[go: up one dir, main page]

RO106738B1 - Procedeu pentru prepararea unor piperazinone care se utilizeaza ca absorbanti ai dioxidului de sulf - Google Patents

Procedeu pentru prepararea unor piperazinone care se utilizeaza ca absorbanti ai dioxidului de sulf Download PDF

Info

Publication number
RO106738B1
RO106738B1 RO146062A RO14606290A RO106738B1 RO 106738 B1 RO106738 B1 RO 106738B1 RO 146062 A RO146062 A RO 146062A RO 14606290 A RO14606290 A RO 14606290A RO 106738 B1 RO106738 B1 RO 106738B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
piperazinone
piperazinones
cyano
preparation
reaction
Prior art date
Application number
RO146062A
Other languages
English (en)
Inventor
Hchristiansen Steven
Chang Dane
David Awilson
Original Assignee
Dow Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Publication of RO106738B1 publication Critical patent/RO106738B1/ro

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D241/00Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings
    • C07D241/02Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings not condensed with other rings
    • C07D241/06Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings not condensed with other rings having one or two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D241/08Heterocyclic compounds containing 1,4-diazine or hydrogenated 1,4-diazine rings not condensed with other rings having one or two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with oxygen atoms directly attached to ring carbon atoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Hydrogenated Pyridines (AREA)

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru prepararea unor piperazinone care se utilizează ca absorbanți ai dioxidului de sulf, cu formula generală:
în care Rt, R2, R3, R4, R7, și R8 sunt indepedenți unul de altul, hidrogen sau o grupă alchil cu 1 la 6 atomi de carbon, R5 și R* sunt independenți unul de altul hidrogen, alchil cu 1 la 6 atomi de carbon sau o grupă hidroxialchil cu 1 la 6 atomi de carbon, compuși care se utilizează ca absorbanți ai dioxidului de sulf din curentele de gaz.
Piperazinonele și piperazinonele substituite sunt cunoscute și se pot prepara prin câteva metode. Astfel și N, Ν’- dialchilpiperazinonele se pot prepara prin reacția unei alchilendiamine N-substituite cu o 2-oxaaldehidă (Brevet US nr. 4767860), iar hidroxialchilpiperazinonele N-substituite se prepară prin reacția piperazinonei corespunzătoare sau a anumitor piperazinone substituite cu un alchilenoxid sau cu clorhidrina analoagă. (Brevet US nr. 2633467 și în Chimie Therapeutique maiiunie 1969, nr.3, pp.167.,.173). Se cunosc, de asemenea, procedee pentru prepararea unor piperazinone hidroxialchil-substituite prin reacționarea unei a, β-dicetone, de exemplu glioxal, sau a unui derivat alchilsubstituit de glioxal, cu o hidroxial-chilalchilendiamină (Brevet US nr. 4814443). Un alt procedeu supune reacției o N, N’-dialchiletilendiamină cu un compus carboxilic și cu acid cianhidric pentru a obține o 1, 4-dialchil-2-piperazinonă (Brevet US nr. '49450). într-o variantă a procedeului u ;risă în același brevet amina reacționează cu o cetoncianhidrină. în Brevet US nr. 2700668 este descris un procedeu de obținere a 2-piperazinonei în care reacționează etilendiamina cu glicolonitril.
Scopul invenției este elaborarea unui procedeu îmbunătățit pentru prepararea piperazinonelor care să fie utilizabile ca absorbanți ai dioxidului de sulf.
Problema pe care o rezolvă invenția constă în stabilirea condițiilor optime de reacție pentru rezolvarea scopului propus.
Procedeul de preparare a piperazinonelor, conform invenției, prin tratarea unui compus 1-cian-l-hidroxialcan cu etilendiamina constă în utilizarea unui raport molar 1,1 ... ... 1,5/1 la pH=5 ... 10, în mediu apos la temperatura 50 ... 100°C, produsul de reacție stropindu-se cu azot sau aer.
Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției.
Prepararea 4-(2-hidroxietil)-2-piperazinonei (HEP).
O cantitate de aminoetiletanolamină (AEMA) se așază într-un reactor prevăzut cu mijloc de agitare, termometru, mijloace de încălzire și control a temperaturii și mijloace de adăugare a glicolonitrilului (GN). Aminoetiletanolamina se diluează cu apă deionizată pentru a forma o soluție apoasă 50 ... 75%. Glicolonitrilul se poate adăuga totodată sau se adaugă încet pe o perioadă de timp. Dacă se alege prima metodă, încălzirea până la temperatura dorită se face după adăugare. Dacă se alege metoda cu adăugare lentă, aminoetiletanolamina se încălzește la temperatura dorită înainte de adăugarea glicolnitrilului. După reacție (prin oricare metodă), soluția este stropită cu un gaz inert, de exemplu, azot. Reactantul ciano este, de obicei, folosit ca soluție apoasă, de exemplu, glicolnitrilul se folosește ca soluție 40 până la 50%. Compușii ciano pot fi întrebuințați și în alt solvent decât apa, dar acest lucru nu este nici practic, nici economic. Diamina reactantă se folosește, de asemenea, în soluția apoasă care, în cazul aminoetiletanolaminei poate avea concentrația de 25 până la 75%. Diluarea reactanților este în principal făcută în scopul de a controla reacția exotermă. Temperatura acestei reacții trebuie să fie menținută în intervalul de 70°C până la 100°C. Reacția este condusă la presiunea atmosferică. Se pot folosi presiuni mai mari sau mai mici, dar nu sunt avantajoase. Metoda preferată de efectuare a reacției este să se adauge compusul ciano la diamină în intervalul de temperatură optim, intervalul de pH optim și pe o perioadă mai lungă de timp. Astfel condițiile preferate de reacție sunt să se adauge compusul ciano la diamină la o temperatură de circa 100°C, la un pH inițial de circa 10, pe o perioadă de timp de cel puțin o oră sau mai mult. Când se termină adăugarea, amestecul de reacție se încălzește pe o perioadă de timp suficientă pentru a se asigura că toată amina a reacționat. Aceasta se poate determina cu ajutorul cromatografiei gazoase a probelor luate la intervale în timpul reacției. Timpul concret de adăugare și încălzire ulterioară vor fi determinate, cel puțin în parte, de cantitatea de reactanți întrebuințată. La temperaturi mai joase, adică la 50°C până la 80°C, sunt necesare o adăugare mai îndelungată și durate mai mari de încălzire.
Procedeul a fost efectuat fie A) prin combinarea celor doi reactanți la temperatura camerei în raport molar glicolonitril/aminoetiletanolamina 1,5/1 și încălzire la temperatura de 100°C la un pH=10, care se menține atât timp cât este necesar pentru terminarea reacției, fie B) prin încălzirea diaminei la temperatura de 100°C, apoi se adaugă compusul ciano încet pe o perioadă de timp necesară pentru a reacționa cu amina, raportul molar glicolonitril/aminoetiletanolamina fiind 1,1:1.
*
Folosind, atât în procedeul A, cât și în procedeul B, se adaugă compusul ciano în cantitate suficientă pentru a se asigura o concentrație a aminei reziduale mai mică de 0,1% în greutate în produsul final. Procedeul este urmărit de cromatografie în gaz și reacție se oprește când vîrfurile necaracterizate intermediare dispar și concentrația de 4-(2-hidroxietil)-2-piperazinona atinge maximum. Randamentul în hidroxietilpiperazină este în procedeul A-58% și în procedeul B-87%. Randamentul procentual este totalul de l-(2-hidroxietil)-2-piperazinonă și 4-(2-hidroxietil)-2-piperazinonă, ambele fiind bune absorbante ale SO2.
în alte două experiențe efectuate, conform cu procedeul A, pH-ul inițial al soluției de reacție de aproximativ 10 este modificat prin adăugare de acid sulfuric până la pH=7,l și respectiv 5,2. Rezultatele arată că randamentul în fiecare experiență este practic echivalent cu cel de mai sus deși raportul între 4-HEP și 1-HEP este ceva mai mic la pH-ul mai scăzut. Prin adăugarea lentă a compusului ciano la diamină se asigură randamente superioare ale piperazinei produse. Randamentul mai mic din exemplul 1 este probabil datorat hidrolizei și/sau polimerizării compusului ciano. Din cauza vitezei mici de adăugare din procedeul B, compusul ciano poate să reacționeze cu diamina mai degrabă decât să fie hidrolizat sau polimerizat.
S-au efectuat următoarele experiențe pentru a demonstra efectul pe care amina reziduală (punctul a) și stropirea (punctul b) îl au asupra regenerabilității piperazinonei produse, adică îndepărtarea și recuperarea SO2 din solventul absorbant. Amina reziduală este prezentă când amina se utilizează în exces molar în loc să se folosească cantități echimoleculare de reactanți sau un exces de compus ciano, așa cum este necesar în prezenta invenție.
a) Regenerabilitatea absorbantului de SO2 (efectul aminei reziduale). Se prepară solu ții apoase de 4-(2-hidroxietil)-2-piperazinonă care conțin diferite cantități de aminoetiletanolamină. La temperatura camerei (23°C) se împrăștie azot gaz care conține 3% dioxid de sulf printr-o țeavă 5 brută de dispersie a gazului timp de 4 h cu un debit de circa 0,5 SCFH (standard cubic feet per oră) într-o soluție de absorbant de concentrație cunoscută. Se analizează o mică probă de soluție absorban- 10 tă bogată în SO2 pentru determinarea concentrației de SO3 = și SO4 = folosind un cromatograf ionic standard. Din suma concentrațiilor de SO3 = și SO4 = se calculează capacitatea de absorbție a SO2 15 a soluției absorbante. Soluția absorbantă este apoi transferată într-un balon și încălzită la fierbere (circa 100°C) cu stropire cu azot (circa 0,5% SCFH) timp de 4 h pentru a scoate SO2 gaz din soluție. în timpul procesului de stripare se adaugă apă la intervale pentru refacerea apei pierdute prin evaporare, astfel, încât concentrația absorbantului în soluție să rămână constantă. Soluția este din nou analizată pentru concentrația de SO3 = și SO4 = și diferența dintre concentrațiile din soluția stripată și cea bogată în SO2 se folosește pentru calcularea regenerabilității soluției absorbante.
în tabelul de mai jos se arată efectul aminei reziduale asupra procentului de SO2 recuperat în etapa de regenerare.
Compoziția soluției absorbante Regenerarea SO2
% în greutate hidroxietilpiperazină % în greutate aminoetiletanolamină % SO2 recuperat
7,6 20,28 0
5,7 3,28 0,2
5,7 1,28 5,7
5,7 0,28 64,0
10,0 0,009 95,6
b) Regenerabilitatea absorbantului de SO2 (efectul stropirii).
Probele a și b s-au preparat conform cu procedeele A și respectiv B. Fiecare a fost 20 stropită cu N2 timp de 4 h cu Un debit de circa 0,5 SCFH. Proba c s-a preparat conform cu procedeul B dar nu a fost stropită cu gaz inert.
La temperatura camerei (23°C), s-a 25 introdus azot gaz care conține 3% dioxid de sulf în soluțiile descrise mai sus de HFP printr-o țeava brută de dispersie a gazului timp de patru ore cu un debit de circa 0,5 SCFH, cunoscându-se concentrația soluției absorbante. Se analizează o probă de soluție absorbantă bogată în SO2 și se repetă procedeul de fierbere și stropire de la pct. a. Această soluție este din nou analizată pentru concentrația de SO3 = și SO4 = și diferența dintre concentrațiile din! soluții și respectiv cea bogată în SO2 se folosește pentru calcularea regenerabilității soluției absorbante. în tabelul de mai jos se arată diferența de regenerabilitâte â produsului care a fost stropit față de tel· care nu a fost stropit.
Proba nr. Condiții/rezultate
Raport 4-HEP/1HEP Ore de stropire % Regenerabilitate
4a 4,4/1 4 87
b 5,4/1 4 96
c 5,4/1 0 60
După cum rezultă din exemple, procedeul pentru fabricarea piperazinonelor care sunt utilizate în calitate de compuși care absorb dioxidul de sulf, incluzând 2-piperazinone și derivații substituiri ai acestora constă în reacționarea unui 1-cian-l-hidroxialcan cu etilendiamină sau derivații ei substituiți în soluție apoasă. Compusul ciano este întrebuințat cel puțin în cantitate molară echivalentă cu diamina. Cele două cerințe ale procedeului sunt: (1) utilizarea unei cantități echimolare sau în exces de compus ciano și (2) stropirea produsului cu un gaz inert. Fiecare din aceste două etape este necesară pentru ca 2-piperazinona obținută să fie eficientă ca absorbant pentru SO2.
Reacția, care se efectuează în soluție apoasă, dă randamente bune în produs care, după stropire, se folosește fără etape ulterioare de purificare costisitoare și consumatoare de timp. 1-Cian-l-hidroxialcanii, de exemplu, 1-cian-1-hidroximetanul (glicolonitril, GN) și etilendiamină sau derivații săi alchil- sau hidroxialchilsubstituiți, de exemplu, aminoetiletanolamină, reacționează împreună într-o soluție apoasă în cantități echimoleculare. Este de preferat să se folosească compusul ciano într-un exces, pentru că un exces de diamină în produs nu este de dorit când acesta se folosește ca absorbant al SO2. De asemenea 2-piperazinona trebuie să fie stropită cu un gaz inert, de exemplu azot sau aer, înainte de a se utiliza ca absorbant al SO2. Prin gaz inert se înțelege orice gaz care este inert în condițiile utilizării. Astfel, la prepararea acestor produse absorbante de SO^ trebuie să se aibă în vedere două criterii: (1) compusul ciano trebuie să se întrebuințeze în 5 cantitate cel puțin echivalentă molară și (2) produsul de reacție trebuie să fie stropit cu un gaz inert.
Compuși reprezentativi care sunt utili ca absorbanți și SO2 și se prepară, conform cu 10 invenția de față, sunt 2-piperazinona, 1,4-dimetil-2-piperazinona, l,4-dietil-2-piperazinona, l,4-di(n-butil)-2-piperazinona, 4-metil-2-piperazinona, l,4-trimetil-2-piperazinona, l-(2-hidroxietil)-2-piperazinona 15 (1-HEP), 4-(2-hidroxietil)-2-piperazinona (4-HEP),4-(2-hidroxietil)-l-metil-2-piperazinona, 4-(2-hidroxietil)-3-metil-2-piperazinona, 4-(2-hidroxietil)-5-metil-2-piperazinona, l,4-bis-(2-hidroxietil)-2-pipera20 zinona, 4-(2-hidroxietil)-2-piperazinona,4(2--hidroxipropil)-2-piperazinona,4-(2-hidroxibutil)-2-piperazinona și 4-(2-hidroxipropil)-6-metil-2-piperazinona. Se pot obține și alte piperazinone substituite prin reacția 25 etilendiaminelor substituite corespunzător cu 1-cian-l-hidroxialcani.
Invenția prezintă avantaje prin aceea că realizează un procedeu de preparare a unor piperazinone, care în același timp să 30 dea randamente bune și un produs de puritate corespunzătoare ca absorbant pentru SO2.
Revendicare

Claims (1)

  1. Procedeu pentru prepararea unor piperazinone, cu formula generală:
    1’ .
    R-2 I ° K4 | R6 în care Rb Rj, R3, R4, R7, R8 sunt independenți unul de altul hidrogen sau o grupă alchil cu 1 la 6 atomi de carbon, Rs și R6 sunt independent unul de altul hidrogen, alchil cu 1 ... 6 atomi de carbon sau o grupă hidroxialchil cu 1 la 6 atomi de carbon, prin tratarea unui 1-cian-l-hidroxialcan cu etilendiamină, caracterizat prin aceea că, în scopul obținerii unui produs pentru absorbirea SO2 dintr-un curent gazos, raportul molar între compusul ciano și amino este 1,1-1,5/1 la un pH=5 ... 10, în mediul apos la temperatura de 50 ... 100°C, produsul de reacție stropindu-se cu azot sau aer.
RO146062A 1989-10-06 1990-10-04 Procedeu pentru prepararea unor piperazinone care se utilizeaza ca absorbanti ai dioxidului de sulf RO106738B1 (ro)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/418,292 US4980471A (en) 1989-10-06 1989-10-06 Preparation of piperazinones for use as sulfur dioxide absorbents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO106738B1 true RO106738B1 (ro) 1993-06-30

Family

ID=23657506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RO146062A RO106738B1 (ro) 1989-10-06 1990-10-04 Procedeu pentru prepararea unor piperazinone care se utilizeaza ca absorbanti ai dioxidului de sulf

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4980471A (ro)
EP (1) EP0421794A3 (ro)
JP (1) JPH03135966A (ro)
CN (1) CN1050870A (ro)
AU (1) AU6385390A (ro)
BR (1) BR9005109A (ro)
CA (1) CA2027107A1 (ro)
NO (1) NO904336L (ro)
RO (1) RO106738B1 (ro)
RU (1) RU2036910C1 (ro)
YU (1) YU187490A (ro)
ZA (1) ZA907987B (ro)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2049244A1 (en) * 1990-08-16 1992-02-17 Steven H. Christiansen Process for absorption of sulfur compounds from fluids using heterocyclic compounds having at least one ring nitrogen atom
US5108723A (en) * 1990-08-16 1992-04-28 The Dow Chemical Company Process for absorption of sulfur compounds from fluids
US5208363A (en) * 1990-10-15 1993-05-04 The Dow Chemical Company Preparation of aminonitriles
US5191081A (en) * 1991-12-12 1993-03-02 W. R. Grace & Co.-Conn. 1-cyanomethyl-4-carboxymethyl-3-ketopiperazine, salts thereof and process for their preparation
US6461872B1 (en) * 1999-11-17 2002-10-08 General Electric Company Poly(1,4-ethylene-2-piperazone) composition, method for production of a poly(1,4-ethylene-2-piperazone) composition, TCE-detecting method and sensor
CN115646137A (zh) * 2022-10-26 2023-01-31 北京北大先锋科技股份有限公司 一种有效减小发泡问题的有机胺脱硫剂

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2649450A (en) * 1952-02-08 1953-08-18 Rohm & Hass Company Preparation of 1,4-dialkyl-2-ketopiperazines
US2700668A (en) * 1952-02-08 1955-01-25 Rohm & Haas Preparation of ketopiperazines
US2633467A (en) * 1952-02-08 1953-03-31 Rohm & Haas N-hydroxyalkyl-2-ketopiperazines
US4167512A (en) * 1977-09-21 1979-09-11 The B. F. Goodrich Company Synthesis of 2-keto-1,4-diazacycloalkanes
US4170650A (en) * 1978-05-22 1979-10-09 The Dow Chemical Company Oxopiperazinium salts, their preparation and their use
DE3119077A1 (de) * 1981-05-14 1982-12-02 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Heterocyclische dihalogenacetmide, verfahren zu ihrer herstellung und herbizide mittel, die acetanilide als herbizide wirkstoffe und diese dihalogenacetamine als antagonistische mittel enthalten
US4530704A (en) * 1983-12-19 1985-07-23 The Dow Chemical Company Selective absorption of SO2 from gases containing the same
US4767860A (en) * 1986-10-14 1988-08-30 The Dow Chemical Company Preparation of N-substituted piperazinones
US4814443A (en) * 1987-08-13 1989-03-21 The Dow Chemical Company Preparation of hydroxyalkylpiperazinones by reacting glyoxal with hydroxyalkyldiamines
US4783327A (en) * 1987-08-13 1988-11-08 The Dow Chemical Company Sulfur dioxide removal from gas streams using hydroxyalkyl substituted piperazinones

Also Published As

Publication number Publication date
EP0421794A3 (en) 1991-12-11
YU187490A (sh) 1992-09-07
AU6385390A (en) 1991-05-30
RU2036910C1 (ru) 1995-06-09
JPH03135966A (ja) 1991-06-10
EP0421794A2 (en) 1991-04-10
CN1050870A (zh) 1991-04-24
CA2027107A1 (en) 1991-04-07
ZA907987B (en) 1992-06-24
BR9005109A (pt) 1991-09-17
NO904336D0 (no) 1990-10-05
NO904336L (no) 1991-04-08
US4980471A (en) 1990-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2534098C2 (ru) Абсорбция со2 из газовых смесей водным раствором 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпиперидина
AU604364B2 (en) Sulfur dioxide removal from gas streams using hydroxyalkyl substituted piperazinones
CA1090098A (en) Removal of co.sub.2 and/or h.sub.2s and/or cos from gases containing these constituents
DE3878445T2 (de) Absorptionsmittel aus tertiaerem alkanolamin mit einem aethylenamin-aktivator und verfahren zu seiner verwendung.
SU1537125A3 (ru) Способ очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода
US4112051A (en) Process and amine-solvent absorbent for removing acidic gases from gaseous mixtures
JPS6313725B2 (ro)
CA1303333C (en) Sulfur dioxide removal from gas streams using hydroxyalkyl substituted piperazinones
UA83324C2 (ru) Способ получения фторорганических соединений в спиртовых растворителях
JP6530167B2 (ja) 二酸化炭素化学吸収液及び二酸化炭素分離回収方法
AU2024204217B2 (en) Process and system for capture of carbon dioxide
WO2015000637A1 (de) Absorptionsmedium und verfahren zur absorption von co2 aus einer gasmischung, wobei das medium wasser, ein amin und ein organisches salz umfasst
EP2928581A1 (de) Verfahren zur absorption von co2 aus einer gasmischung mit wässeriger lösung eines diamins
RO106738B1 (ro) Procedeu pentru prepararea unor piperazinone care se utilizeaza ca absorbanti ai dioxidului de sulf
CA1230121A (en) N-aminoalkyl alkylpiperazine promoted acid gas scrubbing process
US4238206A (en) Using solvents for acidic gas removal
EP2349534A1 (de) Waschlösung zur gaswäsche mit aminen in wässriger ammoniaklösung sowie verwendung
DE68904398T2 (de) Entfernen von schwefelwasserstoff aus einer gasmischung.
US4183903A (en) Method of removing carbon dioxide from gases utilizing an alkaline absorption solution containing a cyclic urea anti-foaming agent
CN105801500B (zh) 拆分艾沙康唑中间化合物消旋体的方法
US5637704A (en) Preparation of hydroxyoxaalkylmelamines
CN113121496A (zh) 一种制备生物活性(s)-(-)-尼古丁的方法
JPH04250818A (ja) エチレンジアミン誘導体を用いる流体からの硫黄化合物の吸収方法
CN117736180A (zh) 一种化合物、其制备方法及含有其的缓蚀剂
CN109534297A (zh) 一种硫化氢和二氧化硫反应脱硫的方法