डिमिथाइल कार्बोनेट की तैयारी के तरीके

डिमिथाइल कार्बोनेट (डीएमएल) एक महत्वपूर्ण रासायनिक मध्यवर्ती है जिसका व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में किया जाता है, जिसमें फार्मास्यूटिकल्स, एग्रोकेमिकल्स और एक हरे विलायक के रूप में उपयोग किया जाता है। पर्यावरण के अनुकूल प्रक्रियाओं की मांग ने शोधकर्ताओं को डीएमएल के संश्लेषण के लिए विभिन्न तरीकों का पता लगाने के लिए प्रेरित किया है। हाथ का पता लगाएगाडिमिथाइल कार्बोनेट की तैयारी के तरीकेअपने औद्योगिक महत्व, स्थिरता और आर्थिक व्यवहार्यता पर ध्यान केंद्रित करना।

1.फॉस्जीन आधारित संश्लेषण

ऐतिहासिक रूप से, डिमिथाइल कार्बोनेट के उत्पादन में फॉस्जीन, एक विषाक्त और खतरनाक गैस शामिल था। प्रतिक्रिया फॉस्जीन (coclland) और मेथनॉल (chdanol) के बीच होती है, जिससे डाइमिथाइल कार्बोनेट और हाइड्रोजन क्लोराइड (HCl) का उत्पादन होता हैः

[कोल2 च3 ओह3)2HCl]

जबकि इस विधि का उपयोग अतीत में व्यापक रूप से इसकी सीधी रसायन विज्ञान के कारण किया गया था, यह अब पर्यावरण और सुरक्षा जोखिमों के कारण पसंदीदा नहीं है, एक अत्यधिक विषाक्त गैस है। संक्षारक एचसीएल की पीढ़ी भी अपशिष्ट प्रबंधन को जटिल बनाता है, महंगी निपटान और उपचार प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। इसलिए, हालांकि यह मार्ग रासायनिक रूप से व्यवहार्य है, इसे हरे रंग के विकल्पों के पक्ष में चरणबद्ध किया जा रहा है।

2.मेथनॉल का ऑक्सीडेटिव कार्बोनिलेशन

डिमिथाइल कार्बोनेट तैयार करने के लिए सबसे आम आधुनिक तरीकों में से एक हैमेथनॉल का ऑक्सीडेटिव कार्बोनिलेशन. इस विधि में एक तांबे-आधारित या पैलेडियम-आधारित उत्प्रेरक पर मेथेनॉल, कार्बन मोनोऑक्साइड (सह) और ऑक्सीजन (OUs) की प्रतिक्रिया शामिल है। प्रतिक्रिया इस प्रकार दर्शाया गया हैः

[2 च]3 ओह सह 1/2 ओ2 → (च)3)2)

यह विधि औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि यह फॉस्जीन जैसे विषाक्त अभिकारकों के उपयोग से बचता है। एकमात्र उपउत्पाद पानी है, जो इसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल प्रक्रिया बनाता है। इस विधि के प्रमुख लाभों में इसकी उच्च परमाणु दक्षता और सापेक्ष सादगी शामिल है। हालांकि, प्रतिक्रिया स्थितियों का प्रबंधन, जैसे तापमान और दबाव का सटीक नियंत्रण, उच्च पैदावार और उत्प्रेरक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

ऑक्सीडेटिव कार्बोनेलेशन प्रक्रिया को इसके पर्यावरणीय लाभों और मेथनॉल प्रसंस्करण के लिए मौजूदा बुनियादी ढांचे के साथ संगतता के कारण बड़े पैमाने पर परिचालन में अपनाया गया है।

3.एथिलीन कार्बोनेट या प्रोपाइलीन कार्बोनेट का ट्रांससेरिफिकेशन

एक और स्थायी दृष्टिकोणडिमिथाइल कार्बोनेट की तैयारीयह मेथनॉल के साथ एथिलीन कार्बोनेट या प्रोपाइलीन कार्बोनेट का ट्रांससेरिफिकेशन है। प्रतिक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती हैः

[C]2 एच4 ओ2) सह3 ओह3)2 सी2 एच6o_2]

इस विधि में, एथिलीन कार्बोनेट (c) या प्रोपाइलीन कार्बोनेट (pg) या प्रोपाइलीन कार्बोनेट (pg) का उत्पादन करने के लिए मेथनॉल के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह विधि विशेष रूप से आकर्षक है क्योंकि डीएमएल और ग्लाइकोल्स दोनों मूल्यवान उत्पाद हैं। उदाहरण के लिए, एथिलीन ग्लाइकोल एंटीफ्रीज फॉर्मूलेशन और पॉलिएस्टर उत्पादन में एक प्रमुख घटक है।

इस विधि को अधिक पर्यावरण के प्रति सचेत विकल्प के रूप में भी माना जाता है क्योंकि यह कार्बन डाइऑक्साइड-व्युत्पन्न मध्यवर्ती (क या पीसी) का उपयोग करता है। नकारात्मक पक्ष यह है कि एथिलीन या प्रोपाइलीन कार्बोनेट की उपलब्धता इस विधि के पैमाने को सीमित कर सकती है, और प्रतिक्रिया के थर्मोडायनामिक्स को उच्च पैदावार प्राप्त करने के लिए अनुकूलित उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है।

4.कार्बन डाइऑक्साइड से प्रत्यक्ष संश्लेषण

के लिए एक अत्याधुनिक विधिडिमिथाइल कार्बोनेट की तैयारीएक उत्प्रेरक का उपयोग करते हुए कार्बन डाइऑक्साइड (कोएटर) और मेथनॉल से इसका प्रत्यक्ष संश्लेषण है। प्रतिक्रिया इस प्रकार हैः

[2 च]3 ओह सह2 → (च)3)2)

इस विधि ने कार्बन कैप्चर और उपयोग (ccu), एक ग्रीनहाउस गैस का उपयोग करने की क्षमता के कारण महत्वपूर्ण ब्याज प्राप्त किया है, जिससे कार्बन कैप्चर और उपयोग (cccu) प्रौद्योगिकियों में योगदान दिया जाता है। हालांकि, यह प्रतिक्रिया थर्मोडायनामिक रूप से चुनौतीपूर्ण है, जिसमें उच्च ऊर्जा बाधा को दूर करने के लिए कुशल उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। अनुसंधान अधिक कुशल उत्प्रेरक और प्रतिक्रिया स्थितियों को विकसित करने के लिए अनुसंधान जारी है, जिससे यह वर्तमान में सीमित औद्योगिक प्रक्रिया है।

इन चुनौतियों के बावजूद, प्रत्यक्ष कोरियो-आधारित संश्लेषण एक स्थिरता दृष्टिकोण से अत्यधिक आकर्षक है। जब पूरी तरह से अनुकूलित किया जाता है, तो यह एक बंद कार्बन चक्र की पेशकश कर सकता है, जिससे डीसी उत्पादन के समग्र कार्बन पदचिह्न को कम किया जा सकता है।

5.इलेक्ट्रोकेमिकल तरीके

हाल के वर्षों में,इलेक्ट्रोकेमिकल तरीकेडिमिथाइल कार्बोनेट की तैयारी के लिए खोज की गई है। यह तकनीक कार्बन डाइऑक्साइड, मेथनॉल और बिजली के बीच प्रतिक्रिया को चलाने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं का उपयोग करती है। यह प्रक्रिया परिवेश के तापमान और दबाव पर होती है, जिससे यह ऊर्जा-कुशल विकल्प बन जाता है। हालांकि, इलेक्ट्रोकेमिकल विधियों की मापनीयता एक प्रमुख चुनौती बनी हुई है, और औद्योगिक उपयोग के लिए प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए आगे के शोध की आवश्यकता है।

निष्कर्ष

सारांश में,डिमिथाइल कार्बोनेट की तैयारी के तरीकेवर्षों में महत्वपूर्ण रूप से विकसित हुआ है, फोसिन-आधारित तरीकों से अधिक टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल प्रक्रियाओं में स्थानांतरित किया गया है। मेथनॉल का ऑक्सीडेटिव कार्बोनेलेशन वर्तमान में इसकी दक्षता और कम पर्यावरणीय प्रभाव के कारण सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला औद्योगिक विधि है। अन्य उभरती विधियां, जैसे कि कोओ और इलेक्ट्रोकेमिकल दृष्टिकोण का प्रत्यक्ष उपयोग, भविष्य के विकास के लिए रोमांचक संभावनाएं प्रदान करते हैं, हरित रासायनिक उत्पादन की ओर वैश्विक रुझानों के साथ संरेखित करते हैं।

चूंकि पर्यावरण नियम मजबूत होते हैं और उद्योग सतत प्रथाओं की ओर बढ़ते हैं, इसलिए डाइमिथाइल कार्बोनेट को संश्लेषित करने के लिए अधिक कुशल, हरित विधियों की खोज जारी रहेगी, उत्प्रेरक विकास और प्रक्रिया अनुकूलन में नवाचार को आगे बढ़ाना।