1-metil-piperazin, C5H12N2 kémiai képlet, CAS 109 - 01-3, színtelen folyadék, könnyen oldható vízben, éterben, etanolban, vízben, metanolban stb. Bármely arányban oldódik. A vizes oldat gyengén lúgos. A gyógyszeriparban az antibiotikum -metil -fenidátot és az antipszichotikus gyógyszer -triflurazint piperazin -hexahidrát metilezési reakciójával szintetizálják, amelyek szerves szintézis közbenső termékei. Különleges tulajdonságokkal rendelkező vegyi anyagként széles körű alkalmazási kilátásokat mutatott a membrán elválasztási technológia területén. Ha kelátképző szerként, adalékanyagként működik, és részt vesz a specifikus anyagok elválasztásában és tisztításában, a membrán elválasztási hatékonysága és tisztasága jelentősen javítható. Ennek toxicitása, költségei és technikai kihívásai azonban szintén korlátozzák annak nagy léptékű alkalmazását.

|
Vegyi képlet |
C5H12N2 |
|
Pontos tömeg |
100 |
|
Molekulatömeg |
100 |
|
m/z |
100 (100.0%), 101 (5.4%) |
|
Elemi elemzés |
C, 59.96; H, 12.08; N, 27.97 |
|
|
|

A1-metil-piperazinA membrán elválasztási technológiája elsősorban egyedülálló fizikai és kémiai tulajdonságainak, különösen a hidrofilitás és a lipofilitás kettős tulajdonságainak köszönhető, amelyek lehetővé teszik, hogy fontos szerepet játsszon a membrán elválasztási folyamatokban. A membrán elválasztási technológia hatékony és energia - Az elválasztási technológia megtakarítása, amelyet széles körben használnak különféle területeken, mint például a vízkezelés, a gázszétválasztás, az élelmiszer -feldolgozás, a gyógyszergyártás stb. Különleges tulajdonságokkal rendelkező vegyi anyagként a membrán elválasztási technológiájában történő alkalmazása fokozatosan figyelmet fordít.
Alapvető tulajdonságok
A kémiai képlet C5H12N2, amely színtelen és halványsárga folyadék, csípős szaggal. Vízben és különféle szerves oldószerekben oldódik, jó oldhatósággal és stabilitással. Ennél is fontosabb, hogy a hidrofilitás és a lipofilitás kettős jellemzőivel rendelkezik, ami lehetővé teszi, hogy egyedülálló szerepet játsszon a membrán elválasztási folyamatokban.
Alkalmazás a membrán elválasztási technológiában

1. mint kelátképző szer, amely javítja az elválasztási hatékonyságot
A membrán elválasztása során kelátképző szerként működhet, hogy stabil komplexeket képezzen az elválasztandó anyaggal. Ennek a komplexnek a permeabilitása a membránon különbözik az eredeti anyagától, így elérve a hatékony elválasztást. Például, ha nehézfémionokat tartalmazó szennyvízkezelést kezelnek, a komplexeket nehézfém -ionokkal lehet képezni, majd elválaszthatjuk a szennyvíztől a membrán szelektív permeabilitása révén, elérve a vízminőség tisztításának célját.
2. additívként a membrán teljesítményének javításához
A membrán anyagok adalékanyagként is hozzáadható a membrán teljesítményének javítása érdekében. Például, amikor a fordított ozmózis membránokat készítik, a megfelelő mennyiség hozzáadása javíthatja a membrán szennyeződésellenes teljesítményét és permeátum fluxust. Ennek oka az, hogy kölcsönhatásba léphet a membrán anyag bizonyos funkcionális csoportjaival, kompaktabb membránszerkezetet képezve, ezáltal csökkentve a szennyező anyagok adszorpcióját és elzáródását.

3. elősegíti a hidrofilitás javulását a membrán felületén
Bizonyos hidrofób membrán anyagok esetében hidrofil tulajdonságaik elősegíthetik a membránfelület hidrofilitásának javulását. Ez elősegíti a membrán szennyezésének és elzáródását az elválasztási folyamat során, javítva a membrán elválasztási hatékonyságát és a stabilitást. Például, amikor az olajat vagy fehérjét tartalmazó szennyvízkezelőt kezelik, a hidrofil membránfelületek hatékonyabban visszatükrözhetik ezeket a szennyező anyagokat, ezáltal jobb elválasztási hatásokat érhetnek el.
4. Vegyen részt a specifikus anyagok elválasztásában és tisztításában
Részt vehet a specifikus anyagok elválasztási és tisztítási folyamatában is. Például a gyógyszergyártás területén bizonyos gyógyszerek vagy közbenső termékek elválasztása és tisztítása specifikus membrán -elválasztási technikákat igényel. Ezekben a folyamatokban kiegészítő szerként szolgálhat, javítva az elválasztási hatékonyságot és a tisztaságot az elválasztandó anyaggal való kölcsönhatása révén.
5. Gáz -elválasztási membránok fejlesztése
A gázszivárgás területén a potenciális alkalmazási értéket is kimutatta. Egyedülálló kémiai szerkezete miatt stabil komplexeket képezhet bizonyos gázmolekulákkal, ezáltal elérve a gázmolekulák közötti hatékony elválasztást. Ez lehetőséget biztosít az új és hatékony gázszétválasztó membránok fejlesztésére.
Előnyök és kihívások a membrán elválasztási technológiában
Előny
(1) Multifunkció:
A hidrofilitás és a lipofilitás kettős jellemzőivel rendelkezik, lehetővé téve, hogy több szerepet játsszon a membrán elválasztási folyamatokban.
(2) Hatékonyság:
Kelatáló szerként és adalékanyagként jelentősen javíthatja a membrán elválasztási hatékonyságát és tisztaságát.
(3) Stabilitás:
Jó kémiai stabilitása van, és különféle körülmények között változatlanul képes fenntartani teljesítményét.
Kihívás
(1) Toxicitási kérdés:
Irritáló a szem, a bőr és a felső légúti traktus, ezért használat közben biztonsági óvintézkedéseket kell tenni. Ez növeli annak alkalmazásának összetettségét a membrán elválasztási technológiában.
(2) Költségkibocsátás:
Noha a membrán elválasztási technológiának van potenciális alkalmazási értéke, viszonylag magas költsége korlátozhatja nagy - skála alkalmazását.
(3) Műszaki kihívás:
További kutatásokra és feltárásra van szükség az N - metil -piperazin hatékony alkalmazásához a membrán elválasztási technológiában. Például a - mélységkutatásra van szükség a hozzáadási mennyiség optimalizálásának és más membrán anyagokkal való kombinációjának optimalizálására.

A találmány a vegyi termékek kémiai szintézis módszeréhez kapcsolódik, különösen a szintézis folyamatához1-metil-piperazinPiperazint, formaldehidet és hidrogént használva nyersanyagként. Technikai háttér N - A metilpiperazin a piperazin egyik származéka és egy fontos finom vegyi termék. Használható az orvostudományban az antibakteriális gyógyszerek, például az ofloxacin, a levofloxacin, a fleroxacin és más pszichoaktív gyógyszerek, például a klozapin és az olanzapin szintetizálására; Széles körben használják gumi-, műanyagokban és más polimer vegyiparban.
Jelenleg a termék még mindig a fejlesztés szakaszában van Kínában. Az irodalom szerint Kínában két fő szintézis -módszer van: Kínában:
1. A piperazin -hidrokloridot etanol elpárologtatásával választják el, majd formaldehiddel és hangyasavval reagálnak, hogy N - metil -piperazin -hidrokloridot kapjanak. Ezután a terméket nátrium -hidroxiddal semlegesítik. A nátrium -klorid elválasztása után a termék desztillálódik.
Ennek a módszernek a folyamata hosszú, és a termelésben erősen korrozív sósavat és hangyasavat használnak. A szennyezés súlyos, a működési környezet rossz, és a hozam csak 49%.
2. A metanolt metilezési reagensként és oldószerként, a piperazint és a metanolot elpárologtatják, majd reagálnak a rögzített ágy katalizátorrétegén keresztül. Egyes alapanyagok N - metilpiperazint generálnak. A magas - hőmérsékleti gáznemű reakcióelegyet kondenzáljuk és összegyűjtjük, majd kijavítjuk a termék előállításához. Ennek a módszernek a reakcióhőmérséklete akár 300 C fok is, az energiafogyasztás nagy, és az egyetlen - átadási sebesség csak 50%-ot érhet el, a - termékek szerint sokan vannak, és a termék tisztasága alacsony; Az ebben a termelési módszerben használt rögzített - rétegkatalizátor nem könnyű kicserélni. Ahogy a katalizátor aktivitása csökken, az átváltási sebesség alacsonyabb és alacsonyabb lesz, és az energiafogyasztás egyre magasabb lesz. Egy bizonyos időben csak teljesen cserélhető. A csere költsége nagyon magas, és a termelési költségeket nehéz csökkenteni.

Ennek a módszernek a célja az 1-metilpiperazne szintetikus módszerének biztosítása, amely környezetbarát, a nyersanyagok magas átalakítása, a jó termék szelektivitás, az egyszerű folyamat és az iparosodáshoz alkalmas.
A találmány a következő lépéseket tartalmazza:
1) A kondenzációs reakció metanolt oldószerként, a piperazint és a formaldehidet 1: 0,81,6 mólarányban táplálja, és a kondenzációs reakciót a reaktorban végezzük;
2) A kondenzáció után adjon hozzá katalizátort ugyanabba a reaktorba, és cserélje ki nitrogénnel és hidrogénnel. Ezt követően a hidrogénnyomás 16 mPa -ra emelkedik, a reaktor anyag hőmérsékletét 70100 C fokra szabályozza, és keverjük tovább, amíg a hidrogénezési reakció véget nem ér; A hozzáadott katalizátor mennyisége a piperazin tömegének 412% -a;
3) hűtse le az anyagot normál hőmérsékletre, hagyja abba a keverést, a kisülést és a szűrést, és állítsa be a katalizátort;
4) Desztillálja a szűrletet, visszanyerje a metanolt és a nem reagált piperazint, majd gyűjtse össze a 137 "C -frakciót, hogy N - metil -piperazint kapjon. Az egyetlen - átadási hozamának az egyetlen {}} átadási hozama akár 73,83%is lehet, ami nagymértékben csökkenti az energiafogyasztást a meglévő két módszerhez képest, így a termelés költsége is csökkent.
A jelenlegi módszer több elválasztási műveletet, nagy számú berendezést és hosszú folyamatáramot igényel. A találmányban szereplő összes reakció egy reaktorban fejeződik be, és a berendezés befektetése és karbantartási összege kicsi, tehát a folyamat nyilvánvaló progresszivitással rendelkezik; Ezenkívül az 1. jelenlegi módszer nagy mennyiségű szennyvízt hoz létre, amely bizonyos hatással van a környezetre. Ebben a gyártási folyamatban alapvetően nincs három hulladék; Az aktuális módszerrel előállított n - metil -piperazin tisztaságának tisztasága csak 99,0% -ot érhet el, és a termék tisztasága ezzel a módszerrel elérheti a 99,95% -ot.
Egy szintézis módszer1-metil-piperazin, amelyet a következő lépéseket tartalmaznak:
1) A kondenzációs reakció metanolt oldószerként, a piperazint és a formaldehidet 1 ∶ 0,8 ~ 1,6 mólarányban táplálja, és a kondenzációs reakciót a reaktorban végezzük;
2) A kondenzáció után adjon hozzá katalizátort ugyanabba a reaktorba, és cserélje ki nitrogénnel és hidrogénnel. Ezt követően a hidrogénnyomás 1 ~ 6mPa -ra emelkedik, a reaktorban lévő anyagok hőmérsékletét 70 ~ 100 fokra szabályozza, és addig keverjük, amíg a hidrogénezési reakció véget nem ér; A hozzáadott katalizátor mennyisége a piperazin tömegének 4 ~ 12% -a;
3) hűtse le az anyagot normál hőmérsékletre, hagyja abba a keverést, a kisülést és a szűrést, és állítsa be a katalizátort;
4) Distill a szűrlet, visszanyerje a metanolot és a nem reagált piperazint, és gyűjtse össze a frakciót 137 fokon, hogy N - metil -piperazint kapjon.
Ennek a módszernek a rövid folyamatáramlás, az alacsony berendezések beruházásának előnyei vannak, a magas- Way hozam és a szennyező anyagok nélkül.

Az 1-metil-piperazin, mint fontos szerves vegyület, széles körű alkalmazást tartalmaz olyan területeken, mint például az orvostudomány, a peszticidek és az anyagtudomány. Ez a cikk szisztematikusan áttekinti az 1-metil-piperazin felfedezési folyamatát, a korai hátterétől, a kémiai szerkezet azonosításától az ipari termelés fejlesztési folyamatáig, és mélyen elemzi a kulcsfontosságú tudósok és intézmények hozzájárulását. A kutatások azt mutatták, hogy az 1-metil-piperazin felfedezése a szerves kémia fejlesztésének eredménye a 19. században, és annak strukturális megvilágítási és továbbfejlesztett szintézis módszerei szilárd alapot teremtettek a későbbi alkalmazásokhoz.
A piperazin-vegyületekkel kapcsolatos kutatások a 19. század közepére vezethetők vissza. 1849 -ben Auguste Cahours francia kémikus először izolálta a piperazint a Piperine lebomlási termékeiből, jelezve az ilyen típusú heterociklusos vegyület kutatásának kezdetét. A következő évtizedekben a vegyészek szisztematikusan tanulmányozták a piperazin és származékai tulajdonságait és reakcióit.
Az 1 - metilpiperazin felfedezése szorosan kapcsolódik a szerves kémia gyors fejlődéséhez a 19. század végén. 1887-ben Arthur Rudolf Hantzsch német kémikus először az 1-metilpiperazin előállításáról számolt be, miközben a nitrogén heterociklusos vegyületek szintézis módszereit tanulmányozta. Hantzsch módszere magában foglalja az N-metil-etilén-diamin formaldehiddel történő reagálását savas körülmények között, alapulva a későbbi kutatásokhoz. Érdemes megjegyezni, hogy abban az időben Hantzsch nem ismeri fel teljesen ennek a vegyületnek a szerkezeti jellemzőit, és csak "metilezett piperazin -szerű anyagnak" írta le.
A 19. század végén és a 20. század elején, a szerves szerkezet elméletének kialakulásával a vegyészek fokozatosan elmélyítették az 1-metil-piperazin megértését.
1895 -ben Alfred Werner, a svájci kémikus javasolta a koordinációs elméletet, új perspektívát biztosítva a - nitrogén szerkezetének megértésére, amely heterociklusos vegyületeket tartalmaz. Ebben az elméleti keretben az 1 - metil-piperazin szerkezete egyértelműbben megvilágítva van: ez egy hat tagú nitrogéntartalmú heterociklusos gyűrű, egy nitrogén-atomhoz csatlakoztatott metil-szubsztituenssel.
A 20. század elején a szerves szerkezeti kémia aranykora volt, különféle új analitikai technikákkal és elméleti módszerekkel folyamatosan kialakult. Ebben az összefüggésben az 1-metil-piperazin kémiai szerkezetét pontosabban megerősítették.
1912-ben a brit kémikus, William Henry Perkin Jr. feltörekvő ultraibolya spektroszkópiás technikákat alkalmazott a piperazin és származékainak optikai tulajdonságainak tanulmányozására, fontos bizonyítékot szolgáltatva az 1-metil-piperazin szerkezeti megerősítésére.
Az 1920 -as években az X - Ray Crystal Diffrakciós technológia fejlődése forradalmi áttöréseket hozott a szerves molekuláris struktúrák vizsgálatához.
1928-ban Kathleen Lonsdale német kémikus először X - Ray Diffrakciós technológiát alkalmazott a hexametilén-metramin szerkezetének meghatározására, amely módszertani referenciát adott az 1-metil-piperazin hasonló szerkezetekkel történő tanulmányozására.
1935-ben az amerikai kémikus, Linus Pauling által javasolt rezonanciaelmélet tovább magyarázta a nitrogénatomok magányos pár elektronjának delokalizációs jelenségét az 1-metil-piperazinban.
A nukleáris mágneses rezonancia (NMR) technológia kialakulása új áttöréseket hozott az 1-metil-piperazin szerkezetének tanulmányozására. 1953-ban az amerikai kémikus, Martin Packard először megfigyelte az 1-metil-piperazin proton-NMR jelét, amely nemcsak megerősítette annak felépítését, hanem új eszközt is nyújtott konformációs dinamikájának tanulmányozására.
Az 1960-as években, a 13C NMR technológia fejlesztésével a tudósok képesek voltak átfogóbb elemezni az 1-metil-piperazin elektronikus szerkezetét és szubsztituens hatásait.
Az 1 - metilpiperazin szintézis módszere evolúciós folyamaton ment keresztül, a laboratóriumi előkészítéstől az ipari termelésig. A korai szintézis elsősorban Hantzsch módszerére támaszkodott, amelyet N - metil -etilén -diamin és formaldehid kondenzációs reakciójával állítottak elő. Bár ez a módszer megvalósítható, a hozam alacsony, és sok melléktermék létezik.
Az 1930 -as években a német kémikus, Walter Reppe kifejlesztett acetilén kémiát, új megközelítést biztosítva az 1 - metilpiperazin szintéziséhez. 1940-ben a Reppe új eljárást jelentett az 1-metil-piperazin egylépéses szintézisére acetilén, formaldehid és metil-amin alkalmazásával, ami nagymértékben javítja a hozamot és a tisztaságot. Ezt a módszert a német vegyipari társaságok széles körben alkalmazták a második világháború alatt.
Az 1950 -es években, a petrolkémiai anyagok növekedésével, az etilént és a propilént használó szintetikus útvonalak, mivel a nyersanyagok fokozatosan mainstream lettek. 1956 -ban az amerikai kémikus, Herbert C. Brown kifejlesztett egy két - lépés szintézis módszert, etilén -oxidot és metil -amin felhasználásával nyersanyagként. Ennek a folyamatnak a nyersanyagok és az enyhe reakciófeltételek könnyű rendelkezésre állása előnyei vannak, és számos vegyipari vállalat elfogadta.
A modern ipari termelés elsősorban a katalitikus aminitási folyamatot alkalmazza. 1990-ben a japán kémikus, Ryoji Noyori hatékony királis katalizátort fejlesztett ki, így lehetővé teszi az 1-metil-piperazin enantioszelektív szintézisét. Jelenleg az 1-metil-piperazin éves termelése világszerte meghaladta az 50000 tonnát, a fő termelőkkel, köztük a németországi BASF, az Egyesült Államok Dow Chemical és Zhejiang Xinhecheng Kínából.
Népszerű tags: 1-metilpiperazin CAS 109-01-3, beszállítók, gyártók, gyár, nagykereskedelem, vétel, ár, ömlesztett, eladó




