ॲक्रिलेट रिॲक्टिव्ह डायल्यूएंट्सच्या संश्लेषण पद्धतींमध्ये प्रामुख्याने थेट एस्टरीफिकेशन, ट्रान्सएस्टरीफिकेशन, ॲसिड क्लोराईड पद्धत, फेज-ट्रान्सफर कॅटॅलिसिस आणि ॲडिशन एस्टरीफिकेशन यांचा समावेश होतो. तथापि, बहुतांश उत्पादने थेट एस्टरीफिकेशनद्वारे तयार केली जातात.
(1) थेट एस्टरीकरण
CH₂=CHCOOH + ROH -उत्प्रेरक→ CH₂=CHCOOR + H₂O
थेट एस्टरीफिकेशनसाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या उत्प्रेरकांमध्ये संहत सल्फ्यूरिक आम्ल, पी-टोल्युएनसल्फॉनिक आम्ल आणि मिथेनसल्फॉनिक आम्ल यांचा समावेश होतो. एस्टरीफिकेशन उत्प्रेरक म्हणून संहत सल्फ्यूरिक आम्लाचा वापर केल्यास अनेकदा अभिकारकांचे निर्जलीकरण, ऑक्सिडीकरण आणि स्व-एस्टरीफिकेशन यांसारख्या उप-अभिक्रिया सुरू होतात. यामुळे विविध उप-उत्पादने तयार होतात, उत्पादनाचे शुद्धीकरण आणि कच्च्या मालाची पुनर्प्राप्ती गुंतागुंतीची होते, उत्तर-प्रक्रियांमध्ये व्यत्यय येतो, उत्पादनाच्या गुणवत्तेशी तडजोड होते आणि उपकरणांचे क्षरण होते. परिणामी, सध्याच्या औद्योगिक उत्पादनात पीटीएसए (PTSA) प्रामुख्याने वापरले जाते, कारण त्याचे कमी प्रमाण, कमी अभिक्रिया तापमान, उच्च रूपांतरण दर आणि उत्कृष्ट उत्पादन गुणवत्ता यांसारखे फायदे आहेत. अभिक्रिया पूर्ण झाल्यावर, उत्प्रेरकाला उत्पादनापासून सहजपणे वेगळे करता येते, ज्यामुळे प्रक्रियेचा कार्यप्रवाह सोपा होतो. एस्टरीकरण अभिक्रियेदरम्यान तयार झालेले पाणी, अॅझिओट्रॉपिक एन्ट्रेनर (निर्जलीकरण करणारा घटक) वापरून काढून टाकले जाते. सामान्य एन्ट्रेनर्समध्ये बेंझिन, टोल्युइन, झायलीन, सायक्लोहेक्झेन आणि एन-हेप्टेन यांचा समावेश होतो, जे अभिक्रियेतील पाण्यासोबत अॅझिओट्रॉप तयार करून ते पाणी वाहून नेतात. अल्केन्स महाग आणि अत्यंत बाष्पशील असतात; झायलीनचा उत्कलन बिंदू उच्च असतो; बेंझिनचा उत्कलन बिंदू तुलनेने कमी असतो आणि ते अत्यंत बाष्पशील असते, ज्यामुळे ते परत मिळवणे कठीण होते, आणि ते उच्च विषारीपणा दर्शवते. म्हणून, एन्ट्रेनर म्हणून सामान्यतः टोल्युइनला प्राधान्य दिले जाते. टोल्युइनचा उत्कलन बिंदू ११०°C आहे आणि पाणी-टोल्युइनचा अॅझिओट्रॉपिक उत्कलन बिंदू ८४°C आहे; व्हॅक्यूम डिस्टिलेशन सॉल्व्हेंट स्ट्रिपिंग दरम्यान ते सहजपणे संघनित होते, ज्यामुळे उच्च पुनर्प्राप्ती दर, बेंझिनपेक्षा कमी विषारीपणा आणि तुलनेने किफायतशीर खर्च सुनिश्चित होतो. तथापि, अलिकडच्या वर्षांत, कोटिंग्ज, शाई आणि चिकट पदार्थांमधील बेंझिन-श्रेणीतील द्रावकांवरील नियामक निर्बंधांमुळे अनेक उत्पादकांनी टोल्युइनऐवजी अल्केन-आधारित एंट्रेनर्सचा वापर टप्प्याटप्प्याने बंद केला आहे. एस्टरीफिकेशन प्रक्रियेदरम्यान ऍक्रेलिक ऍसिड मोनोमरचे आणि त्यातून तयार होणाऱ्या ऍक्रिलेट उत्पादनाचे अकाली पॉलिमरीकरण रोखण्यासाठी पॉलिमरीकरण प्रतिबंधकांचा वापर करणे आवश्यक आहे. सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या प्रतिबंधकांमध्ये फिनोलिक संयुगे (जसे की हायड्रोक्विनोन [HQ] आणि टर्ट-ब्युटिलहायड्रोक्विनोन [TBHQ]), अमाइन संयुगे (जसे की फेनोथियाझिन आणि पी-फेनिलेनेडायअमाइन), आणि तांब्याचे कोऑर्डिनेशन कॉम्प्लेक्स (जसे की कॉपर डायमेथिलडायएथिलडायथियोकार्बामेट आणि कॉपर डायब्युटिल डायथियोकार्बामेट) यांचा समावेश होतो, जे स्वतंत्रपणे किंवा मिश्रित स्वरूपात वापरले जातात. उच्च अल्किल ॲक्रिलेट्ससाठी, वितळ-एस्टरीफिकेशन पद्धत वापरली जाऊ शकते. या पद्धतीमुळे एन्ट्रेनरची गरज नाहीशी होते आणि उत्प्रेरक व अवरोधकांचे आवश्यक प्रमाण कमी होते. ११०-१२०°C तापमानावर रिफ्लक्स अभिक्रियेनंतर, निर्जलीकरण केले जाते आणि अखेरीस व्हॅक्यूम डिस्टिलेशनद्वारे अभिक्रियेत भाग न घेतलेले ॲक्रिलिक ॲसिड व उर्वरित पाणी काढून टाकले जाते, ज्यामुळे उच्च शुद्धता आणि उच्च उत्पादनासह उच्च अल्किल ॲक्रिलेट्स मिळतात.
(2) ट्रान्सएस्टरीफिकेशन
CH₂=CHCOOCH₃ + ROH → CH₂=CHCOOR + CH₃OH
ट्रान्सएस्टरीफिकेशनद्वारे उच्च अल्किल ॲक्रिलेट्स किंवा फंक्शनल ॲक्रिलेट्स तयार करताना, सामान्यतः निम्न अल्किल एस्टर प्रारंभिक पदार्थ म्हणून मिथाइल ॲक्रिलेटची निवड केली जाते. त्याच्या कमी उत्कलन बिंदूमुळे (८०°C), एस्टरीफिकेशन कमी तापमानात करावे लागते, ज्यामुळे अभिक्रियेचा कालावधी वाढतो. शिवाय, उप-उत्पादन मिथेनॉल हे मिथाइल ॲक्रिलेटसोबत (उत्कलन बिंदू ६२-६३°C) ॲझिओट्रोप तयार करते, जे अभिकारक मिथाइल ॲक्रिलेटला वाहून नेते आणि परिणामी लक्ष्यित उच्च एस्टरचे उत्पादन कमी होते. मिथाइल ॲक्रिलेट आणि उच्च ॲक्रिलेट्समध्ये कोपॉलिमरायझेशन आणि होमोपॉलिमरायझेशन होण्याची दाट शक्यता असते, ज्यामुळे उच्च ॲक्रिलेट्सचे उत्पादन आणखी कमी होते; म्हणून, अनेकदा इनहिबिटर्सच्या वाढीव मात्रा आवश्यक असतात. खर्चाचा विचार आणि अभिक्रियेनंतरच्या प्रक्रियेतील गुंतागुंतीमुळे, उच्च अल्किल ॲक्रिलेट्स आणि फंक्शनल ॲक्रिलेट्सच्या संश्लेषणासाठी ही पद्धत आता व्यावसायिकरित्या वापरली जात नाही.
(3) आम्ल क्लोराईड पद्धत
CH₂=CHCOOH + SOCl₂ → CH₂=CHCOCl + HCl + CO₂
CH₂=CHCOCl + ROH → CH₂=CHCOOR + HCl
या पद्धतीत, प्रथम ॲक्रिलिक ॲसिडची थायोनिल क्लोराइडसोबत अभिक्रिया घडवून ॲक्रिलॉयल क्लोराइडचे संश्लेषण केले जाते, ज्याची नंतर अल्कोहोलसोबत एस्टरीकरण अभिक्रिया होते. यासाठी कोणत्याही उत्प्रेरकांची किंवा एंट्रेनर्सची आवश्यकता नसते. ही अभिक्रिया कमी तापमानात होत असल्यामुळे, पॉलिमरायझेशन रोधकांचा वापर देखील टाळला जातो. एस्टरीकरणाची प्रक्रिया जवळजवळ पूर्णपणे होते, ज्यामुळे उत्पादनाची उत्कृष्ट शुद्धता मिळते. तथापि, ही एक दोन-टप्प्यांची प्रक्रिया असून तिचा उत्पादन खर्च जास्त असतो. या अभिक्रियेमुळे मोठ्या प्रमाणात HCl आणि SO₂ वायू निर्माण होतात, ज्यासाठी शोषणाकरिता सौम्य अल्कधर्मी द्रावणे आणि पाण्यासह बहु-स्तरीय स्क्रबिंग प्रणालींची आवश्यकता असते.
(4) फेज-ट्रान्सफर कॅटॅलिसिस (पीटीसी)
2CH₂=CH₃|C-COOH + Na₂CO₃ → 2CH₂=CH₃|C-COONa + CO₂ + H₂O
CH₂=CH₃|C-COONa + ClCH₂-CH₂O → CH₂=CH₃|C-COOCH₂-CH₂O + NaCl
सोडियम मेथॅक्रिलेट स्थायू अवस्थेत असते, तर एपिक्लोरोहायड्रिन द्रव अवस्थेत असते. उत्प्रेरकाच्या अनुपस्थितीत, त्यांच्यातील अभिक्रिया अत्यंत मंद गतीने होते, त्यामुळे फेज-ट्रान्सफर उत्प्रेरकाचा (PTC) वापर करणे आवश्यक ठरते. योग्य फेज-ट्रान्सफर उत्प्रेरकांमध्ये क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट्स, क्वाटरनरी फॉस्फोनियम सॉल्ट्स आणि क्राउन इथर्स यांचा समावेश होतो. क्वाटरनरी अमोनियम सॉल्ट्स सर्वात जास्त प्रचलित आहेत, जसे की सेटिलट्रायमेथिलअमोनियम क्लोराइड (CTAC), बेंझिलट्रायमेथिलअमोनियम क्लोराइड (BTMAC), आणि टेट्रामेथिलअमोनियम क्लोराइड (TMAC). अभिक्रिया प्रणालीमध्ये आर्द्रतेच्या उपस्थितीमुळे उप-अभिक्रिया सुरू होतात; म्हणून, उत्पादन वाढवण्यासाठी, कच्चा माल आणि अभिक्रिया प्रणाली दोन्ही पूर्णपणे निर्जल आणि कोरडे ठेवणे आवश्यक आहे.
(5) अॅडिशन एस्टरीफिकेशन
CH₂=R₁|C-COOH + CH₂-CH₂O-R₂ → CH₂=R₁|C-COO-CH₂-OH|CH₂-R₂
उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत (मेथ)ॲक्रेलिक ॲसिडमध्ये थेट इथिलीन ऑक्साइड किंवा प्रोपिलीन ऑक्साइड टाकल्याने, रिंग-ओपनिंग ॲडिशन एस्टरीफिकेशन होते, ज्यामुळे हायड्रॉक्सी (मेथ)ॲक्रिलेट्स (जसे की HEA, HEMA, HPA, किंवा HPMA) संश्लेषित होतात. 
पोस्ट करण्याची वेळ: १० जून २०२६
