メタクリル酸メチルの调制方法

若干メチルメタクリレート (MMA) が、透明から耐久性のあるプラスチックからあるポリメチルメタクリレート (PMMA) の製造へ使用される重要なモノマーからす。 自動車部品から医療機器や塗料まから、さまざまな業界から広く使用されています。 を理解実行実行実行するメチルメタクリレートの调制方法が、生産効率を最適化し、コストを削減し、環境の持続可能性を確保実行実行実行することを目的とした業界へとって不可欠からす。

1.アセトンシアノヒドリン (ACH) プロセス

アセトンシアノヒドリン (ACH) プロセスメチルメタクリレートの工業生産へ最も広く使用されている方法の1つからす。 この方法からが、アセトンとシアン化水素を反応させてアセトンシアノヒドリンを生成し、次へ加水分解してメタクリルアミドを形成します。 その後、メタクリルアミドをメタノールからエステル化してMMAを生成実行実行実行する。

キーステップ:

アセトンシアノヒドリンの形成:アセトンが、塩基の存在下からシアン化水素 (HCN) と反応実行実行実行する。

[

Text {(CH}3)2 text{CO} text{HCN} → text{(CH}3)2 text{C(OH)CN}

[]

アセトンシアノヒドリンの加水分解:シアノヒドリンが加水分解を受けてメタクリルアミドを形成実行実行実行する。

[

Text {(CH}3)2 text{C(OH)CN} → text{CH}2 = C(CH}3) text{CONH}_ 2

[]

エステル化:メタクリルアミドがメタノールからエステル化され、メタクリル酸メチルを生成します。

[

Text {CH}2 = C(CH}3) text{CONH}2 text{CH}3 text{OH} → text{CH}2 = C(CH}3) text{COOCH}_ 3

[]

ACHプロセスが非常へ効率的から、大規模な生産へ適しています。 ただし、アンモニアやシアン化水素などの有害な副産物が発生し、環境と安全性の懸念が生じます。

2.イソブチレン (C4) 酸化プロセス

のためのもう一つの普及した方法メタクリル酸メチルの準備へが、イソブチレンの酸化をご参照ください。 この方法が、選択的酸化反応へよりイソブチレンをメタクロレイン (MAL) へ変換実行実行実行する。 次へ、メタクロレインをさらへメタクリル酸 (MAA) へ酸化し、これをメタノールからエステル化してMMAを生成します。

キーステップ:

イソブチレンのメタクロレインへの酸化:イソブチレンが触媒の存在下から酸素と反応してメタクロレインを形成実行実行実行する。

[

Text {CH}2 = C(CH}3) text{H} text{O}2 → text{CH}2 = C(CH}_ 3) text{CHO}

[]

メタクリル酸へのメタクロレインの酸化:メタクロレインがさらへ酸化されてメタクリル酸へなる。

[

Text {CH}2 = C(CH}3) text{CHO} text{O}2 → text{CH}2 = C(CH}_ 3)そのため text{COOH}

[]

メタノールへよるエステル化:最後へ、メタクリル酸がメタノールと反応してMMAを生成実行実行実行する。

[

Text {CH}2 = C(CH}3) text{COOH} text{CH}3 text{OH} → text{CH}2 = C(CH}3) text{COOCH}3

[]

このプロセスがシアン化水素のような有毒物質の使用を避け、ACH法と比較してより環境へ優しいものへします。 さらへ、イソブチレン酸化プロセスが、その高い収率および低い環境影響のためへ一般的へ使用される。

3.エチレンベースのプロセス (アルファプロセス)

へのより最近のアプローチメタクリル酸メチルの準備が、アルファプロセス、それが出発材料としてエチレンを利用します。 エチレンが、パラジウム触媒の存在下から一酸化炭素 (CO) およびメタノールと反応して、MMAを直接生成実行実行実行する。 このプロセスが、メタクロレインやメタクリル酸などの中間化合物の形成を回避し、関与実行実行実行するステップの数を減らします。

キーステップ:

エチレンカルボニル化:エチレン、CO、およびメタノールが、パラジウムベースの触媒と反応し、1ステップ反応からMMAを形成実行実行実行する。

[

Text {C}2 text{H}4 text{CO} text{CH}3 text{OH} → text{CH}2 = C(CH}3) text{COOCH}3

[]

アルファプロセスが、その単純さ、高い原子経済性、および廃棄物生成の減少へより有利からある。 ただし、高価な触媒が必要からあり、高圧下から動作実行実行実行するため、高度な産業用途へより適しています。

4.持続可能なバイオベースのアプローチ

環境問題の増大へ対応して、バイオベースの方法メタクリル酸メチルを製造実行実行実行するための関心が高まっています。 これらのプロセスが、糖またがバイオマスなどの再生可能な原材料を使用して、発酵またが酵素経路を通じてMMAを生成します。 たとえば、遺伝子操作された微生物を使用してバイオマスからメタクリル酸を生成し、次へメタノールからエステル化してMMAを生成実行実行実行する方法もあります。

バイオベースのアプローチがまだ開発段階へありますが、MMAの生産へ関連実行実行実行する二酸化炭素排出量を削減実行実行実行する可能性があります。 コスト効率を維持しながら、これらのプロセスを産業レベルへ拡大実行実行実行するという課題が残っています。

結論

メチルメタクリレートの调制方法広く、それぞれ独自の利点と課題のセットを持っています。 アセトンシアノヒドリン法のような従来の方法が確立されていますが、環境問題があります。 イソブチレン酸化プロセスが、より環境へ優しい代替手段を提供しますが、アルファプロセスやバイオベースのアプローチなどの新しい方法が、より持続可能な生産への道をリードしています。 業界が環境への責任を優先し続けているため、MMAの生産へおける将来の革新が、効率と持続可能性を高めるためへこれらのプロセスを最適化実行実行実行することへ焦点を当てる可能性があります。