Kaedah penyediaan etil acrylate

Etil acrylate adalah sebatian organik penting yang digunakan dalam pengeluaran polimer dan kopolimer, digunakan secara meluas dalam cat, pelekat, tekstil, dan lapisan. Memandangkan kepentingan perindustrian, memahamiKaedah penyediaan etil acrylateAdalah penting untuk jurutera kimia dan profesional dalam industri kimia. Dalam artikel ini, kami akan meneroka kaedah utama untuk menyediakan etil acrylate, termasuk langkah terperinci, tindak balas yang terlibat, dan kebaikan dan keburukan setiap kaedah.

1. Esterification asid akrilik

Kaedah yang paling biasa untuk menyediakan etil acrylate adalah melaluiEsterification asid akrilikDengan etanol. Proses ini adalah satu contoh klasik Fischer esterification, di mana asid carboxylic bertindak balas dengan alkohol kehadiran pemangkin asid, biasanya asid sulfurik atau asid p-toluenesulfonic.

Proses tindak balas:

Mekanisme tindak balas melibatkan protonation asid akrilik, diikuti oleh serangan nucleophilic dari etanol. Hasilnya adalah pembentukan etil acrylate dan air:

Chedjohnston = CHCOOH C₂H₅OH → chchets = chcooc₂h₂h₂o

Pertimbangan utama:

• Pemangkin pilihan: Asid sulfurik biasanya digunakan, tetapi penggunaan pemangkin asid pepejal atau ion-pertukaran resin boleh mengurangkan kebimbangan alam sekitar.
• Keadaan tindak balas: Suhu tinggi (70-100 ° c) dan penyingkiran berterusan air oleh penyulingan adalah penting untuk memacu keseimbangan ke arah pembentukan etil acrylate.

Kebaikan dan keburukan:

• Kelebihan: Kaedah ini agak mudah, dan bahan mentah (asid akrilik dan etanol) boleh didapati.
• Kelemahan: Ia adalah tindak balas keseimbangan, dan penyingkiran air adalah perlu untuk mencapai hasil yang lebih tinggi. Isu-isu kakisan disebabkan oleh persekitaran berasid juga mungkin berlaku, memerlukan peralatan khusus.

2. Pemangkin pengoksidaan propelin

Satu lagi kaedah untuk penyediaan etil acrylate melibatkanPengoksidaan pemangkin propelinUntuk asid akrilik, diikuti dengan esterification dengan etanol. Proses ini boleh diintegrasikan ke dalam sistem perindustrian yang lebih besar yang menghasilkan pelbagai esters acrylate.

Gambaran keseluruhan tindak balas:

Proses ini bermula dengan pengoksidaan propelin (C₃H₆) kepada asid akrilik yang menggunakan pemangkin seperti molibdenum yang kaya atau sebatian berasaskan vanadium. Sebaik sahaja asid akrilik terbentuk, ia menjalani tindak balas esterification yang sama dengan etanol untuk menghasilkan etil acrylate.

C₃hoo₂ → CH₂ = CHCOOH
Chedjohnston = CHCOOH C₂H₅OH → chchets = chcooc₂h₂h₂o

Permohonan perindustrian:

• Proses pelbagai langkah: Kaedah ini melibatkan dua peringkat utama-pengoksidaan dan esterification. Proses pengoksidaan memerlukan kawalan suhu, tahap oksigen, dan aktiviti pemangkin yang tepat untuk memaksimumkan hasil asid akrilik.
• Pemangkin: Proses pengoksidaan menggunakan pemangkin oksida logam tertentu (molibdenum yang kaya atau vanadium oksida) yang berkesan untuk pengoksidaan terpilih propelin kepada asid akrilik tanpa pembentukan hasil sampingan yang ketara.

Kebaikan dan keburukan:

• Kelebihan: Kaedah ini boleh diintegrasikan ke dalam unit pengeluaran asid akrilik yang sedia ada, menjadikannya kos efektif dalam pembuatan berskala besar.
• Kelemahan: Langkah pengoksidaan adalah intensif tenaga dan memerlukan pengurusan yang berhati-hati untuk mengelakkan pembentukan produk sampingan atau kehilangan reactants berharga.

3. Transesterification perangkap Acrylate

Kaedah alternatif untuk menghasilkan etil acrylate adalahTransesterification perangkap acrylateDengan etanol. Proses ini melibatkan bertukar-tukar kumpulan alkohol metil acrylate dengan etanol, yang membawa kepada pembentukan etil acrylate dan metanol.

Mekanisme tindak balas:

Tindak balas berlaku di hadapan pemangkin asas atau berasid, yang menggalakkan pertukaran kumpulan methoxy (-OCH₃) dengan kumpulan ethoxy (-OC₂H₅).

Chedjohnston = CHCOOCH₃ C₂H₅OH → chchets = CHCOOC₂H₅ CH₃OH

Syarat-syarat:

• Pemangkin: Pemangkin yang biasa digunakan termasuk natrium hidroksida atau pemangkin asid yang kuat seperti asid sulfurik.
• Suhu: Tindak balas biasanya hasil pada suhu sederhana (60-80 ° c), dan metanol terus dikeluarkan untuk memacu keseimbangan ke arah ethyl acrylate.

Faedah dan kelemahan:

• Kelebihan: Proses ini boleh menjadi berguna jika perangkap acrylate sedia ada sebagai satu hasil sampingan penapaian dalam proses kimia lain. Ia membolehkan keadaan tindak balas ringan dan hasil yang agak tinggi.
• Kelemahan: Kaedah ini biasanya kurang disukai dalam industri di mana metil acrylate bukan bahan mentah yang mudah diakses, mengehadkan aplikasi yang lebih luas.

Kesimpulan

Terdapat pelbagaiKaedah penyediaan etil acrylate, Masing-masing dengan kelebihan dan kaitan industri. Esterification asid akrilik kekal kaedah yang paling mudah dan digunakan secara meluas, tetapi pengoksidaan pemangkin propylene dan transesterification metil acrylate adalah alternatif yang berdaya maju bergantung kepada ketersediaan bahan mentah dan setups industri tertentu. Bagi pengeluar, pilihan kaedah bergantung kepada faktor-faktor seperti kos bahan mentah, pertimbangan alam sekitar, dan ketersediaan peralatan.