NVP分子內(nèi)的乙烯基電荷不平衡，即雙鍵相連的兩個(gè)碳原子上電荷密度不一樣.這種電荷不平衡為NVP的水解提供了可能性,當(dāng)在酸性或有堿金屬離子存在時(shí)，NVP分子內(nèi)就發(fā)生異構(gòu)化,形成--系列過渡態(tài),終生成吡咯烷酮與乙醛,這是NVP水解的一步.NVP水解的二步為一步生成的吡咯烷酮與NVP分子進(jìn)行加成反應(yīng),然后在水的參與下進(jìn)-步分解為吡咯烷酮和乙醛.
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NVP分子內(nèi)的乙烯基電荷不平衡，即雙鍵相連的兩個(gè)碳原子上電荷密度不一樣.這種電荷不平衡為NVP的水解提供了可能性,當(dāng)在酸性或有堿金屬離子存在時(shí)，NVP分子內(nèi)就發(fā)生異構(gòu)化,形成--系列過渡態(tài),終生成吡咯烷酮與乙醛,這是NVP水解的一步.NVP水解的二步為一步生成的吡咯烷酮與NVP分子進(jìn)行加成反應(yīng),然后在水的參與下進(jìn)-步分解為吡咯烷酮和乙醛.
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在這-一方法的研究報(bào)道中,大多數(shù)是關(guān)于α-NHP脫水反應(yīng)的脫水催化劑的,反映了脫水催化劑在這-一-方法中的重要性.NVP的合成方法除主要的乙炔法和y丁內(nèi)酯法外,還有其他合成方法,如以吡咯烷酮和乙烯在鈀催化劑的作用下反應(yīng)直接生成NVP的吡咯烷酮法等,所有這些合成方法都將在后面的有關(guān)章節(jié)中作專門的介紹和論述.NVP的水解機(jī)理，通過進(jìn)一步研究,得到丙烯酸或KSO存在下NVP的水解機(jī)理.
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合成PVP單體NVP的方法，另外,PVP也被廣泛用作崩解劑、黏合劑,還可用于脫鹽膜和人工腎透析隔膜;在食品、飲料工業(yè)中,添加不溶性的交聯(lián)PVP于啤酒﹑茶飲料中,可去除啤酒及茶飲料中存在的多酚及過量的單寧,而自身又不殘留在其中,起到穩(wěn)定色澤、保證啤酒及茶飲料風(fēng)味品質(zhì)較長(zhǎng)時(shí)間不變及去除澀味的作用,是優(yōu)良的飲料澄清劑勵(lì)穩(wěn)定劑;在日用化工中更是用途廣泛,尤其是在化妝品中,如用于噴發(fā)膠中的PVP,具有優(yōu)良的固發(fā).
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PVP在水中的溶解度只受溶解后形成溶液黏度的限制,室溫下PVP在其中溶解度超過10%的溶劑有:·醇類:甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、戊醇、環(huán)己醇、苯酚、乙二醇,丙二醇、丁二醇、甘油.·醚類:甲基丁基醚、冠醚.·醇-醚類:乙二醇醚、二甘醇、三甘醇、1,6-己二.醇、聚乙二醇200.聚乙二醇400、硫醚．·羧酸類:甲酸、乙酸丙酸、丙烯酸.·內(nèi)酯類:y-丁內(nèi)酯.·酯類:乳酸乙酯、乙酸乙烯酯.
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該反應(yīng)的反應(yīng)速率除受催化劑本身活性大小和宏觀物性的影響外,還受傳質(zhì)傳熱等因素的影響.氣液兩相反應(yīng)時(shí),原料丁炔二醇的濃度對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響的,在固定氫氣壓力和流速的情況下,丁炔二醇濃度較低,可以得到較高的轉(zhuǎn)化率,但是設(shè)備利用率,而且會(huì)造成原料H的大量浪費(fèi),尤其是前一種情況,在工業(yè)化設(shè)計(jì)時(shí)是必須要考慮的因素.如果選擇高濃度的丁炔二醇溶液,轉(zhuǎn)化率,而要得到高的轉(zhuǎn)化率,就要延長(zhǎng)通H的時(shí)間和增加通H,的循環(huán)次數(shù).更重要的一點(diǎn)是,從式(3.17)可以看出,丁炔二醇催化加氫是-個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng).顯而易見,丁炔二醇的濃度越大
了解詳情另外,該反應(yīng)是一個(gè)選擇性催化反應(yīng),生成產(chǎn)物的脫附是--個(gè)吸熱過程,體系放出的熱量增加,在加快產(chǎn)物1,4-丁二醇脫附的同時(shí),也使得一部分1,4-丁烯二醇來不及進(jìn)行進(jìn)一步加氫就從催化劑上脫附下來進(jìn)入產(chǎn)物中,總體是使產(chǎn)物中作為主要副產(chǎn)物的1,4-丁烯二醇比例增加,從而了生成1,4-丁二醇的選擇性.目前已有的乙炔法生產(chǎn)工藝丁炔二醇水溶液濃度在30%一40%之間。催化脫氫通常都需要加壓,丁炔二醇的催化加氫是通過以下過程實(shí)現(xiàn)的:將30%~40%的丁炔二醇水溶液與高壓H同時(shí)引入裝有Ni催化劑的高壓固定床反應(yīng)器中,同時(shí)在
了解詳情或者是在高壓固定床反應(yīng)器中加入30%~40%的丁炔二醇水溶液,使Ni催化劑懸浮于其中,然后通入高壓H進(jìn)行反應(yīng),直至丁炔二醇幾乎被氫化成1,4-丁二醇為止.很顯然,就反應(yīng)物的比例而言,H過量,丁炔二醇的轉(zhuǎn)化率接近,選擇適當(dāng)宏觀物理性能的Ni催化劑,1,4-丁二醇的選擇性可得到提高.1,4-丁二醇在銅催化劑的存在下脫去一分子H生成五元環(huán)的r-丁內(nèi)酯.y-丁內(nèi)酯不僅是合成NVP的重要中間體和原料,也是合成其他吡咯烷酮類物質(zhì)(如甲基吡咯烷酮)的重要原料.
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其中具特色，因而受到人們重視并被廣泛應(yīng)用的是其優(yōu)異的溶解性能、絡(luò)合能力及生理相容性等.在合成高分子中,像PVP這樣既溶于水,又溶于大部分溶劑,毒性很低,生理相容性好的品種迄今為止并不多見。PVP的優(yōu)異性能使其得到越來越廣泛的應(yīng)用,特別是在醫(yī)藥、食品、化妝品這些與人們健康密切相關(guān)的領(lǐng)域中的應(yīng)用.下面介紹-些與應(yīng)用密切相關(guān)的物理性質(zhì)。
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PVP的分子量通常用K值表示,據(jù)德國(guó)BASF公司提供的數(shù)據(jù)，當(dāng)K值小于30時(shí),其堆密度為0.4~0.6g/ml,當(dāng)K值為90時(shí)，PVP堆密度為0.11~0.25g/ml.由此可見,PVP分子量越大,堆密度越小,這是因?yàn)镻VP分子量越大,接枝程度越高,分子鏈越長(zhǎng)，分子之間堆積起來時(shí)相互之間形成的空隙就越大;反之分子量越小,PVP分子堆積在一起時(shí)相互之間的空隙就越小,而且不同分子的原子還可填充到鄰近分子內(nèi)原子間的空隙,進(jìn)而導(dǎo)致PVP密度增大,也就是在其他條件相同時(shí)的堆密度增大.
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