呼市化工2-吡咯烷酮

正是由于直接脫水法需要較高的溫度(350~400℃),加之如前所述,難以找到.工業(yè)化生產理想的脫水催化劑,所以有人提出了間接脫水法合成NVP的路線.間接脫水法是使NHP分子內的羥基先被另一基團所取代生成一種中間產物,然后由這個中間產物發(fā)生反應生成NVP.

其中具特色，因而受到人們重視并被廣泛應用的是其優(yōu)異的溶解性能、絡合能力及生理相容性等.在合成高分子中,像PVP這樣既溶于水,又溶于大部分溶劑,毒性很低,生理相容性好的品種迄今為止并不多見。PVP的優(yōu)異性能使其得到越來越廣泛的應用,特別是在醫(yī)藥、食品、化妝品這些與人們健康密切相關的領域中的應用.下面介紹-些與應用密切相關的物理性質。

PVP的分子量通常用K值表示,據(jù)德國BASF公司提供的數(shù)據(jù)，當K值小于30時,其堆密度為0.4~0.6g/ml,當K值為90時，PVP堆密度為0.11~0.25g/ml.由此可見,PVP分子量越大,堆密度越小,這是因為PVP分子量越大,接枝程度越高,分子鏈越長，分子之間堆積起來時相互之間形成的空隙就越大;反之分子量越小,PVP分子堆積在一起時相互之間的空隙就越小,而且不同分子的原子還可填充到鄰近分子內原子間的空隙,進而導致PVP密度增大,也就是在其他條件相同時的堆密度增大.

顯然,取代NHP分子內經基的基團必須滿足---定的條件,即既容易取代NHP分子內的羥基,又要能比較容易地從中間產物分子中脫去.這樣,不經過NHP的直接催化脫水,而是通過另外一種中間產物在較溫和的條件下同樣達到由NHP分子脫水生成產物NVP的目的,同時達到較高的產物收率,所以被稱為間接脫水法.間接脫水法根據(jù)取代NHP分子內羥基基團的不同,又可分為鹵代法、乙酐法等.鹵代法是間接脫水法中被研究較好的主要方法,其方法要點是:用--種鹵代劑與NHP反應生成鹵代乙基吡咯烷酮,然后由鹵代乙基吡咯烷酮的熱反應得到產物NVP.

呼市化工2-吡咯烷酮

NVP分子內的乙烯基電荷不平衡，即雙鍵相連的兩個碳原子上電荷密度不一樣.這種電荷不平衡為NVP的水解提供了可能性,當在酸性或有堿金屬離子存在時，NVP分子內就發(fā)生異構化,形成--系列過渡態(tài),終生成吡咯烷酮與乙醛,這是NVP水解的一步.NVP水解的二步為一步生成的吡咯烷酮與NVP分子進行加成反應,然后在水的參與下進-步分解為吡咯烷酮和乙醛.

也可以通過加入一些物質來減少或增大PVP的吸濕性進而達到控制PVP黏度的目的,可作為黏度控制劑加入到PVP中的物質有羧甲基纖維素﹑羥甲基纖維素、乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素,蟲膠.鄰苯二甲酸二甲酯、乙二醇、甘油、二乙二醇、山梨醇、聚乙二醇400、尿素等.其中前5種化合物有減少PVP黏性的作用，后7種化合物有增加PVP黏性的作用.加入10%的某磺酰胺-甲醛樹脂可以使PVP在空氣中基本無黏性。正因為PVP具有優(yōu)良的生理相容性,故而被廣泛地用于食品、化妝品、醫(yī)藥及醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中。

γ-丁內酯-直接脫水法是合成PVP單體NVP的方法中研究得比較廣泛的一種方法,尤其是近10～20年來發(fā)表了大量關于該方法的文章,其中主要是關于脫水催化劑的.y-丁內酯-直接脫水法經過胺解﹑催化脫水兩步合成NVP.胺解是由y-丁內酯與乙醇胺在一定的條件下發(fā)生反應而生成羥乙基吡咯烷酮(NHP).催化脫水反應的研究相對更為活躍,就催化劑方面而言,較多的是關于脫水催化劑對脫水反應結果的影響,而對于催化劑如何影響反應及催化脫水反應的機理缺少進一步的研究報道.

在鹵代法中, 重要的是鹵代劑的選擇,不少研究工作證明,氯化亞飆(SOC1,)可作為鹵代劑129},用SOCI。先是羥乙基吡咯烷酮在溶劑苯中與SOCl,發(fā)生鹵代反應生成氯乙基吡咯烷酮,然后用KOH或甲醇鈉作催化劑脫去一分子氯化氫生成NVP,反應的實施過程如下:( 1 )NHP和苯按重量比1:0.5~0.8加人三頸燒瓶中,再把燒瓶置于加有冰塊的超級恒水浴中,邊攪拌,邊由滴液漏斗滴加入重量為NHPO.83倍的SOCl ,控制速度使體系溫度不大于35℃為宜(因為羥乙基吡咯烷酮與SOCl之間的反應為強放熱反應),滴加完畢后繼續(xù)攪拌4h,此時NHP的轉化率已達90%以上,將反應裝置接到SO。

呼市化工2-吡咯烷酮

顯然,吡咯烷酮鉀鹽更易與NVP進行加成反應,導致在K,SO存在時NVP的水解速率也應較大。由于NVP易水解,所以在NVP的生產和使用中應注意兩點:一是合成NVP時必須注意把水去除,保證產品中不含水分:;..是在貯存、運輸過程中,要使產品呈中性或弱堿性,從而防止水解與自聚合反應發(fā)生,通常的方法是加入0.1%的堿如氫氧化鈉、氨或低分子量的胺類。