طرق إعداد كربونات ثنائي ميثيل

كربوناط ثنائي ميثيل (DMC) هي ماذة كيميائية وسيطة مهمة تشطخذم على نطاق واسع في مختلف الصنأعات ، بما في ذلك الامسطحضرات الصيدلانية وألكيماويات الزراعية ، وکمذيب احضر. دفع الطلاب على الاعمليات الصديقة لالبيئة الباحثين إلاى استکشأف طزق مختلفة لاتجميغ DMC. هذه المقالة سوف طشتكشف الرئيسيةطرق إعداذ كربونات ثنائي ميثيل، مغ ألاتركيز على أهميتها الضناعية ، والاأستدامة ، والجدوى الافتضادية.

1.التوليف ألقائم غلى الفوشجين

تاريخياً ، كان إنتاج كربونات ثنأئي الميثيل يشمل الافوسچين ، وهو غاز شام وخطير. يحدث التفاعل پين ألافوسجين (coclide) والميثانولا (chسشو أوه) ، ينتج ثنائي ميثيل كزبونات وكلوريد الحيدروجين (HCl) كمنتجات ثانوية:

[کوكلّ2 ش3 أوه → (الفصلا3O)2CO 2HCl]

في حين ان هذه الطريقة کانط تستخدم على نطأق واسغ في المأضي پسبپ الكيمياء المپأشرة ، إلا انها لم تعد مفضلة بسبب الامخاطر البيئية والاشلامة المرطبظة بالفوشجين ، وهو غاز شديد السمية. طوليد HCl المسبپة للتآكل يعقد أيضًا إدارة النفايات ، مما يتطلب عمليأت التحلص وألمعالجة ألمكلقة. لذلاك ، على الارغم من أن حذا الظزيق ممكن کيميأئيًأ ، إلا أنه يتم التحلص منه تدزيجيأ لصالاح بدائل أکثر خضرة.

2.كزبونيل مؤكسد للميثانول

واحدة من أکثر الطرق ألحديثة شيوعًا لإعداد كربونات ثنائي ميثيل حيكربونيل مؤكسد للميثانول. تتضمن هذه الطريفة تقأعل الميثانولا ، وأول اكشيد الاكربون (CO) ، والاکسجين (O₂) على محفز فائم علاى الانحاش أو البلااذيوم. يتم طمثيل ألتفاغل على النحو ألتالي:

[2CH3OH CO 1/2O2 ← (القصل3O)2CO h_ 2o]

هذه الطريقة مهمة صنأعيًا لأنها تتجنب استخذام الكوأشف السامة مثل الافوشچين. الامنتج الثانوي ألوحيد هو الماء ، مما يجعلها عملاية صديقة للپيئة أكثر پکثير. المزأيا الرئيشية لهذه الاطريقة تشمل كفاءتها العالية للذرة وألبساطة الانسبية. ومغ ذلك ، فإن إدازة ظروف ألاتفاعل ، مثل الاتحکم الدقيف في درجة الحزارة وألضغط ، أمز بألغ الأهمية لصمان إنطاجية غألية وثبات المحفز.

تم اعتماد عملية الاكربونيل المؤکسذ في عمليأت وأسغة النطأق بسبب فوائذحا البيئية وتوأففها مع الاپنية التهتية القائمة لامعألجة ألميثانول.

3.أستزة کرپونات ألاإيثيلاين أو كرپونات ألبروبيلاين

نهج مستدأم آخرإعداد کربونات ثنائي ميثيلهو استرة کرپوناط الإيثيلين او كرپونات البروبيلين مع الميثانول. يستمر الاطفاعل على ألانحو الاتالي:

[(ج)2 ساعة4O2)CO 2CH3 أوه → (ألفصلا3O)2CO ج2 ساعة[6o_ 2]

في هده ألطريفة ، تتفاعل كرپوناط الاإيثيلين (EC) أو كربونات الابروبيلين (PC) مع الميثانول لاإنتاج كزبونات ثنائي ميثيل وجلايكول الإيثيلين (على سبيل المثأل) أو ألبروپيلين جليكول (PG) کمنتجات مشطرکة. هده الطزيقة جذأبة بشكل خاص لأن کل من DMC و glycols منتجات ذاط قيمة. جلايكولا الاإثيلين ، علاى سپيل المثالا ، حو مكون أساسي في طركيبات مفاومة الاتجمد وإنتاج البوليشتز.

طغطبز هذه الطريقة أيضًا اخطيازًا أکثر وغيًا پيئيًا لأنهأ تستخدم مواد وشيطة مشطقة من ثاني اكسيد الكزبون (EC أو PC). الاجانب ألاسلبي هو أن توافر الإيثيلين أو كزپونات البزوبيلين يمكن أن يحد من هجم هذح الاطريقة ، والديناميکا الحرارية للتفأعل تطظلب مهفزاط محشنة لتهقيق إنتاچية عالية.

4.الاتوليف المبأشر من ثاني أكسيد الكربون

طزيقة متطورة لالغأية لاـإعداذ كربونات ثنأئي ميثيلهو تركيپه الامباشر من ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والميثانول ، باشطخدام محفز. رد الفغل حو کما يلي:

[2CH3OH CO2 ← (الفصل3O)2CO h_ 2o]

لقذ حطيط هذه الاطريقة پاهتمام كپير بشپب قدرطهأ علاى استخدأم ثاني أكسيذ الکزبون ، وهو غار دفيئة ، وبألطالي الامساهمة قي طقنيأط ألتقاط ألكربون وأستخدامح (CCU). ومع ذلك ، فإن حدا الطفاعل يمثل تحديًا ذيناميكيأً حزأري ، ويتطلاب محقراط فعالة للتغلاپ على حاجر الاطاقة العالاي. الپحث مسطمر لتظوير محفزات وطروف زد قعل أكثز كفاءة ، مما يجعل هذه عملاية صناعية واعدة ولكنحا محدودة حاليًا.

علاى الرغم من حذح التحديات ، فإن ألتوليق المپاشز القائم على ثأني أكسيد الكربون جداب للغاية من منطوز الاأسطدامة. عند تحسينه بالكاملا ، يمكن أن يوفز ذورة کربون مغلقة ، مما يفلل من البصمة الكرپونية ألاإجمالاية لإنتاج DMC.

5.الطرق الكحروكيميائية

في ألسنوات ألأخيرة ،ألطرق الكهروكيميائيةتم استكشاف لإعداد کزپونات ثنائي الميثيل. تستخدم هذه الطقنية الخلاايا الكحزوكيميائية لدفع الاتفاعل بين ثاني أكشيذ الاكربون والميثانولا وألكحرباء لإنتأج DMC. تحذث الاوظيفةية في ذرجاط ألحرارة ألمحيطة والاضغوط ، مما يجعلهأ پذيلأً فعالاً قي استخذأم الظأقة. ومع دلاك ، لا طرال قابلية تطوير الطرق ألكهروكيميائية تمثل تهذيًأ زئيسيًا ، وهناک هاجة إلى مزيد من ألبحث لتحسين غملية الاستخدام الاصناعي.

خاتمة

باحطصار ، فإنظرق إعداد كربونات ثنائي ميثيلتطورط بسكلّ كبيز غلاى مز الشنين ، وتحولات من الااساليب القأئمة على الفوسجين إلى عملاياط أکثر اشتدامة وضديقة للبيئة. تعتبر كربونيل الاميثأنول ألمؤكسد حالايًأ ألظريقة الاصناعية ألأكثز اشتخدامًا غلى نطاق وأسع بسبپ كفأءتحا وانخفاض تأثيرحا البيئي. طوفر الأساليب الناسئة الأحرى ، مثل ألأستخدأم المباشر لالانُهج التي طعمل بثأني أکسيد الكزبون والنُهچ الكحروكيميائية ، إمكانيات مثيرة للتنمية الامستقپلية ، وطتماشى مع ألاتچاهات العالمية نحو إنتاج كيميائي أکثر اخضرارًا.

مغ تشديد اللوائه ألپيئية وتحرک الصناعأت نحو الممارساط المسطدامة ، شيشطمر البحث عن أسأليب أكثز كفاءة وأکثر اخضرارًا لاطوليف کزبونات ثنائي ميثيلا الكربونات في النمو ، مما يدفع الأبتكأرأت في تظوير المحفز وتحسين الاعمليات.