CN1095463C - 高纯度n－甲酰基吡咯烷及其同系物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了高纯度N-甲酰基吡咯烷及其同系物的制备方法，其中之一为用吡咯烷与有机酸在60～200℃反应生成相应的盐，盐脱水后即得产物，有机酸为C1～C16的脂肪酸；另一种为用吡咯烷与有机酸酯HCOOR在80～180℃反应脱去相应的醇得产物，其中R为C1～4的脂肪链烃基，或苯基、苄基芳香族烃基。本发明反应条件缓和，时间短，反应装置简单，产率高且无三废产生。

Description

高纯度N-甲酰基吡咯烷及其同系物的制备方法
本发明涉及化工技术，特别提供了高纯度N-甲酰基吡咯烷及其同系物的制备方法。
N-甲酰基吡咯烷及其同系物为多种高分子材料的优良溶剂，它在高分子材料如聚丙烯腈、尼龙及聚砜等的加工及有机合成方面有很多用处；可作为特定反应的催化剂；本身也可作为酰化试剂。
现有的制备N-甲酰基吡咯烷的方法主要可归纳为以下四种：
1.在催化剂存在下，用CO进行羰基化反应，此方法需要在高温高压下进行，而且催化剂也比较昂贵，如Jpn.KoKai Tokkyo Koho JP8242,660；
2.在相转移催化剂存在下，吡咯烷与氯仿的反应，其产率为11～89％，如Graefe Jurergen Froehlich Ingrid.et.al.Z.chem，1974，14(11)434(Ger.)；
3.吡咯烷与三氯乙醛反应来制备，如Blicke，Lu，Am.Soc.74(1952)3933；
4.用二甲基甲酰胺等含酰基化合物的酰基交换反应，这是一个比较好的反应，但反应本身所需的试剂很昂贵，溶剂用量大，三废多，生成物纯化较难，如Kraus，Menahem，A.et al，Synthesis，361(1973)。
总之以往的许多制备方法，有的工艺条件苛刻，有的三废多，有的对设备腐蚀严重，且分离难度较大，生产成本高，产率又不够高。
本发明的目的在于提供高纯度N-甲酰基吡咯烷及其同系物的制备方法，其反应条件缓和，时间短，反应装置简单，产率高且无三废产生。
本发明提供了两种高纯度N-甲酰基吡咯烷及其同系物的制备方法，第一种方法是：
用吡咯烷与甲酸等有机酸在60～200℃反应生成相应的盐，盐脱水之后即可得到产物。可用的有机酸为C1～C18的脂肪酸，其反应的脱水过程可用直接加热蒸出水的方法，也可用苯、甲苯、正己烷、环己烷、丁醇或戊醇等共沸剂脱水法进行。脱水可按常规技术进行，脱水装置可用普通的蒸馏瓶，也可用精馏柱。通过减压蒸馏即可得高纯度产品。第二种方法是：
Figure C9811448000041
有机酸酯HCOOR(其中R为C1～4的脂肪链烃基，或苯基、苄基等芳香族烃基)与吡咯烷在80～180℃反应脱去相应的醇就可以得到N-甲酰基吡咯烷。脱醇装置可用普通的蒸馏瓶，也可用精馏柱。通过减压蒸馏即可得高纯度产品。
本发明的方法，反应原料简单，反应产率高，除了水或醇之外没有其它副产物，所以便于与产品分离，得到高纯度的N-甲酰基吡咯烷。
下面通过实施例详述本发明。
实施例1 N-甲酰基吡咯烷的制备
在带有加料装置的250毫升的普通蒸馏瓶内加入71.5克吡咯烷与52.3克(含量为88.0％)甲酸，油浴加热至60～120℃，蒸出水后冷却，减压蒸馏，得到反应产物84克，色谱分析其中N-甲酰基吡咯烷含量为99.9％，以吡咯烷为基准计算，其摩尔产率为84％。气相色谱分析用上海分析仪器厂产103气相色谱仪，色谱条件：PEG2万填充柱，柱长2米，内径3毫米，柱温140℃，氢火焰离子化检测器汽化室温度150℃，载气为高纯氮气，流速为15ml/min，氢气80ml/min，空气200ml/min，用归一化法定量。
实施例2 N-乙酰基吡咯烷的制备
在带有加料装置的250毫升蒸馏瓶内加入71.5克吡咯烷、20克毫升苯和60.6克(含量99.0％)乙酸，油浴加热至70～120℃，共沸脱完水之后冷却，减压蒸馏后，得到93.2克的产物，用气相色谱分析，其中的N-乙酰基吡咯烷的含量为99.0％，以吡咯烷为基准计算，其摩尔产率为81.3％。色谱分析条件、仪器同上。
实施例3  
Figure C9811448000042
的制备
在带有加料装置的250毫升的蒸馏瓶内加入76.8克棕榈酸与21.9克吡咯烷，油浴加热至100℃左右，共沸脱完水之后冷却，得到粗品，用重结晶试剂重结晶可得到产物79.3克，摩尔产率为85％。
实施例4 N-甲酰基吡咯烷的制备2
在带有加料装置的250毫升的蒸馏瓶内加入71.5克吡咯烷和75.5克甲酸乙酯(含量98％)，油浴加热至120℃左右，脱去乙醇后，减压蒸得产物89.3克，色谱分析其中N-甲酰基吡咯烷含量为99％，以吡咯烷为基准计算，摩尔产率为88％。色谱分析条件、仪器同上。
实施例5 N-甲酰基吡咯烷的制备3
在带有加料装置的250毫升的蒸馏瓶内加入甲酸苯酯120克(含量50％)、吡咯烷36克，油浴加热至90℃，减压蒸去苯酚以及原料中的其它物质，得到粗品，减压蒸馏得到产物76.6克，用气相色谱分析，其中的N-甲酰基吡咯烷的含量为99.9％，以吡咯烷为基准计算，其摩尔产率为87.0％。色谱分析条件、仪器同上。

Claims (5)

1.一种N-甲酰基吡咯烷或其同系物的制备方法，其特征在于：用吡咯烷与有机酸在60～200℃反应生成相应的盐，盐脱水后即得产物，有机酸为C1～C16的脂肪酸。
2.按权利要求1所述N-甲酰基吡咯烷或其同系物的制备方法，其特征在于：脱水过程用直接加热蒸出水的方法。
3.按权利要求1所述N-甲酰基比咯烷或其同系物的制备方法，其特征在于：用苯、正己烷、环己烷、丁醇或戊醇共沸剂脱水。
4.一种N-甲酰基吡咯烷的制备方法，其特征在于：用吡咯烷与有机酸HCOOR在80～180℃反应脱去相应的醇得产物，其中R为C1～C4的脂肪链烃基，或苯基、苄基芳香族烃基。
5.按权利要求4所述N-甲酰基吡咯烷的制备方法，其特征在于：用直接加热蒸出醇。
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