上昇させ、1.5時間
後、発生するガスのサンプルを集めた。このガスサンプ
ルの組成（容量％）は次のとおりであった。
ン（150.0g,1.43モル）を、温度計、水冷却器、水除去
用のDean−Stark装置及び磁石撹拌機を具備する三頚フ
ラスコ（250ml）に充填した。水冷却器を２つのトラッ
プ（１つは1N HCl（600ml）を収容し、他は1N NaOH（60
0ml）を収容する）に接続して、それぞれアンモニア及
び二酸化窒素を吸収させた。反応混合物を160℃に１時
間維持した（オキサミドが反応混合物に完全に溶解し、
アンモニアが発生したが、二酸化炭素の発生は観察され
なかった）。ついで温度を205℃に上昇させ、1.5時間
後、発生するガスのサンプルを集めた。このガスサンプ
ルの組成（容量％）は次のとおりであった。
N2 84.3％ CO2 8.44％ CO 1.29％ 反応終了後（全体として33時間後）、フラスコ内に残
った液（138.1g）にアセトン（350ml）を添加し、沈殿
を取し、アセトンから再結晶し、N,N′−ビス−（２
−ヒドロキシエチル）−ピペラジン（35.1g,0.202モ
ル）を収率（原料のジエタノールアミンに対して算定）
28.2％で得た。
った液（138.1g）にアセトン（350ml）を添加し、沈殿
を取し、アセトンから再結晶し、N,N′−ビス−（２
−ヒドロキシエチル）−ピペラジン（35.1g,0.202モ
ル）を収率（原料のジエタノールアミンに対して算定）
28.2％で得た。
実施例４ N,N′−テトラ−（２−ヒドロキシエチル）オキサミ
ド（2.64g,0.01モル）及びジエタノールアミン（2.10g,
0.02モル）を、実施例１に記載の如く装備した反応フラ
スコに導入し、反応混合物を210℃に20時間維持した。
ついで、アセトン（15ml）を添加し、沈殿を取し、ア
セトンから再結晶させた。このようにして、N,N′−ビ
ス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン（0.7g）を
収率（原料のジエタノールアミンに対して算定）40.2％
で得た。
ド（2.64g,0.01モル）及びジエタノールアミン（2.10g,
0.02モル）を、実施例１に記載の如く装備した反応フラ
スコに導入し、反応混合物を210℃に20時間維持した。
ついで、アセトン（15ml）を添加し、沈殿を取し、ア
セトンから再結晶させた。このようにして、N,N′−ビ
ス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン（0.7g）を
収率（原料のジエタノールアミンに対して算定）40.2％
で得た。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−149290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−146403（ＪＰ，Ａ) 特公 昭35−4527（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3845059（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C07D 295/00 - 295/22 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (10)
- 【請求項１】構造式 を有するN,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピ
ペラジン（Ｉ）の製法において、構造式 を有するオキサミド（II）と構造式 を有するジエタノールアミン（III）との混合物（ジエ
タノールアミン／オキサミドのモル比は２より大であ
る）を温度50ないし268℃に加熱することを特徴とす
る、N,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラ
ジンの製法。 - 【請求項２】請求項１記載の製法において、ジエタノー
ルアミン／オキサミドのモル比が2.5ないし20である、
N,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン
の製法。 - 【請求項３】請求項２記載の製法において、前記モル比
が3.5ないし10である、N,N′−ビス−（２−ヒドロキシ
エチル）−ピペラジンの製法。 - 【請求項４】請求項３記載の製法において、前記モル比
が４である、N,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）
−ピペラジンの製法。 - 【請求項５】請求項１記載の製法において、前記反応
を、適宜選択した割合のオキサミド及びジエタノールア
ミンの混合物を温度130ないし268℃に加熱することによ
って単一工程で行う、N,N′−ビス−（２−ヒドロキシ
エチル）−ピペラジンの製法。 - 【請求項６】請求項５記載の製法において、前記温度が
160ないし220℃である、N,N′−ビス−（２−ヒドロキ
シエチル）−ピペラジンの製法。 - 【請求項７】請求項１記載の製法において、前記反応
を、オキサミドと少なくとも２倍のモル量のジエタノー
ルアミンとの混合物をNH3の発生が静まるまで温度50な
いし160℃で加熱し、ついで温度を160ないし268℃に上
昇させる別個の２工程で行う、N,N′−ビス−（２−ヒ
ドロキシエチル）−ピペラジンの製法。 - 【請求項８】請求項７記載の製法において、第１工程の
終了後、さらにジエタノールアミンを追加する、N,N′
−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジンの製
法。 - 【請求項９】構造式 を有するN,N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピ
ペラジン（Ｉ）の製法において、構造式 を有するN,N′−テトラ−（２−ヒドロキシエチル）−
オキサミド（IV）を、ジエタノールアミンの存在下で、
温度160ないし268℃に加熱することを特徴とする、N,
N′−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジンの
製法。 - 【請求項１０】請求項９記載の製法において、前記反応
を、原料化合物（IV）に対して少なくとも等モル量のジ
エタノールアミンの存在下で行う、N,N′−ビス−（２
−ヒドロキシエチル）−ピペラジンの製法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT20273/88A IT1224316B (it) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | Procedimento di preparazione della n,n'-bis-(2-idrossietil)-piperazina |
| IT20273A/88 | 1988-04-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01311075A JPH01311075A (ja) | 1989-12-15 |
| JP2824781B2 true JP2824781B2 (ja) | 1998-11-18 |
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