Восстановительное аминирование малеинового ангидрида

-Пирролидон может быть получен в одну стадию взаимодействием малеинового ангидрида с водородом и аммиаком:

Промежуточными продуктами синтеза являются янтарный ангидрид, -бутиролактон и сукцинимид:

-Пирролидон можно также получать из малеиновой и фумаровой кислот, аммонийной соли моноамида малеиновой кислоты, диамонийных солей малеиновой и фумаровой кислот, диэтилового эфира малеиновой кислоты, янтарной кислоты. Все эти соединения могут быть получены на основе малеинового ангидрида по реакциям гидрирования, гидролиза, солeобразования, дегидратации, образования амидов кислот и т.д. Наиболее эффективным является процесс одностадийного восстановительного аминирования малеинового ангидрида в -пирролидон над гидрирующими катализаторами при повышенных температуре и давлении.

Восстановительное аминирование проводят при 473-548 К, давлении 7,0-15,0 МПа в присутствии контактов на основе металлов VIII группы. При использовании катализаторов на основе никеля и кобальта процесс осуществляют под давлением 20,0-25,0 МПа. Выход -пирролидона зависит от типа применяемого катализатора. Так, в присутствии палладия, никеля и кобальта он достигает 80%.

Другие методы синтеза -пирролидона

Исходными веществами для получения -пирролидона могут служить азотсодержашие производные янтарной кислоты: сукцинимид, нитрил и динитрил янтарной кислоты, -гидроксибутиронитрил.

Неполное гидрирование сукцинимида. -Пирролидон образуется в результате каталитического восстановления одной из карбонильных групп сукцинимида:

Гидрирование сукцинимида протекает в присутствии катализаторов на основе металлов VIII группы (платина, никель и кобальт) в интервалах 473-553 К и 20-60 Мпа; выход -пирролидона не превышает 80%. Скорость гидрирования в спиртах и 1,4-диоксане на порядок выше, чем в углеводородах и простых эфирах. При участии в реакции спиртов восстановление сукцинимида протекает по следующей схеме:

-Пирролидон может быть получен также электролитическим восстановлением сукцинимида.

Получение -пирролидона из динитрила янтарной кислоты. -Пирролидон получают из динитрила янтарной кислоты по двум вариантам:

По первому варианту восстанавливают одну из нитрильных групп динитрила янтарной кислоты под давлением водорода 5–20 МПа в интервале температур 353-473 К в присутствии азотсодержащего растворителя (например, пиридина) и катализатора гидрирования (Ni/С, Pd/С, скелетные никель – никель Ренея – или кобальт). После отделения катализатора к реакционной смеси добавляют воду или водный раствор NН₄ОН и проводят гидролиз второй нитрильной группы. Далее осуществляют циклизацию аминокислоты при 473-573 К в атмосфере азота под давлением 3,0-9,0 МПа. Выход -пирролидона составляет ~ 70%.

По второму варианту проводят взаимодействие амида -цианпропионовой кислоты с водородом в присутствии аммиака над никелем Ренея. Выход -пирролидона достигает 85%.

Восстановление -цианпропионовой кислоты. -Пирролидон и его гомологи могут быть получены восстановлением -цианпропионовой кислоты и ее эфиров:

Синтез осуществляют на никелевых катализаторах при 573 К и давлении водорода до 10 МПа.

Получение -пирролидона из -оксибутиронитрила. -Гидроксибутиронитрил может быть превращен в -пирролидон путем гидролиза в -гидроксибутирамид и последующей дегидратацией амида при 473-573 К. Выход -пирролидона составляет ~ 80%.