Monomeer

NMP-d saab ringlusse võtta mitmeastmelise destilleerimisprotsessi abil, et eraldada lahustid komponentideks keemistemperatuurist madalamal temperatuuril. Jäätmed eemaldatakse ja puhas lahusti jäetakse alles. Võite oodata kuni 95% kasutatud NMP-st taastumist. Aku tootja võib kasutada kuni 10,000 kuni 20,000 NMP kuus, mis aastas võib tähendada üle 240,000 NMP.
Ringlussevõtt on keskkonna- ja kulutõhus alternatiiv uue NMP ostmisele ja kasutatud lahusti ühekordse kasutuse järel kõrvaldamisele.
Lahusti ringlussevõtuga saab raisatud NMP-d taaskasutada ja taaskasutada, vähendades ühekordselt kasutatava lahusti ostmise ja kõrvaldamise kulusid. NMP taaskasutatavus on lahustina tohutult kasulik, kuna see ei kujuta endast ohtlikku keskkonnaohtu nagu teised lahustid, kui neid on kasutatud.

N-metüülpürrolidoon (NMP) on polaarne aprotoonne lahusti. Selle eelised on kõrge keemistemperatuur, tugev polaarsus, madal viskoossus, tugev lahustuvus, mittekorrosioon, madal toksilisus, hea keemiline ja termiline stabiilsus jne. Seda kasutatakse peamiselt aromaatse ekstraheerimise, puhastamise ja eraldamise valdkonnas. atsetüleeni, olefiinide ja diolefiinide, polümeersete lahustite ja polümerisatsioonilahusti. Kodumaise polüamiidi, polüimiidi, polüfenüleensulfiidi ja muude ülitugevate tehniliste plastide ja ülitugevate kiudude kiire arenguga on N-metüülpürrolidooni kvaliteedile ja nõudlusele seatud kõrgemad nõuded.

Praegu on N-metüülpürrolidooni jaoks kolm peamist tööstuslikku tootmisprotsessi: a) -butürolaktoon (GBL) ja monometüülamiin (MMA) reageerivad N-metüülpürrolidooni sünteesimiseks; b) -butürolaktoon ja segatud amiinid N-metüülpürrolidooni süntees reaktsiooni teel; c) 1,4-butaandiooli dehüdrogeenimine-amiinimine N-metüülpürrolidooni valmistamiseks. Välismaise N-metüülpürrolidooni tootmisvõimsus on koondunud peamiselt mõne suurettevõtte kätte. N-metüülpürrolidooni tootmisega tegeleb üle 10 kodumaise ettevõtte, kuid seadmete maht on suhteliselt väike, tooraineallikaid on palju ja toote kvaliteedi stabiilsus on halb, tootmistehnoloogiat tuleb täiustada. Praegu on kodumaine näiv N-metüülpürrolidooni aastane toodang 53 kt/a ja see kasvab aastas 6–8%. NMP väljavaade on suhteliselt lai.

NMP (C5H9NO, molekulmass 99, keemistemperatuur 203 kraadi) pH on =7~9. See on nõrgalt leeliseline, kerge ammoniaagi lõhnaga. See on värvitu kuni helekollane läbipaistev õline vedelik, mis kuulub lämmastiku heterotsüklilistesse ühenditesse. Sellel on hea keemiline stabiilsus. See on neutraalses keskkonnas suhteliselt stabiilne. Tänu oma molekulaarstruktuuris olevale pürroolitsüklile on NMP leeliselises keskkonnas altid hüdrolüüsile. NMP-d saab oksüdeerida hüdroksüüliga veefaasis, moodustades 66 toodet, millest 24 saab tuvastada. NMP läbib happelises keskkonnas koos veega hüdrolüüsireaktsiooni, mille tulemusena tekib 4-metüülaminovõihape, mis laguneb edasi merevaikhappe semamiidiks.

Ja sellel on kõrge termiline stabiilsus. Vee ja õhu puudumisel on lagunemistemperatuur umbes 350 kraadi. Kuigi NMP värvus muutub 200 kraadi juures kollaseks, ei mõjuta see selle kasutamist. Kui NMP puutub kasutamise ajal kokku õhu ja veega, on see altid lagunemisreaktsioonidele. Hapniku ja vee samaaegsel manulusel võib NMP läbida hüdrolüüsi- ja oksüdatsioonireaktsioone madalal temperatuuril umbes 120-200 kraadi.

NMP, tuntud ka kui N-metüül- -pürrolidinoon; N-metüül- -pürrolidoon, N-metüül- - butürolaktaam, N-metüül-2-pürrolidinoon, N-metüül-2-pürrolidoon, n-metüülpürrolidinoon, 1-metüül -2-pürrolidinoon ja 1-metüül-2-pürrolidoon on -butürolaktooni derivaat. Molekulvalem: C5H9NO, molekulmass: 99,1311. NMP on värvitu ja läbipaistev vedelik, millel on kerge ammoniaagi lõhn. See on kõrge polaarsusega, keemiliselt ja termiliselt stabiilne kõrge keemistemperatuuriga lahusti (keemistemperatuur: 202 kraadi). See seguneb täielikult vee, alkoholi, eetri, ketooni, etüülatsetaadi, kloroformi ja benseeniga. Küllastumata süsivesinike, nagu alküünide, olefiinide ja diolefiinide lahustuvus NMP-s on suurem kui küllastunud süsivesinike lahustuvus. Lisaks saab NMP-s lahustada ka mitmesuguseid polümeere.

Kasutatud toorainete põhjal töötati välja mitmeid protsesse, nagu suktsinonitriili tee, butürolaktooni ja metüülamiini kondenseerimine, 4-oksüdeeritud metüülbutüraadi meetod ja 1,4-merevaikhappe meetod NMP valmistamiseks. Ainus praegu tööstuses kasutatav protsess on butürolaktoonist ja metüülamiinist kondensatsioon. Protsessitehnoloogiad on kõigil NMP tootjatel sarnased, kuid peamine erinevus seisneb butürolaktoonvaheühendi tootmismeetodis. töötas välja protsessi, mis hõlmas BDO dehüdrogeenimist butürolaktooniks ja seejärel kondenseerimist metüülamiiniga NMP saamiseks. Jaapani Mitsubishi Chemical Corporation töötas välja protsessi, mis hõlmas maleiinanhüdriidi hüdrogeenimist -butürolaktooniks ja kondenseerimist metüülamiiniga, et saada NMP. Töötati välja NMP süntees butürolaktooni ja metüülamiini kondenseerimisel katalüsaatori puudumisel. - Butürolaktoon ja metüülamiin reageerivad temperatuuril 240–285 kraadi ja rõhul 5.0–8,0 MPa 2–3 tundi ning saadud NMP puhastatakse fraktsioneeriva destilleerimisega. kõrge puhtusastmega toode. Selle reaktsioonivõrrand on järgmine:

Reaktsioon viiakse läbi kahes etapis. Esimene samm on -butürolaktooni reaktsioon metüülamiiniga, et moodustada N-metüül- -hüdroksübutaanamiid, mis on pöörduv reaktsioon ja mida saab läbi viia madalamatel temperatuuridel ja madalamal rõhul. Teine etapp on N-metüül- -hüdroksübutaanamiidi dehüdreerimine ja tsükliseerimine NMP-ks kõrgematel temperatuuridel ja rõhul. Kaheetapilised reaktsioonid võib läbi viia perioodiliselt autoklaavis või pidevalt torureaktoris.

Kuna NMP keemistemperatuur (204 kraadi) on väga lähedane tooraine butürolaktooni (206 kraadi) keemistemperatuurile, on nende eraldamine fraktsioneeriva destilleerimisega keeruline. Seetõttu kasutatakse reaktsioonis suures liias metüülamiini (metüülamiini ja -butürolaktooni molaarsuhe 1,5 kuni 1,8) butürolaktooni täielikuks muundamiseks, mis lihtsustab produkti eraldamise protsessi. Toorainena võib kasutada veevaba metüülamiini, kuid vee lisamine reaktsioonisüsteemi võib suurendada NMP selektiivsust. Reaktsioonilahus destilleeritakse fraktsioneerivalt amiini eemaldamise tornis, milles reageerimata metüülamiin destilleeritakse ülevalt ja suunatakse reaktorisse. Torni põhjatoode juhitakse kergfraktsiooni eemaldamise torni ja kogu ülejäänud vesi destilleeritakse torni ülaosast. Kerge fraktsioon kogutakse torni ülaosa küljejoonelt. Kerge fraktsiooni eemaldamise torni põhjatoode sisestatakse raske fraktsiooni eemaldamise torni. Raske fraktsioon eemaldatakse torni põhjast ja kõrge puhtusastmega NMP saadakse ülevalt. NMP saagis on -butürolaktooni põhjal kuni 99%.

N-metüül-2-pürrolidoon imendub kergesti inimese nahast seedetraktist ja hingamisteedest. Kaubanduslike lahustite läbilaskvust läbi inimese naha on uuritud uuringus ja N-metüül-2-pürrolidooni läbilaskvus on suurem kui teistel lahustitel. See jaotub kiiresti enamikus elundites, suhteliselt kõrge kontsentratsiooniga suguorganites. Korduv kokkupuude võib olla üks viljatuse põhjusi. N-metüül-2-pürrolidooni jaotusruumala (Vd) on 0,7 l/kg ja muutumatul kujul N-metüül-2-pürrolidooni poolväärtusaeg plasmas pärast suukaudset manustamist või nahakaudne manustamine ja sissehingamine on vastavalt 9–12 tundi ja 4 tundi. N-metüül-2-pürrolidoon hüdroksüülitakse tsütokroom P450 (CYP1E) isovormiga 1E 5-hüdroksü-N-metüül-2-pürrolidooniks (5-HNMP) ja oksüdeeritakse N-ks. -metüülsuktsiinimiid (MSI); Seejärel MSI hüdroksüleeritakse 2-hüdroksü-N-metüülsuktsiinimiidiks (2-HMSI). 2-Pürrolidoon on teatatud N-metüül-2-pürrolidooni teise metaboliidina.
Rottidel imendub see pärast sissehingamist, suukaudset ja nahakaudset manustamist kiiresti, jaotub kogu organismis ja eritub peamiselt hüdroksüülimise teel polaarseteks ühenditeks, mis erituvad uriiniga. Umbes 80% manustatud annusest eritub selle ja selle metaboliitide kujul 24 tunni jooksul. Närilistel täheldatakse tõenäoliselt annusest sõltuvat uriini kollast värvumist. Peamine metaboliit on 5-hüdroksü-N-metüül-2-pürrolidoon.