专利名称：由不含内酯的吡咯烷酮制备n-乙烯基吡咯烷酮的方法
由不含内酯的吡咯烷酮制备N-乙烯基吡咯烷酮的方法本发明涉及一种通过2-吡咯烷酮与乙炔反应制备N-乙烯基吡咯烷酮的方法，其 中用作起始原料的2-吡咯烷酮(以下称为起始的2-吡咯烷酮)包含每100重量份2-吡 咯烷酮小于1重量份的丁内酯。N-乙烯基吡咯烷酮在工业上通过用乙炔来乙烯化2-吡咯烷酮而制备。2-吡咯烷 酮(Y-丁内酰胺)又可通过丁内酯与氨反应获得，例如正如在DE-A1 795 007中所述。因 此，在N-乙烯基吡咯烷酮的制备中使用的2-吡咯烷酮通常仍包含残留量的丁内酯。本发明的目的是提供一种以N-乙烯基吡咯烷酮的高时空产率和最大产率制备 N-乙烯基吡咯烷酮的方法。因此，已经找到开始所定义的方法。用于该方法的起始原料为2-吡咯烷酮和乙炔。在本发明方法中使用的2-吡咯烷酮以下称为起始的2-吡咯烷酮。2-吡咯烷酮也称为丁内酰胺，是下式的已知化合物 根据本发明，所用起始的2-吡咯烷酮是包含每100重量份2-吡咯烷酮小于1重 量份，优选小于0. 5重量份，更优选小于0. 3重量份，尤其小于0. 15重量份，最优选小于0. 1 重量份下式的丁内酯的起始原料 随后可以将丁内酯从2-吡咯烷酮中除去至所需程度。或者，实际上可以制备 2_吡咯烷酮使获得的2-吡咯烷酮不包含大于上述量的丁内酯。具有上述最大丁 内酯含量的2-吡咯烷酮可在市场上获得。合适起始的2-吡咯烷酮可以包含其它杂质或副产物；如果有的话，优选仅仅包含少量。特别地，合适起始的2-吡咯烷酮每100重量份2-吡咯烷酮合适的话可以具有如 下其它成分0-2重量份，尤其是0-1重量份，更优选0-0. 1重量份的水，和0-2重量份，尤其是0-1重量份，更优选0-0. 1重量份的甲基吡咯烷酮。起始的2-吡咯烷酮由优选大于97重量％，尤其大于98重量％，更优选大于98. 5 重量％，甚至更优选大于99重量％，尤其大于99. 5重量％或大于99. 7重量％的2-吡咯烷 酮组成。所用乙炔合适的话也可包含副产物和杂质。特别地，合适的乙炔合适的话每100重量份乙炔也可以包含至多2重量份，尤其至多1重量份的丙炔。起始的2-吡咯烷酮与乙炔优选在催化剂存在下反应。已经发现有用的催化剂尤其是碱金属吡咯烷酮盐(pyrrolidate)。因此，起始的2-吡咯烷酮优选首先与碱金属氢氧化物或碱金属醇盐反应。例如， 其可以是氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾；特别优选氢氧化钾。该碱金属氢氧化物优选以水溶液的形式使用。该碱金属氢氧化物的含量例如可以 基于该溶液为5-90重量％，尤其是30-60重量％，更优选45-55重量％。与碱金属氢氧化物的反应优选在50-250°C的温度和1毫巴_1巴下进行，尤其是在 20-250°C下。塔顶部温度优选为20-100°C，尤其是25-60°C;塔底部温度优选为100-250°C， 尤其是 120-200°C。该反应优选半连续或连续进行。尤其优选连续进行。该反应优选在塔中，更优选在具有不规则填料或规整填料的塔中进行，该塔在上 述温度和压力下操作。优选连续操作。尤其优选包含不规则填料和规整填料，例如在下段中包含不规则填料床且在上段 中具有填充元件(packing element)(例如安装的钢板)的塔。该塔优选具有至少两个，更优选至少3个理论塔板。可以具有例如2-100个，尤其 3-20个理论塔板。将该碱金属氢氧化物和2-吡咯烷酮优选添加到该塔的上部三分之一，更优选上 部四分之一中。该碱金属氢氧化物和起始的2-吡咯烷酮在反应区，即塔中的平均停留时间小于6 分钟，尤其是小于5分钟；更优选50-200秒。反应形成相应的碱金属盐，即碱金属吡咯烷酮盐，优选吡咯烷酮钾。优选选择碱金属氢氧化物的量以使0. 25-25重量％，优选5_20重量％的2_吡咯 烷酮作为吡咯烷酮盐，即吡咯烷酮钾存在。 反应产物可以在塔下部或塔底连续排出。随后，该化合物再与乙炔反应，优选在分 开的反应釜中反应。该碱金属盐催化随后与乙炔的反应(乙烯化)。来自上述塔的流出液可以与其它 起始的2-吡咯烷酮混合。此时用于乙烯化的2-吡咯烷酮优选以0. 25-10重量％，尤其1. 5-6重量％的程度 作为吡咯烷酮盐存在。随后与乙炔的乙烯化同样可以间歇式、半连续或连续地进行。该乙烯化优选连续进行。与乙炔的反应优选在120-220°C，更优选140_170°C的温度和优选1. 0-25巴，更优 选10-20巴的压力下进行。根据本发明方法，N-乙烯基吡咯烷酮可以高的产率和纯度获得。相反，使用每100 重量份2-吡咯烷酮包含大于1重量份Y -丁内酯的起始的2-吡咯烷酮表现出差得多的产 率。乙烯基吡咯烷酮产率的恶化超出了未乙烯化的丁内酯的仅有含量。因此，大于1 重量份丁内酯的存在以非显而易见和不成比例的方式损害了乙烯基吡咯烷酮的产率。实施例实施例1在初始时进料85. lg(lmol)2-吡咯烷酮和2. 05g(30mmol)甲醇钾，在减压下将甲 醇蒸掉。由此获得的30g混合物在150°C和20巴下用乙炔进行乙烯化1小时。N-乙烯基 吡咯烷酮(NVP)的产率为理论产率的69% (通过气相色谱法测定)。对比实施例1在初始时进料85. lg(lmol)2-吡咯烷酮、2. 05g(30mmol)甲醇钾和 2. 58g(30mmol) 丁内酯，在减压下将甲醇蒸掉。由此获得的30g混合物在150°C和20巴下用乙炔进行
乙烯化1小时。N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)的产率为理论产率的49%。对比实施例2在初始时进料85. lg(lmol)2-吡咯烷酮、2. 05g(30mmol)甲醇钾和 1. 29g(15mmol) 丁内酯，在减压下将甲醇蒸掉。由此获得的30g混合物在150°C和20巴下用乙炔进行
乙烯化1小时。N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)的产率为理论产率的52%。实施例2在初始时进料85. lg(lmol)2-吡咯烷酮、2. 05g(30mmol)甲醇钾和 0. 26g(3mmol) 丁内酯，在减压下将甲醇蒸掉。由此获得的30g混合物在150°C和20巴下用乙炔进行
乙烯化1小时。N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)的产率为理论产率的66%。
权利要求
一种通过2-吡咯烷酮与乙炔反应制备N-乙烯基吡咯烷酮的方法，其中用作起始原料的2-吡咯烷酮(以下称为起始的2-吡咯烷酮)包含每100重量份2-吡咯烷酮小于1重量份的γ-丁内酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其中起始的2-吡咯烷酮包含小于0.15重量份的丁 内酯。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中起始的2-吡咯烷酮与乙炔的反应在 120-220°C的温度和1-25巴的压力下连续进行。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中反应在作为催化剂的吡咯烷酮钾存在下 进行。
全文摘要
本发明涉及一种通过2-吡咯烷酮与乙炔反应制备N-乙烯基吡咯烷酮的方法，其中用作起始原料的2-吡咯烷酮(以下称为起始的2-吡咯烷酮)包含每100重量份2-吡咯烷酮小于1重量份的γ-丁内酯。
文档编号C07D207/267GK101888996SQ200880119517
公开日2010年11月17日 申请日期2008年11月26日 优先权日2007年12月7日
发明者A·保罗, L·图特尔博格, R·克辛格, R·福格尔桑, S·卡沙莫尔, W·施塔费尔 申请人:巴斯夫欧洲公司