純化N-烷基吡咯烷酮的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種純化N-烷基吡咯烷酮的方法，所述N-烷基吡咯烷酮由于先前使用而包含式I或式II的雜質(zhì)中的至少一種，其中R為氫或C1-C20烷基，其特征在于向待純化的N-烷基吡咯烷酮中添加堿性化合物，且在添加堿性化合物之后不超過20分鐘混合物的溫度為至少80℃，且自所獲得的混合物中蒸餾出N-烷基吡咯烷酮。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】純化N-烷基吡咯烷酮的方法本專利技術(shù)涉及一種純化N-烷基吡咯烷酮的方法，所述N-烷基吡咯烷酮由于先前使用而包含式I或式II的雜質(zhì)中的至少一種其中R為氫或C1-C20烷基。在此方法中，-向待純化的N-烷基吡咯烷酮中添加堿性化合物，且在添加堿性化合物之后不超過20分鐘混合物的溫度為至少80℃，且-自所獲得的混合物中蒸餾出N-烷基吡咯烷酮。本專利技術(shù)進(jìn)一步涉及一種使用、純化及再使用N-烷基吡咯烷酮的方法，其中a)將聚合物溶解于N-烷基吡咯烷酮中，b)使用此聚合物制造鋰離子蓄電池的電極，且回收包含式I或式II的雜質(zhì)中的至少一種的經(jīng)污染的N-烷基吡咯烷酮其中式I和式II中的R為氫或C1-C20烷基，c)向經(jīng)回收的N-烷基吡咯烷酮中添加堿性化合物，且在添加堿性化合物之后不超過20分鐘混合物的溫度增加至至少80℃，d)自所獲得的混合物中蒸餾出N-烷基吡咯烷酮，及e)將其作為溶劑再用于制造鋰離子蓄電池的電極。聚合物常用于制造鋰離子蓄電池，例如作為聚合物電解質(zhì)或用于制造電極。通常使用例如聚偏二氟乙烯來制造電極。為此，通常將聚偏二氟乙烯溶解于有機(jī)溶劑中且通過添加鋰儲(chǔ)存材料及任選的導(dǎo)電添加劑來制造懸浮液。電極通過用此懸浮液涂布例如金屬載體的載體且隨后移除溶劑而獲得。已發(fā)現(xiàn)N-烷基吡咯烷酮、尤其N-甲基吡咯烷酮為適合溶劑。溶劑由于以上使用而可能被污染。涂布工藝引入雜質(zhì)，且由于所需的高溫和/或氧化化合物的存在而也形成所使用的溶劑的副產(chǎn)物。在N-甲基吡咯烷酮(NMP)的情況下，以上式I和式II的化合物(其中R為H原子)通過不合乎需要的次級(jí)反應(yīng)所形成。這些化合物具有類似于NMP沸點(diǎn)的沸點(diǎn)且因此極難通過蒸餾自NMP分離。僅具有高純度且不含水的溶劑可用于制造經(jīng)久耐用的鋰離子蓄電池。已經(jīng)使用過一次的溶劑僅當(dāng)其已經(jīng)純化且再次滿足關(guān)于純度及不含水的苛刻要求時(shí)可再使用。JP11071346及JP10310795揭示通過添加酸性化合物、尤其通過與酸性固體接觸來純化已用作聚偏二氟乙烯的溶劑的NMP。WO2010/057917描述純化已用作聚偏二氟乙烯的溶劑的NMP及制造鋰離子蓄電池。純化通過添加活性碳來實(shí)現(xiàn)，且因此該方法為通過吸附的純化。還已經(jīng)描述向NMP中添加堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物。因此，在堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物存在下蒸餾NMP以防止形成過氧化物且使NMP穩(wěn)定自JP2004284958及JP2007099690已知。US4965370、JP2001354769及JP11349566描述純化已用于制備聚芳硫醚的NMP；來自聚芳硫醚工藝的雜質(zhì)在各情況下均可通過添加堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物移除，且NMP可再用于此工藝。JP03014559揭示通過添加金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽自NMP移除N-甲基琥珀酰亞胺及苯酚。此處同樣，相關(guān)NMP來自聚芳硫醚工藝。WO03/053924描述一種自γ-丁內(nèi)酯及甲胺制備NMP的方法。此處，金屬氫氧化物用于通過形成鹽來移除過量γ-丁內(nèi)酯。本專利技術(shù)的一個(gè)目的為提供一種純化先前所用的N-烷基吡咯烷酮、尤其NMP的方法，該方法使N-烷基吡咯烷酮再用于任何應(yīng)用中，尤其用于制造鋰離子蓄電池。該方法應(yīng)為極簡單及有效的。已引入或形成的以上式I和式II的雜質(zhì)理想地應(yīng)通過該方法完全移除。我們因此已發(fā)現(xiàn)以上所定義的方法。本專利技術(shù)的方法為一種純化已經(jīng)使用至少一次的N-烷基吡咯烷酮的方法。舉例而言，N-烷基吡咯烷酮可能已用作溶劑。相關(guān)N-烷基吡咯烷酮優(yōu)選為式A的N-烷基吡咯烷酮其中R為氫或C1-C20烷基。具體而言，式A中的R為氫或C1-C3烷基，且R特別優(yōu)選為氫或甲基。若R為氫，則相關(guān)化合物為N-甲基吡咯烷酮(NMP)，且若R為甲基，則相關(guān)化合物為N-乙基吡咯烷酮(NEP)。特別優(yōu)選的為NMP或NEP。非常特別優(yōu)選為NMP。由于先前使用，因此N-烷基吡咯烷酮包含式I或式II的雜質(zhì)中的至少一種其中R為氫或C1-C20烷基。式I和式II的化合物為常以混雜物形式存在的異構(gòu)體。待純化的N-烷基吡咯烷酮因此可包含兩種化合物。R優(yōu)選為氫或C1-C4烷基。當(dāng)待純化的N-烷基吡咯烷酮為NMP時(shí)，式I和式II中的R為氫。當(dāng)待純化的N-烷基吡咯烷酮為NEP時(shí)，式I和式II中的R為甲基。具體而言，按照100重量份的N-烷基吡咯烷酮計(jì)，N-烷基吡咯烷酮中式I和式II的化合物的含量可為0.0005重量份至1重量份。在本專利技術(shù)方法中，特別優(yōu)選使用按照100重量份的N-烷基吡咯烷酮計(jì)，式I和式II的化合物的總含量為0.0005重量份至0.5重量份、特別優(yōu)選0.0005重量份至0.1重量份的N-烷基吡咯烷酮。除式I和式II的化合物外，待純化的N-烷基吡咯烷酮可包含其他有機(jī)化合物作為雜質(zhì)。可作為雜質(zhì)包含的其他有機(jī)化合物例如為具有下式的化合物其中R在各情況下均為氫或C1-C20烷基。除式I、式II及可能的式III至式XII的化合物外，待純化的N-烷基吡咯烷酮可包含來源于N-烷基吡咯烷酮的生產(chǎn)工藝且不視作雜質(zhì)的其他有機(jī)化合物。除用于制備N-烷基吡咯烷酮的γ-丁內(nèi)酯及胺(在NMP的情況下為甲胺)外，這些其他有機(jī)化合物為在環(huán)碳上經(jīng)烷基取代的N-烷基吡咯烷酮衍生物。優(yōu)選的烷基為甲基及乙基且可單獨(dú)或以混合物形式存在于所有環(huán)碳上。按照100重量份的N-烷基吡咯烷酮計(jì)，經(jīng)取代的N-烷基吡咯烷酮的含量通常小于1重量份、尤其小于0.5重量份。按照100重量份的N-烷基吡咯烷酮計(jì)，γ-丁內(nèi)酯的含量通常小于0.1重量份、尤其小于0.05重量份。按照100重量份的N-烷基吡咯烷酮計(jì)，用于制備N-烷基吡咯烷酮的胺的含量通常小于0.005重量份、尤其小于0.003重量份。按照100重量份的N-烷基吡咯烷酮計(jì)，待純化的N-烷基吡咯烷酮通常包含總共0.0005重量份至5重量份、尤其0.0005重量份至2重量份的式I至式XII的有機(jī)化合物作為雜質(zhì)。待純化的N-烷基吡咯烷酮可進(jìn)一步包含水或可以含水混雜物的形式存在。可能已通過先前使用而引入大量的水。待純化的N-烷基吡咯烷酮可因此具有例如以下組成100重量份的N-烷基吡咯烷酮，總共0.0005重量份至5重量份的式I至式XII的有機(jī)化合物作為雜質(zhì)，及0.01重量份至200重量份的水。具體而言，待純化的N-烷基吡咯烷酮可具有以下組成100重量份的N-烷基吡咯烷酮，總共0.0005重量份至2.5重量份的式I至式XII的有機(jī)化合物作為雜質(zhì)，及0.1重量份至100重量份的水。向待純化的N-烷基吡咯烷酮中添加堿性化合物。在下文中，術(shù)語堿性化合物(basiccompound)還包含各種堿性化合物的混合物。堿性化合物優(yōu)選為量在100重量份的水中為5重量份(在20℃，1巴下)時(shí)提供至少8、特別優(yōu)選至少9的pH值的化合物。在上述定義中，不需要5重量份的堿性化合物完全溶解于水中；關(guān)鍵問題僅為在添加堿性化合物之后出現(xiàn)pH值增加。堿性化合物可為有機(jī)化合物或無機(jī)化合物。可能的例如為堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、烷氧化物、碳酸鹽、羧酸鹽、絡(luò)合氫化物、氨或胺。舉例而言，可提及LiOH、NaOH、KOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Ca(HCO3)2、CaCO3、草酸鈉、硼氫化鈉、氫化鋰鋁、甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀及對應(yīng)于N-烷基經(jīng)取代的吡咯烷酮的烷基胺。特本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種純化N?烷基吡咯烷酮的方法，所述N?烷基吡咯烷酮由于先前使用而包含式I或式II的雜質(zhì)中的至少一種其中R為氫或C1?C20烷基，其中?向待純化的N?烷基吡咯烷酮中添加堿性化合物，且在添加堿性化合物之后不超過20分鐘混合物的溫度為至少80℃，且?自所獲得的混合物中蒸餾出N?烷基吡咯烷酮。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2012.11.22 EP 12193748.61.一種純化N-烷基吡咯烷酮的方法，所述N-烷基吡咯烷酮由于先前使用而包含式I或式II的雜質(zhì)中的至少一種其中R為氫或C1-C20烷基，其中-向待純化的N-烷基吡咯烷酮中添加堿性化合物，且在添加堿性化合物之后不超過20分鐘混合物的溫度為至少80℃，且-自所獲得的混合物中蒸餾出N-烷基吡咯烷酮。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中N-烷基吡咯烷酮為N-甲基吡咯烷酮。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中堿性化合物為在20℃及1巴下量在100重量份的水中為5重量份時(shí)提供至少8的pH值的化合物。4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中堿性化合物為在20℃及1巴下量在100重量份的水中為5重量份時(shí)提供至少8的pH值的化合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中堿性化合物為堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中按照100重量份的N-烷基吡咯烷酮計(jì)，堿性化合物以0.01重量份至10重量份的量添加。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中在添加堿性化合物之后不超過5分鐘，混合物的溫度為至少100℃。8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中在蒸餾期間添加堿性化合物。9.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R·平科斯，T·沃格勒，K·奧特，
申請(專利權(quán))人：巴斯夫歐洲公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE