Methyl-methakrylát

Methylmethakrylát
Obecné
Systematický názevmethyl-2-methylprop-2-enoát
Sumární vzorecC₅H₈O₂
Identifikace
Registrační číslo CAS80-62-6
Vlastnosti
Molární hmotnost100,052 Da
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
[1]
Nebezpečí[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Methyl-methakrylát (MMA) je organická sloučenina se vzorcem CH2=C(CH3)COOCH3. Tato bezbarvá kapalina je methylesterem kyseliny methakrylové (MAA) a je to monomer vyráběný ve velkých množstvích pro polymerizaci na polymethylmethakrylát (PMMA, akrylátové sklo, plexisklo).

Výroba a vlastnosti

Sloučenina se vyrábí několika metodami, tou hlavní je cesta přes acetonkyanhydrin (ACH). ACH se vyrábí kondenzací acetonu a kyanovodíku. Kyanhydrin za přítomnosti kyseliny sírové hydrolyzuje na sulfátester methakrylamidu, methanolýzou tohoto esteru se získá hydrogensíran amonný a MMA. Tato metoda jako vedlejší produkt poskytuje významná množství síranu amonného.

(CH3)2CO + HCN → (CH3)2C(OH)CN
(CH3)2C(OH)CN + H2SO4 → (CH3)2C(OSO3H)CONH2·H2SO4

Vzniká sulfátester, adukt s kyselinou sírovou, která se v krakovacím kroku odstraní. Sulfátester se potom methanolyzuje (reaguje s methanolem):

(CH3)2C(OSO3H)CONH2 + CH3OH → CH2=C(CH3)COOCH3 + NH4HSO4

Jak vyplývá z poslední reakce, na každý kilogram vzniklého methyl-methakrylátu vzniká 2,5 kg hydrogensíranu amonného a odstranění této soli je energeticky náročné. Toto technologií se získávají více než 3 miliony tun MMA ročně. Ekonomika této cesty výroby MMA byla výrazně optimalizována.[2][3]

Ostatní metody výroby MMA

Vzhledem k měřítku výroby MMA bylo vyvinuto mnoho metod, které vycházejí z prekurzorů C2-C4.[4]

Přes propionaldehyd

Výchozí ethylen se nejdřív hydroformyluje, čímž se získá propanal (propionaldehyd). Ten se poté kondenzuje s formaldehydem za vzniku methakroleinu. Kondenzace se katalyzuje sekundárním aminem. Syntézu kyseliny methakrylové dokončuje vzdušná oxidace methakroleinu:[2]

CH3CH2CHO + HCHO → CH2=CH(CH3)–CHO + H2O
CH2=CH(CH3)–CHO + O → CH2=CH(CH3)–CO2H + H2O

Methylpropionátové cesty

První fáze zahrnuje hydroesterifikaci ethylenu za vzniku methylpropionátu (MeP):

C2H4 + CO + CH3OH → CH3CH2CO2CH3

První krok tohoto procesu, syntéza MeP, se provádí v nepřetržitě promíchávaném tankovém reaktoru za mírné teploty a tlaku a za pomoci speciální agitace a zařízení pro směšování plynu a kapaliny.

V druhém kroku MeP kondenzuje s formaldehydem v jediném heterogenním reakčním kroku za vzniku MMA:[5]

CH3CH2CO2CH3 + CH2O → CH3C(=CH2)CO2CH3 + H2O

Reakce MeP a formaldehydu probíhá na roštovém katalyzátoru. Tento katalyzátor, oxid cesný na oxidu křemičitém, zajišťuje dobrou selektivitu získávání MMA z MeP. Tvorba malého množství těžkých, poměrně netěkavých sloučenin otravuje katalyzátor. Aktivitu a selektivitu katalyzátoru lze snadno obnovovat řízeným procesem přímo na místě. Proud reakčních produktů je separován primární destilací, kdy vzniká surový MMA neobsahující vodu, MeP a formaldehyd. Nezreagovaný MeP a voda jsou recyklovány při formaldehydovém dehydratačním procesu. Čistý MMA (více než 99,9 %) vzniká ze surového sérií vakuových destilací a separací. Vyseparované proudy se vracejí do procesu; jen jeden malý proud těžkých esterů je odpadní. Ten lze snadno zlikvidovat v tepelném oxidátoru, kde vzniká teplo využitelné v procesu.

V posledním čtvrtletí roku 2008 představila firma Lucite International továrnu Alpha MMA na Jurong Islandu v Singapuru. Tamní proces je o 30–40 % investičně i provozně levnější než konvenční systémy, neprodukuje prakticky žádný odpad a jako surovinu lze využít biomasu.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Methyl methacrylate na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b Methyl methacrylate. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ a b Koichi Nagai, New developments in the production of methyl methacrylate, Applied Catalysis A: General 221 (2001) 367–377
  3. ↑ http://www.chemistryviews.org/details/news/2502791/New_Catalyst_for_Methyl_Methacrylate_Process.html
  4. ↑ William Bauer, Jr. "Methacrylic Acid and Derivatives" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim.
  5. ↑ Archivovaná kopie. www.ingenia.org.uk [online]. [cit. 2015-08-29]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2015-09-24. 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce