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碳酸二甲酯在工业生产中的应用

碳酸二甲酯,是一种有机化合物,化学式为C3H6O3,是一种低毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料,是一种重要的有机合成中间体,分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团,具有多种反应性能,在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。

代替光气作羰基化剂
光气虽然反应活性较高,但是它的剧毒和高腐蚀性副产物使其面临巨大的环保压力,因此将会逐渐被淘汰;而DMC具有类似的亲核反应中心,当DMC的羰基受到亲核攻击时,酰基-氧键断裂,形成羰基化合物,副产物为甲醇,因此DMC可以代替光气成为一种安全的反应试剂合成碳酸衍生物,如氨基甲酸酯类农药、聚碳酸酯、异氰酸酯等,其中聚碳酸酯将是DMC需求量最大的领域,据预测2005年80%以上的DMC将用于生产聚碳酸酯。
代替硫酸二甲酯作甲基化剂
由于与光气类似的原因,硫酸二甲酯也面临被淘汰的压力,而DMC的甲基碳受到亲核攻击时,其烷基-氧键断裂,同样生成甲基化产品,而且使用DMC比硫酸二甲酯反应收率更高、工艺更简单。主要用途包括合成有机中间体、医药产品、农药产品等。
低毒溶剂
DMC具有优良的溶解性能,其熔、沸点范围窄,表面张力大,粘度低,介质介电常数小,同时具有较高的蒸发温度和较快的蒸发速度,因此可以作为低毒溶剂用于涂料工业和医药行业。可以看出,DMC不仅毒性小,还具有闪点高、蒸汽压低和空气中爆炸下限高等特点,因此是集清洁性和安全性于一身的绿色溶剂。
DMC与其他溶剂的性能比较
性能
DMC
丙酮
异丁醇
三氯乙烷
甲苯
分子量
90.08
58.08
60.09
133.41
92.1
熔点/℃
2-4
-94.2
-88.5
-32.6
-94.97
沸点/℃
90
56.1
82.3
74.1
110.6
闪点(闭口)/℃
18.3
-18
11.7
-
4.4
蒸汽压(20℃)/kPa
5.60
24.66
4.27
13.33
2.93
爆炸极限/%
3.8~21.3
2.15~13
2.7~13.0
-
1.27~7.0
粘度/×10-3 Pa·s
0.625
0.316
2.41
0.79
0.579
表面张力/×10-5 N·cm
-128.5
-
20.8
25.6
27.92
蒸汽热/J·g-1
-1369.06
523.0
676.58
249.82
363.69
介电常数
2.6
1.01
18.6
7.12
2.2
相对蒸发速度
4.6
7.2
0.83
-
2.4
SP值
10.4
10.0
10.9
8.6
8.4
LD50/mg·kg-1
112900
-
5800
-
7530
卫生容许浓度/mg·L-1
1
-
0.40
0.20
200×10-6
汽油添加剂
DMC具有高氧含量(分子中氧含量高达53%)、优良的提高辛烷值作用、无相分离、低毒和快速生物降解性等性质,使汽油达到同等氧含量时使用的DMC的量比甲基叔丁基醚(MTBE)少4.5倍,从而降低了汽车尾气中碳氢化合物、一氧化碳和甲醛的排放总量,此外还克服了常用汽油添加剂易溶于水、污染地下水源的缺点,因此DMC将成为替代MTBE的最有潜力的汽油添加剂



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