Успешный синтез поликарбоната с использованием

Университет Кобе

изображение: Графическая абстракцияпосмотреть больше

Фото: ЦУДА Акихико.

В качестве инженерного пластика, обладающего высокой прозрачностью и ударопрочностью, поликарбонат (ПК) используется в линзах для очков, объективах для фотоаппаратов, DVD-дисках, автомобильных фарах и пуленепробиваемых стеклах. Их промышленное производство осуществляется в основном путем межфазной полимеризации, при которой высокореакционноспособный фосген взаимодействует со спиртом на границе раздела воды и органического растворителя. Однако, поскольку фосген чрезвычайно токсичен, метод синтеза, в котором он не используется, активно изучается с точки зрения безопасности. В последние годы заменители фосгена (дифенилкарбонат и др.) стали использовать в синтезе относительно низкомолекулярных ПК, но для производства полноценных ПК с большой молекулярной массой альтернативы использованию традиционно очень низкомолекулярных ПК не было. -более реакционноспособный фосген. С целью разработки новой химической реакции, позволяющей синтезировать безопасные, недорогие, простые карбонаты с низкой нагрузкой на окружающую среду, исследовательская группа доцента Акихико Цуда из Высшей школы наук Университета Кобе работала над разработкой реакции межфазной полимеризации. с помощью метода органического синтеза «фото по требованию», разработанного той же группой. Они обнаружили, что, когда ультрафиолетовый свет освещается смешанным раствором водного гидроксида натрия, хлороформа и спирта (в трехфазном разделенном состоянии газовой фазы, водной фазы и органической фазы), в то время как через него барботируется газообразный кислород, на границах раздела происходит реакция, и целевой поликарбонат может быть получен с высоким выходом. Этот новый метод подходит для мелкомасштабного синтеза широкого спектра карбонатных продуктов.

Исследовательская группа получила патенты на метод межфазного синтеза карбонатов «фото по запросу» в США, Сингапуре, Японии, Китае, Германии и восьми других странах. Кроме того, 18 июля 2023 года на веб-странице ACS Omega (Американское химическое общество) был опубликован технический документ, относящийся к этому исследованию.

Можетn баллов

Предыстория исследования

Фосген (COCl2) используется в качестве сырья для фармацевтических промежуточных продуктов и полимеров. В настоящее время мировой рынок фосгена продолжает расти на несколько процентных пунктов в год, ежегодно производится 8-9 миллионов тонн. Однако, поскольку он очень токсичен, ведутся активные исследования по разработке соединений и химических реакций, которые могут заменить его по соображениям безопасности. Исследовательская группа доцента Акихико Цуда впервые обнаружила, что при воздействии ультрафиолетового света на растворитель хлороформ происходит фотохимическое окисление с образованием фосгена с высокой эффективностью (Патент № 5900920). Кроме того, исследовательская группа открыла синтетический метод, при котором субстраты реакции и катализаторы реакции с фосгеном заранее растворяются в хлороформе, а когда фосген генерируется путем облучения светом, они немедленно реагируют с образованием продукта. (Патент №6057449). Этот метод позволяет осуществить органический синтез с использованием фосгена, по-видимому, без добавления фосгена. Эта исследовательская группа назвала этот эффект «методом органического синтеза фото по требованию» и сумела синтезировать большое количество полезных органических химикатов и полимеров. По сравнению с традиционным прямым обращением с фосгеном, метод органического синтеза «фото по требованию» отличается безопасностью и экономичностью, а также низкой нагрузкой на окружающую среду и в настоящее время привлекает большое внимание со стороны промышленности и научных кругов как инновация следующего поколения. метод химического синтеза. Ряд химических реакций с использованием фосгена известен и применяется в промышленном производстве. В настоящее время исследовательская группа обнаружила, что метод органического синтеза «фото по требованию» может быть использован в большинстве этих химических реакций, и продолжает эти исследования, активно анонсируя свою деятельность в журнальных статьях, на конференциях и в средствах массовой информации.