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作者: 点击:76 发布时间:2020-12-15

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正是由于直接脱水法需要较高的温度(350~400℃),加之如前所述,难以找到.工业化生产理想的脱水催化剂,所以有人提出了间接脱水法合成NVP的路线.间接脱水法是使NHP分子内的羟基首先被另一基团所取代生成一种中间产物,然后由这个中间产物发生反应生成NVP.

在这-一方法的研究报道中,大多数是关于α-NHP脱水反应的脱水催化剂的,反映了脱水催化剂在这-一-方法中的重要性.NVP的合成方法除主要的乙炔法和y丁内酯法外,还有其他合成方法,如以吡咯烷酮和乙烯在钯催化剂的作用下反应直接生成NVP的吡咯烷酮法等,所有这些合成方法都将在后面的有关章节中作专门的介绍和论述.NVP的水解机理,通过进一步研究,得到丙烯酸或KSO存在下NVP的水解机理.



该反应的反应速率除受催化剂本身活性大小和宏观物性的影响外,还受传质传热等因素的影响.气液两相反应时,原料丁炔二醇的浓度对反应转化率的影响的,在固定氢气压力和流速的情况下,丁炔二醇浓度较低,可以得到较高的转化率,但是设备利用率,而且会造成原料H的大量浪费,尤其是前一种情况,在工业化设计时是必须要考虑的因素.如果选择高浓度的丁炔二醇溶液,转化率,而要得到高的转化率,就要延长通H的时间和增加通H,的循环次数.更重要的一点是,从式(3.17)可以看出,丁炔二醇催化加氢是-个强放热反应.显而易见,丁炔二醇的浓度越大,体系放出的热量就越多,以至于不易排出,造成操作上的不便.



显然,取代NHP分子内经基的基团必须满足---定的条件,即既容易取代NHP分子内的羟基,又要能比较容易地从中间产物分子中脱去.这样,不经过NHP的直接催化脱水,而是通过另外一种中间产物在较温和的条件下同样达到由NHP分子脱水生成产物NVP的目的,同时达到较高的产物收率,所以被称为间接脱水法.间接脱水法根据取代NHP分子内羟基基团的不同,又可分为卤代法、乙酐法等.卤代法是间接脱水法中被研究较好的主要方法,其方法要点是:用--种卤代剂与NHP反应生成卤代乙基吡咯烷酮,然后由卤代乙基吡咯烷酮的热反应得到产物NVP.

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Arai等人发现,PVP/SDS混合液发生增溶作用所对应的表面活性剂浓度,与混合溶液表面张力-浓度曲线的一个转折点所对应的浓度是一致的.Murata等人13研究了温度和NaCl对PVP/SDS增溶OT-橙的影响,观察到PVP存在时导致SDS溶液增溶染料量增大等。研究了PVP对十二烷基氯化铵和十二烷基硫氰酸铵增溶OB-黄的影响,发现胶束增溶OB黄的能力随PVP含量增大呈上升趋势,但却没有观察到PVP对以氯为反离子的阳离子表面活性剂增溶染料的能力显著提高.



与乙炔法合成NVP相比,Y-丁内酯-直接脱水法具有反应步骤少、操作条件较温和等优点.大的不足之处是原料Y-丁内酯价格较贵,不适合于大规模.工业化,很多脱水催化剂在实验室具有比较理想的性能,但对于工业化而言,却都不够理想.如果能在催化剂方面取得大的突破,Y-丁内酯-直接脱水法仍然是一种很有前途的方法,所以现在仍有大批的科技工.



NVP分子内的乙烯基电荷不平衡,即双键相连的两个碳原子上电荷密度不一样.这种电荷不平衡为NVP的水解提供了可能性,当在酸性或有碱金属离子存在时,NVP分子内就发生异构化,形成--系列过渡态,终生成吡咯烷酮与乙醛,这是NVP水解的一步.NVP水解的第二步为一步生成的吡咯烷酮与NVP分子进行加成反应,然后在水的参与下进-步分解为吡咯烷酮和乙醛.

在卤代法中, 重要的是卤代剂的选择,不少研究工作证明,氯化亚飙(SOC1,)可作为卤代剂129},用SOCI。首先是羟乙基吡咯烷酮在溶剂苯中与SOCl,发生卤代反应生成氯乙基吡咯烷酮,然后用KOH或甲醇钠作催化剂脱去一分子氯化氢生成NVP,反应的实施过程如下:( 1 )NHP和苯按重量比1:0.5~0.8加人三颈烧瓶中,再把烧瓶置于加有冰块的超级恒水浴中,边搅拌,边由滴液漏斗滴加入重量为NHPO.83倍的SOCl ,控制速度使体系温度不大于35℃为宜(因为羟乙基吡咯烷酮与SOCl之间的反应为强放热反应),滴加完毕后继续搅拌4h,此时NHP的转化率已达90%以上,将反应装置接到SO。

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PVP在水中的溶解度只受溶解后形成溶液黏度的限制,室温下PVP在其中溶解度超过10%的溶剂有:·醇类:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、环己醇、苯酚、乙二醇,丙二醇、丁二醇、甘油.·醚类:甲基丁基醚、冠醚.·醇-醚类:乙二醇醚、二甘醇、三甘醇、1,6-己二.醇、聚乙二醇200.聚乙二醇400、硫醚.·羧酸类:甲酸、乙酸丙酸、丙烯酸.·内酯类:y-丁内酯.·酯类:乳酸乙酯、乙酸乙烯酯.