Способ получения 2-пирролидона

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Сееез Сов етсиикСоциалистическихРеспублик19787262898256/23-ой 01,01 т,73 3) Приоритет Государственный кемнте СССР0,11. 8 но денем нзобретен н открытий нкован Дата опубл ания 30.11.8 ния остранцы, Теодорус Йоханнесерардус Иария Ниувкерланды)Герит Эрнст Бекхэ Де Монд и Йоханнес(7) Заявитель Ь) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-ПИРРОЛИДОНА 2никеля используютоокись магния,идроокись кальцияа также смесиий. ителя качеств гид окка ь магнионат марбонатанных с альци едине Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2-пирролидона, который может быть использован при синтезе полиамидов.Известен способ получения 2-пир" 5 ролидона гидрированием сукцинонитрила в жидком аммиаке на катализаторе, с последующей обоаботкой продукта, гидрирования водой. Катализатором, который используется в виде неподвиж о ного слоя, является никель на носителе. Температура гидрирования 50 1300. Выход 2-пирролидона по этому способу составляет 75 1 1.Цель изобретения - увеличение вы хода целевого продукта.Поставленная цель достигается тем. цто в способе получения 2-пирролидо.на, заключающемся в том, что сукцинонитрил при 85-100 С гидрируот в 20 жидком аммиаке на неподвижном катализаторе, содержащем никель на носителе с последующим гидролизом полученного при этом соединения водой, в Катализатор готовят путем осаждения гидроокиси никеля и/или карбоната никеля из водного раствора соли никеля, например, нитрата никеля, сульфата никеля, хлорида никеля, ацетата никеля или формиата никеля, при помощи гидроокиси и/или карбоната щелочного металла, или аммония. При этом носитель уже содержится в растворе соли никеля, когда осаждают гидроокись или карбонат никеля. Затем соль никеля, содержащуюся в получен" ной смеси (либо после ее разложения до окиси никеля, либо без такого разложения), восстанавливают до металлического никеля.Количество аммиака, которое должно содержаться в жидкой фазе, может3 97872составлять 0,5-25 г на 1 г подлежащего превращению сукцинонитрила,Предлагаемый способ может бытьосуществлен при различном парциальномдавлении водорода, например, при парциальном давлении водорода 10035000 кПа. Практически наиболее предпочтительно парциальное давление водо-рода 500-1000 кПа. Гидрирование можетбыть осуществлено при 85-100 С. 1 вГидрирование может быть осуществлено предпочтительно в так называемомструйном реакторе, в котором растворсукцинонитрила в жидком аммиаке протекает через неподвижный слой катали- дзатора, состоящего из катализатора ввиде таблеток или гранул под действием силы тяжести, а водород или водородсодержащий газ поступает черезслой катализатора прямотоком или противотоком по отношению к растворусукцинонитрила. При этом удельнаянагрузка на катализатор может принимать различные значения, напримерО, 1-25 л жидкости нд литр катализдто- дра в час, предпочтительно 0,5-10 лжидкости на литр катализатора в час.По окончании гидрирования сукцинонитрила весь аммиак или толькочасть его удаляют из полученной реак- зционной смеси, например, выпариванием.Обработка гидрированного продуктаводой может быть осуществлена в присутствии или в отсутствии аммиака.Обработку водой можно производитьпри различной температуре, например,при 150-3000 С. Количество воды тожеможет быть различным, например, ономожет меняться от стехиометрического до 20 моль на моль сукцинонитрила.П р и м е р 1. Получение катали,затора,2000 г нитрата никеля (й 1(МО)хх 6 НО) растворяют в 4 л дистиллированной воды. В полученном растворесуспендируют 270 г порошка гидроокиси кальция (Фирмы 3. Т. Ва 1 ег), Суспензию нагревают до 90 С при перемешивании, после чего в нее добавляют0в течение 1 ч раствор 850 г безводного карбоната натоия в 4 л дистилли"рованной воды. Полчченный осадок отделяют фильтроваНием и промываютнасыщенным при комнатной температуреИраствором гидроокиси кальция в дистиллированной воде до тех пор, покав промывных водах не обнаруживаетсянатрий по цинкуранилнитратному методу. Затем катализаторную массу сушатна воздухе в течение 24 ч при 120 С.Анализ полученной массы показал,что она состоит из 32,4 вес.Ф никеляв виде карбоната никеля и гидроокисиникеля в смеси с гидроокисью кальцияи карбонатом кальция (весовое соотношение приблизительно 1; 1).После измельчения массу смешиваютс 2 вес.3 графита (смазочный материал) и из нее прессуют таблетки диаметром и высотой приблизительно 3 мм,Получение пирролидона,Растворяют в течение 1 ч 0,1 кгсукцинонитрила в 1,25 кг жидкого аммиака при повышенном давлении в смесителе, нагретом до 80 С, после чего полученный раствор перекачиваютв верхнюю часть вертикально установленного металлического трубчатогореактора (длина 1,5 м, внутреннийдиаметр 2,54 см).Реактор содержит нижний слой -600 мл катализатора - и верхний слой,состоящий из 75 слл инертного набивочного материала (выступающая металлическая набивка, размеры 0,16 хх 0,16 см). До начала экспериментакатализатор активируют путем пропускания через него азота в течение 10 чпри 200 С, затем водорода в течение30 ч при 335 С. .Одновременно с раствором аммиакавводят водород в верхнюю часть трубчатого реактора при помощи компрессора со скоростью 930 л (О С и100 кПа) в час. Парциальное давлениеводорода в реакторе составляет4000 кПа (общее давление - 10000 КПа)Температуру в реакторе поддерживаютна уровне 85 С при поглощи нагревательной рубашки.Полученную реакционную смесь выгружают со дна реактора, охлаждаютдо 40 С и разделяют при повышенномдавлении в сепараторе на жидкость игаз. После этого аммиак удаляют изполученной жидкости в расширительномсосуде, работающем при повышенномдавлении. После работы в течение 25. ч продукт, полученный таким образом в течение последующих двух часов, отделяют (208 г). Пробу этого продукта весом 2 г подвергают анализу методом газовой хроматографии; анализ показал отсутствие исходногопродукта. При перемешивании оставшееся количество отделенного продукта нагревают в течение 0,5 ч при 210 С5 978726 . 6 в автоклаве емкостью 1 л с 200 г воды. эксперимента катализатор активируют После охлаждения гидролиэованный путем пропускания через него азота во продукт подвергают анализу методом течение 1 О ч при 200 С, затем водоо газовой хроматографии, Анализ пока- рода в течение 30 ч при 335 С, зал, что получилось. 185 г пирролидо- % Одновременно с раствором аммиаке на. В расчете .на количество взятого вводят водород в верхнюю часть труб" сукцинонитрила это соответствует вы- чатого реактора при помощи компресо ходу 873. Путем перегонки гидролизо- ;сора со скоростью 1200 л (О С и ванной смеси при пониженном давлении 100 кПа) в час. Парциальное давлеможно получить совершенно чистый 1 В ние водорода в реакторе поддерживают (чистота 993) пирролидон, который 3500 кПа (общее давление - 10000 кПа), может быть дополнительно очищен, если Температуру в реакторе поддерживаютотребуется, путем перегонки над кисло С путем применения нагревательтой, например, серной кислотой, или ной рубашки. над щелочью, например, гидроокисью 1 Полученную реакционную смесь вынатрия. (Т. кип-, 133/12 мм рт.ст., гружают со дна реактора, охлаждают т.пл. 24,6 С). до 40 С и разделяют при повышенномП р и и е р 2. Получение катали- давлении в сепараторе на жидкость игаэ. После этого аммиак удаляют из2000 г нитрата никеля (И 1(МОЗ)2 х Зв полученной жидкости в расширительном х 6 Н 0) растворяют в 4 л дистиллиро- сосуде, работающем при повышенном ванной воды. В полученном растворе давлении. После работы в течение 2525 суспендируют 270 г порошка окиси маг- продукт, полученный таким образом в ния (фирмы Яа 1 пе 11 пеЬцгц), Сус- ,течение последующих двух часов, отпензию нагревают до 90 С при переме деляют. 245 г 1. Пробу этого продукта шивании, после чего в нее добавляют в весом 2 г подвергают анализу методом в течение 1 ч раствор 850 г безвод- газовой хроматографии; анализ показал, ного карбоната натрия в 4 л дистил- цто 97 исходного продукта конвертилированной воды. Полученный осадок ровано. Оставшееся количество отделен. отделяют фильтрованием и промывают ЗО ного продукта нагревают в течение дистиллированной водой до тех пор, 45 мин при перемешиван рва ии и и 210 С в пока в промывных водах не обнаружи- автоклаве емкостью 1 л 5 ды.с 20 г воаы. вается натрий по цинкуранилнитратно- После охлаждения гидролизованный про" му методу. Затем каталиэаторную мас- дукт подвергают анализу методом газосу сушат на воздухе в течение 24 ч З вой хроматографии, Анализ показал,цто полуцилось 197 г пирролидона, ВАнализ полученной массы показал, расцете на количество конвертированчто она состоит из 32,7 вес.3 никеля ного сукцинонитрила это соответствует в виде карбоната никеля и гидроксида выходу 853, Путем перегонки гидроли- . никеля в смеси с гидроокисью магния. 4 В зованной смеси при пониженном давлеПосле измельчения массу смешивают нии можно полуцить совершенно чистый с 2 вес.3 графита и спрессовывают в (чистота 99 ь) пирролидон, который мо" таблетки диаметром и высотой прибли- жет быть дополнительно очищен путем зительно 3 перегонки над кислотой, например,Получение пирролидона. серной кислотой, или над щелочью, наРастворяют в течение 1 ц 225 г пример, гидроокисью натрия. сукцинонитрила в 3,1 кг жидкого амТаким образом, предлагаемый спо миака при повышенном давлении в смесителе, нагретом до 97 , после чегоиз с кцинонитрила с выходом 85-871. полученный раствор перекачивают виз у цверхнюю часть вертикально установленного металлического трубчатого реакФормула изобретения тора (длина 1,5 м, внутренний диаметр2 54 см).5Способ получения 2-пирролидонаВ реакторе находится слой катали"каталитическим гидрированием сукциэатора 600 мл, а над ним - слоио мате нала 75 мл нонитрила в жидком аммиаке на непод- инертного набивочного материалаодержащем ни(выступающая металлическая набивка, вижном катализаторе, содерт е и и 85-1000 С с пораэмеры 0,16 х 0,16 см. До начала кель на носителе, при 5Составитель 8. ТеренинРедактор П. Макаревич Техред Е.Харитончик Корректор .С. ЯекмарРЗаказ 9254/78 Тираж 445 . . ПодписноеВНИИПИ Государственногокомитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", ". Ужгородул, Проектная, 4 978726 8следующим гидролизом полученного при окись магния, гидр 00 кись магния илиэтом соединения водой, о т л и ч а- карбонат магния.ю щ и й с я тем, что, с целью повы- Источники информации,щения выхода целевого продукта, принятые во внимание при экспертизев качестве носителя используют одно1. Патент СССР по заявкеили несколько соединений из группы: Нф 2712904/23-04, кл. С 7 0 207/26,гидроокись кальция, карбсеет Кальция, 19.01,79,