1-氨基-4-甲基哌嗪的制备与纯化

概述

1-氨基-4-甲基哌嗪英文名称为1-Amino-4-methylpiperazine，分子式与分子量分别为C₅H₁₃N₃，115.18，一般表现为无色透明黏稠液体。因为其燃点为62℃，故储存与运输应主要避光、防热、防晒。关于1-氨基-4-甲基哌嗪的其他物理性质还包括：相对密度：0.957；沸点：172~175℃；折射率：1.4850。另外，需要注意，该物质对环境可能有危害，对水体应给予特别注意。

制备

目前1-氨基-4-甲基哌嗪主要生产工艺流程为：(1)将n-甲基哌嗪水溶液在30℃滴加亚硝酸钠溶液，加毕，保温反应30min，得1-甲基-4-亚硝基哌嗪生成液。(2)在亚硝化生成液中加入冰醋酸，冷却，于30-40℃逐步加入锌粉，加毕，于30-40℃保温反应1.5h，冷至15℃左右，放置过夜，甩滤。(3)将此还原滤液加至预先已配置液碱并冷至10℃以下的碱化锅中，充分冷却后送至萃取锅，分3次加入氯仿进行萃取，合并氯仿萃取液，进行常压蒸馏回收氯仿，至液温为85℃时转入精馏锅中，先常压蒸馏至液温为135℃，再进行减压蒸馏，收集120℃(5.33-8.0kpa)馏分即为1-氨基-4-甲基哌嗪。

经试验验证发现，上述生产1-氨基-4-甲基哌嗪的工艺存在以下问题，一是1-甲基-4-亚硝基哌嗪在锌粉和醋酸作用下还原过程中放出大量的热，生产过程控制困难，危险系数高；二是生成的盐在水中溶解度相对大，需要将生成的盐从反应体系中分离困难，处理过程中导致大量的1-氨基-4-甲基哌嗪损失，收率降低。

对实验过程进行改进，以强酸弱碱盐为催化剂，以低级醇为溶剂，1-甲基-4-亚硝基哌嗪在金属还原剂和酸性气体共同作用下通过还原反应可以生成1-氨基-4-甲基哌嗪。该方法反应温和，放热量小且平稳，安全性高，收率和含量显著提高，工艺简单且容易实现工业化大生产[1]。

提取纯化

1-氨基-4-甲基哌嗪的提取纯化方法，即在相转移催化剂和Al₂O₃载体催化剂同时存在条件下，将1-氨基-4-甲基哌嗪溶液与酮类化合物在卤代烃溶剂中反应，得到1-氨基-4-甲基哌嗪缩酮合物，再分别通过酸水解反应和芳香烃减压蒸馏法分离得到1-氨基-4-甲基哌嗪。该方法有效提高了产品的收率和纯度，工艺简单且容易实现工业化大生产[2]。

应用

利福平是一种所属利福霉素家族的一种广谱抗生素药物，对结核杆菌有较强抗菌作用，对革兰氏阳性或阴性细菌、病毒等也有疗效。主要用于治疗结核病、脑膜炎和金黄色葡萄球菌感染，外用治疗沙眼等。1-氨基-4-甲基哌嗪是合成利福平重要的药物中间体。另外，在基础化学研究中，以1-氨基-4-甲基哌嗪与取代芳香醛为原料，在回流条件下，以无水乙醇为溶剂，冰醋酸为催化剂可以合成多种新型希夫碱化合物[3]。

参考文献

[1]张华,兰军,陶梦琪,等.一种1-氨基-4-甲基哌嗪的生产方法.CN202110967001.3.

[2]张华,兰军,陶孟琪,等.一种1-氨基-4-甲基哌嗪的提取纯化方法.CN202110945937.6.

[3]周丽娜,周惠良,闫龙,等.1-氨基-4-甲基哌嗪并芳香醛类希夫碱的合成与表征[J].化学世界, 2011, 52(2):3.DOI:10.3969/j.issn.0367-6358.2011.02.014.