طرق إعداد فثالات ثنائي الإيثيل

ثنائي إيثيل الفثالات (DEP) هو مركب عضوي يستخدم على نطاق واسع كملدن في مختلف الصناعات ، بما في ذلك مستحضرات التجميل والأدوية والبلاستيك. إنه سائل عديم اللون وعديم الرائحة ذو سمية منخفضة ، مما يجعله خيارًا شائعًا للمصنعين الذين يتطلعون إلى تحسين مرونة المنتجات ومتانتها ومرونتها. فهم طرق إعداد ثنائي إيثيل الفثالات أمر ضروري للصناعات التي تعتمد على هذا المركب لتطوير المنتجات.

في هذه المقالة ، سنتعمق في الطرق المختلفة لإعداد ثنائي إيثيل الفثالات ، ونحدد العمليات الرئيسية ، وظروف التفاعل ، والتطبيقات الصناعية المرتبطة بكل طريقة.

1.إسترة أنهيدريد الفثالايك والإيثانول

الطريقة الأكثر شيوعًا لإعداد ثنائي إيثيل الفثالات هي من خلالأستريفيشنالعملية ، التي تنطوي على التفاعل بين أنهيدريد الفثالين والإيثانول. يحدث هذا التفاعل في وجود محفز ، عادة حمض الكبريتيك أو حمض p-toluenesulfonic ، لتعزيز معدل التفاعل. يمكن وصف العملية بخطوتين رئيسيتين:

• الخطوة 1: بدء التفاعل
  يتفاعل أنهيدريد الفثالات مع الإيثانول ، وينتج فثالات أحادي الإيثيل كوسيط. تتضمن هذه الخطوة الهجوم النووي لمجموعة هيدروكسيل الإيثانول على كربون الكربونيل من أنهيدريد ، مما يؤدي إلى تشكيل رابطة الإستر الأولى.

• الخطوة 2: تشكيل فثالات ثنائي إيثيل
  في الخطوة الثانية ، يخضع الفثالات أحادي الإيثيل لمزيد من التفاعل مع الإيثانول ، ويشكل المنتج النهائي ، ثنائي إيثيل الفثالات. يتم إنتاج الماء كمنتج ثانوي في هذه العملية ، كما أن إزالة الماء أثناء التفاعل تساعد على إكمال تفاعل الأسترة.

تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع بسبب بساطتها وفعاليتها في إنتاج فثالات ثنائي إيثيل عالي النقاء. التحكم في درجة الحرارة (عادة حوالي 140-160 درجة مئوية) وإزالة المنتجات الثانوية ضرورية لزيادة العائد.

2.ترانسسترين فثالات ثنائي ميثيل مع الإيثانول

طريقة أخرى لإعداد ثنائي إيثيل الفثالات ينطوي علىترانسستريفيشنمن فثالات ثنائي ميثيل مع الإيثانول. في هذه العملية ، يتفاعل ثنائي ميثيل الفثالات مع الإيثانول في وجود محفز أساسي ، مثل ألكوكسيد الصوديوم أو البوتاسيوم ، أو حتى الأحماض القوية مثل حمض الكبريتيك.

• آلية ترانسستريفيشن
  في هذا التفاعل ، يزيح الإيثانول مجموعات الميثيل من فثالات ثنائي ميثيل ، مما يؤدي إلى تكوين فثالات ثنائي إيثيل. تتضمن آلية الأسترة تبادل مجموعة الألكوكسي (ميثيل) مع مجموعة الإيثوكسي (من الإيثانول) ، مما يؤدي إلى إنتاج منتج الإستر المطلوب.

هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص لإعادة تدوير أو تعديل إسترات الفثالات الموجودة ، لأنها تسمح للمصنعين بتحويل الفثالات الأقل رغبة إلى منتجات أكثر ملاءمة مثل ثنائي إيثيل الفثالات ، وبالتالي تقليل النفايات وتحسين الاستدامة في العمليات الصناعية.

3.الهدرجة التحفيزية من الفثالات

على الرغم من توظيف أقل شيوعا ، فإنالهدرجة المحفزةمن استرات الفثالية تقدم طريقًا آخر لتجميع فثالات ثنائي إيثيل. في هذه الطريقة ، يتم هدرج مركب الفثالات في وجود محفز معدني (مثل البلاديوم أو النيكل) تحت ظروف درجة حرارة وضغط يتم التحكم فيها.

• عملية الهدرجة
  يتم إدخال غاز الهيدروجين في نظام التفاعل ، وتحت ظروف تحفيزية ، يخضع مركب الفثالات للحد ، مما يؤدي إلى تشكيل انتقائي لفثالات ثنائي إيثيل. هذه الطريقة أكثر تعقيدًا من الأسترة أو الترانسستريفيكاشن ، وعادةً ما تتطلب تحكمًا دقيقًا في معلمات التفاعل لتجنب المنتجات الثانوية غير المرغوب فيها.

في حين أن هذا النهج أقل استخدامًا في البيئة الصناعية ، فقد يكون له مزايا في التطبيقات المتخصصة حيث يوفر المسار الحفاز تحكمًا أكبر في نتائج التفاعل.

4.نهج الكيمياء الخضراء: الأسترة الأنزيمية

مع التركيز المتزايد على الممارسات الصناعية الصديقة للبيئة والمستدامة ،الأسترة الأنزيميةيظهر كبديل جذاب في إعداد فثالات ثنائي إيثيل. يمكن للإنزيمات مثل الليباز أن تحفز التفاعل بين أنهيدريد الفثالين والإيثانول في ظروف معتدلة ، مما يوفر مقاربة أكثر اخضرارًا للطرق الكيميائية التقليدية.

• فوائد الأسترة الأنزيمية
  لا تتطلب هذه الطريقة استخدام مواد كيميائية قاسية أو درجات حرارة عالية ، مما يجعلها عملية صديقة للبيئة أكثر. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تؤدي التفاعلات الأنزيمية إلى عدد أقل من المنتجات الثانوية ، مما يقلل من الحاجة إلى خطوات تنقية واسعة النطاق. على الرغم من أن الأساليب الأنزيمية لا تزال قيد البحث في الأبحاث الأكاديمية ، إلا أنها تحمل إمكانات كبيرة للإنتاج المستدام في المستقبل.

خاتمة

تختلف طرق تحضير ثنائي إيثيل الفثالات من الأساليب الكيميائية التقليدية مثل الأسترة وtransstreification إلى طرق الكيمياء الخضراء الأكثر ابتكارًا مثل الأسترة الأنزيمية. تقدم كل طريقة مزايا محددة حسب السياق الصناعي ، ومستويات النقاء المطلوبة ، واعتبارات الاستدامة.

مع تركيز الصناعات بشكل متزايد على الإنتاج المسؤول بيئيًا ، من المرجح أن تكتسب طرق جديدة مثل الهدرجة الحفازة والتفاعلات الإنزيمية مزيدًا من الجر. ومع ذلك ، بالنسبة للإنتاج على نطاق واسع ، يظل استرة أنهيدريد الفثالين مع الإيثانول الطريقة الأكثر استخدامًا والأكثر جدوى اقتصاديًا لإعداد فثالات ثنائي الإيثيل.