Sintesi riuscita del policarbonato utilizzando il

Università di Kobe

immagine: astratto graficovedere di più

Credito: TSUDA Akihiko

Essendo un tecnopolimero dotato di elevata trasparenza e resistenza agli urti, il policarbonato (PC) viene utilizzato nelle lenti degli occhiali, nelle lenti delle fotocamere, nei DVD, nei fari delle automobili e nel vetro antiproiettile. La sua produzione industriale viene eseguita principalmente mediante polimerizzazione interfacciale che fa reagire il fosgene altamente reattivo con l'alcol all'interfaccia tra acqua e un solvente organico. Tuttavia, poiché il fosgene è estremamente tossico, dal punto di vista della sicurezza è stato studiato attivamente un metodo di sintesi che non lo utilizza. Negli ultimi anni, i sostituti del fosgene (difenil carbonato, ecc.) sono stati impiegati nella sintesi di PC a peso molecolare relativamente basso, ma per la produzione di PC di alta qualità con un grande peso molecolare, non c'erano alternative all'uso del PC convenzionalmente molto -fosgene più reattivo. Con l'obiettivo di sviluppare una nuova reazione chimica che consenta la sintesi di carbonati sicuri, economici, semplici e a basso impatto ambientale, il gruppo di ricerca del professore associato Akihiko TSUDA della Kobe University Graduate School of Science ha lavorato allo sviluppo di una reazione di polimerizzazione interfacciale mediante mezzo del metodo di sintesi organica photo-on-demand sviluppato dallo stesso gruppo. Hanno scoperto che quando la luce ultravioletta viene irradiata su una soluzione mista di idrossido di sodio acquoso, cloroformio e alcol (in uno stato separato in tre fasi di fase gassosa, fase acquosa e fase organica), mentre l'ossigeno viene fatto gorgogliare attraverso di essa, viene generata una reazione alle interfacce e il policarbonato target può essere ottenuto con una resa elevata. Questo nuovo metodo è adatto alla sintesi su piccola scala di un'ampia gamma di prodotti carbonatici.

Il gruppo di ricerca ha ottenuto brevetti sul metodo di sintesi interfacciale dei carbonati foto-on-demand negli Stati Uniti, Singapore, Giappone, Cina, Germania e altri otto paesi. Inoltre, un documento tecnico relativo a questo studio è stato pubblicato sulla pagina web dell’ACS Omega (American Chemical Society) il 18 luglio 2023.

Maggion punti

Contesto della ricerca

Il fosgene (COCl2) viene utilizzato come materia prima per intermedi e polimeri farmaceutici. Attualmente il mercato mondiale del fosgene continua ad aumentare su una scala di diversi punti percentuali all'anno, con 8-9 milioni di tonnellate prodotte ogni anno. Tuttavia, poiché è altamente tossico, sono attivi studi sullo sviluppo di composti e reazioni chimiche che possano sostituirlo per ragioni di sicurezza. Il gruppo di ricerca del professore associato Akihiko Tsuda ha scoperto per la prima volta che quando la luce ultravioletta viene irradiata sul solvente cloroformio, si verifica l'ossidazione fotochimica per produrre fosgene ad alta efficienza (numero di brevetto 5900920). Inoltre, il gruppo di ricerca ha scoperto un metodo sintetico in cui i substrati di reazione e i catalizzatori per la reazione con il fosgene vengono precedentemente sciolti in cloroformio e quando il fosgene viene generato mediante irradiazione con la luce, reagiscono immediatamente per dare il prodotto. (Brevetto n. 6057449). Questo metodo consente l'implementazione della sintesi organica utilizzando il fosgene, senza apparentemente aggiungere fosgene. Questo gruppo di ricerca ha chiamato quell'effetto "il metodo di sintesi organica foto su richiesta" ed è riuscito a sintetizzare un gran numero di sostanze chimiche organiche e polimeri utili. Se confrontato con la gestione diretta convenzionale del fosgene, il metodo di sintesi organica foto-on-demand presenta sicurezza ed economia, oltre a un basso carico ambientale, e attualmente sta ricevendo molta attenzione da parte dell'industria e del mondo accademico come un romanzo di prossima generazione metodo di sintesi chimica. Sono note numerose reazioni chimiche che utilizzano il fosgene e vengono utilizzate nella produzione industriale. Il gruppo di ricerca ha attualmente scoperto che il metodo di sintesi organica foto su richiesta può essere utilizzato nella maggior parte di queste reazioni chimiche e continua tale ricerca, annunciando attivamente tale attività in articoli di giornale, conferenze e ai mass media.