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作者: 点击:68 发布时间:2021-08-23

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我们探讨了盐酸作为卤代剂的情况,研究结果表明,盐酸作为羟乙基吡咯烷酮卤代反应的卤代剂具有其明显的技术和经济优势.盐酸作为卤代剂同样是经过两步得到产物NVP,其中第-步反应为:第二步与SOCl。

而在传统的Reppe工艺或采用聚氧化烯类助催化剂时,都必须采用减压蒸馏法移去生成的水,否则将导致NVP收率低于50%.③此类助催化剂不仅能加快反应速度,提高转化率,而且能抑制聚合副反应的发生,增大选择性.产物分析表明NVP是仅有的产物,没有聚合副产物生成.助催化剂能够对钾盐主催化剂提供立体保护,使水分子难以靠近钾盐催化剂,因而不会引起2-吡咯烷酮的开环副反应发生.由于无聚合副产物生成,故只需要一个蒸馏塔将产物NVP与未反应的2-吡咯烷酮加以分离,这有利于简化生产工艺、降低设备投资.



作为卤代剂时相同.盐酸作为卤代剂的实施过程与SOCl2作为卤代剂时大致相同,只是在实施一步反应时有以下几点值得注意:(1)不需要加入溶剂;(2)盐酸过量约20%;(3)反应温度为130℃左右,不需要冷却;(4)由于副产物只有HO,所以不像SOCIl。作卤代剂那样需要副产物吸收装置.由以上可知,用盐酸作为卤代剂进行NHP的卤代反应时具有实施过程简单﹑副产物少、后处理容易等优点,只是反应时间稍长.值得-提的是,盐酸作为卤代剂时反应随温度的变化不显著,而受反应时间和盐酸用量的影响却较大,对于由氯乙基吡咯烷酮制备NVP,前述是在KOH或者醇钠的存在下加热使发生消除反应脱去一分子HC1而达到制备NVP的目的.

该方法虽然工艺并不复杂,但需高压设备,不适于大规模及连续生产,因此人们又将研究目标转移到气相法连续催化反应合成2-吡咯烷酮上.y-Al,O作为y-丁内酯与NH气相法胺化反应催化剂,在350℃反应条件下得到的2-吡咯烷酮收率较低,仅15%.后来有专利报道采用硅铝化合物,如蒙脱石、NaX分子筛为催化剂,效果良好.其中以人工合成的Y型沸石具应用前景.y-丁内酯分子中的券基被沸石分子筛中骨架阳离子周围的强静电场极化成(Ⅰ),



除上述方法外,也有以丙酮为溶剂,把氯乙基吡咯烷酮转化为季胺盐,然后用氧化银处理季胺盐的甲醇溶液,再经过蒸馏得到NVP,收率达82 % [5].对于以上所讨论的PVP单体NVP的合成方法,除乙炔法比较成熟外,其他的方法,包括Y丁内酯法在内,都处在进一步的研究中,都有待于取得进--步的突破.

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把NVP单体加热到140℃以上,或者在NVP单体中加入引发剂,很容易引发NVP的均聚,生:成聚乙烯吡咯烷酮(PVP).由于NVP极容易发生本体聚合,所以NVP单体在长期储存、运输过程中需要加入阻聚剂,在聚合之前需要蒸馏提纯.引发剂包括阳离子型引发剂,如BF3,阴离子型引发剂,如酰胺的钾盐,游离基引发剂,如过氧化物﹑偶氮类化合物等.与其他高分子的合成方法相同,NVP的聚合方式也有本体聚合﹑溶液聚合和悬浮聚合等几种.



以Y-丁内酯-直接脱水法为例,理想的脱水催化剂的成功开发将是这---方法能否顺利大规模工业化生产的关键.所以迄今为止乙炔法虽然有着不可克服的缺点,但仍然是世界上 PVP单体NVP的主要生产方法.目前研究得比较活跃的NVP合成方法是Y-丁内酯法,主要是直接脱水法脱水催化剂的开发.另--方面,-些研究者致力于寻找更简便、切实可行.

反应在150~170℃,2MPa的条件下进行,产品NVP收率在70%~80%.在传统的Reppe工艺中,从乙炔到Y-丁内酯需经历三步反应即醇解﹑加氢﹑脱氢,还需加入甲醛作为另一反应物.近年来随着顺酐生产技术的发展和成熟,y-丁内酯的生产工艺已得到明显改进.例如采用苯或正丁烷为原料,通过催化氧化(V-P-O系催化剂)得顺酐,顺酐加氢即得到y-丁内酯.因此,在新开发的NVP合成技术中,大多是以Y-丁内酯为起始原料来进行的.



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.

更经济、成本更低的PVP单体合成方法.美国专利5 478 950[33报道用铜的亚铬酸盐和阳离子交换分子筛作催化剂,使顺酐先进行部分催化加氢,然后接着与甲胺反应得到甲基吡咯烷酮,反应是用连续流动催化反应床进行的,压力为常压,收率达90%以上.

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反应(a)实际上就是主催化剂2-吡咯烷酮碱金属盐(A)的制备过程,A分子中的N与K”分离后乙炔分子迅速进入到阴离子N附近并与其结合形成中间态(B).(B)与另一分子反应物2-吡咯烷酮反应生成NVP和另一分子(A),如此循环,反应连续不断进行下去.反应式(b>中,(A)分子正负电荷N与K分离的难易程度决定着NVP生成反应的难易程度.作为助催化剂的聚氧化烯类化合物,其聚氧化烯链能够包围(A)分子中的碱金属离子,促进正负电荷N与KR的分离,
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