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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(chǎn)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(nèi)的羥基先被另一基團所取代生成一種中間產(chǎn)物,然后由這個中間產(chǎn)物發(fā)生反應生成NVP.

在這-一方法的研究報道中,大多數(shù)是關(guān)于α-NHP脫水反應的脫水催化劑的,反映了脫水催化劑在這-一-方法中的重要性.NVP的合成方法除主要的乙炔法和y丁內(nèi)酯法外,還有其他合成方法,如以吡咯烷酮和乙烯在鈀催化劑的作用下反應直接生成NVP的吡咯烷酮法等,所有這些合成方法都將在后面的有關(guān)章節(jié)中作專門的介紹和論述.NVP的水解機理，通過進一步研究,得到丙烯酸或KSO存在下NVP的水解機理.

NVP分子內(nèi)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(nèi)就發(fā)生異構(gòu)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.

顯然,取代NHP分子內(nèi)經(jīng)基的基團必須滿足---定的條件,即既容易取代NHP分子內(nèi)的羥基,又要能比較容易地從中間產(chǎn)物分子中脫去.這樣,不經(jīng)過NHP的直接催化脫水,而是通過另外一種中間產(chǎn)物在較溫和的條件下同樣達到由NHP分子脫水生成產(chǎn)物NVP的目的,同時達到較高的產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)物NVP.

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從NVP水解機理來看,NVP能否發(fā)生水解主要依賴于一步一系列過渡態(tài)是否可以形成,或者說NVP分子內(nèi)異構(gòu)化反應能否發(fā)生是NVP是否發(fā)生水解的關(guān)鍵。溶液中H*或者堿金屬陽離子的存在正好使NVP的分子內(nèi)異構(gòu)化得以實現(xiàn),所以NVP的水解得以進行.NVP的水解速率主要取決于二步,當K’存在時,會與一步生成的吡咯烷酮反應先生成吡咯烷酮鉀鹽,然后再與NVP進行加成反應.

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(chǎn)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(chǎn)品中不含水分:;..是在貯存、運輸過程中,要使產(chǎn)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。

γ-丁內(nèi)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(guān)于該方法的文章,其中主要是關(guān)于脫水催化劑的.y-丁內(nèi)酯-直接脫水法經(jīng)過胺解﹑催化脫水兩步合成NVP.胺解是由y-丁內(nèi)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(guān)于脫水催化劑對脫水反應結(jié)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(zhuǎn)化率已達90%以上,將反應裝置接到SO。

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該反應的反應速率除受催化劑本身活性大小和宏觀物性的影響外,還受傳質(zhì)傳熱等因素的影響.氣液兩相反應時,原料丁炔二醇的濃度對反應轉(zhuǎn)化率的影響的,在固定氫氣壓力和流速的情況下,丁炔二醇濃度較低,可以得到較高的轉(zhuǎn)化率,但是設備利用率,而且會造成原料H的大量浪費,尤其是前一種情況,在工業(yè)化設計時是必須要考慮的因素.如果選擇高濃度的丁炔二醇溶液,轉(zhuǎn)化率,而要得到高的轉(zhuǎn)化率,就要延長通H的時間和增加通H,的循環(huán)次數(shù).更重要的一點是,從式(3.17)可以看出,丁炔二醇催化加氫是-個強放熱反應.顯而易見,丁炔二醇的濃度越大,體系放出的熱量就越多,以至于不易排出,造成操作上的不便.