ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методика проведения реакции винилирования а-пирролидона из "Химия N-винитпирролидона и его полимеров" Приготовление катализатора. Щелочные соли а-пирролидона, применяемые в качестве катализаторов винилирования, получают двумя методами взаимодействием а-пирролидона с металлическим натрием или калием и нагреванием а-пирролидона с рассчитанным количеством КОН с последующим удалением воды. [c.14] При работе с малым количеством более удобным является первый способ. В этом случае исключается необходимость в проведении дополнительных операций (например, удаление воды) и связанные с ними потери реагентов. Ввиду большой склонности металлического калия к самовоспламенению катализатор предпочитают получать из а-пирролидона и натрия. [c.14] Пример 1. К 0,09 г-моля металлического натрия, предварительно мелко диспергированного в ксилоле, прибавляют 35 мл сухого диоксана, 0,2 г-моля а-пирролидона и нагревают при перемешивании до полного растворения натрия. Сначала реакция идет при комнатной температуре, а затем реакционную массу нагревают. [c.14] Пример 2. В круглодонную колбу, снабженную насадкой Дина и Старка, помещают 0,15 г-моля едкого кали, 0,3 г-моля а-лирролидона, 60 мл толуола и нагревают при слабом кипении реакционной массы до прекращения выделения воды. [c.14] Пример 3. В колбу Клайзена помещают 0,15 г-моля едкого кали, 0,5 г-моля а-пирролидона и медленно в вакууме при 10—20 мм рт. ст. отгоняют 0,2 г-моля а-пирролидона. Остагшийся продукт используют в качестве катализатора винилирования. [c.14] Проведение реакцип. В лабораторных условиях, где затруднена непрерывная подача компремированного ацетилена, процесс обычно проводится периодическим методом в автоклаве. [c.14] При проведении реакции а-пирролидона с ацетиленом в больших масштабах для приготовления катализатора используют едкое кали. Однако Реппе, впервые осуществивший винилирование а-пирролидона в промышленности, указывает, что катализатор для этой реакции получается нагреванием а-пирролидона с металлическим калием в инертном растворителе (толуоле) [6]. [c.15] При приготовлении катализатора из а-пирролидона и едких щелочей выделяющуюся воду отгоняют в виде азеотропной смеси с избытком лактама или с ароматическими углеводородами. [c.15] Полные технологические данные процесса синтеза N-винилпирролидона в литературе, естественно, отсутствуют. Имеются краткие указания, являющиеся, по-видимому, отражением специальных технических отчетов [4, 15, 18, 21, 45]. [c.15] В монографии Вацулика [18] приведено следующее описание процесса. [c.15] Вторым важным условием является исключение непосредственного контакта вводимого ацетилена с твердой щелочью, которая при повышенной температуре вызывает разложение ацетилена, сопровождающееся взрывом. Поэтому, особенно в начале процесса, к смеси а-пирролидона со щелочным катализатором прибавляют чистый, свободный от щелочи а-пирролидон, предварительно насыщенный под давлением смесью ацетилена и азота (50— 60% ацетилена), а затем в реактор вводят смесь обоих газов под давлением 22— 25 атм. Реактор для винилирования представляет собой длинную стальную трубу с внутренним диаметром 20 см, рассчитанную на резкое повышение давления до 200 атм. Нижняя треть реактора обогревается перегретым водяным паром (20 атм)-, верхние две трети в зависимости от необходимости либо нагреваются, либо охлаждаются циркулирующим маслом. У дна реактора имеется штуцер для ввода жидких и газообразных компонентов в верхней части реактор снабжен выводом для продуктов реакции. Процесс ведут при температуре 150—170° С и давлении 20—25 атм. Перед пуском реактор продзшают азотом, а затем нагревают до необходимой температуры и заполняют смесью а-пирролидона и катализатора. После этого вводят насыщенный ацетиленом а-нирролидон и, наконец, разбавленный азотом ацетилен. Процесс непрерывный и его проводят с такой скоростью, чтобы получаемый продукт содержал 50—60% N-винилпирролидона. Продукт реакции поступает в два сепаратора, где он охлаждается и освобождается от непрореагировавшего ацетилена и азота, которые возвращаются в цик.ч и затем перегоняется в вакууме (5 мм рт. ст.). Головную фракцию подают на повторную разгонку основную фракцию, кипящую при 78—85° С и представляющую собой в основном N-винилпирролидон, собирают отдельно остаток перегоняющийся при температуре выше 85° С и содержащий непрореагировавший а-пирролидон, возвращают на винилирование. Винилпирролидон, перегнанный один раз, недостаточно чист и не дает полностью растворимого в воде полимера. Поэтому мономер повторно перегоняют с добавкой 0,5—1% едкого кали. Выход абсолютно чистого мономера составляет 70% от теорет. в пересчете на безводный а-пирролидон (60% в пересчете на ацетилен). Побочным продуктом винилирования является у-аминомасляная кислота. В случае хранения мономерный N-винилпирролидон стабилизируют небольшим количеством порошкообразного едкого кали. [c.16] Исходные продукты для получения N-винилпирролидона должны быть как можно более чистыми и абсолютно сухидш. Ацетилен, содержащий не менее 99% основного продукта, очищают на оросительных промывных установках хлорной водой, а затем раствором углекислого натра и, наконец, сушат [18]. [c.16] Взрывоопасность процесса винилирования а-пирролидона, осуществляемого в автоклавах при высоких температурах и давлении в газовой фазе, побуждает изыскивать другие способы проведения этого процесса. Появились патенты, в которых предлагаются новые решения. [c.16] Представляют интерес работы советских исследователей, показавших возможность проведения реакции винилирования а-пирролидона при давлении, близком к атмосферному [47]. Процесс осуществляют при давлении 0,5 ати в присутствии калийпирролидона с применением ацетилена, неразбавленного азотом, при температуре около 170° С. [c.17] Проведение реакции а-пирролидона с ацетиленом при атмосферном давлении с удалением паров N-винилпирролидона по мере его образования описано в бельгийском патенте [48]. В качестве катализаторов рекомендуют использовать едкий натр, едкое кали, натрия, метилат натрия, натрийпирролидон. Температура отесса от 90 до 300 С, продолжительность 27 час. [c.17] Однако в последующих работах эта схема не нашла подтверждения. [c.17] Реакция протекает через промежуточное образование непредельного металлоорганического соединения. Последующее взаимодействие его с молекулой исходного реагента приводит к выделению винильного производного. Щелочной катализатор при этом регенерируется, и реакция повторяется. [c.18] Вернуться к основной статье