SU978726A3 - Способ получени 2-пирролидона - Google Patents

Description

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-ПИРРОЛИДОНА

1

Изобретение относитс  к усовершенствованному способу получени  2-пирролидона , который может быть использован при синтезе полиамидов.

Известен способ получени  2-пир- 5 ролидона гидрированием сукцинонитрила в жидком аммиаке на катализаторе, с последующей обработкой продукта. гидрировани  водой. Катализатором, который используетс  в виде неподвиж- to ного сло ,  вл етс  никель на носителе . Температура гидрировани  50 130° . Выход 2-пирролидона по этому способу составл ет 75% Cl 3.

Цель изобретени  - увеличение вы- 15 хода целевого продукта.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  2-пирролидона , заключающемс  в том, что сукцинонитрил при 85-100 С гидрируют в 20 жидком аммиаке на неподвижном катализаторе , содержащем никель на носителе с последующим гидролизом полученного при этом соединени  водой, в

качестве носител  никел  используют окись магни , гидроокись магни , карбонат магни , гидроокись кальци  и карбонат кальци , а также смеси указанных соединений.

Катализатор готов т путем осаждени  гидроокиси никел  и/или карбоната никел  из водного раствора соли никел , например, нитрата никел , сульфата никел , хлорида никел , ацетата никел  или формиата никел , при помощи гидроокиси и/или карбоната щелочного металла, или аммони . При этом носитель уже содержитс  в растворе соли никел , когда осаждают гидроокись или карбонат никел . Затем соль никел , содержащуюс  в полученной смеси (либо после ее разложени  до окиси никел , либо без такого разложени ) , восстанавливают до металлического никел .

Claims (2)

1. Количество аммиака, которое должно содержатьс  в жидкой фазе, может 39 составл ть 0,5-25 г на 1 г подлежаце го превращению сукцинонитрила. Предлагаемый способ может быть осуществлен при различном парциально давлении водорода, например, при пар циальном давлении водорода 100 35000 кПа. Практически наиболее пред почтительно парциальное давление вод рода 500-1000 кПа. Гидрирование може быть осуществлено при вЗ-ЮО С, Гидрирование может быть осуществл но предпочтительно в так называемом струйном реакторе, в котором раствор сукцинонитрила в жидком аммиаке протекает через неподвижный слой катали затора, состо щего из катализатора в виде таблеток или гранул под действи ем силы т жести, а водород или водородсод ржащий газ поступает через слой катализатора пр мотоком или про тивотоком по отношению к раствору сукцинонитрила. При этом Удельна  нагрузка на катализатор может принимать различные значени , например 0,1-25 л жидкости на литр катализато ра в час, предпочтительно 0, л жидкости на литр катализатора в час. По окончании гидрировани  сукцинонитрила весь аммиак или только часть его удал ют из полученной реак ционной смеси, например, выпаривание Обработка гидрированного продукта водой может быть осуществлена в присутствии или в отсутствии аммиака. Обработку водой можно производить при различной температуре, например, при 150-300 С. Количество воды тоже быть различным, например, оно может мен тьс  от стехиометрического до 20 моль на моль сукцинонитрила ., Пример 1. Получение катали,затора . 2000 г нитрата никел  (М1(ЫПз)зХ X ) раствор ют в л дистиллированной воды. В полученном растворе суспендируют 270 г порошка гидроокиси кальци  (фирмы J. Т. Baker). Суспензию нагревают до 90°С при перемешивании , после чего в нее добавл ют в течение 1 ч раствор 850 г безводного карбоната натои  в л дистиллированной воды. Полученный осадок отдел ют фильтоовайием и промывают насыщенным при комнатной температуре раствором гидроокиси кальци  в дистиллированной воде до тех пор, пока в промывных водах не обнаруживаетс  натрий по цинкуранилнитратному мето4 ду; Затем катализаторную массу сушат на воздухе в течение 2k ч при 120°С. Анализ полученной массы показал, что она состоит из 32, весД никел  в виде карбоната никел  и гидроокиси никел  в смеси с гидроокисью кальци  и карбонатом кальци  (весовое соотношение приблизительно 1:1), После измельчени  массу смешивают с 2 вес.% графита (смазочный материал ) и из нее прессуют таблетки диаметром и высотой приблизительно 3 мм. Получение пирролидона. Раствор ют в течение 1 ч 0,1. кг сукцинонитрила в 1 ,25 кг жидкого аммиака при повышенном давлении в смесителе , нагретом до , после чего полученный раствор перекачивают в верхнюю часть вертикально установленного металлического трубчатого реактора (длина 1,5 м, внутренний диаметр 2,5 см), Реактор содержит нижний слой 600 мл катализатора - и верхний слой, состо щий из 75 мл инертного набивочного материала (выступающа  металлическа  набивка, размеры 0,16 х х 0,16 см). До начала эксперимента катализатор активируют путем пропускани  через него азота в течение 10 ч при , затем водорода в течение 30 ч при 335°С. . . Одновременно с раствором аммиака ввод т водород в верхнюю часть трубчатого реактора при помощи компрессора со скоростью 930 л ( и 100 кПа) в час. Парциальное давление водорода в реакторе составл ет АООО кПа (общее давление - 10000 кПа). Температуру в реакторе поддерживают на уровне 85 С при помощи нагревательной рубашки. Полученную реакционную смесь выгружают со дна реактора, охлаждают до и раздел ют при повышенном давлении в сепараторе на жидкость и газ. После этого аммиак удал ют из полученной жидкости в расширительном сосуде, работающем при повышенном давлении. После работы в течение 25. ч продукт, полученный таким образом в течение последующих двух часов , отдел ют (208 г). Пробу этого продукта весом 2 г подвергают анализу методом газовой хроматографии; анализ показал отсутствие исходного продукта. При перемешивании оставшеес  количество отделенного продукта нагревают в течение 0,5 ч при 210С 5 в автоклаве емкостью 1 л с 200 г вод После охлаждени  гидролизованный продукт подвергают анализу методом газовой хроматографии. Анализ показал , члго получилось 185 г пирролидона . В расчете на количество вз того сукцинонитрила это соответствует выходу 87%. Путем перегонки гидролизо ванной смеси при пониженном давлении можно получить совершенно чистый (чистота Э9%) пирролидон, который может быть дополнительно очищен, есл требуетс , путем перегонки над кисло той , например , серной кислотой, или над щелочью, например, гидроокисью натри , (т. кип. мм рт.ст., т.пл. 2i,6°C). Пример
2. 2. Получение катализатора . 2000 г нитрата никел  (Ni(N03)2 X ) раствор ют в л дистиллированной воды. 3 полученном растворе суспендируют 270 г порошка окиси маг ни  (фирмы Saline Liinehurg). Суспензию нагревают до 90°С при перемешивании , после чего в нее добавл ют в течение 1 ч раствор 85П г безводного карбоната натри  в Ц л дистиллированной воды. Полученный осадок отдел ют фильтрованием и промывают дистиллированной водой до тех пор, пока в промывных водах не обнаруживаетс  натрий по цинкуранилнитратному методу. Затем катализаторную массу сушат на воздухе в течение 2 ч при 120С. Анализ полученной массы показал, что она состоит, из 32,7 вес. никел  в виде карбоната никел  и гидроксида никел  в смеси с гидроокисью магни  После измельчени  массу смешивают с 2 вес.% графита и спрессовывают в таблетки диаметром и высотой приблизительно 3 мм. Получение пирролидона. Раствор ют в течение 1 ч 225 г сукцинонитрила в 3,1 кг жидкого аммиака при повышенном давлении в сме теле, нагретом до , после чего полученный раствор перекачивают в верхнюю часть вертикально установле ного металлического трубчатого реактора (длина 1,5 м, внутренний диаме 2,5 см). В реакторе находитс  слой катали затора бОО лп, а над ним - слой инертного набивочного материала 75 мл (выступающа  металлическа  набивка, размеры О,16 X 0,16 см). До начала . 6 эксперимента катализатор, активируют путем пропускани  через него азота в течение 10 ч при , затем водорода в течение ЗР ч при 335°С. Одновременно с раствором аммиака ввод т водород в верхнюю часть трубчатого реактора при помощи компрессора со скоростью 1200 л ( и 100 кПа) в час. Парциальное дёвление водорода в реакторе поддерживают 3500 кПа (общее давление - 10000 кПа). Температуру в реакторе поддерживают 100°С путем применени  нагревательной рубашки. Полученную реакцио - ную смесь выгружают со дна реактора, охлаждают до kQ°C и раздел ют при повышенном давлении в сепараторе на жидкость и газ. После этого аммиак удалжот из полученной жидкости в расширительном сосуде, работающем при повышенном давлении. После работы в течение 25 ч продукт, полученный таким образом в .течение последующих двух , отдел ют (2kS г). Пробу этого продукта весом 2 г подвергают анализу методом газовой хроматографии; анализ показал, что Э7% исходного продукта конвертировано . Оставшеес  количество отделенного продукта нагревают в течение 5 мин при перемешивании при 210С в автоклаве емкостью 1 л с 250 г воды. После охлаждени  гидролизованный продукт подвергают анализу методом газовой хроматографии. Анализ показал, что получилось 197 г пирролидона. В расчете на количество конвертированного сукцинонит0ила это соответствует выходу 85. Путем перегонки гидролизованной смеси при пониженном давлении можно получить совершенно чистый (чистота 99%) пирролидон, который может быть дополнительно очищен путем перегонки над кислотой, например, серной кислотой, или над щелочью, например , гидроокисью натри . Таким образом, предлагаемый спр соб позвол ет получать 2-пирролидон из сукцинонитрила с выходом 85-87%. Формула изобретени  Способ получени  2-пирролидона каталитическим гидрированием сукцинонитрила в жидком аммиаке на неподвижном катализаторе, содержащем никель на носителе, при 85-100°С с пот 9787268

   следующим гидролизом полученного приокись магний гидроокись магни  или

   этом соединени  водой, о т л и ч а-карбонат магний.

   ю щ и и с   тем, что, с целью повы-Источники инфо| ивции,

   шени  выхода целевого продукта,прин тые во внимание при экспертизе

   в Качестве носител  используют одноs 1. Патент СССР по за вке

   или несколько соединений из группы:« 271290VZJ-Ot, кл. С «7 D 207/26,

   гидроокись кальци , кар6он т кальци ,19.