123-75-1 / 四氫吡咯的合成

背景及概述^[1]

四氫吡咯是一個環狀的二級胺。外觀為無色透明液體，有特殊氣味，見光或遇潮濕空氣變黃色，易溶于水和乙醇，具有腐蝕性和易燃性。它具有一般胺的性質和反應。在醫藥、食品、農藥、日用化學品、涂料、紡織、印染、造紙、感光材料、高分子材料、脫硫劑、沸石模板物質等領域有著極其廣泛的應用。

制備^[1]

1. 1，4-丁二醇和氨為原料的氣相催化合成法

該工藝采用1，4-丁二醇和氨水為原料，通過固體酸／稀土金屬化合物負載型催化劑的氣相固定床，在反應溫度240~280℃，反應壓力0.5~2.5MPa，液時空速0.5~1.2h^-1的條件下合成四氫吡咯，收率在95％左右。該工藝技術在合成過程中加入少量的水，可以減少后續產品分離的難度。該工藝具有安全高效，生產流程短，原料轉化率和產品收率較高，同時我國是1,4-丁二醇生產大國，原料來源廣泛且價格較低，因此，該工藝技術是未來生產四氫吡咯的一個主要途徑。

2. 四氫呋喃和氨氣為原料的氣相催化合成法

該工藝是以四氫呋喃和氨氣為原料氣相催化合成四氫吡咯，具有較高的原子利用率，反應過程環境友好、無污染。該工藝國外已實現工業化，但由于國內催化劑性能水平與國外相比差距較大，導致產品質量差，難于規模化生產。因此，該工藝用胺化催化劑的研究應成為今后研發的重點。于煦等合成出了新型催化劑。采用四氫呋喃和氨氣為原料，在硅鋁比為70的HSZM-5型催化劑，反應溫度240~280℃，氣固接觸時間60g/h·mol的條件下合成四氫吡咯，四氫呋喃轉化率接近100%。

3. 吡咯烷酮為原料的氣相催化加氫法

受Donald H. Champion等人的以吡咯烷酮為原料加氫制備吡咯烷及其烷基衍生物的工藝路線的啟發，通過篩選制備新型的催化劑，實現了以吡咯烷酮為原料氣相加氫合成四氫吡咯的工藝路線，其收率在85％以上，具有較高的實踐意義，是未來合成四氫吡咯的一個主要努力的方向。

４吡咯為原料的合成法

以吡咯為原料的合成方法分為氣相催化加氫法和電解還原法。

1）吡咯為原料氣相催化加氫合成四氫吡咯：采用Pt和Ni為主要活性成分的催化劑，以吡咯為原料氣相催化加氫合成四氫吡咯的收率大概在50％，在工業化生產上實際意義不大。

2）吡咯電解還原合成四氫吡咯：采濃度為10％的H₂SO₄吡咯和Ni催化劑溶液為陰極溶液，Cu管作為陰極；10%的H₂SO₄溶液作為陽極溶液，Pb板作為陽極，通電6~8h得到四氫吡咯，收率為15%~20%，在工業化生產上沒有實際指導意義。

主要參考資料

[1] 氣相催化合成四氫吡咯的研究進展

[2] 四氫吡咯合成工藝技術特點與比較