綠色化學品碳酸二甲酯的合成及應(yīng)用

Part2.綠色化學品----碳酸二甲酯的合成及應(yīng)用《綠色化學工藝學》》授課教師：生化學院張聰授課時間：2020年3月Contents目錄010203碳酸二甲酯的背景知識碳酸二甲酯的合成碳酸二甲酯的應(yīng)用為什么選擇碳酸二甲酯？1DMC碳酸二甲酯被譽為有機合成的“新基塊”產(chǎn)品綠色化反應(yīng)綠色化原料綠色化綠色化學一、為什么選擇碳酸二甲酯？一、為什么選擇碳酸二甲酯？農(nóng)藥醫(yī)藥工程塑料聚氨酯材料軍事用途光氣（氧氯化碳；碳酰氯；氯代甲酰氯）羰基一、為什么選擇碳酸二甲酯？硫酸二甲酯（DMS）人體傷害案例大腿被DMS灼傷后出現(xiàn)的水泡DMS引起呼吸道灼傷后，患者咳出的氣管黏膜C2H6O3S碳酸二甲酯（dimethylcarbonate,簡稱DMC）一、為什么選擇碳酸二甲酯？分子結(jié)構(gòu)式對比碳酸二甲酯的安全性一、為什么選擇碳酸二甲酯？性質(zhì)碳酸二甲酯光氣硫酸二甲酯口服(老鼠LD50),g/kg13--0.205吸入(老鼠LD50),g/kg140,240min1.4,3min0.045,240min突變性無有有1992年DMC在歐洲通過了非毒性化學品的注冊登記，被稱為綠色化學品！碳酸二甲酯可以取代劇毒光氣和硫酸二甲酯一、為什么選擇碳酸二甲酯？

碳酸二甲酯的合成2DMC二、碳酸二甲酯的合成工業(yè)化合成法光氣法：傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法。有原來的主導地位變成第三位。01酯交換法：目前占據(jù)第一位的生產(chǎn)方法。02甲醇氧化羰基化法：20世紀70年代中期以來國內(nèi)外競相開發(fā)的生產(chǎn)工藝。03液相法淤漿床反應(yīng)器或者反應(yīng)釜中進行，采用氯化物為催化劑，造成反應(yīng)器腐蝕嚴重氣相兩步法引入亞硝酸甲酯作中間介質(zhì)，起到媒介作用，通過兩步反應(yīng)實現(xiàn)。二甲醚氧化羰基化合成法開發(fā)中的合成方法二、碳酸二甲酯的合成甲醇氣相氧化羰基化法一步合成法甲醇與二氧化碳合成法甲醇-尿素法甲醇、甲酸酯合成法甲醇電化學羰基化合成法優(yōu)點：原料便宜易得，毒性小，工藝簡單，成本低。工藝關(guān)鍵：高效催化劑的開發(fā)。甲醇氣相氧化羰基化法一步合成法二、碳酸二甲酯的合成

碳酸二甲酯的應(yīng)用3DMC替代光氣作羰基化劑1替代DMS等作甲基化劑2油品添加劑4性能良好的溶劑5碳酸二甲酯的應(yīng)用制造新的化學品3聚碳酸酯、異氰酸酯等三、碳酸二甲酯的應(yīng)用Α-甲基苯乙腈（醫(yī)藥中間體）、苯甲醚（染料、農(nóng)藥的原料）、N-甲基苯胺（染料中間體）等長鏈烷基碳酸酯（潤滑油添加劑）、氨基烷酮（醫(yī)藥痢特靈中間體）、肼基甲酸甲酯（農(nóng)藥卡巴氧中間體）、碳酰肼（鍋爐除垢劑）、環(huán)丙沙星等汽油添加劑和柴油添加劑等清洗劑、涂料、環(huán)保型建筑膠黏劑、鋰電池電解液等聚氨酯（Polyurethane,PU）是世界上六大具有發(fā)展前途的合成材料之一。異氰酸酯是合成聚氨酯的原料。三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例1異氰酸酯的合成工業(yè)用途最大的異氰酸酯之一：甲苯二異氰酸酯（TDI）光氣法合成TDI三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例1異氰酸酯的合成+2COCl2+4HCl（TDI）B.碳酸酯法：DMC代替光氣合成法三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例1異氰酸酯的合成（TDI）+2(CH3O)2CO+2CH3OH（TDC）NHCOOCH3NHCOOCH3+2CH3OH（TDC）NHCOOCH3NHCOOCH3三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例1異氰酸酯的合成TDI合成O2COCH3OHDMC合成TDADMCH2OTDICH3OH綠色組裝過程聚碳酸酯（Polycarbonate,PC）是綜合性能十分優(yōu)越的通用工程塑料。三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例2聚碳酸酯的合成傳統(tǒng)工藝：光氣法缺點：使用劇毒光氣；大量應(yīng)用二氯甲烷；PC產(chǎn)品中含有Cl。三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例2聚碳酸酯的合成（PC）+2nHCl+nCOCl2（雙酚A）O—H+2nO—綠色合成工藝：碳酸酯法三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例2聚碳酸酯的合成nDPC+n（雙酚A）（DPC）（PC）cat+2CH3OH+(CH3O)2COcat2H汽車尾氣—城市大氣污染的罪魁禍首。生產(chǎn)清潔汽油、柴油，減少大氣污染是大勢所趨。三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例3汽油添加劑汽油添加劑汽油抗爆劑：調(diào)節(jié)燃料油在發(fā)動機的燃燒屬性，避免爆震的發(fā)生，提高燃料利用率，減少CO等的排放。辛烷值：衡量染料抗爆性能的重要指標三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例3汽油添加劑四乙基鉛碳酸二甲酯？甲基叔丁基醚含氧量高達53%DMC可以大大降低汽車尾氣中溫室氣體的排放量，不久的將來DMC在汽油添加劑方面一定會發(fā)揮越來越重要的作用！三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例3汽油添加劑高含氧量可提高辛烷值DMC的優(yōu)勢添加量少低毒快速生物降解用途清洗劑氟氯烴和三氯乙烷的替代品之一作為CO2的載體，應(yīng)用于噴霧方面在特殊涂料、醫(yī)藥化學品等的生產(chǎn)中用作溶劑三、碳酸二甲酯的應(yīng)用--例4性能良好的溶劑與其他溶劑有較好的互溶性1揮發(fā)速度快、脫脂能力高2無毒性3DMC的優(yōu)勢小結(jié)溶劑汽油添加劑聚碳酸酯異氰酸酯大宗化學品前景廣闊EndThan