مونومر

NMP را می توان با استفاده از یک فرآیند تقطیر چند مرحله ای بازیافت کرد تا حلال ها را به اجزای آن در دمای پایین تر از نقطه جوش جدا کند. زباله ها حذف می شوند و حلال تمیز باقی می ماند. می توانید انتظار داشته باشید که تا 95٪ از NMP استفاده شده را بازیابی کنید. سازنده باتری ممکن است از 10،{5}} تا 20،000 NMP در ماه استفاده کند، که در یک سال می‌تواند به بیش از 240،000 NMP تبدیل شود.
بازیافت یک جایگزین زیست محیطی و مقرون به صرفه برای خرید NMP جدید و دفع حلال استفاده شده پس از یک بار استفاده است.
با بازیافت حلال، NMP هدر رفته را می توان بازیافت و دوباره مورد استفاده قرار داد و هزینه خرید و دفع حلال یکبار مصرف را کاهش داد. قابلیت بازیافت NMP به عنوان یک حلال یک مزیت بزرگ است زیرا زمانی که از حلال ها استفاده می شود به عنوان یک تهدید زیست محیطی خطرناک مانند سایر حلال ها محسوب نمی شود.

N-methylpyrrolidone (NMP) یک حلال قطبی آپروتیک است. دارای مزایای نقطه جوش بالا، قطبیت قوی، ویسکوزیته کم، حلالیت قوی، عدم خوردگی، سمیت کم، پایداری شیمیایی و حرارتی خوب و غیره است. از استیلن، الفین ها و دیولفین ها، حلال های پلیمری و حلال های پلیمریزاسیون. با توسعه سریع پلی آمید داخلی، پلی آمید، پلی فنیلن سولفید و سایر پلاستیک های مهندسی با استحکام بالا و الیاف با استحکام بالا، کیفیت و تقاضای N-methylpyrrolidone مورد نیاز بالاتری قرار گرفته است.

در حال حاضر، سه فرآیند تولید صنعتی اصلی برای N-methylpyrrolidone وجود دارد: الف) -butyrolactone (GBL) و monomethylamine (MMA) برای سنتز N-methylpyrrolidone واکنش نشان می دهند. ب) -بوتیرولاکتون و آمینهای مخلوط سنتز N-متیل پیرولیدون توسط واکنش. ج) 1،{6}}هیدروژناسیون-آمینه کردن بوتاندیول برای تهیه N-methylpyrrolidone. ظرفیت تولید N-methylpyrrolidone خارجی عمدتاً در دست چند شرکت بزرگ متمرکز است. بیش از 10 شرکت داخلی مشغول تولید N-methylpyrrolidone هستند، اما مقیاس تجهیزات نسبتاً کوچک است، منبع مواد اولیه بسیار زیاد است، و ثبات کیفیت محصول ضعیف است، فناوری تولید باید بهبود یابد. در حال حاضر، تولید داخلی N-methylpyrrolidone ظاهری سالانه 53 kt/a است و با نرخ سالانه 6٪ تا 8٪ در حال رشد است. چشم انداز NMP نسبتا گسترده است.

NMP (C5H9NO، وزن مولکولی 99، نقطه جوش 203 درجه) دارای pH=7~9 است. قلیایی ضعیف با بوی آمونیاک خفیف است. این یک مایع روغنی شفاف بی رنگ تا زرد روشن است که متعلق به ترکیبات هتروسیکلیک نیتروژن است. پایداری شیمیایی خوبی دارد. در یک محیط خنثی نسبتاً پایدار است. با توجه به حلقه پیرول در ساختار مولکولی آن، NMP مستعد هیدرولیز در یک محیط قلیایی است. NMP را می توان با هیدروکسیل در فاز آب اکسید کرد و 66 محصول تولید کرد که 24 محصول را می توان شناسایی کرد. NMP در یک محیط اسیدی با آب تحت یک واکنش هیدرولیز قرار می گیرد تا 4-متیل آمینوبوتیریک اسید تولید کند که بیشتر به نیمه آمید اسید سوکسینیک تجزیه می شود.

و پایداری حرارتی بالایی دارد. در غیاب آب و هوا دمای تجزیه حدود 350 درجه است. اگرچه رنگ NMP در 200 درجه زرد می شود، اما تأثیری در استفاده از آن ندارد. هنگامی که NMP در حین استفاده با هوا و آب مواجه می شود، مستعد واکنش تجزیه است. در حضور همزمان اکسیژن و آب، NMP می‌تواند تحت واکنش‌های هیدرولیز و اکسیداسیون در دمای پایین حدود 120-200 درجه قرار گیرد.

NMP، همچنین به عنوان N-methyl- -pyrrolidinone شناخته می شود. N-متیل- -پیرولیدون، N-متیل- - بوتیرولاکتام، N-متیل-2-پیرولیدینون، N-متیل-2-پیرولیدون، n-متیل پیرولیدونون، 1-متیل -2-pyrrolidinone و 1-methyl-2-pyrrolidone، مشتقی از -butyrolactone است. فرمول مولکولی: C5H9NO، وزن مولکولی: 99.1311. NMP مایعی بی رنگ و شفاف با بوی کمی آمونیاک است. این یک حلال با قطبیت بالا، از نظر شیمیایی و حرارتی پایدار با جوش بالا است (نقطه جوش: 202 درجه). کاملاً با آب، الکل، اتر، کتون، اتیل استات، کلروفرم و بنزن قابل اختلاط است. حلالیت هیدروکربن های غیراشباع مانند آلکین ها، الفین ها و دیولفین ها در NMP بیشتر از هیدروکربن های اشباع است. علاوه بر این، انواع پلیمرها نیز می توانند در NMP حل شوند.

بر اساس مواد خام مورد استفاده، چندین فرآیند مانند مسیر سوکسینونیتریل، تراکم -بوتیرولاکتون و متیل آمین، {{1}روش متیل بوتیرات اکسید شده، و مسیر 1،{3}}سوکسینیک اسید برای ساخت NMP توسعه یافت. با این حال، تنها فرآیندی که در حال حاضر در صنعت استفاده می شود، تراکم از بوتیرولاکتون و متیلامین است. فن‌آوری‌های فرآیند در همه تولیدکنندگان NMP مشابه هستند، اما تفاوت اصلی در روش تولید واسطه بوتیرولاکتون است. فرآیندی را توسعه دادند که شامل هیدروژن زدایی BDO به بوتیرولاکتون و سپس متراکم شدن با متیلامین برای تولید NMP بود. شرکت شیمی میتسوبیشی ژاپن فرآیندی را توسعه داد که شامل هیدروژنه کردن انیدرید مالئیک به بوتیرولاکتون و تراکم با متیلامین برای تولید NMP بود. سنتز NMP با تراکم -butyrolactone و متیلامین در غیاب یک کاتالیزور توسعه داده شد. -بوتیرولاکتون و متیلامین در دمای 24{13}}–285 درجه و فشار 5.{15}}–8.0 مگاپاسکال به مدت 2 تا 3 ساعت واکنش داده می‌شوند و NMP حاصل با تقطیر جزئی خالص می‌شود تا به دست آید. یک محصول با خلوص بالا معادله واکنش آن به صورت زیر است:

واکنش در دو مرحله انجام می شود. اولین مرحله واکنش بوتیرولاکتون با متیل آمین برای تشکیل N-متیل- -هیدروکسی بوتانامید است که یک واکنش برگشت پذیر است و می تواند در دماهای پایین تر و فشار کمتر انجام شود. مرحله دوم آبگیری و چرخه N-متیل- -هیدروکسی بوتانامید به NMP در دما و فشار بالاتر است. واکنش های دو مرحله ای را می توان به صورت دسته ای در اتوکلاو یا به طور مداوم در یک راکتور لوله ای انجام داد.

از آنجایی که نقطه جوش NMP (204 درجه) به نقطه جوش ماده خام بوتیرولاکتون (206 درجه) بسیار نزدیک است، جداسازی آنها با تقطیر جزئی دشوار است. بنابراین، مقدار زیادی متیلامین در واکنش اعمال می شود (نسبت مولی متیلامین به -بوتیرولاکتون از 1.5 به 1.8) برای تبدیل کامل -بوتیرولاکتون، که فرآیند جداسازی محصول را ساده می کند. متیل آمین بدون آب می تواند به عنوان ماده خام استفاده شود، اما افزودن مقداری آب به سیستم واکنش می تواند انتخاب پذیری NMP را افزایش دهد. محلول واکنش در معرض تقطیر جزئی در برج حذف آمین قرار می گیرد، که در آن متیلامین واکنش نداده از بالا تقطیر شده و به راکتور بازیافت می شود. محصول پایینی برج به برج حذف کسر سبک وارد می شود و تمام آب باقیمانده از بالای برج تقطیر می شود. کسر نور از خط کناری در قسمت بالایی برج جمع آوری می شود. محصول پایینی برج حذف کسر سبک به برج حذف کسر سنگین وارد می شود. کسر سنگین از پایین برج حذف می شود و NMP با خلوص بالا از بالا به دست می آید. بازده NMP تا 99% بر اساس بوتیرولاکتون است.

N-Methyl-2-pyrrolidone به راحتی از دستگاه گوارش و تنفسی پوست انسان جذب می شود. نفوذپذیری حلالهای تجاری از طریق پوست انسان در یک مطالعه بررسی شده است و میزان نفوذپذیری N-Methyl-2-pyrrolidone بالاتر از سایر حلالها است. این به سرعت در اکثر اندام ها پخش می شود و غلظت نسبتاً بالایی در اندام های جنسی دارد. مواجهه مکرر ممکن است یکی از دلایل ناباروری باشد. حجم توزیع (Vd) N-Methyl-2-pyrrolidone 0.7 L/kg است و نیمه عمر N-Methyl{10}}پیرولیدون بدون تغییر در پلاسما پس از خوراکی یا تزریق پوستی و قرار گرفتن در معرض استنشاق به ترتیب 9-12 ساعت و 4 ساعت است. N-متیل{15}}پیرولیدون توسط ایزوفرم 1E سیتوکروم P450 (CYP1E) به 5-هیدروکسی-N-متیل{19}}پیرولیدون ({20}}HNMP) هیروکسیله می‌شود و به N اکسید می‌شود. متیل سوکسینیمید (MSI)؛ سپس MSI به 2-هیدروکسی-N-متیل سوکسینیمید (2-HMSI) هیروکسیله می‌شود. 2-پیرولیدون به عنوان متابولیت دیگری از N-Methyl-2-پیرولیدون گزارش شده است.
در موش‌ها، پس از استنشاق، تجویز خوراکی و پوستی به سرعت جذب می‌شود، در سراسر ارگانیسم توزیع می‌شود و عمدتاً از طریق هیدروکسیلاسیون به ترکیبات قطبی که از طریق ادرار دفع می‌شوند، دفع می‌شود. حدود 80 درصد از دوز تجویز شده به صورت آن و متابولیت های آن در عرض 24 ساعت دفع می شود. احتمالاً رنگ زرد وابسته به دوز ادرار در جوندگان مشاهده می شود. متابولیت اصلی 5-هیدروکسی-N-متیل-2-پیرولیدون است.