四氢吡咯的合成

背景及概述^[1]

四氢吡咯是一个环状的二级胺。外观为无色透明液体，有特殊气味，见光或遇潮湿空气变黄色，易溶于水和乙醇，具有腐蚀性和易燃性。它具有一般胺的性质和反应。在医药、食品、农药、日用化学品、涂料、纺织、印染、造纸、感光材料、高分子材料、脱硫剂、沸石模板物质等领域有着极其广泛的应用。

制备^[1]

1. 1，4-丁二醇和氨为原料的气相催化合成法

该工艺采用1，4-丁二醇和氨水为原料，通过固体酸／稀土金属化合物负载型催化剂的气相固定床，在反应温度240~280℃，反应压力0.5~2.5MPa，液时空速0.5~1.2h^-1的条件下合成四氢吡咯，收率在95％左右。该工艺技术在合成过程中加入少量的水，可以减少后续产品分离的难度。该工艺具有安全高效，生产流程短，原料转化率和产品收率较高，同时我国是1,4-丁二醇生产大国，原料来源广泛且价格较低，因此，该工艺技术是未来生产四氢吡咯的一个主要途径。

2. 四氢呋喃和氨气为原料的气相催化合成法

该工艺是以四氢呋喃和氨气为原料气相催化合成四氢吡咯，具有较高的原子利用率，反应过程环境友好、无污染。该工艺国外已实现工业化，但由于国内催化剂性能水平与国外相比差距较大，导致产品质量差，难于规模化生产。因此，该工艺用胺化催化剂的研究应成为今后研发的重点。于煦等合成出了新型催化剂。采用四氢呋喃和氨气为原料，在硅铝比为70的HSZM-5型催化剂，反应温度240~280℃，气固接触时间60g/h·mol的条件下合成四氢吡咯，四氢呋喃转化率接近100%。

3. 吡咯烷酮为原料的气相催化加氢法

受Donald H. Champion等人的以吡咯烷酮为原料加氢制备吡咯烷及其烷基衍生物的工艺路线的启发，通过筛选制备新型的催化剂，实现了以吡咯烷酮为原料气相加氢合成四氢吡咯的工艺路线，其收率在85％以上，具有较高的实践意义，是未来合成四氢吡咯的一个主要努力的方向。

４吡咯为原料的合成法

以吡咯为原料的合成方法分为气相催化加氢法和电解还原法。

1）吡咯为原料气相催化加氢合成四氢吡咯：采用Pt和Ni为主要活性成分的催化剂，以吡咯为原料气相催化加氢合成四氢吡咯的收率大概在50％，在工业化生产上实际意义不大。

2）吡咯电解还原合成四氢吡咯：采浓度为10％的H₂SO₄吡咯和Ni催化剂溶液为阴极溶液，Cu管作为阴极；10%的H₂SO₄溶液作为阳极溶液，Pb板作为阳极，通电6~8h得到四氢吡咯，收率为15%~20%，在工业化生产上没有实际指导意义。

主要参考资料

[1] 气相催化合成四氢吡咯的研究进展

[2] 四氢吡咯合成工艺技术特点与比较