碳酸二甲酯的合成.pdfVIP

碳酸二甲酯(Dimethylcarbonate，简称为DMC)是无毒无公害的主要化工原

料和产品之一，化学式CH3OCOOCH3，分子量为，常温下为透明液体，略带香味。

难溶于水，但能与醇、酮、酯等任意比混溶。DMC毒性很小，对金属基本上无腐

蚀性。DMC具有酯的通性，可与水发生水解反应；可与含活泼氢基团的醇、酚、

胺、酯等化合物反应；与二元醇或二元酚反应生成聚碳酸酯。DMC分子中含有羰

基、甲基、甲氧基等基团，具有良好的反应性能，可代替剧毒的光气、硫酸二甲

酯、氯甲烷等作为羰基化剂、甲基化剂和甲氧基化剂，成为开发一系列洁净化工

工艺的新基块。一种新型的绿色有机合成中间体，被称为“21世纪有机合成领域

的新基块”。

二．主要用途

DMC是一种重要的有机合成中间体，其结构中含有甲基、甲氧基、羰基、甲

氧基羰基，因而具有良好的反应活性，能与酚、醇、胺、肼、酯类化合物发生反

应，生成许多重要的化工产品。DMC可代替有毒的硫酸二甲酯作甲基化剂，制备

苯甲醚(苯甲醚是重要的农药、医药中间体)，还可用作油脂工业抗氧化剂、食用

香料等，以及生产主要用于照相印刷中作显影液的四甲基醇胺(TMAH)。可代替有

剧毒的光气作羰基化剂，合成如聚碳酸酯等工程材料，也可用于制造磁带、磁盘

等光电子产品。另外，由于DVD等高档视听产品的普及，光盘需求量大幅提高，

对以DMC为原料生产的聚碳酸酯的需求将不断增大，因而用在此方面的DMC用量会

大幅上升。DMC还可用于生产烯丙基二甘醇碳酸酯(ADC)。ADC是一种性能优异的

热固性树脂，可替代玻璃用于眼镜片和光电材料等新的领域，代替各种有毒溶剂

(苯、甲苯)作涂料、油漆的溶剂，也可代替甲基叔丁基醚作汽油添加剂。DMC的

分子量含氧高达53％，且辛烷值高，可用作汽油添加剂，以增加汽油含氧量，提

高燃烧效率，降低毒性尾气排放，这些方面都要优于MTBE。DMC还是与环境友好

的“绿色化合物”，随着世界各国对环境污染的日益重视，利用DMC的特性及将

其作为合成中间体开发绿色化工产品，有着巨大的吸引力和市场潜力。

1.代替光气作羰基化剂

（Cl-CO-Cl）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（CH3O-CO-OCH3）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、异氢酸酯等，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。

2.代替硫酸二甲酯作甲基化剂

由于与光气类似的原因，DMS（CH3O-SO-OCH3）也面临被淘汰的压力，而DMC

的甲基碳受到氢核攻击时，其烷基-氧键断裂，同样生成甲基化产品，而且使用

DMC比DMS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。

3.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

界电常数小，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。从表1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。

4.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（（R+M）

/2=105）、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之一。在2002

年美国化学会会议上，我国天津大学的无污染、低成本生产汽油添加剂DMC的技

术成为本次会议最受瞩目的三大发明之一，这说明了DMC作为汽油添加剂的优势

已经被广泛认同。

三．目前的生产方法或原理比较

最初的生产方法为光气法，于1918年即已开发成功，但是光气的毒性和

腐蚀性限制了这一方法的应用，特别是随着环保受到全世界的重视程度的日益提

高，光气法已经被淘汰。自20世纪80年代开始，对于DMC生产工艺的研究开始受

到普遍的关注，据Michael和Christopher的统计，有关DMC生产工艺的专利