Диметилкарбонат - Dimethyl carbonate

Не путать с диметилкарбат.
Диметилкарбонат
Диметилкарбонат
Шаровидная модель диметилкарбоната
Имена
Название ИЮПАК
Диметилкарбонат
Другие имена
DMC
Метилкарбонат
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.009.527 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
C3ЧАС6О3
Молярная масса90.078 г · моль−1
ВнешностьЧистая жидкость
Плотность1,069-1,073 г / мл
Температура плавления От 2 до 4 ° C (от 36 до 39 ° F; от 275 до 277 K)
Точка кипения 90 ° С (194 ° F, 363 К)
13,9 г / 100 мл
Опасности
Главный опасностиЛегковоспламеняющийся
точка возгорания 17 ° С (63 ° F, 290 К)
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Диметилкарбонат (DMC) является органическое соединение с формула OC (OCH3)2. Это бесцветная легковоспламеняющаяся жидкость. Классифицируется как карбонатный эфир. Это соединение нашло применение в качестве метилирующий агент а в последнее время в качестве растворителя, освобожденного от ограничений, налагаемых на большинство летучие органические соединения (ЛОС) в США.[1] Диметилкарбонат часто считается зеленый реагент.[2]

Производство

Мировая добыча в 1997 году оценивалась в 1000 баррелей в день.[3] Производство диметилкарбоната во всем мире ограничено Азией, Ближним Востоком и Европой.

Диметилкарбонат традиционно получают по реакции фосген и метанол. Метилхлорформиат производится как промежуточное звено:

COCl2 + CH3ОН → СН3OCOCl + HCl
CH3OCOCl + CH3ОН → СН3ОСО2CH3 + HCl

Этот путь синтеза был в значительной степени заменен окислительное карбонилирование. В этом процессе монооксид углерода и окислитель обеспечивают эквивалент CO2+:[4][5]

CO + 1/2 O2 + 2 канала3ОН → (СН3O)2CO + H2О

Его также можно производить в промышленных масштабах переэтерификация этиленкарбоната или пропиленкарбонат и метанол, который также дает соответственно этиленгликоль или пропиленгликоль.

Реакции и потенциальные приложения

Метилирующий агент

Метилаты диметилкарбоната анилины, фенолы, и карбоновые кислоты, но многие из этих реакций требуют использования автоклав.[6][7]

Метилирование фенилуксусной кислоты диметилкарбонатом под действием DBU

Основное преимущество диметилкарбоната перед другими метилирующими реагентами, такими как йодметан и диметилсульфат его низкая токсичность. Кроме того, он биоразлагаемый.[4] К сожалению, это относительно слабый метилирующий агент по сравнению с этими традиционными реагентами.

Растворитель

В США диметилкарбонат был исключен из-под определения летучие органические соединения (ЛОС) Агентство по охране окружающей среды США в 2009.[8] Благодаря тому, что диметилкарбонат классифицируется как не содержащий летучих органических соединений, популярность и применение его в качестве замены для метилэтилкетон (МЕК) и парахлорбензотрифторид, а также терт-бутил ацетат пока он тоже не был освобожден.[9] Диметилкарбонат имеет запах сложного эфира или спирта, который более благоприятен для пользователей, чем большинство углеводородных растворителей, которые он заменяет. Диметилкарбонат имеет скорость испарения 3,22 (бутилацетат = 1,0), что немного ниже, чем у МЕК (3,8) и ацетат этила (4.1) и быстрее, чем толуол (2.0) и изопропанол (1.7). Диметилкарбонат имеет профиль растворимости, аналогичный обычному гликолевые эфиры, что означает, что диметилкарбонат может растворять большинство обычных смол для покрытий, за исключением, возможно, смол на основе каучука. Параметр растворимости Гильдебранда составляет 20,3 МПа, а параметры растворимости Хансена следующие: дисперсия = 15,5, полярная = 3,9, водородная связь = 9,7.[10] Диметилкарбонат частично растворим в воде до 13%, однако со временем гидролизуется в системах на водной основе до метанола и CO.2 диметилкарбонат может замерзать при тех же температурах, что и вода, его можно разморозить без потери своих свойств или покрытий на основе диметилкарбоната.

Промежуточный продукт в синтезе поликарбоната

Диметилкарбонат широко используется для производства дифенилкарбонат через переэтерификация с фенол. Дифенилкарбонат - широко используемое сырье для синтеза бисфенол-А-поликарбоната в процессе поликонденсации в расплаве. Наиболее распространенный маршрут описан Фукуока из японской химической корпорации «Асахи Касей».[11]

Присадка к альтернативному топливу

Также есть интерес использовать это соединение в качестве кислородсодержащая присадка к топливу.[3]

Безопасность

DMC - легковоспламеняющаяся жидкость с точка возгорания 17 ° C (63 ° F), что ограничивает его использование в бытовых и внутренних помещениях. DMC по-прежнему безопаснее, чем ацетон, метилацетат и метилэтилкетон с точки зрения воспламеняемости. DMC имеет рекомендуемый предел воздействия (REL) предел 100 ppm при вдыхании в течение 8-часового рабочего дня, который аналогичен пределу для ряда обычных промышленных растворителей (толуол, метилэтилкетон). При использовании DMC в помещении или в других условиях, где концентрации превышают REL, рабочие должны носить защитные респираторы для паров органических веществ. DMC метаболизируется в организме до метанол и углекислый газ, поэтому случайное проглатывание следует рассматривать так же, как и отравление метанолом.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Обновление: летучие органические соединения, освобожденные Агентством по охране окружающей среды США». Американская ассоциация покрытий. 2018-01-30. Получено 2019-03-20.
  2. ^ Кройцбергер, Чарльз Б. (2001), «Хлорформиаты и карбонаты», Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера, Нью-Йорк: Джон Вили, Дои:10.1002 / 0471238961.0301180204011312.a01.pub2, ISBN  9780471238966
  3. ^ а б Пачеко, Майкл А .; Маршалл, Кристофер Л. (1997). «Обзор производства диметилкарбоната (DMC) и его характеристики в качестве топливной добавки». Энергетическое топливо. 11: 2–29. Дои:10.1021 / ef9600974.
  4. ^ а б Пьетро Тундо и Маурицио Сельва (2002). «Химия диметилкарбоната». Соотв. Chem. Res. 35 (9): 706–16. Дои:10.1021 / ar010076f. PMID  12234200.
  5. ^ Ханс-Йозеф Буйш. «Эфиры угольной кислоты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a05_197 / полный.
  6. ^ Шие, Вен-Чунг; Делл, Стивен; Репич, Олян (2002). «Нуклеофильный катализ с 1,8-диазабицикло [5.4.0] ундец-7-еном (DBU) для этерификации карбоновых кислот диметилкарбонатом». J. Org. Chem. 67 (7): 2188–2191. Дои:10.1021 / jo011036s. PMID  11925227.
  7. ^ Шие, Вен-Чунг; Делл, Стивен; Репич, Олян (2001). «1,8-Диазабицикло [5.4.0] ундец-7-ен (DBU) и ускоренная микроволнами зеленая химия в метилировании фенолов, индолов и бензимидазолов диметилкарбонатом». Органические буквы. 3 (26): 4279–81. Дои:10.1021 / ol016949n. PMID  11784197.
  8. ^ http://www.epa.gov/ttn/oarpg/t1/fact_sheets/voc_exemp01011309.pdf. Информация о действиях EPA по исключению диметилкарбоната как ЛОС, а также справочная информация о заявителях, общественные комментарии и другие ссылки доступны в электронном виде по адресу http://www.regulations.gov, Электронная общедоступная система регистрации и комментариев EPA. Номер в реестре для этого действия - номер документа EPA-HQ-OAR-2006-0948. Видеть http://www.epa.gov/ttn/oarpg/t1pfpr.html и прокрутите вниз до 13 января 2009 г. в формате pdf, чтобы найти правило.
  9. ^ «Обновление: летучие органические соединения, освобожденные Агентством по охране окружающей среды США». Американская ассоциация покрытий. 2018-01-30. Получено 23 июня, 2020.
  10. ^ Канегсберг, Барбара; Канегсберг, Эдвард (2011-04-04). Справочник по критической очистке: чистящие средства и системы, второе издание (Второе изд.). CRC Press. п.16. ISBN  9781439828281.
  11. ^ Поликарбонат без фосгена из CO2 - Индустриализация экологически чистого химического процесса, Синсукэ Фукуока (Asahi Kasei Chemicals Corporation)