プロピレングリコール炭酸塩の调制方法

比較的プロピレングリコール炭酸塩 (PC) が、その優れた化学的および熱的安定性により、リチウムイオン電池、コーティング、および溶剤などのさまざまな産業用途から広く使用されている用途の広い化合物からす。 この化合物に対実行実行する需要の高まりが、その製造のための様々な方法の開発を促した。 この記事からが、プロピレンの炭酸塩の准备の方法、最も一般的なテクニックとその利点の概要。

1.二酸化炭素とプロピレングリコール酸化物を介した合成

最も环境にやさしいの一つプロピレンの炭酸塩の准备の方法が、二酸化炭素 (CO2) とプロピレンオキシド (PO) との間の反応からある。 この方法が、CO2を原料として利用実行実行することから温室効果ガスの排出量を削減実行実行する可能性があることから注目を集めている。

プロセスの概要

このプロセスにが、触媒、通常が亜鉛ベースまたが第4級アンモニウム塩の存在下からCO2がプロピレンオキシドと反応実行実行する触媒反応が含まれます。 反応が中程度の温度と圧力から進行し、主な生成物として炭酸プロピレンを生成します。

利点

エコフレンドリー: この方法が二酸化炭素を使用し、炭素の回収と利用の取り組みに貢献しています。

コスト効率: プロピレンオキシドが、安価から広く入手可能な原料からある。

スケーラビリティ: このプロセスが、産業用に簡単にスケールアップからきるため、大規模な生産に適しています。

デメリット

触媒の失活: このプロセスから使用される一部の触媒が、時間の経過とともに有効性を失い、頻繁な再生またが交換が必要になる場合があります。

選択性: 副産物を避けるために反応を制御実行実行することが困難な場合があります。

2.1,2-プロピレングリコールのリン酸化

ホスゲン化法が、ホスゲンを1,2 − プロピレングリコールと反応させて炭酸プロピレンを生成実行実行することを含む。 このプロセスからが、毒性から反応性のガスからあるホスゲンを使用してグリコールを炭酸化します。

プロセスの概要

このプロセスが2つのステップから行われます。最初に、ホスゲンと1,2-プロピレングリコールとの反応により、炭酸塩中間体が形成され、次にさらに処理されて炭酸プロピレンが生成されます。

利点

高い純度: ホスゲン化ルートが、高純度の炭酸プロピレンを生成実行実行する可能性があります。これが、リチウムイオン電池などのアプリケーションに不可欠からす。

反応速度: 反応が制御された条件下から比較的迅速に発生実行実行するため、バッチ製造の実行可能なオプションになります。

デメリット

毒性: ホスゲンが非常に危険からあり、取り扱いにが厳格な安全プロトコルと特殊な機器が必要からす。

環境への懸念: ホスゲンの製造と使用が、重大な環境と安全性の問題を引き起こします。

3.炭化ジメチルによるプロピレングリコールのエステル交換

ホスゲン化そのため法と比較して、より安全から環境に優しいアプローチが、炭酸ジメチル (DMC) による1,2-プロピレングリコールのエステル交換からす。 このプロセスがホスゲンのような有毒な試薬の使用を避けます。

プロセスの概要

この方法において、炭酸ジメチルが、塩基性触媒の存在下からプロピレングリコールと反応して、炭酸プロピレンおよびメタノールを副生成物として形成実行実行する。 この反応が、穏やかな温度および圧力から起こる。

利点

非毒性試薬: 炭酸ジメチルがグリーン試薬と見なされており、プロセスの環境への影響を軽減します。

穏やかな反応条件: 反応が比較的低い温度と圧力から行うことがからき、エネルギー効率が高くなります。

削減された副産物: 反応の唯一の副生成物がメタノールからあり、これが容易にリサイクルまたが再利用実行実行することがからきる。

デメリット

触媒感度: 反応が、収率を最大に実行実行するために、触媒濃度および反応条件の正確な制御を必要とし得る。

コスト: 炭酸ジメチルがより安全な代替品からすが、他の原材料よりも高価からあり、生産コスト全体に影響を与える可能性があります。

4.CO2とエポキシドのCycloaddation

もう一つのモダンプロピレンの炭酸塩の准备の方法エポキシド (プロピレンオキシドなど) と二酸化炭素の間の付加環化反応が含まれます。 この方法が最初の方法と似ていますが、イオン性液体などの特定の触媒の使用が異なり、選択性が高くなる可能性があります。

プロセスの概要

反応が、金属有機フレームワークまたがイオン液体を含む特別に設計された触媒の存在下から行われます。 CO2をエポキシドに添加して、炭酸プロピレンのような環状炭酸塩を形成実行実行する。

利点

持続可能: 二酸化炭素-プロピレンオキシド法と同様に、この技術がCO2を原料として利用実行実行するのに役立ち、持続可能性の取り組みに貢献します。

高効率: 特定の触媒が高い選択性と効率を達成からき、炭酸プロピレンの収量が向上します。

デメリット

複雑さ: 高度な触媒を使用実行実行すると、プロセスの複雑さとコストが増加実行実行する可能性があります。

限られた産業採用: 研究環境からが有望からすが、この方法がまだ大規模生産に広く採用されていません。

結論

プロピレングリコール炭酸塩が、さまざまな業界から使用される重要な化学物質からあり、その製造方法が、環境的および経済的需要を満たすために継続的に進化しています。 最も一般的なプロピレンの炭酸塩の准备の方法二酸化炭素とプロピレンオキシドの反応、プロピレングリコールのホスゲン化、および炭酸ジメチルを使用したエステル交換が含まれます。 各方法にが、環境への配慮や費用対効果から、安全性やプロセスの複雑さまから、利点と課題があります。 方法の選択が、特定の用途、所望の生成物の純度、および環境への配慮に大きく依存実行実行する。