Dimetylkarbonat
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC-namn
Dimetylkarbonat |
|
| Andra namn DMC Metylkarbonat, di- |
|
| Identifierare | |
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.009.527 |
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C3H6O3 _ _ _ _ _ | |
| Molar massa | 90,078 g-mol -1 |
| Utseende | färglös vätska |
| Densitet | 1,069-1,073 g/ml |
| Smältpunkt | 2 till 4 °C (36 till 39 °F; 275 till 277 K) |
| Kokpunkt | 90 °C (194 °F; 363 K) |
| 13,9 g/100 ml | |
| Faror | |
| Arbetssäkerhet och hälsa (OHS/OSH): | |
|
Huvudsakliga faror
|
Brandfarlig |
| Flampunkt | 17 °C (63 °F; 290 K) |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Dimetylkarbonat ( DMC ) är en organisk förening med formeln OC(OCH 3 ) 2 . Det är en färglös, brandfarlig vätska. Det är klassificerat som en karbonatester . Denna förening har funnit användning som ett metyleringsmedel och på senare tid som ett lösningsmedel som är undantaget från restriktionerna för de flesta flyktiga organiska föreningar (VOC) i USA. Dimetylkarbonat anses ofta vara ett grönt reagens .
Produktion
Världsproduktionen 1997 uppskattades till 1000 fat om dagen. Produktionen av dimetylkarbonat över hela världen är begränsad till Asien, Mellanöstern och Europa.
Dimetylkarbonat framställs traditionellt genom reaktion mellan fosgen och metanol . Metylklorformiat produceras som en mellanprodukt:
- COCl 2 + CH 3 OH → CH 3 OCOCl + HCl
- CH 3 OCOCl + CH 3 OH → CH 3 OCO 2 CH 3 + HCl
Denna syntesväg har till stor del ersatts av oxidativ karbonylering . I denna process kolmonoxid och ett oxidationsmedel motsvarande CO 2+ :
- CO + 1/2 O 2 + 2 CH 3 OH → (CH 3 O) 2 CO + H 2 O
Den kan också tillverkas industriellt genom en omförestring av etylenkarbonat eller propylenkarbonat och metanol , vilket också ger etylenglykol respektive propylenglykol .
Reaktioner och potentiella tillämpningar
Metyleringsmedel
Dimetylkarbonat metylerar aniliner , karboxylsyror och fenoler , om än vanligtvis långsamt. Ibland kräver dessa reaktioner användning av en autoklav .
Dimetylkarbonats främsta fördel jämfört med andra metyleringsreagenser som jodmetan och dimetylsulfat är dess låga toxicitet. Dessutom är det biologiskt nedbrytbart. Tyvärr är det ett relativt svagt metyleringsmedel jämfört med dessa traditionella reagens.
Lösningsmedel
I USA undantogs dimetylkarbonat enligt definitionen av flyktiga organiska föreningar (VOC) av US EPA 2009. På grund av sin klassificering som VOC-befriad har dimetylkarbonat ökat i popularitet och applikationer som ersättning för metyletylketon (MEK) ) och paraklorbensotrifluorid , såväl som tert -butylacetat tills det också var undantaget. Dimetylkarbonat har en ester- eller alkoholliknande lukt, vilket är mer fördelaktigt för användarna än de flesta kolvätelösningsmedel som det ersätter. Dimetylkarbonat har en avdunstningshastighet på 3,22 (butylacetat = 1,0), vilket är något långsammare än MEK (3,8) och etylacetat (4,1), och snabbare än toluen (2,0) och isopropanol (1,7). Dimetylkarbonat har en löslighetsprofil som liknar vanliga glykoletrar , vilket betyder att dimetylkarbonat kan lösa de flesta vanliga beläggningshartser utom kanske gummibaserade hartser. Hildebrands löslighetsparameter är 20,3 MPa och Hansens löslighetsparametrar är: dispersion = 15,5, polär = 3,9, H-bindning = 9,7. Dimetylkarbonat är delvis lösligt i vatten upp till 13 %, men det hydrolyseras i vattenbaserade system över tid till metanol och CO 2 om det inte är ordentligt buffrat. Dimetylkarbonat kan frysa vid samma temperaturer som vatten, det kan tinas upp utan förlust av egenskaper till sig självt eller beläggningar baserade på dimetylkarbonat.
Intermediär i polykarbonatsyntes
En stor intern användning av dimetylkarbonat är för framställning av difenylkarbonat genom transesterifiering med fenol . Difenylkarbonat är ett allmänt använt råmaterial för syntes av bisfenol-A -polykarbonat i en smältpolykondensationsprocess, varvid den resulterande produkten kan återvinnas genom att omvända processen och transesterifiera polykarbonatet med fenol för att ge difenylkarbonat och bisfenol A.
Alternativ bränsletillsats
Det finns också intresse för att använda denna förening som en bränslesyretillsats .
Säkerhet
DMC är en brandfarlig vätska med en flampunkt på 17 °C (63 °F), vilket begränsar dess användning i konsument- och inomhusapplikationer. DMC är fortfarande säkrare än aceton , metylacetat och metyletylketon ur brandfarlighetssynpunkt. DMC har en rekommenderad exponeringsgräns (REL) på 100 ppm vid inandning under en 8-timmars arbetsdag, vilket liknar det för ett antal vanliga industriella lösningsmedel ( toluen , metyletylketon). Arbetare bör bära skyddande andningsskydd med organiska ångor när de använder DMC inomhus eller under andra förhållanden där koncentrationerna överstiger REL. DMC metaboliseras av kroppen till metanol och koldioxid, så oavsiktligt intag bör behandlas på samma sätt som metanolförgiftning .
Se även
- ^ "Uppdatering: US EPA undantar flyktiga organiska föreningar" . American Coatings Association . 2018-01-30. Arkiverad från originalet 2021-02-08 . Hämtad 2019-03-20 .
- ^ Kreutzberger, Charles B. (2001). "Klorformater och karbonater". Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology . New York: John Wiley. doi : 10.1002/0471238961.0301180204011312.a01.pub2 . ISBN 9780471238966 .
- ^ a b Pacheco, Michael A.; Marshall, Christopher L. (1997). "Översikt över tillverkning av dimetylkarbonat (DMC) och dess egenskaper som bränsletillsats". Energi & bränslen . 11 : 2–29. doi : 10.1021/ef9600974 .
- ^ a b Pietro Tundo & Maurizio Selva (2002). "Kemin av dimetylkarbonat". Enl. Chem. Res. 35 (9): 706–16. doi : 10.1021/ar010076f . PMID 12234200 .
- ^ Hans-Josef Buysch. "Kolsyraestrar". Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a05_197 .
- ^ Lee, Youngmin; Shimizu, Isao (1998). "Bekväm O-metylering av fenoler med dimetylkarbonat". Synlett . 1998 (10): 1063–1064. doi : 10.1055/s-1998-1893 .
- ^ Shieh, Wen-Chung; Dell, Stephen; Repič, Oljan (2002). "Nukleofil katalys med 1,8-diazabicyklo[5.4.0]undec-7-en (DBU) för förestring av karboxylsyror med dimetylkarbonat". J. Org. Chem. 67 (7): 2188–2191. doi : 10.1021/jo011036s . PMID 11925227 .
- ^ Shieh, Wen-Chung; Dell, Steven; Repič, Oljan (2001). "1,8-Diazabicyklo[5.4.0]undec-7-en (DBU) och mikrovågsaccelererad grön kemi vid metylering av fenoler, indoler och bensimidazoler med dimetylkarbonat". Organiska bokstäver . 3 (26): 4279–81. doi : 10.1021/ol016949n . PMID 11784197 .
- ^ http://www.epa.gov/ttn/oarpg/t1/fact_sheets/voc_exemp01011309.pdf . Information om EPA:s åtgärder för att undanta dimetylkarbonat som VOC och framställarens bakgrundsinformation, offentliga kommentarer och andra referenser finns tillgängliga elektroniskt på http://www.regulations.gov , EPA:s elektroniska offentliga dokument- och kommentarssystem. Docket-numret för denna åtgärd är docket-ID-nr. EPA-HQ-OAR-2006-0948. Se http://www.epa.gov/ttn/oarpg/t1pfpr.html och scrolla ner till 13 januari 2009 pdf för regeln.
- ^ "Uppdatering: US EPA undantar flyktiga organiska föreningar" . American Coatings Association . 2018-01-30. Arkiverad från originalet 2019-03-20 . Hämtad 23 juni 2020 .
- ^ Kanegsberg, Barbara; Kanegsberg, Edward (2011-04-04). Handbook for Critical Cleaning: Cleaning Agents and Systems, andra upplagan (andra upplagan). CRC Tryck. sid. 16 . ISBN 9781439828281 .
- ^ Fukuoka, Shinsuke (2012). Icke-fosgen polykarbonat från CO 2 - Industrialisering av grön kemisk process . Nova Science Publishers . ISBN 9781614708773 .
- ^ Buysch, Hans-Josef (2000). "Kolsyraestrar". Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a05_197 .