La 2-pyrrolidone est produite industriellement presque exclusivement par traitement de la gamma-butyrolactone aqueuse avec de l’ammoniac à une température de 250-290 °C et à des pressions allant de 0,4-1,4 MPa sur des catalyseurs solides de silicate de magnésium.
La réaction est réalisée dans un réacteur tubulaire qui est garni du catalyseur solide. Ce dernier est disposé en lit fixe et la réaction est réalisée en phase vapeur. Des rendements de produit de 75-85% sont atteints. Après une distillation et une purification ultérieures, la 2-pyrrolidone désirée est obtenue avec une pureté de 99,5%.
Les voies alternatives comprennent la réduction catalytique ou électrochimique du succinimide, la carbonylation de l’allylamine, l’hydrogénation du succinonitrile dans des conditions hydrolytiques et la réaction de l’anhydride maléique ou succinique dans l’ammoniac aqueux avec des catalyseurs Pd-Ru.
En 2010, la demande mondiale de 2-pyrrolidone était estimée à 32 000 t. Les principaux fabricants de 2-pyrrolidone sont BASF et ISP (International Speciality Products, aujourd’hui Ashland Inc.).