碳酸二甲酯介绍

表中Pb應為Pd之誤
DMC的環保化學品應用
•分為兩大類: (a)替代毒性原料; (b)活用DMC特性的新 應用
•1. 聚碳酸酯polycarbonate PC的製造: 傳統上以 bisphenol A在二氯甲烷為溶劑，鹼性觸媒作用下，與 光氣反應得到。新方法則使用DPC diphenyl carbonate 與bisphenol A在熔融狀態下進行酯交換得到PC; 其中 DPC 則由DMC + phenol反應得到。非光氣法得到的產 品透明度高，品質也穩定。
•方法二: 使用亞硝酸甲酯與CO為原料，進行兩步驟氣 相反應: CH3OH + 2 NO + ½ O2 CH3ONO + H2O .. + CO CO(OCH3)2 + 2 NO
•其實方法二的第一步驟為氣液相反應，而觸媒為PdCu/載體
•文獻中還有其他正在研發的方法，但大致上都使用前 述原料
•異氰酸酯: PU重要原料，使用DMC同樣可以避免使用 光氣。
DMC環保化學品應用-2
•3. Anisole的製造: 作為香料或殺蟲劑的原料，傳統上 使用DMS，但也可以使用不具毒性的DMC來合成。目 前成本方面還需要繼續努力降低。
•4. 碳酸烯丙基二甘醇酯 allyl diglcolcarbanate ADC: 以 往也是需要用到光氣，如今可以換成DMC，ADC具有 優良的光學性質，耐磨損耗，耐藥物性，質輕，算是 一種熱固性樹脂材料。可作為精密光電材料之用。
Renewable Route to PG
• 生質柴油 一般代號 BXX e.g. B20: 生質柴油佔20% • 潛在問題: (a) solvency 可能對rubber 管線or 墊片不 好; (b) 也許會產生deposit in pipes and clog filters 但目前經驗顯示B20 還不至於造成問題 • Prof. Suppes (U. Missouri) 因為發展 glycerin to PG 製程得到2006美國總統綠色化學獎
•5. 四甲基醇胺tetramethyl ammonium hydroxide TMAH: 為光阻顯像劑的主要成分，傳統製程使用氯甲烷， DMS, TMA (trimethyl amine)合成，產品中容易存在極
*微量的氯，新製程用DMC取代氯甲烷，得到高純度 TMAH。
6. 卡巴利carbaryl的製造: 印度Bhopal事件 就是此一傳 統製程，若能改為DMC將可避免產生毒性化學物質。
•如果能夠大量取代其它毒性或有害化合物，則用量將 大幅增加，極具經濟潛力。
合成方法
•目前有不少的公司進行相關研發，所採取的合成方法， 也不盡相同。但無論如何，早期的使用光氣的方法， 已經落伍了，不符合時代潮流。
•方法一: 使用甲醇，氧氣，CO為原料，CuCl為觸媒， 在120 – 150oC, 15-40 kg/cm2壓力下進行液相反應，主要 是生成中間體 2 Cu(OCH3)Cl，然後: + CO CO(OCH3)2 + CuCl;
綠色化學品 –碳酸二甲酯
•本文取自化工技術，vol 8, n0 11, 2000
•其分子式: CH3OCOOCH3 (DMC), 是將甲基化，羰基化， 甲氧基，甲氧羰基等引入其他化合物的試劑，因為毒性 很低，1992年歐盟將之列為綠色化學品。
•潛在用途: 取代光氣，硫酸二甲酯(dimethyl sulfide DMS)， 氯甲烷等之製程，MTBE替代品，溶劑/清洗劑 (取代CFC 之類化合物)
新應用
•1. 車用冷凍機油: 與冷媒應有良好的互溶性，好的潤 滑性，黏度指數高，黏度級數也寬。
•2. 輕油添加劑: 添加高含氧量的物質，有助於降低廢Biblioteka Baidu氣中的微粒，提高辛烷值。
•3. 新潤滑劑及清洗劑基材: 不具腐蝕性，耐熱性佳， 耐候性亦佳。清洗劑方面可以取代三氯甲烷。
•4. 鋰離子電池電解液: DMC羰基化合物符合作為電解 質之用途: 耐4.2 V電壓而不水解，不與鋰電極反應， 鋰離子導電性高，無毒性。
• glycerin + H2 (觸媒 Cu/(Fe, Mg)Cr2O4) (先移
走一個水分子, 然後加入氫) PG + acetol (丙酮醇 CH2OH-C(=O)-CH3) 可能副產物 ethylene glycol(毒性 物質)
•此化合物毒性: LD50 = 6400 – 12800 mg/Kg比甲醇還低 (LD50 = 3000 mg/Kg)
基本性質與用途
•DMC 相當於光氣(ClCOCl)中Cl被甲氧基(CH3O)取代， DMS中磺酸基被羰基取代。
•它對金屬沒有腐蝕性，所以容易儲存，物性與水接近， 其反應多樣化，可由下圖看出。
PG 新原料
• source: CEP, Aug. 2007, p. 6-9
•PG 算是大宗石化原料, 用途十分廣, e.g. 不飽和聚 酯, 塑化劑, thermoset plastics, antifreeze products, aircraft deicing products, solvents, lubricants, cosmetics, etc. •Propylene glycol 丙二醇 CH2OHCHOHCH3 • 傳統: propylene oxide (氧化丙烯; 毒性, 易爆性) 水 解而得 • New alternative process: 生質柴油副產物 glycerol or glycerin (甘油 or 丙三醇) CH2OH CHOH CH2OH