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作者: 点击:68 发布时间:2021-07-19

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美国专利5 101 045报道用Co,Cu, Mn等混合氧化物(活化后)作为催化剂在250℃及20MPa的高压下与甲胺反应直接合成N-甲基吡咯烷酮,产率达80%以上.顺酐一步法合成N-甲基吡咯烷酮源于y丁内酯是由顺酐经部分催化加氢制备的,

再经高压液相氨化或气相催化胺化合成2-吡咯烷酮这种方法要简单易行.德国专利IDE-A-2200600采用负载钯催化剂在275℃,120bar的温度和压力下对顺酐与氨水的混合溶液加氢,得到了收率为78%的2-吡咯烷酮.其他常用的加氢催化剂如负载型镍﹑铂催化剂或骨架镍都可用于顺酐/氨水混合物系的催化加氢反应.美国专利US5,101,045公开了-种由多种金属组成的复合催化剂Co(52.7%)--Cu(15.3%)-Mn(5.1%)-Mo(2.1%)-P(1.1%)-Na(0.1%),



美国ISP公司建立了--套年产10 000t y-丁内酯的生产线,就是以顺酐为原料的.事实上,合成NVP的很多方法都是以y-丁内酯为起始原料或中间产物.例如,乙炔法中y-丁内酯是-种重要的中间物,吡咯烷酮法中的原料吡咯烷酮是由y-丁内酯与无水氨反应制得,而直接脱水法和间接脱水法都是以Y-丁内酯为起始原料的.

目的在于使中间产物N-(α-乙酸乙烯基)-2-吡咯烷酮热分解所产生的各种产物不断被分离出来.将馏出物中的目的产物NVP进行提纯处理后可得到的NVP产品.2-吡咯烷酮在低温下即可与常用的羧酸乙烯酯反应生成一种中间体N-(α-羧酸乙基)-2-吡咯烷酮.这反应需采用碱金属氢氧化物为催化剂,且催化剂碱性愈强,得到的NVP收率就越高.综合考虑催化剂性能及来源,价格因素,以KOH适合于本反应体系.



由此可见,在NVP的合成中,顺酐和十-丁内酯作为合成反应的原料占据着不可替代的地位.NVP与N-甲基吡咯烷酮的结构有相似的地方,都属于吡咯烷酮类物质,其制备方法也有相通之处,由此可以预见,-步法制NVP不仅是合成PVP的单体,而且是一种具有重要用途的化合物.由于其独特的物理化学性质,如水溶性﹑强极性、非毒性、化学稳定性和阳离子活性,

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在2-吡咯烷酮乙烯化反应中加入分子量低于1000的羟端基聚醚或C以上的线性二元醇,易使主催化剂2-吡咯烷酮钾盐被羟端基聚醚或线性二元醇包围,助催化剂中的羟基基团与主催化剂2-吡咯烷酮钾盐之间的相互作用有利于提高钾盐催化剂的活性,加快反应速度.这些助催化剂有如下优点:①助催化剂加入量较少,一般为总物料量的0.5%~3%(重量比)(主催化剂加入量也在0.5%~3%之间.)



NVP可广泛应用于胶黏剂、涂料、纺织、食品、制药等工业领域.它的共聚物或均聚物大都具有良好的膜强度﹑染色相容性、刚性和黏性.大约80年前,德国人J. Walter. Reppe以乙炔为起始原料通过多步反应合成了NVP(即乙炔法或Reppe法),20年后美国的GAF公司、德国的BASF公司相继采用Reppe法实现了NVP的工业化生产.

不仅能催化加氢顺酐/氨水混合物而得到2-吡咯烷酮,而且可通过加人另一种反应物伯醇或醛而生成N-烷基-2-吡咯烷酮,该催化剂制法是将CoO(66.8%),CuO(19.1%),MngO,(7.1%),MoO(3.3%),HPO,(3.5%),Na,O(0.15%)混合物在氢气气氛中还原而得.采用该催化剂还能够将3-氰基丙酸酯与氨的混合物加氢而得到2-吡咯烷酮,收率-一般在90%以上.由于3-氰基丙酸酯的来源及价格远不如顺酐有优势,因此该法可作为合成2-吡咯烷酮的---种辅助手段.1.2-吡咯烷酮与乙炔反应催化剂改进传统的Reppe法合成NVP时,



聚氧化烯类助催化剂主催化剂仍为碱金属氢氧化物如KOH或者是2-吡咯烷酮的碱金属盐(占总物料量重量的0.5%~5%).后者实际上是碱金属氢氧化物与原料2-吡咯烷酮加热反应的产物,它可以预先制备好后再加入到反应物系中,也可以进行原位生产.具体方式如下:在反应器中先加入反应物2-吡咯烷酮,接着加入0.5%~5%的KOH,升温到75~130℃搅拌反应一定时间,然后经减压脱水即得到2-吡咯烷酮的钾盐.



到目前为止,Reppe法仍是NVP生产的主要方法.由于Reppe具有反应步骤多、流程长,条件苛刻、副产物多、收率低、操作危险性大等缺陷,长期以来人们对Reppe法的改进研究从未间断,研究的焦点集中在合成途径的改变和新型催化体系的开发上.

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元素X(铝、硼或磷元素)可在干燥之前的任何--步加入,也就是说,含元素×的化合物既可与碱金属或碱土金属化合物混合后加入,也可以与硅源混合后加入,还可单独加入到混合物系中.制备此类催化剂所需原料如下:(1)碱(碱土)金属元素可来自其氧化物、氢氧化物、卤化物、碳酸盐﹑硝酸盐﹑羧酸盐﹑磷酸盐﹑硫酸盐等,但要求所选金属化合物必需是易溶于水的化合物.(2〉硅源可采用氧化硅、硅酸或硅酸盐、含硅分子筛、有机硅酸酯等.