1 N一甲基吡咯烷酮合成方法
1.1 7一丁内酯与甲胺无催化剂合成NMP y一丁内酯与甲胺无催化剂合成NMP的工艺 是E.Spath等人在1936年开发的,德国BASF公 司、美国GAF公司及日本三菱化成公司等相继建 成的NMP生产装置都是采用此工艺,所不同的是 原料7一丁内酯生产路线不同。德国BASF公司、 美国GAF公司采用1,4一丁二醇为原料生产 一 丁内酯;而日本三菱化成公司则采用顺酐高压加 氢工艺路线生产 一丁内酯 2。目前,我国生产 NMP的企业也是采用7一丁内酯与甲胺无催化剂 合成NMP的工艺。 y一丁内酯与甲胺无催化剂合成NMP分两步 进行。第一步在一15℃温度下,7一丁内酯与甲 胺氨解开环生成4一羟基一N一甲基丁酰胺;第二 步反应温度250℃、压力5.88 MPa下反应3 h,生 成物进而脱水生成NMP,再经浓缩、减压、脱水、 蒸馏后得成品NMP,收率为90%。这两步反应可 以采用釜式反应器间断进行,也可以采用管式反应时间为2 h时,NMP的收率可达94%。 气相催化合成NMP反应可在常压下进行,反 应时间也有所缩短,对设备的要求大为降低,能耗 更是大大减少,具有很好的开发价值. 7一丁内酯与甲胺无催化剂合成NMP工艺需 要较高的温度、压力和较长的停留时间,这对设备 的选用、过程的操作和控制都提出了较高的要求, 从而增大了投资
1.2气相催化合成NMP 邱立勤等【4 J开发了以固体酸Mgo—SiO,为催 化剂,以7一丁内酯和甲胺为原料,常压下气相催 化合成NMP的工艺。反应装置为自制的430玻 璃管式反应器,可用电阻丝进行加热,催化剂填充 量为5 g。7一丁内酯与甲胺水溶液的混合物经微 型计量泵控制,以液相形式进入反应器,氮气作为 稀释用惰性气体,经微型气体计量计计量后进人 反应器。反应器上下段均填充一定量的陶瓷材 料,上段填充段足够长,作为预热段,以确保反应 在气相状态下进行。反应后产品经冷凝收集,未 冷凝的甲胺用盐酸水溶液吸收。当甲胺和 一丁 内酯的摩尔比为1.35、反应温度为260—270℃、
1.3电解合成NMP 闫昭君 5以N一甲基丁二酰胺为原料,三氯 甲烷为萃取剂,20%(mass)的硫酸为介质,经过欲 处理的铅为电极,在隔膜电解槽中电解合成了 NMP。电解合成NMP的过程为:在阴极池中加入 20%硫酸液,加入原料N甲基丁二酰亚胺(白色 结晶),在阳极筒中倒入20%硫酸液,使阴阳两极 液面高度基本相同。通入冷凝水,外加冰水浴,保 持一定的反应温度。开动磁子搅拌器,将阳极板 接上直流稳压电源,通以0.03 A/ ̄m2的电流进行 电解2 h。将电解液倒入分液漏斗中,用等体积的 三氯甲烷萃取3次,充分静止后分离。将滤液在 常压下蒸馏,基本蒸出溶剂后改为减压蒸馏。 NMP的产率可达70%以上,产品纯度可达97% 以上。 N一甲基丁二酰胺电解合成NMP的反应实质 是电极表面的催化反应,电解池的负极发生还原 反应生成原子氢: H +e—H 再由原子氢还原有机化合物。化学反应式 为: O 厂< Pb 一c 阴极L— … U 以N一甲基丁二酰胺为原料电解合成NMP, 工艺简单,操作方便,反应条件易于控制,是一种 很有前途的方法. 作者简介: 贾太轩(1967 -),男,硕士研究生。