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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,

MSi,x,Oa催化剂可采用下列常规方法来制备.(1）将碱(碱土)金属盐及硅源溶解或悬浮于水中,加热搅拌该混合物使之浓缩至干,然后经干燥﹑焙烧即可.(2）先将碱金属或碱土金属化合物溶解于水中,然后用该溶液浸渍模制氧化硅,然后蒸发至干,经干燥﹑焙烧而得.(3）先将碱金属或碱土金属化合物溶解于水中,然后加入硅酸盐或有机硅酸盐,再进行混合、浓缩、干燥﹑焙烧而得.(4〉先通过离子交换法将碱金属或碱土金属引入分子筛骨架,然后经干燥、焙烧而得.在催化剂制备过程中,

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.

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.

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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因而提高了主反应速率和NVP选择性.此类助催化剂不仅能显著加快反应速度,使反应在温和条件下高转化率地进行,而且能有效抑制聚合副反应的发生,从而得到较高的NVP收率.不足之处在于助催化剂加入量较大,一般为KOH的2~4倍.其次,这一类助催化剂价格相对较高,而且并不能完全阻止聚合副反应的发生(聚合副产物产率一般为4.5%~6.5%),这仍然会带来下游工序中产物分离上的困难.由于不挥发性聚合物的生成,必须采用两个蒸馏塔将目标产物NVP分别与未反应的原料2-吡咯烷酮及聚合副产物加以分离.此外

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.

混合,将112.8g六水硝酸锏溶解于300ml水中,然后加人所配的硅藻土-磷酸二氢铵混合物系中充分混合,将混合物水浴加热蒸干,得到的固体物在120℃干燥3h,然后在400℃空气中焙烧3h可得到la(H,PO)3/硅藻土催化剂.2.MRSi,X,O,催化剂11这是一类由碱金属或碱土金属、硅、氧等元素组成的复合催化剂.式中M代表碱金属或碱土金属,X为硼、铝或磷元素之一,a,b,c,d分别代表4种元素的原子个数,当a=1时,b值在1~500之间,c=0~1,d值大小取决于a,b,c的数值及四种元素之间的连接方式.

MSi催化剂(M为碱金属Li，Na，K，Rb，Cs)分别取3.45gLiNO,,4.25gNaNO,,5.06KNO,,7.38gRbNO,9.75gCsNO。分别溶解于50ml水中,将它们的水溶液加热到90℃并保持搅拌,然后在每种溶液中加入30gSiO,再将混合物浓缩至干,得到的固体在120℃干燥20h,然后再粉碎成9~16目的颗粒,在500℃空气氛中焙烧2h分别得到Li,Sio,Na,Sio,K,Sio,RbySio,CsSizo催化剂.在一个直径为10mm的不锈钢管式反应器中装填5ml催化剂,熔盐加热,以N为稀释剂通入羟乙基吡咯烷酮(分压0.01MPa),体积空速200hT',常压下进行反应(以下催化剂评价均采用相同方式和上述条件).M,Sio催化剂与活性氧化铝、氧化钴、二氧化硅相比,

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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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.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.