מונומר

ניתן למחזר NMP באמצעות תהליך זיקוק רב-שלבי להפרדת ממסים למרכיביו בטמפרטורות נמוכות מנקודת הרתיחה. פסולת מוסרת ונשאר ממס נקי. אתה יכול לצפות לשחזר עד 95% מה-NMP המשומש. יצרן הסוללות עשוי להשתמש בלמעלה מ-10,000 עד 20,000 NMP לחודש, שבשנה יכול לתרגם ליותר מ-240,000 NMP.
מיחזור הוא אלטרנטיבה סביבתית וידידותית לקניית NMP חדשה וסילוק הממס המשומש לאחר שימוש אחד.
עם מיחזור ממס, ניתן לשחזר NMP מבוזבז ולעשות בו שימוש חוזר, מה שמפחית את עלות הקנייה והסילוק של ממס חד פעמי. יכולת המיחזור של NMP היא יתרון עצום כממס מכיוון שהוא אינו מהווה איום סביבתי מסוכן כמו ממיסים אחרים כאשר נעשה בהם שימוש.

N-methylpyrrolidon (NMP) הוא ממס אפרוטי קוטבי. יש לו את היתרונות של נקודת רתיחה גבוהה, קוטביות חזקה, צמיגות נמוכה, מסיסות חזקה, אי קורוזיה, רעילות נמוכה, יציבות כימית ותרמית טובה וכו'. הוא משמש בעיקר בשימוש בתחומי מיצוי ארומטי, טיהור והפרדה של אצטילן, אולפינים ודיאולפינים, ממיסים פולימרים וממיסי פילמור. עם ההתפתחות המהירה של פוליאמיד ביתי, פוליאמיד, פוליפנילן גופרתי ופלסטיק הנדסי בעל חוזק גבוה וסיבים בעלי חוזק גבוה, האיכות והביקוש של N-methylpyrrolidon הועלו דרישות גבוהות יותר.

נכון לעכשיו, ישנם שלושה תהליכי ייצור תעשייתיים עיקריים עבור N-methylpyrrolidon: א) -בוטירולקטון (GBL) ומונומתילאמין (MMA) מגיבים לסנתז N-methylpyrrolidon; ב) -בוטירולקטון ואמינים מעורבים סינתזה של N-methylpyrrolidon על ידי תגובה; ג) 1,4--אמינציה של דה-הידרוג של בוטנדיול להכנת N-מתיל-פירולידון. כושר הייצור של N-methylpyrrolidon זר מרוכז בעיקר בידי כמה חברות גדולות. ישנם יותר מ-10 מפעלים מקומיים העוסקים בייצור N-methylpyrrolidon, אך קנה המידה של הציוד קטן יחסית, מקור חומרי הגלם הוא רב, ויציבות איכות המוצר ירודה, יש לשפר את טכנולוגיית הייצור. נכון לעכשיו, התפוקה השנתית של N-methylpyrrolidon המקומית היא 53 kt/a, והיא גדלה בקצב שנתי של 6% עד 8%. הסיכוי של NMP הוא רחב יחסית.

ל-NMP (C5H9NO, משקל מולקולרי 99, נקודת רתיחה 203 מעלות ) יש pH =7~9. הוא אלקליין חלש עם ריח קל של אמוניה. זהו נוזל שמן שקוף חסר צבע עד צהוב בהיר השייך לתרכובות הטרוציקליות חנקן. יש לו יציבות כימית טובה. הוא יציב יחסית בסביבה ניטרלית. בשל טבעת הפירול במבנה המולקולרי שלה, NMP נוטה להידרוליזה בסביבה בסיסית. ניתן לחמצן NMP על ידי הידרוקסיל בשלב המים ליצירת 66 מוצרים, מתוכם ניתן לזהות 24. NMP עוברת תגובת הידרוליזה בסביבה חומצית עם מים כדי ליצור חומצה 4-מתיל-אמינו-בוטירית, אשר מתפרקת עוד יותר ל-semiamide של חומצה סוקסינית.

ויש לו יציבות תרמית גבוהה. בהיעדר מים ואוויר, טמפרטורת הפירוק היא כ-350 מעלות. למרות שהצבע של NMP הופך לצהוב ב-200 מעלות, זה לא משפיע על השימוש בו. כאשר NMP נתקל באוויר ובמים במהלך השימוש, הוא נוטה לתגובת פירוק. בנוכחות חמצן ומים בו זמנית, NMP יכול לעבור תגובות הידרוליזה וחמצון בטמפרטורה נמוכה של בערך 120-200 מעלות.

NMP, הידוע גם בשם N-methyl- -pyrrolidinone; N-methyl- -pyrrolidon, N-methyl- - butyrolactam, N-methyl-2-pyrrolidinone, N-methyl-2-pyrrolidon, n-methylpyrrolidinone, 1-methylpyrrolidinone -2-pyrrolidinone ו-1-methyl-2-pyrrolidon, היא נגזרת של -butyrolactone. נוסחה מולקולרית: C5H9NO, משקל מולקולרי: 99.1311. NMP הוא נוזל חסר צבע ושקוף עם ריח קל של אמוניה. זהו ממס בעל קוטביות גבוהה, יציב כימית ותרמית בעל רתיחה גבוהה (נקודת רתיחה: 202 מעלות). זה מתערבב לחלוטין עם מים, אלכוהול, אתר, קטון, אתיל אצטט, כלורופורם ובנזן. המסיסות של פחמימנים בלתי רוויים כגון אלקנים, אולפינים ודיאולפינים ב-NMP גבוהה מזו של פחמימנים רוויים. בנוסף, ניתן להמיס מגוון פולימרים גם ב-NMP.

בהתבסס על חומרי הגלם בהם נעשה שימוש, פותחו מספר תהליכים כגון מסלול succinonitrile, עיבוי של -butyrolactone ומתילאמין, 4-שיטת מתיל בוטיראט מחומצן, ודרך 1,4- חומצה סוקסינית לייצור NMP. עם זאת, התהליך היחיד המופעל כיום בתעשייה הוא עיבוי מ-butyrolactone ומתילאמין. טכנולוגיות התהליך דומות בכל יצרני ה-NMP, אך ההבדל העיקרי הוא שיטת הייצור של חומר ביניים-butyrolactone. פיתח תהליך שכלל דהידרוגן BDO ל-butyrolactone ולאחר מכן עיבוי עם מתילאמין לייצור NMP. Mitsubishi Chemical Corporation מיפן פיתחה תהליך שכלל הידרוגנציה של אנהידריד מאלין ל-butyrolactone ועיבוי עם מתילאמין כדי להניב NMP. פותחה סינתזה של NMP על ידי עיבוי של -בוטירולקטון ומתילאמין בהיעדר זרז. -בוטירולקטון ומתילאמין מגיבים בטמפרטורה של 240-285 מעלות ולחץ של 5.0-8.0 MPa למשך 2-3 שעות, וה-NMP המתקבל מטוהר על ידי זיקוק חלקי להשגת מוצר בעל טוהר גבוה. משוואת התגובה שלו היא כדלקמן:

התגובה מתבצעת בשני שלבים. השלב הראשון הוא התגובה של -בוטירולקטון עם מתילאמין ליצירת N-methyl- -hydroxybutanamide, שהיא תגובה הפיכה וניתנת לביצוע בטמפרטורות נמוכות יותר ובלחץ נמוך יותר. השלב השני הוא ייבוש ומחזור של N-methyl- -hydroxybutanamide ל-NMP תחת טמפרטורות ולחץ גבוהים יותר. התגובות הדו-שלביות יכולות להתבצע באופן אצווה בחיטוי או ברציפות בכור צינורי.

מכיוון שנקודת הרתיחה של NMP (204 מעלות) קרובה מאוד לזו של חומר הגלם-בוטירולקטון (206 מעלות), קשה להפריד ביניהם על ידי זיקוק חלקי. לכן, עודף גדול של מתילאמין מוחל בתגובה (יחס מולרי של מתילאמין ל-בוטירולקטון מ-1.5 ל-1.8) להמרה מלאה של -בוטירולקטון, מה שמפשט את תהליך הפרדת המוצר. ניתן להשתמש במתילאמין נטול מים כחומר הגלם, אך הוספת מעט מים למערכת התגובה יכולה להגביר את הסלקטיביות של NMP. תמיסת התגובה עוברת זיקוק חלקי במגדל פינוי האמינים, שבו מתילאמין שלא הגיב מזוקק מלמעלה וממוחזר לכור. התוצר התחתון של המגדל מוכנס למגדל להסרת חלקים קלים, וכל שאר המים מזוקקים מראש המגדל. החלק הקל נאסף מהקו הצדדי בחלק העליון של המגדל. התוצר התחתון של מגדל הסרת השברים הקלים מוכנס למגדל הסרת השברים הכבדים. החלק הכבד מוסר מתחתית המגדל, ו-NMP של טוהר גבוה מתקבל מלמעלה. התשואה של NMP היא עד 99% על בסיס -butyrolactone.

N-Methyl-2-pyrrolidon נספג בקלות מהעור האנושי בדרכי העיכול ודרכי הנשימה. החדירות של ממיסים מסחריים דרך עור האדם נחקרה במחקר, ושיעור החדירות של N-Methyl-2-pyrrolidon נמצא גבוה מזה של ממסים אחרים. הוא מופץ במהירות ברוב האיברים, עם ריכוז גבוה יחסית באיברי המין. חשיפות חוזרות עשויות להיות אחת הסיבות לאי פוריות. נפח הפיזור (Vd) של N-Methyl-2-פירולידון הוא 0.7 ליטר/ק"ג, וזמן מחצית החיים של N-Methyl-2-פירולידון ללא שינוי בפלזמה לאחר הפה או מתן עורי וחשיפה לשאיפה הם 9-12 שעות ו-4 שעות, בהתאמה. N-Methyl-2-pyrrolidon עובר הידרוקסילציה ל-5-hydroxy-N-methyl-2-pyrrolidon (5-HNMP) על ידי האיזופורם 1E של ציטוכרום P450 (CYP1E) ומחומצן ל-N -מתילסוקסינימיד (MSI); לאחר מכן, ה-MSI עובר הידרוקסילציה ל-2-hydroxy-N-methylsuccinimide (2-HMSI). 2-Pyrrolidon מדווח כמטבוליט נוסף של N-Methyl-2-pyrrolidon.
בחולדות, הוא נספג במהירות לאחר שאיפה, מתן דרך הפה והעור, מופץ ברחבי האורגניזם, ומסלק בעיקר על ידי הידרוקסילציה לתרכובות קוטביות, המופרשות באמצעות שתן. כ-80% מהמנה הניתנת מופרשת תוך 24 שעות כמותה ועם המטבוליטים שלה. נצפה כנראה צבע צהוב תלוי מינון של השתן במכרסמים. המטבוליט העיקרי הוא 5-hydroxy-N-methyl-2-pyrrolidon.