Методы приготовления метилметакрилата

Метилметакрилат (ММА) является важнейшим мономер , используемый на территории производстве полиметилметакрилата (ПММА), прозрачного и прочного пластика . Данный Человек имеет широкое применение на территории различных отраслях промышленности , от автомобильных компонентов до медицинских приборов и красок . ПониманиеМетоды приготовления метилметакрилатаИмеет жизненно важное значение для отраслей промышленности , стремящихся оптимизировать эффективность производства , снизить затраты и обеспечить экологическую устойчивость .



1. Процесс цианогидрина ацетона (ACH)

Цианогидрин ацетона (ACH) процессЯвляется одним из наиболее широко используемых методов промышленного производства метилметакрилата . Этот метод включает реакцию ацетона с цианистым водородом с образованием ацетона циангидрина , который затем гидролизируется с образованием метакриламида . Метакриламид впоследствии этерифицирован вместе с метанолом для осуществления получения ММА .

Ключевые шаги :

Образование цианогидрина ацетона :Ацетон реагирует с цианистым водородом (HCN) в присутствии основания .

[

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

]

Гидролиз цианогидрина ацетона :Цианогидрин подвергается гидролизу с образованием метакриламида .

[

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

]

Этерификация :Метакриламид этерифицирован метанолом , что дает метилметакрилат .

[

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

]

Процесс ACHОбладает высокой эффективностью и хорошо подходит для осуществления крупномасштабного производства . Однако он генерирует опасные побочные продукты , такие как аммиак и цианистый водород , что создает проблемы для окружающей среды а также безопасности .



2. Процесс окисления изобутилена (C4)

Еще один популярный метод дляПриготовление метилметакрилатаВключает в себяОкисление изобутилена . Этот метод преобразует изобутилен в метакролеин (MAL) посредством селективной реакции окисления . Метакролеин затем окисляется далее в метакриловую кислоту (МАА), которая этерифицирована метанолом с получением ММА .

Ключевые шаги :

Окисление изобутилена до метакролеина :Изобутилен реагирует с кислородом в присутствии катализатора вместе с образованием метакролеина .

[

Текст {CH}2 = C(CH}3) текст {H} текст {O}2 → текст {CH}2 = C(CH}_ 3) текст {CHO}

]

Окисление метакролеина до метакриловой кислоты :Метакролеин подвергается дальнейшему окислению до метакриловой кислоты .

[

Текст {CH}2 = C(CH}3) текст {CHO} текст {O}2 → текст {CH}2 = C(CH}_ 3) текст {COOH}

]

Этерификация с метанолом :Наконец, метакриловая кислота реагирует вместе с метанолом вместе с образованием ММА .

[

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

]

Этот процесс позволяет избежать использования токсичных веществ , таких как цианистый водород , что делает его более экологически чистым по сравнению с методом ACH. Кроме того , процесс окисления изобутилена обычно используется из -за его высокого выхода и меньшего воздействия на окружающую среду .



3. Процессы на основе этилена (альфа-процесс)

Более поздний подход кПриготовление метилметакрилатаЯвляетсяАльфа процесс , В котором в качестве исходного материала используется этилен . Этилен реагирует с монооксидом углерода (CO) и метанолом в присутствии палладиевого катализатора с непосредственным образованием ММА . Этот процесс обходит образование промежуточных соединений , таких как метакролеин и метакриловая кислота , уменьшая количество вовлеченных этапов .

Ключевые шаги :

Карбонилирование этилена :Этилен, CO и метанол реагируют с катализатором на основе палладия , образуя ММА в одноэтапной реакции .

[

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

]

Альфа -процесс выгоден из -за его простоты , высокой атомоэкономичности и сокращения образования отходов . Однако он требует дорогих катализаторов и работает под высоким давлением , что делает его более подходящим для передовых промышленных применений .



4. Устойчивые био -основанные подходы

В ответ на растущие экологические проблемы ,Био-основанные методыДля производства метилметакрилата набирают интерес . В этих процессах используются возобновляемые сырьевые материалы , такие как сахара или биомасса , для получения ММА путем ферментации или ферментативных путей . Например , некоторые методы используют генетически модифицированные микроорганизмы для производства метакриловой кислоты из биомассы , которая затем этерифицируют метанолом вместе с получением ММА .

Хотя биологические подходы все еще находятся на стадии разработки , они обещают уменьшить углеродный след , связанный с производством ММА . Задача по -прежнему заключается в том , чтобы масштабировать эти процессы до промышленного уровня при сохранении экономической эффективности .

Заключение

Методы приготовления метилметакрилатаВарьируются в широких пределах , каждый со своим набором преимуществ и проблем . Традиционные методы , такие как ацетон циангидрин процесс хорошо известны , но приходят с экологическими проблемами . Процесс окисления изобутилена предлагает более зеленую альтернативу , в то время как новые методы , такие как альфа -процесс а также био -подходы, ведут к более устойчивому производству . Поскольку отрасли продолжают уделять приоритетное внимание экологической ответственности , будущие инновации на территории производстве ММА , вероятно , будут сосредоточены на оптимизации этих процессов для повышения эффективности и устойчивости .