АЛКОКСИЛИРОВАНИЕ ПИПЕРАЗИНА 1,2-ЭПОКСИПРОПАНОМ И 1,2-ЭПОКСИБУТАНОМ
Аннотация
Производные пиперазина широко применяются в качестве интермедиатов при получении различных поверхностно-активных веществ и фармацевтических препаратов, а также могут использоваться в качестве компонентов-активаторов аминовых абсорбентов для очистки углеводородных газов от сероводорода и углекислого газа. В настоящей работе приведены кинетические закономерности алкоксилирования пиперазина несимметричными эпоксидами - 1,2-эпоксипропаном и 1,2-эпоксибутаном - в присутствии воды в качестве катализатора в концентрации от 1 до 50% мас., в температурном интервале от 60 до 130 °С и молярном соотношении реагентов (эпоксид/пиперазин) от 0,4 до 0,8. Показано, что алкоксилирование пиперазина указанными несимметричными эпоксидами описывается закономерностями кинетики последовательно-параллельных реакций, а температурный режим не оказывает существенного влияния на соотношение моно- и дизамещенных пиперазинов в реакционной массе. При алкоксилировании наряду с продуктами «нормального» строения (вторичные спирты) образуются также соединения, полученные за счет «аномального» раскрытия оксиранового кольца эпоксида (первичные спирты). Выход продуктов «аномального» строения в пересчете на аминоспирты «нормального» строения не превышает 2% при алкоксилировании пиперазина 1,2-эпоксипропаном и 0,5% - 1,2-эпоксибутаном. Посредством лабораторной ректификации из полученной реакционной массы выделены N-(2-гидроксиалкил)-пиперазины, а трехкратной перекристаллизацией из метанола - N,N’-бис(2-гидроксиалкил)-пиперазины. Состав и структура выделенных индивидуальных соединений охарактеризованы такими физико-химическими методами как ИК, 1Н и 13С ЯМР спектроскопии. Полученные в исследовании результаты могут представлять интерес при разработке или оптимизации процесса получения β-аминоспиртов на базе пиперазина.
Для цитирования:
Леонтьева М.Е., Демидова Ю.В., Демидов П.А., Дронов С.В. Алкоксилирование пиперазина 1,2-эпоксипропаном и 1,2-эпоксибутаном. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 103-108. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7214.
Литература
Andreev D.V., Sergeev E.E., Makarshin L.L. Ivanov E.A., Gribovskii A.G., Adonin N.Yu., Pai Z.P., Parmon V.N. // Catal. Ind. 2019. V. 11. P. 45–52. DOI: 10.1134/S2070050419010033.
Dake G. // Comprehensive heterocyclic chemistry III. 2008. P. 173-233. DOI: 10.1016/b978-008044992-0.00103-6.
Tang Z., Fei W., Oli Y. // Energy Procedia. 2011. V. 4. P. 307-317. DOI: 10.1016/j.egypro.2011.01.056.
Guoyi B., Jie D. // Univ. Natur. Sci. Ed. 2018. V. 38. N 5. P. 472-479. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2018.05.005.
Couchaux G., Barth D., Jacquin M., Faraj A., Grandjean J. // Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies Nouvelles. 2014. V. 69. N 5. P. 865-884. DOI: 10.2516/ogst/2013150.
Wylock C., Dehaeck S., Alonso Quintans D., Colinet P., Haut B. // Chem. Eng. Sci. 2013. V. 100. P. 249-258. DOI: 10.1016/j.ces.2013.02.068.
Chen X., Rochelle G.T. // Chem. Eng. Res. Des. 2011. V. 89. N 9. P. 1693-1710. DOI: 10.1016/j.cherd.2011.04.002.
Khalili F., Henni A., East A.L.L. // J. Mol. Struct. THE-OCHEM. 2009. V. 916. N 1–3. P. 1-9. DOI: 10.1016/j.theochem.2009.09.022.
Mishra S., Tyagi V.K. // J. Surfact Deterg. 2008. V. 11. N 2. P. 167-173. DOI: 10.1007/s11743-008-1067-5.
Hussain S., Ali S., Shahzadi S., Shahid M. // Cogent Chem. 2015. V. 1. N 1. P. 1-12. DOI: 10.1080-233 12009.2015.1029038.
Singh K., Siddiqui H.H., Shakya P., Bagga P., Kumar A., Khalid M., Arif M., Alok S. // IJPSR. 2015. V. 6. P. 4145-4158. DOI: 10.13040/IJPSR.0975-8232.6(10).4145-58.
Long D.R., Hilliard N.P. Jr., Chhatre S.A., Timofeeva T.V., Yakovenko A.A., Dei1 D.K., Mensah E.A. // Belstein J. Org. Chem. 2010. V. 6. N 31. P. 1-15. DOI: 10.3762/ bjoc.6.31.
Chernykh V.N., Patrusheva N.A., Nikulina N.S., Pugacheva I.N., Nikulin S.S. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 3. P. 100-106. DOI: 10.6060/ivkkt.20216403.6303.
Alopina E.В., Novikov I.V., Ageeva T.A., Aleksandriiskii V.V. // Ros. Khim. Zh. 2023. V. 67. N 3. P. 114-122 (in Russian). DOI: 10.6060/RCJ.2023673.16.
Rathi A.K., Syed R., Shin H.S., Patel R.V. // Expert Opin. Ther. Pat. 2016. V. 26(7). P. 777–797. DOI: 10.1080/13543776.2016.1189902.
Kuppusamy R.R.P., Zade A., Neogi S. // Chem. Pap. 2023. V. 77. P. 1887–1906. DOI: 10.1007/s11696-022-02583-5.
Liu D., Lin Z., An W., An R., Bie H. // Chem. Eng. Proc. – Proc. Intensif. 2020. V. 153. P. 1-11. DOI: 10.1016/j.cep. 2020.107930.
Müller P., Krösschell R.D.E., Winkenwerder W., van der Schaaf J. // Chem. Eng. J. 2020. V. 382. N 122939. P. 1-27. DOI: 10.1016/j.cej.2019.122939.
Müller P., Aguirre A., Ljungdahl T., van der Schaaf J. // J. Adv. Manufact. Proc. 2020. V. 2. N 2. P. e10042. DOI: 10.1002/amp2.10042.
Gettys K., Ye Z., Dai M. // Synthesis. 2017. V. 49. N 12. P. 2589-2604. DOI: 10.1055/s-0036-1589491.
Talybov A., Abdullayev Y. // Green Sustain. Chem. 2013. V. 3. N 1. P. 31-35. DOI: 10.4236/gsc.2013.31006.
Demidova Yu.V., Demidov P.A., Potekhin V.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 11. P. 77-81. DOI: 10.6060/ ivkkt.20206311.6188.
Demidova Yu.V., Demidov P.A., Potekhin V.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 3. P. 22-26. DOI: 10.6060/ ivkkt.20226503.6542.
