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正是由于直接脫水法需要較高的溫度(350~400℃),加之如前所述,難以找到.工業(yè)化生產(chǎn)理想的脫水催化劑,所以有人提出了間接脫水法合成NVP的路線.間接脫水法是使NHP分子內(nèi)的羥基先被另一基團(tuán)所取代生成一種中間產(chǎn)物,然后由這個(gè)中間產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成NVP.

條件:水溶液0.08ml,三羥甲基氯化銨,pH4.65,流速1ml/min,23℃.從圖2.4中不難看出,與其他所有自由基聚合的產(chǎn)物一樣,PVP也有一典型的Schulg-Flory分子量分布.通過(guò)不同分子量的K12,K;,和K3三種PVP分子量分布曲線進(jìn)行比較,分子量較大的PVP-K3分子量分布較寬,而分子量較小的PVP-K2分子量分布較窄.這是因?yàn)榉肿恿看蟮木酆衔?形成的分子鏈越長(zhǎng),在分子鏈形成的過(guò)程中就可能在某些部位因?yàn)榻又Χ纬蓚?cè)鏈,接枝程度越高,則分子量分布越寬.

聚乙烯吡咯烷酮是具有優(yōu)異性能、用途廣泛的一類非離子型水溶性高分子精細(xì)化學(xué)品.它是由N-乙烯基吡咯烷酮在一定的條件下聚合而成的,是N-乙烯基酰胺類官能團(tuán)聚合物中具有特色、被研究得較深入和較廣泛的精細(xì)化學(xué)品品種.自1938年德國(guó)乙炔化學(xué)家Reppe公開用乙炔為原料合成NVP及其聚合物PVP的方法至今,有關(guān)PVP的研究已有60余年的歷史.

顯然,取代NHP分子內(nèi)經(jīng)基的基團(tuán)必須滿足---定的條件,即既容易取代NHP分子內(nèi)的羥基,又要能比較容易地從中間產(chǎn)物分子中脫去.這樣,不經(jīng)過(guò)NHP的直接催化脫水,而是通過(guò)另外一種中間產(chǎn)物在較溫和的條件下同樣達(dá)到由NHP分子脫水生成產(chǎn)物NVP的目的,同時(shí)達(dá)到較高的產(chǎn)物收率,所以被稱為間接脫水法.間接脫水法根據(jù)取代NHP分子內(nèi)羥基基團(tuán)的不同,又可分為鹵代法、乙酐法等.鹵代法是間接脫水法中被研究較好的主要方法,其方法要點(diǎn)是:用--種鹵代劑與NHP反應(yīng)生成鹵代乙基吡咯烷酮,然后由鹵代乙基吡咯烷酮的熱反應(yīng)得到產(chǎn)物NVP.

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當(dāng)PVP應(yīng)用于食品、化妝品等領(lǐng)域時(shí),它的口服毒性和皮膚刺激性等顯得尤為重要.(1）口服毒性選用健康的NIH小白鼠為試驗(yàn)對(duì)象,體重每只18~22g,雌·雄各半,用PVP-K:進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)期間未見動(dòng)物出現(xiàn)異常反應(yīng)，無(wú)動(dòng)物死亡,LD,>10000mg/kg,按口服毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),PVP屬實(shí)際物質(zhì).蓄積毒性選用NIH純種健康小白鼠40只(雌雄各20只,體重18～22g)進(jìn)行蓄積毒性試驗(yàn).按劑量遞增法經(jīng)口染毒,試驗(yàn)動(dòng)物食欲正常,無(wú)其他異常反應(yīng)。

他們還發(fā)現(xiàn)SDS溶液對(duì)正己烷、正辛烷和十氫化萘的增溶能力隨PVP含量增而降,而SDS溶液增溶苯的能力不因PVP的存在而改變,可見PVP對(duì)某些膠束的增溶作用無(wú)影響,增溶物的結(jié)構(gòu)、表面活性劑類型、濃度等因素對(duì)增溶作用的影響是復(fù)雜的。PVP的另一個(gè)重要的性質(zhì)是它的成膜性,PVP的成膜性是指PVP溶于某些溶劑(如水、甲醇、乙醇等)中可以澆注或涂布成膜.PVP薄膜是無(wú)色透明的(需要時(shí)可加入色料賦予其顏色)。

較高分子量的PVP在體內(nèi)緩慢地貯積,主要在網(wǎng)狀內(nèi)皮組織細(xì)胞內(nèi),特別是在脾﹑肝、淋巴結(jié)、骨髓及腎中暫時(shí)貯積,但是這種貯積并沒(méi)有造成受試動(dòng)物組織形態(tài)或功能上的損壞或傷害作用.做腸胃道給藥的研究證明,PVP無(wú)致癌作用,部分試驗(yàn)甚至觀察到PVP有一定的抑制的作用.(4）吸入毒性由于PVP及其共聚物在化妝品中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,吸入毒性的研究顯得比較重要.大量的動(dòng)物和臨床試驗(yàn)證實(shí),沒(méi)有發(fā)現(xiàn)PVP對(duì)肺部造成病理變化.

在鹵代法中, 重要的是鹵代劑的選擇,不少研究工作證明,氯化亞飆(SOC1,)可作為鹵代劑129},用SOCI。先是羥乙基吡咯烷酮在溶劑苯中與SOCl,發(fā)生鹵代反應(yīng)生成氯乙基吡咯烷酮,然后用KOH或甲醇鈉作催化劑脫去一分子氯化氫生成NVP,反應(yīng)的實(shí)施過(guò)程如下:( 1 )NHP和苯按重量比1:0.5~0.8加人三頸燒瓶中,再把燒瓶置于加有冰塊的超級(jí)恒水浴中,邊攪拌,邊由滴液漏斗滴加入重量為NHPO.83倍的SOCl ,控制速度使體系溫度不大于35℃為宜(因?yàn)榱u乙基吡咯烷酮與SOCl之間的反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)),滴加完畢后繼續(xù)攪拌4h,此時(shí)NHP的轉(zhuǎn)化率已達(dá)90%以上,將反應(yīng)裝置接到SO。

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即用--種鹵代劑把α-NHP分子內(nèi)的羥基轉(zhuǎn)化為鹵素,進(jìn)而使α-NHP轉(zhuǎn)變成鹵乙基吡咯烷酮,如氯乙基吡咯烷酮;三步為鹵乙基吡咯烷酮在一定條件下脫鹵生成NVP.這一方法與直接脫水法相比反應(yīng)條件較為溫和,但同時(shí)也有其不足之處,就是反應(yīng)步驟相對(duì)較多,工藝流程較長(zhǎng),使用的原料較多,副產(chǎn)物也較多,后處理工序煩瑣,會(huì)造成環(huán)境污染.就工業(yè)化而言,-丁內(nèi)酯法總的來(lái)說(shuō)都存在原料價(jià)格比較昂貴、生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題.但是,與乙炔法比較,Y-丁內(nèi)酯法具有工藝流程短、設(shè)備投資小.建廠周期短、操作條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，比較適合NVP的中、小型生產(chǎn)廠家.