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(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(xiàn).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(chǎn)物,然后由這個(gè)中間產(chǎn)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(luò )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(jiàn)。PVP的優(yōu)異性能使其得到越來(lái)越廣泛的應用,特別是在醫藥、食品、化妝品這些與人們健康密切相關(guān)的領(lǐng)域中的應用.下面介紹-些與應用密切相關(guān)的物理性質(zhì)。

PVP的分子量通常用K值表示,據德國B(niǎo)ASF公司提供的數據，當K值小于30時(shí),其堆密度為0.4~0.6g/ml,當K值為90時(shí)，PVP堆密度為0.11~0.25g/ml.由此可見(jiàn),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(cháng)，分子之間堆積起來(lái)時(shí)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(shí)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(jìn)而導致PVP密度增大,也就是在其他條件相同時(shí)的堆密度增大.

顯然,取代NHP分子內經(jīng)基的基團必須滿(mǎn)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(chǎn)物分子中脫去.這樣,不經(jīng)過(guò)NHP的直接催化脫水,而是通過(guò)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(shí)達到較高的產(chǎn)物收率,所以被稱(chēng)為間接脫水法.間接脫水法根據取代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(diǎn)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.

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(gè)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(shí)，NVP分子內就發(fā)生異構化,形成--系列過(guò)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(jìn)行加成反應,然后在水的參與下進(jìn)-步分解為吡咯烷酮和乙醛.

也可以通過(guò)加入一些物質(zhì)來(lái)減少或增大PVP的吸濕性進(jìn)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(zhì)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(chóng)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(shù)脂可以使PVP在空氣中基本無(wú)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、醫藥及醫療衛生行業(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(lái)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-丁內酯-直接脫水法經(jīng)過(guò)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(guān)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(jìn)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(shí)施過(guò)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),滴加完畢后繼續攪拌4h,此時(shí)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(jìn)行加成反應,導致在K,SO存在時(shí)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(diǎn):一是合成NVP時(shí)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(guò)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(lèi)。