Monomer

Az NMP-t többlépcsős desztillációs eljárással lehet újrahasznosítani, hogy az oldószereket a forráspontnál alacsonyabb hőmérsékleten komponenseibe lehessen szétválasztani. A hulladékot eltávolítjuk, és tiszta oldószert hagyunk. A felhasznált NMP akár 95%-át is visszanyerheti. Az akkumulátor gyártója legfeljebb 10,000–20,000 NMP-t használhat fel havonta, ami egy év alatt több mint 240,000 NMP-t is jelenthet.
Az újrahasznosítás környezet- és költségkímélő alternatíva az új NMP vásárlása és a használt oldószer egyszeri használat utáni ártalmatlanítása helyett.
Az oldószerek újrahasznosításával az elpazarolt NMP visszanyerhető és újra felhasználható, csökkentve az egyszer használatos oldószer vásárlásának és ártalmatlanításának költségeit. Az NMP újrahasznosíthatósága óriási előnyt jelent oldószerként, mivel nem jelent veszélyes környezeti veszélyt, mint más oldószerek, amikor használatban vannak.

Az N-metil-pirrolidon (NMP) poláris aprotikus oldószer. Előnyei: magas forráspont, erős polaritás, alacsony viszkozitás, erős oldhatóság, nem korrózió, alacsony toxicitás, jó kémiai és termikus stabilitás stb. Főleg az aromás extrakció, tisztítás és elválasztás területén használják. acetilén, olefinek és diolefinek, polimer oldószerek és polimerizációs oldószerek. A hazai poliamid, poliimid, polifenilén-szulfid és más nagy szilárdságú műszaki műanyagok és nagy szilárdságú szálak gyors fejlődésével az N-metil-pirrolidon minősége és kereslete magasabb követelményeket támaszt.

Jelenleg három fő ipari gyártási eljárás létezik az N-metil-pirrolidon előállítására: a) -butirolaktont (GBL) és monometil-amint (MMA) reagáltatnak az N-metil-pirrolidon szintézisére; b) -butirolakton és vegyes aminok N-metil-pirrolidon szintézise reakcióval; c) 1,4-Butándiol dehidrogénezés-aminálás N-metil-pirrolidon előállítására. A külföldi N-metil-pirrolidon gyártási kapacitása főként néhány nagyvállalat kezében összpontosul. Több mint 10 hazai vállalkozás foglalkozik N-metil-pirrolidon gyártásával, de a berendezések mérete viszonylag kicsi, a nyersanyagforrások sokak, és a termék minőségi stabilitása rossz, A gyártási technológiát javítani kell. Jelenleg a hazai látszólagos N-metil-pirrolidon éves termelés 53 kt/év, és évi 6-8%-os ütemben növekszik. Az NMP kilátásai viszonylag szélesek.

Az NMP (C5H9NO, molekulatömege 99, forráspontja 203 fok) pH-ja =7~9. Gyengén lúgos, enyhe ammónia szagú. Színtelen vagy világossárga, átlátszó olajos folyadék, amely a nitrogén heterociklusos vegyületekhez tartozik. Jó kémiai stabilitással rendelkezik. Semleges környezetben viszonylag stabil. A molekulaszerkezetében lévő pirrolgyűrű miatt az NMP hajlamos a lúgos környezetben történő hidrolízisre. Az NMP-t a vizes fázisban hidroxil oxidálhatja, így 66 termék keletkezik, amelyek közül 24 azonosítható. Az NMP savas környezetben vízzel hidrolízisreakción megy keresztül, és így 4-metil-amino-vajsav keletkezik, amely tovább bomlik borostyánkősav-félamiddá.

És magas hőstabilitással rendelkezik. Víz és levegő hiányában a bomlási hőmérséklet körülbelül 350 fok. Bár az NMP színe 200 fokon sárgává válik, ez nem befolyásolja a használatát. Amikor az NMP levegővel és vízzel találkozik használat közben, hajlamos a bomlási reakcióra. Oxigén és víz egyidejű jelenlétében az NMP alacsony, körülbelül 120-200 fokos hőmérsékleten hidrolízis- és oxidációs reakciókon megy keresztül.

NMP, más néven N-metil- -pirrolidinon; N-metil- -pirrolidon, N-metil- --butirolaktám, N-metil-2-pirrolidinon, N-metil-2-pirrolidon, n-metilpirrolidinon, 1-metil A -2-pirrolidinon és a 1-metil-2-pirrolidon a -butirolakton származéka. Molekulaképlet: C5H9NO, molekulatömeg: 99,1311. Az NMP színtelen és átlátszó folyadék, enyhe ammónia szaggal. Ez egy nagy polaritású, kémiailag és termikusan stabil, magas forráspontú oldószer (forráspont: 202 fok). Teljesen elegyedik vízzel, alkohollal, éterrel, ketonnal, etil-acetáttal, kloroformmal és benzollal. A telítetlen szénhidrogének, például alkinek, olefinek és diolefinek NMP-ben való oldhatósága nagyobb, mint a telített szénhidrogéneké. Ezenkívül számos polimert is fel lehet oldani NMP-ben.

A felhasznált nyersanyagok alapján számos eljárást dolgoztak ki, mint például a szukcinonitril út, a -butirolakton és metil-amin kondenzációja, az 4-oxidált metil-butirát módszer, valamint az 1,4-borostyánkősav módszer az NMP előállítására. Az iparban jelenleg azonban csak a -butirolaktonból és metil-aminból történő kondenzációt alkalmazzák. A folyamattechnológiák minden NMP-gyártónál hasonlóak, de a fő különbség a -butirolakton intermedier előállítási módja. kifejlesztett egy eljárást, amely magában foglalta a BDO dehidrogénezését -butirolaktonná, majd metil-aminnal való kondenzációját NMP előállítására. A Mitsubishi Chemical Corporation of Japan kifejlesztett egy eljárást, amely magában foglalta a maleinsavanhidrid hidrogénezését -butirolaktonná, majd metil-aminnal történő kondenzációt NMP előállítására. Kidolgozták az NMP szintézisét -butirolakton és metil-amin kondenzációjával, katalizátor nélkül. -A butirolaktont és a metil-amint 240-285 fokos hőmérsékleten és 50-8,0 MPa nyomáson 2-3 órán keresztül reagáltatják, majd a kapott NMP-t frakcionált desztillációval tisztítják. nagy tisztaságú termék. A reakcióegyenlete a következő:

A reakciót két lépésben hajtjuk végre. Az első lépés a -butirolakton és a metil-amin reakciója N-metil- -hidroxi-butánamid előállítására, amely reverzibilis reakció, és alacsonyabb hőmérsékleten és alacsonyabb nyomáson is végrehajtható. A második lépés az N-metil- -hidroxi-butánamid dehidratálása és ciklizálása NMP-vé magasabb hőmérsékleten és nyomáson. A kétlépéses reakciókat szakaszosan egy autoklávban vagy folyamatosan egy csőreaktorban hajthatjuk végre.

Mivel az NMP forráspontja (204 fok) nagyon közel áll a nyersanyag - butirolakton (206 fok) forráspontjához, frakcionált desztillációval történő szétválasztásuk nehézkes. Ezért a reakcióban nagy feleslegben metil-amint alkalmaznak (a metil-amin és a -butirolakton mólaránya 1,5-1,8) a -butirolakton teljes átalakulása érdekében, egyszerűsítve a termékelválasztási folyamatot. Nyersanyagként vízmentes metil-amin használható, de a reakciórendszerhez némi víz hozzáadása növelheti az NMP szelektivitását. A reakcióoldatot az amineltávolító toronyban frakcionált desztillációnak vetik alá, amelynek során az el nem reagált metil-amint a tetejéről desztillálják, és visszavezetik a reaktorba. A torony alsó termékét a könnyűfrakció-eltávolító toronyba vezetjük, és a maradék vizet a torony tetejéről desztilláljuk. A könnyű frakciót az oldalvonalról gyűjtik össze a torony felső részén. A könnyűfrakció-eltávolító torony alsó terméke a nehézfrakció-eltávolító toronyba kerül. A nehéz frakciót eltávolítják a torony aljáról, és a magas tisztaságú NMP-t a tetejéről nyerik. Az NMP hozama akár 99% -butirolaktonra vonatkoztatva.

Az N-metil-2-pirrolidon könnyen felszívódik az emberi bőrből a gyomor-bélrendszerből és a légzőrendszerből. A kereskedelmi forgalomban kapható oldószerek emberi bőrön keresztüli permeabilitását egy tanulmányban vizsgálták, és az N-metil-2-pirrolidon permeabilitását magasabbnak találták, mint más oldószereké. Gyorsan eloszlik a legtöbb szervben, viszonylag magas koncentrációban a nemi szervekben. Az ismételt expozíció a meddőség egyik oka lehet. Az N-metil-2-pirrolidon eloszlási térfogata (Vd) 0,7 L/kg, és a változatlan N-metil-2-pirrolidon felezési ideje a plazmában orális beadás után vagy dermális beadás és inhalációs expozíció 9-12 óra, illetve 4 óra. Az N-metil-2-pirrolidont a citokróm P450 (CYP1E) 1E izoformája 5-hidroxi-N-metil-2-pirrolidonná (5-HNMP) hidroxilezi, és N-vé oxidálja. -metil-szukcinimid (MSI); Az MSI ezután hidroxileződik 2-hidroxi-N-metil-szukcinimiddé (2-HMSI). 2-A pirrolidon az N-metil-2-pirrolidon másik metabolitjaként szerepel.
Patkányokban inhaláció, orális és dermális adagolás után gyorsan felszívódik, az egész szervezetben eloszlik, és főként hidroxiláció útján választódik ki poláris vegyületekké, amelyek a vizelettel ürülnek ki. A beadott dózis körülbelül 80%-a 24 órán belül kiválasztódik a maga és metabolitjai formájában. A rágcsálók vizeletének valószínűleg dózisfüggő sárga elszíneződése figyelhető meg. A fő metabolit a 5-hidroxi-N-metil-2-pirrolidon.