1-metilpiperazina CAS 109-01-3

1-metilpiperazina, fórmula química C5H12N2, CAS 109 - 01-3, líquido incolor, facilmente solúvel em água, éter, etanol, solúvel em qualquer proporção em água, metanol, etc. A solução aquosa é fracamente alcalina. Na indústria farmacêutica, o metilfenidato de medicamentos antibióticos e a triflurazina antipsicótica de drogas são sintetizados pela reação de metilação da hexa -hidratada da piperazina, que são intermediários da síntese orgânica. Como produto químico com propriedades especiais, mostrou amplas perspectivas de aplicação no campo da tecnologia de separação de membranas. Ao agir como agente quelante, aditivo e participar da separação e purificação de substâncias específicas, a eficiência de separação e a pureza da membrana podem ser significativamente melhoradas. No entanto, sua toxicidade, custo e desafios técnicos também limitam sua aplicação em larga escala.

A aplicação de1-metilpiperazinaNa tecnologia de separação de membranas, deve -se principalmente às suas propriedades físicas e químicas exclusivas, especialmente suas características duplas de hidrofilicidade e lipofilicidade, o que permite desempenhar um papel importante nos processos de separação de membranas. A tecnologia de separação de membrana é uma eficiente e energética -, salvando a tecnologia de separação amplamente usada em vários campos, como tratamento de água, separação de gás, processamento de alimentos, fabricação farmacêutica etc. O núcleo está na utilização da permeabilidade seletiva da membrana para obter separação efetiva entre diferentes componentes. Como produto químico com propriedades especiais, sua aplicação na tecnologia de separação de membranas está gradualmente recebendo atenção.

A fórmula química é C5H12N2, que é um líquido amarelo incolor a pálido com um odor pungente. É solúvel em água e vários solventes orgânicos, com boa solubilidade e estabilidade. Mais importante, possui as características duplas de hidrofilicidade e lipofilicidade, o que permite desempenhar um papel único nos processos de separação de membranas.

1. Como agente quelante para melhorar a eficiência da separação

 

Durante a separação da membrana, ela pode atuar como um agente quelante para formar complexos estáveis ​​com a substância a ser separada. A permeabilidade desse complexo na membrana é diferente da da substância original, alcançando assim uma separação eficaz. Por exemplo, ao tratar águas residuais contendo íons de metais pesados, os complexos podem ser formados com íons de metais pesados ​​e depois separados das águas residuais através da permeabilidade seletiva da membrana, atingindo o objetivo de purificar a qualidade da água.

2. Como um aditivo para melhorar o desempenho da membrana

 

Também pode ser adicionado como aditivo aos materiais de membrana para melhorar o desempenho da membrana. Por exemplo, ao preparar as membranas de osmose reversa, adicionar uma quantidade apropriada pode melhorar o desempenho anti -incrustação da membrana e o fluxo de permear. Isso ocorre porque pode interagir com certos grupos funcionais no material da membrana, formando uma estrutura de membrana mais compacta, reduzindo assim a adsorção e o bloqueio dos poluentes.

3. Promova a melhoria da hidrofilicidade na superfície da membrana

 

Para certos materiais de membrana hidrofóbica, suas propriedades hidrofílicas podem promover a melhoria da hidrofilicidade da superfície da membrana. Isso ajuda a reduzir a incrustação e o bloqueio da membrana durante o processo de separação, melhorando a eficiência e a estabilidade da separação da membrana. Por exemplo, ao tratar águas residuais contendo petróleo ou proteína, as superfícies da membrana hidrofílica podem repelir com mais eficácia esses poluentes, alcançando assim melhores efeitos de separação.

4. Participe da separação e purificação de substâncias específicas

 

Também pode participar do processo de separação e purificação de substâncias específicas. Por exemplo, no campo da fabricação farmacêutica, a separação e a purificação de certos medicamentos ou seus intermediários requerem técnicas específicas de separação de membranas. Pode servir como um agente auxiliar nesses processos, melhorando a eficiência e a pureza da separação por meio de sua interação com a substância a ser separada.

5. Desenvolvimento de membranas de separação de gás

 

No campo da separação de gás, também demonstrou um potencial valor de aplicação. Devido à sua estrutura química única, ele pode formar complexos estáveis ​​com certas moléculas de gás, alcançando assim a separação eficaz entre as moléculas de gás. Isso fornece a possibilidade de desenvolver novas e eficientes membranas de separação de gás.

A invenção refere -se a um método de síntese química de produtos químicos, em particular ao processo de síntese de1-metilpiperazinaUsando piperazina, formaldeído e hidrogênio como matérias -primas. Antecedentes técnicos n - A metilpiperazina é um dos derivados da piperazina e um importante produto químico fino. Pode ser usado na medicina para sintetizar medicamentos antibacterianos, como ofloxacina, levofloxacina, fleroxacina e outros medicamentos psicoativos, como clozapina e olanzapina; Também é amplamente utilizado em borracha, plásticos e outras indústrias químicas poliméricas.

Atualmente, o produto ainda está no estágio de desenvolvimento na China. Existem dois métodos principais de síntese desenvolvidos na China de acordo com a literatura:

1. A piperazina e o ácido clorídrico são reagidos pela primeira vez em etanol anidro para produzir cloridrato de piperazina. O cloridrato de piperazina é separado por evaporação do etanol e depois reagiu com formaldeído e ácido fórmico para obter n - cloridrato de metilpiperazina. Em seguida, o produto é neutralizado com hidróxido de sódio. Após a separação de cloreto de sódio, o produto é destilado.

O processo desse método é longo, e o ácido clorídrico altamente corrosivo e o ácido fórmico são usados ​​na produção. A poluição é grave, o ambiente operacional é ruim e o rendimento é de apenas 49%.

2. Usando metanol como reagente de metilação e solvente, piperazina e metanol são vaporizados e depois reagiram através da camada de catalisador do leito fixo. Algumas matérias -primas geram n - metilpiperazina. A mistura de reação gasosa de temperatura alta - é condensada e coletada e depois retificada para obter o produto. A temperatura da reação desse método é de até 300 graus C, o consumo de energia é grande e a taxa de conversão - única pode atingir apenas 50%, existem muitos por -, e a pureza do produto é baixa; O catalisador de camada fixo - usado neste método de produção não é fácil de ser substituído. À medida que a atividade do catalisador diminui, a taxa de conversão se torna menor e mais baixa e o consumo de energia se torna cada vez maior. Em um determinado momento, ele só pode ser substituído completamente. O custo de reposição é muito alto e o custo de produção é difícil de reduzir.

O objetivo deste método é fornecer um método sintético de 1-metilpiperazne, que é ambientalmente amigável, alta conversão de matérias-primas, boa seletividade de produtos, processo simples e adequado para a industrialização.

A invenção compreende as seguintes etapas:

1) A reação da condensação toma metanol como solvente, piperazina e formaldeído são alimentados em uma proporção molar de 1: 0,81,6, e a reação de condensação é realizada no reator;

2) Após a condensação, adicione o catalisador ao mesmo reator e substitua -o por nitrogênio e hidrogênio. Depois disso, a pressão de hidrogênio aumenta para 16MPa, controla a temperatura do material no reator até 70100 graus C e continue mexendo até que a reação de hidrogenação termine; A quantidade de catalisador adicionada é de 412% da massa da piperazina;

3) esfriar o material à temperatura normal, pare de misturar, descarregar e filtrar e recuperar o catalisador;

4) Destilar o filtrado, recuperar o metanol e não reagir a fração da fração de 137 "C para obter n - metilpiperrazina. O único rendimento de-} também pode ser rendido com o rendimento em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia em comparação com o consumo de energia.

O método atual requer várias operações de separação, um grande número de equipamentos e um longo fluxo de processo. Todas as reações na invenção são concluídas em um reator, e o valor do investimento e manutenção do equipamento é pequeno; portanto, o processo tem uma progressividade óbvia; Além disso, o método atual 1 produz uma grande quantidade de águas residuais, o que tem um certo impacto no meio ambiente. Basicamente, não há três resíduos neste processo de produção; A pureza de n - metilpiperazina preparada pelo método atual pode atingir apenas 99,0%, e a pureza do produto pode atingir 99,95% por esse método.

Um método de síntese de1-metilpiperazina, que é caracterizado por compreender as seguintes etapas:

1) A reação de condensação toma metanol como solvente, piperazina e formaldeído são alimentados a uma proporção molar de 1 ∶ 0,8 ~ 1,6, e a reação de condensação é realizada no reator;

2) Após a condensação, adicione o catalisador ao mesmo reator e substitua -o por nitrogênio e hidrogênio. Depois disso, a pressão de hidrogênio aumenta para 1 ~ 6MPa, controlar a temperatura dos materiais no reator de 70 ~ 100 graus e continue mexendo até que a reação de hidrogenação termine; A quantidade de catalisador adicionada é de 4 ~ 12% da massa da piperazina;

3) esfriar o material à temperatura normal, pare de misturar, descarregar e filtrar e recuperar o catalisador;

4) Destilar o filtrado, recuperar o metanol e não reagir a piperazina e coletar a fração a 137 graus para obter n - metilpiperazina.

Este método tem as vantagens do fluxo de processo curto, o baixo investimento do equipamento, o rendimento alto de um - e nenhuma descarga de poluentes.

A 1-metilpiperazina, como um importante composto orgânico, possui uma ampla gama de aplicações em áreas como medicina, pesticidas e ciência de materiais. Este artigo revisa sistematicamente o processo de descoberta de 1-metilpiperazina, desde o seu fundo inicial, a identificação da estrutura química ao processo de desenvolvimento da produção industrial e analisa profundamente as contribuições de cientistas e instituições-chave. A pesquisa descobriu que a descoberta da 1-metilpiperazina é um produto do desenvolvimento da química orgânica no século XIX, e sua elucidação estrutural e métodos de síntese aprimorados lançaram uma base sólida para aplicações subsequentes.

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