कार्बोनेट एस्टर: Difference between revisions
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[[File:Carbonate ester.png|thumb|कार्बोनेट एस्टर समूह की रासायनिक संरचना]][[कार्बनिक रसायन विज्ञान]] में, एक कार्बोनेट [[एस्टर]] (कार्बनिक कार्बोनेट या ऑर्गोकार्बोनेट) [[Index.php?title=कार्बोनिकअम्ल|कार्बोनिक अम्ल]] का एक एस्टर है। इस प्र[[कार्यात्मक समूह]] में एक [[कार्बोनिल]] समूह होता है , जो दो [[Index.php?title=एल्कोक्सी|एल्कोक्सी]] समूहों से घिरा होता है। इन कार्बोनेट की सामान्य संरचना {{chem2|R\sO\sC(\dO)\sO\sR'}} है और वे एस्टर (R−O−C(=O)−R'), ईथर (R−O−R') से संबंधित हैं। ) और [<nowiki/>[[Index.php?title=अकार्बनिककार्बोनेट|अकार्बनिक कार्बोनेट]]] के लिए भी। | [[File:Carbonate ester.png|thumb|कार्बोनेट एस्टर समूह की रासायनिक संरचना]][[कार्बनिक रसायन विज्ञान]] में, एक कार्बोनेट [[एस्टर]] (कार्बनिक कार्बोनेट या ऑर्गोकार्बोनेट) [[Index.php?title=कार्बोनिकअम्ल|कार्बोनिक अम्ल]] का एक एस्टर है। इस प्र[[कार्यात्मक समूह]] में एक [[कार्बोनिल]] समूह होता है , जो दो [[Index.php?title=एल्कोक्सी|एल्कोक्सी]] समूहों से घिरा होता है। इन कार्बोनेट की सामान्य संरचना {{chem2|R\sO\sC(\dO)\sO\sR'}} है और वे एस्टर (R−O−C(=O)−R'), ईथर (R−O−R') से संबंधित हैं। ) और [<nowiki/>[[Index.php?title=अकार्बनिककार्बोनेट|अकार्बनिक कार्बोनेट]]] के लिए भी। | ||
पॉली कार्बोनेट के [[Index.php?title=एकलक|एकलक]] (जैसे मकरोलन या लेक्सन) कार्बोनेट समूहों द्वारा जुड़े हुए हैं। इन पॉली कार्बोनेट का उपयोग चश्मे के लेंस, कॉम्पैक्ट डिस्क और बुलेटप्रूफ ग्लास में किया जाता है। [[डाइमिथाइल कार्बोनेट]], [[एथिलीन कार्बोनेट]], [[Index.php?title=प्रोपिलीन कार्बोनेट|प्रोपिलीन कार्बोनेट]] जैसे छोटे कार्बोनेट एस्टर का उपयोग सॉल्वैंट्स के रूप में किया जाता है, डाइमिथाइल कार्बोनेट भी एक हल्का [[मिथाइलेटिंग एजेंट]] है। | पॉली कार्बोनेट के [[Index.php?title=एकलक|एकलक]] (जैसे मकरोलन या लेक्सन) कार्बोनेट समूहों द्वारा जुड़े हुए हैं। इन पॉली कार्बोनेट का उपयोग चश्मे के लेंस, कॉम्पैक्ट डिस्क और बुलेटप्रूफ ग्लास में किया जाता है। [[डाइमिथाइल कार्बोनेट]], [[एथिलीन कार्बोनेट]], [[Index.php?title=प्रोपिलीन कार्बोनेट|प्रोपिलीन कार्बोनेट]] जैसे छोटे कार्बोनेट एस्टर का उपयोग सॉल्वैंट्स के रूप में किया जाता है, डाइमिथाइल कार्बोनेट भी एक हल्का [[मिथाइलेटिंग एजेंट]] है। | ||
=== संरचनाएं === | === संरचनाएं === | ||
[[File:DINWOM10.png|thumb|कार्बोनेट की संरचना ( | [[File:DINWOM10.png|thumb|कार्बोनेट की संरचना (PhOC(O)OC<sub>6</sub>H<sub>4</sub>)<sub>2</sub>CMe<sub>2</sub> और फिनॉल के दो समकक्षों से प्राप्त होता है।<ref name=Perez/>]]कार्बोनेट एस्टर में प्लानर OC(OC)2 कोर होते है, जो कठोरता प्रदान करते है। अनोखा O=C बंध छोटा है (चित्रित उदाहरण में 1.173 Å), जबकि C-O बंध अधिक ईथर की तरह हैं (चित्रित उदाहरण के लिए 1.326 Å की बंध दूरी)।<ref name=Perez>{{cite journal|doi=10.1021/ma00167a014|title=Crystalline features of 4,4'-isopropylidenediphenylbis(phenyl carbonate) and conformational analysis of the polycarbonate of 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane|journal=Macromolecules|volume=20|issue=1|pages=68–77|year=1987|last1=Perez|first1=Serge|last2=Scaringe|first2=Raymond P.|bibcode=1987MaMol..20...68P}}</ref> | ||
कार्बोनेट एस्टर को तीन संरचनात्मक वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: चक्रीय, चक्रीय और बहुलक। पहला और सामान्य मामला विश्वकोश कार्बोनेट समूह है। कार्बनिक पदार्थ समान हो सकते हैं या नहीं। दोनों स्निग्ध या सुगंधित पदार्थ ज्ञात हैं, उन्हें क्रमशः | कार्बोनेट एस्टर को तीन संरचनात्मक वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: चक्रीय, चक्रीय और बहुलक। पहला और सामान्य मामला विश्वकोश कार्बोनेट समूह है। कार्बनिक पदार्थ समान हो सकते हैं या नहीं। दोनों स्निग्ध या सुगंधित पदार्थ ज्ञात हैं, उन्हें क्रमशः डाई एल्किल या डाई एरिल कार्बोनेट कहा जाता है। इन वर्गों के सबसे सरल सदस्य डाइमिथाइल कार्बोनेट और [[डाइफेनिल कार्बोनेट]] हैं। | ||
वैकल्पिक रूप से, कार्बोनेट समूहों को 2- या 3- कार्बन ब्रिज से जोड़ा जा सकता है, जिससे एथिलीन कार्बोनेट और [[ट्राइमेथिलीन कार्बोनेट]] जैसे चक्रीय यौगिक बनते हैं। ब्रिजिंग कंपाउंड में पदार्थ भी हो सकते हैं, | वैकल्पिक रूप से, कार्बोनेट समूहों को 2<sup>-</sup> या 3<sup>-</sup> कार्बन ब्रिज से जोड़ा जा सकता है, जिससे एथिलीन कार्बोनेट और [[ट्राइमेथिलीन कार्बोनेट]] जैसे चक्रीय यौगिक बनते हैं। ब्रिजिंग कंपाउंड में पदार्थ भी हो सकते हैं, उदाहरण प्रोपिलीन कार्बोनेट के लिए CH3। टर्मिनल एल्काइल या एरील समूहों के अतिरिक्त, दो कार्बोनेट समूहों को एक स्निग्ध या सुगंधित द्विसंयोजक समूह द्वारा जोड़ा जा सकता है। | ||
कार्बोनेट का एक तीसरा परिवार बहुलक है, जैसे पॉली ([[Index.php?title=पाली (प्रोपिलीन कार्बोनेट)|पाली (प्रोपिलीन कार्बोनेट)]]) और पॉली ([[पाली (बिस्फेनॉल ए कार्बोनेट)]]) (जैसे मकरोलन या लेक्सन)। | कार्बोनेट का एक तीसरा परिवार बहुलक है, जैसे पॉली ([[Index.php?title=पाली (प्रोपिलीन कार्बोनेट)|पाली (प्रोपिलीन कार्बोनेट)]]) और पॉली ([[पाली (बिस्फेनॉल ए कार्बोनेट)]]) (जैसे मकरोलन या लेक्सन)। | ||
=== तैयारी === | === तैयारी === | ||
अकार्बनिक कार्बोनेट लवणों से कार्बनिक कार्बोनेट तैयार नहीं किए जाते हैं। | अकार्बनिक कार्बोनेट लवणों से कार्बनिक कार्बोनेट तैयार नहीं किए जाते हैं। कार्बोनेट एस्टर के लिए दो मुख्य मार्गों का अभ्यास किया जाता है: [[एक विषैली गैस]] (फॉस्जेनेशन) के साथ एल्कोहल (या फिनोल) कीअभिक्रिया, और [[कार्बन मोनोआक्साइड]] और एक ऑक्सीकारक ([[Index.php?title=ऑक्सीकरण कार्बोनाइलीकरण|ऑक्सीकरण कार्बोनाइलीकरण]]) के साथ एल्कोहल कीअभिक्रिया। अन्य कार्बोनेट एस्टर बाद में [[ट्रान्सएस्टरीफिकेशन]] द्वारा तैयार किए जा सकते हैं।<ref name="Shaikh1996">{{cite journal|last=Shaikh|first=Abbas-Alli G.|author2=Swaminathan Sivaram|year=1996|title=Organic Carbonates|journal=Chemical Reviews|volume=96|issue=3|pages=951–976|doi=10.1021/cr950067i|pmid=11848777}}</ref><ref name = ullmann>{{Ullmann| doi = 10.1002/14356007.a05_197 | isbn = 3527306730 | title= Carbonic Esters | year = 2012 | last1 = Buysch | first1 = Hans-Josef }}</ref> औधोगिक रूप में कार्बोनेट एस्टर [[मेथनॉल]] और [[कार्बन डाईऑक्साइड]] के सीधे संघनन द्वारा तैयार किए जा सकते हैं।अभिक्रिया यद्यपि थर्मोडायनामिक रूप से प्रतिकूल है।<ref>{{cite journal|doi=10.1021/ie102017j | volume=50 | issue=4 | title=Synthesis of Dimethyl Carbonate from Carbon Dioxide and Methanol over CexZr1-xO2and [EMIM]Br/Ce0.5Zr0.5O2 | journal=Industrial & Engineering Chemistry Research | pages=1981–1988 | last1 = Zhang | first1 = Zhi-Fang| year=2011 }}</ref> अभिक्रिया मिश्रण से जल को अलग करने और उत्पाद बढ़ाने के लिए एक चयनात्मक झिल्ली का उपयोग किया जा सकता है।<ref>{{cite journal | doi=10.1016/S0920-5861(03)00205-0 | volume=82 | issue=1–4 | title=Study on application of membrane reactor in direct synthesis DMC from CO2 and CH3OH over Cu–KF/MgSiO catalyst | journal=Catalysis Today | pages=83–90 | last1 = Li | first1 = Chuan-Feng| year=2003 }}</ref><ref>{{Cite report |url=http://alexandria.tue.nl/extra1/afstversl/st/vermerris2005.pdf |title=Membrane enhanced conversion of methanol and carbon dioxide into dimethyl carbonate |last=Vermerris |first=René |archive-url=https://web.archive.org/web/20131005123413/http://alexandria.tue.nl/extra1/afstversl/st/vermerris2005.pdf |archive-date=2013-10-05 |url-status=live}}</ref><ref>{{Cite journal | doi=10.3390/ijms11041343| pmid=20480023| title=Gas-Phase Synthesis of Dimethyl Carbonate from Methanol and Carbon Dioxide over Co1.5PW12O40 Keggin-Type Heteropolyanion| journal=International Journal of Molecular Sciences| volume=11| issue=4| pages=1343–1351| year=2010| last1=Aouissi| first1=Ahmed| last2=Al-Othman| first2=Zeid Abdullah| last3=Al-Amro| first3=Amro| pmc=2871119| doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal | doi=10.1016/j.cej.2008.11.006 | volume=147 | issue=2–3 | title=Highly effective synthesis of dimethyl carbonate from methanol and carbon dioxide using a novel copper–nickel/graphite bimetallic nanocomposite catalyst | journal=Chemical Engineering Journal | pages=287–296 | last1 = Bian | first1 = Jun| year=2009 }}</ref> | ||
कार्बोनेट एस्टर के लिए दो मुख्य मार्गों का अभ्यास किया जाता है: [[एक विषैली गैस]] (फॉस्जेनेशन) के साथ एल्कोहल (या फिनोल) | |||
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=== फॉसजेनेशन === | === फॉसजेनेशन === | ||
एल्कोहल निम्नलिखित | एल्कोहल निम्नलिखित अभिक्रिया के अनुसार कार्बोनेट एस्टर उत्पन्न करने के लिए फॉस्जीन के साथ अभिक्रिया करता है: | ||
: 2 ROH + COCl<sub>2</sub> → ROC(O)OR + 2 HCL | : 2 ROH + COCl<sub>2</sub> → ROC(O)OR + 2 HCL | ||
फिनॉल इसी तरह अभिक्रिया करते हैं। [[Index.php?title=बिस्फेनोल ए|बिस् फिनॉल ए]] से प्राप्त पॉलीकार्बोनेट इस तरीके से तैयार किया जाता है। यह प्रक्रिया उच्च उत्पाद देने वाली है। यद्यपि, जहरीले फॉस्जीन का उपयोग किया जाता है, और हाइड्रोजन क्लोराइड को अप्रभावी करने के लिए क्षार(जैसे पाइरीडीन) की स्टोइकोमेट्रिक मात्रा की आवश्यकता होती है ,जो सह-निर्मित होती है।<ref name = Shaikh1996/><ref name = ullmann/>इस प्रक्रिया में क्लोरोफॉर्मेट एस्टर मध्यवर्ती होते हैं। एल्कोहल के साथ अभिक्रिया करने के अतिरिक्त, वे वांछित कार्बोनेट डायस्टर्स और फॉस्जीन के एक समकक्ष देने के लिए अनुपातहीन हो सकते हैं: <ref name = ullmann/> | |||
: PhOH + COCl<sub>2</sub> → PhOC(O)Cl + HCl | : PhOH + COCl<sub>2</sub> → PhOC(O)Cl + HCl | ||
: 2 PhOC(O)Cl → PhOC(O)OPh + COCl<sub>2</sub> | : 2 PhOC(O)Cl → PhOC(O)OPh + COCl<sub>2</sub> | ||
समग्रअभिक्रिया है: | |||
: 2 PhOH + COCl<sub>2</sub> → PhOC(O)OPh + 2 HCl | : 2 PhOH + COCl<sub>2</sub> → PhOC(O)OPh + 2 HCl | ||
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: 2 MeOH + CO + 1/2 O<sub>2</sub> →MeOC(O)OMe + H<sub>2</sub>O | : 2 MeOH + CO + 1/2 O<sub>2</sub> →MeOC(O)OMe + H<sub>2</sub>O | ||
डाइफेनिल कार्बोनेट भी इसी प्रकार तैयार किया जाता है, परंतु पैलेडियम उत्प्रेरक का उपयोग करते हुए। Pd-उत्प्रेरित प्रक्रिया को Pd(0) को Pd(II) में पुन: परिवर्तित करने के लिए एक उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। मैंगनीज (III) एसिटाइलएसीटोनेट का व्यावसायिक रूप से उपयोग किया गया है।<ref>{{cite encyclopedia|editor=Shannon S. Stahl |editor2=Paul L. Alsters|author=Grigorii L. Soloveichik1|title = Liquid Phase Aerobic Oxidation Catalysis: Industrial Applications and Academic Perspectives|pages=189–208|year=2016|doi=10.1002/9783527690121.ch12|publisher= Wiley-VCH|encyclopedia=Title Liquid Phase Aerobic Oxidation Catalysis: Industrial Applications and Academic Perspectives: Industrial Applications and Academic Perspectives|isbn=9783527337811|chapter=Oxidative Carbonylation: Diphenyl Carbonate}}</ref> | डाइफेनिल कार्बोनेट भी इसी प्रकार तैयार किया जाता है, परंतु पैलेडियम उत्प्रेरक का उपयोग करते हुए। Pd-उत्प्रेरित प्रक्रिया को Pd(0) को Pd(II) में पुन: परिवर्तित करने के लिए एक उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। मैंगनीज (III) एसिटाइलएसीटोनेट का व्यावसायिक रूप से उपयोग किया गया है।<ref>{{cite encyclopedia|editor=Shannon S. Stahl |editor2=Paul L. Alsters|author=Grigorii L. Soloveichik1|title = Liquid Phase Aerobic Oxidation Catalysis: Industrial Applications and Academic Perspectives|pages=189–208|year=2016|doi=10.1002/9783527690121.ch12|publisher= Wiley-VCH|encyclopedia=Title Liquid Phase Aerobic Oxidation Catalysis: Industrial Applications and Academic Perspectives: Industrial Applications and Academic Perspectives|isbn=9783527337811|chapter=Oxidative Carbonylation: Diphenyl Carbonate}}</ref> | ||
=== | === एपॉक्साइड्स के साथ कार्बन डाइऑक्साइड कीअभिक्रिया === | ||
[[एपॉक्साइड्स]] के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की अभिक्रिया चक्रीय 5-सदस्यीय कार्बोनेट की तैयारी के लिए एक सामान्य मार्ग है। 2010 में चक्रीय कार्बोनेट का वार्षिक उत्पादन 100,000 टन प्रति वर्ष अनुमानित था।<ref name = north>{{cite journal | doi = 10.1039/c0gc00065e | journal = Green Chem. | title = Synthesis of cyclic carbonates from epoxides and CO2 | year = 2010 | last1 = North | first1 = Michael | last2 = Pasquale | first2 = Riccardo | last3 = Young | first3 = Carl | volume = 12 | issue = 9 | pages = 1514}}</ref> औद्योगिक रूप से, एथिलीन और प्रोपिलीन ऑक्साइड एथिलीन और प्रोपिलीन कार्बोनेट (एक उपयुक्त उत्प्रेरक के साथ) देने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड के साथ आसानी से अभिक्रिया करते हैं।<ref name = Shaikh1996/><ref name = ullmann/>उदाहरण के लिए: | |||
: | : C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>O + CO<sub>2</sub> → C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>O<sub>2</sub>CO | ||
=== कार्बोनेट ट्रांसएस्टरीफिकेशन === | === कार्बोनेट ट्रांसएस्टरीफिकेशन === | ||
कार्बोनेट एस्टर को ट्रांसएस्टरीफिकेशन द्वारा अन्य कार्बोनेट में परिवर्तित किया जा सकता है। अधिक न्यूक्लियोफिलिक | कार्बोनेट एस्टर को ट्रांसएस्टरीफिकेशन द्वारा अन्य कार्बोनेट में परिवर्तित किया जा सकता है। अधिक न्यूक्लियोफिलिक एल्कोहल कम न्यूक्लियोफिलिक एल्कोहल को विस्थापित करेगा। दूसरे शब्दों में, स्निग्ध ऐल्कोहॉल एरील कार्बोनेट से फ़ीनॉल को विस्थापित कर देगा। यदि प्रवाहित शराब अधिक अस्थिर है, तो उस को आसवित करके संतुलन को संचालित किया जा सकता है।<ref name = Shaikh1996/><ref name = ullmann/> | ||
=== यूरिया से एल्कोहल के साथ === | |||
यूरिया के साथ मेथनॉल कीअभिक्रिया से डाइमिथाइल कार्बोनेट बनाया जा सकता है। उत्पादित अमोनिया को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। प्रभावी रूप से अमोनिया डाइमिथाइल कार्बोनेट के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। उपोत्पाद मिथाइल- और एन-मिथाइलकार्बामेट हैं (बाद में डाइमिथाइल कार्बोनेट और मिथाइल कार्बामेट के बीचअभिक्रिया से)। यह प्रक्रिया मितव्ययी नहीं है।<ref>{{cite web|url=http://ir.sxicc.ac.cn/bitstream/0/1655/1/7596-7599.pdf |title=Archived copy |access-date=2013-10-04 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20131005183706/http://ir.sxicc.ac.cn/bitstream/0/1655/1/7596-7599.pdf |archive-date=2013-10-05}}</ref> | |||
== अभिक्रियाएं == | |||
कार्बोनेट एस्टर पारंपरिक कार्बोक्जिलिक अम्ल एस्टर की कई अभिक्रियाओं से गुजरते हैं। [[Index.php?title=ग्रिग्नार्ड अभिकर्मकों|ग्रिग्नार्ड अभिकर्मकों]] के साथ कार्बोनेट एस्टर तृतीयक एल्कोहल देने के लिए अभिक्रिया करते हैं। कुछ चक्रीय कार्बोनेट बहुलकीकरण के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। | |||
== उपयोग == | |||
[[लिथियम बैटरी]] में [[विलायक]] के रूप में कार्बनिक कार्बोनेट का उपयोग किया जाता है। उनकी उच्च ध्रुवीयता के कारण, वे लिथियम लवण को भंग कर देते हैं। उदाहरण के लिए डाइमिथाइल कार्बोनेट, [[डायथाइल कार्बोनेट]] और डाइमेथॉक्सीथेन के मिश्रण का उपयोग करके उच्च चिपचिपाहट की समस्या को दूर किया जाता है। | |||
उनका उपयोग कार्बनिक संश्लेषण में विलायक के रूप में भी किया जाता है।<ref>{{Cite journal | last1 = Schäffner | first1 = B. | last2 = Schäffner | first2 = F. | last3 = Verevkin | first3 = S. P. | last4 = Börner | first4 = A. | title = Organic Carbonates as Solvents in Synthesis and Catalysis | journal = Chemical Reviews | volume = 110 | issue = 8 | pages = 4554–4581 | year = 2010 | pmid = 20345182 | doi = 10.1021/cr900393d}}</ref> [[Index.php?title=ध्रुवीय विलायक|ध्रुवीय विलायक]] के रूप में वर्गीकृत, उनके पास एक विस्तृत तरल तापमान सीमा होती है। एक उदाहरण प्रोपिलीन कार्बोनेट है जिसका [[गलनांक]] -55 डिग्री सेल्सियस और क्वथनांक 240 डिग्री सेल्सियस होता है। अन्य लाभ कम पारिस्थितिक विषाक्तता और अच्छी [[Index.php?title=जैव निम्ननियता|जैव निम्ननियता]] हैं। कार्बोनेट के लिए कई औद्योगिक उत्पादन मार्ग नहीं हैं, क्योंकि वे फॉस्जीन या [[Index.php?title=प्रोपिलीन ऑक्साइड|प्रोपिलीन ऑक्साइड]] पर निर्भर हैं।<ref>{{Cite thesis |last=Sibiya |first=Mike Sbonelo |title=Catalytic transformation of propylene carbonate into dimethyl carbonate and propylene glycol. |date=19 May 2008 |degree=Master of Science in Chemistry |publisher=University of Johannesburg |url=https://ujcontent.uj.ac.za/vital/access/services/Download/uj:1829/CONTENT1?view=true |access-date=2022-04-12 |archive-date=2020-08-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200818042311/https://ujcontent.uj.ac.za/vital/access/services/Download/uj:1829/CONTENT1?view=true |url-status=dead }}</ref> [[डाइमिथाइल डाइकार्बोनेट]] का उपयोग साधारणतया पेय [[परिरक्षक]], प्रसंस्करण सहायता, या निर्जीवाणु के रूप में उपयोग किया जाता है।<ref>{{Ullmann |doi=10.1002/14356007.a16_563.pub2|title=Biocides |year=2013 |last1=Uhr |first1=Hermann |last2=Mielke |first2=Burkhard |last3=Exner |first3=Otto |last4=Payne |first4=Ken R. |last5=Hill |first5=Edward |pages=1–26 |isbn=9783527306732 }}</ref> | |||
उनका उपयोग कार्बनिक संश्लेषण में | |||
[[डाइमिथाइल डाइकार्बोनेट]] का उपयोग | |||
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Latest revision as of 11:36, 26 April 2023
File:Carbonate ester.png
कार्बोनेट एस्टर समूह की रासायनिक संरचना
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, एक कार्बोनेट एस्टर (कार्बनिक कार्बोनेट या ऑर्गोकार्बोनेट) कार्बोनिक अम्ल का एक एस्टर है। इस प्रकार्यात्मक समूह में एक कार्बोनिल समूह होता है , जो दो एल्कोक्सी समूहों से घिरा होता है। इन कार्बोनेट की सामान्य संरचना R−O−C(=O)−O−R' है और वे एस्टर (R−O−C(=O)−R'), ईथर (R−O−R') से संबंधित हैं। ) और [अकार्बनिक कार्बोनेट] के लिए भी।
पॉली कार्बोनेट के एकलक (जैसे मकरोलन या लेक्सन) कार्बोनेट समूहों द्वारा जुड़े हुए हैं। इन पॉली कार्बोनेट का उपयोग चश्मे के लेंस, कॉम्पैक्ट डिस्क और बुलेटप्रूफ ग्लास में किया जाता है। डाइमिथाइल कार्बोनेट, एथिलीन कार्बोनेट, प्रोपिलीन कार्बोनेट जैसे छोटे कार्बोनेट एस्टर का उपयोग सॉल्वैंट्स के रूप में किया जाता है, डाइमिथाइल कार्बोनेट भी एक हल्का मिथाइलेटिंग एजेंट है।
संरचनाएं
कार्बोनेट की संरचना (PhOC(O)OC6H4)2CMe2 और फिनॉल के दो समकक्षों से प्राप्त होता है।[1]
कार्बोनेट एस्टर में प्लानर OC(OC)2 कोर होते है, जो कठोरता प्रदान करते है। अनोखा O=C बंध छोटा है (चित्रित उदाहरण में 1.173 Å), जबकि C-O बंध अधिक ईथर की तरह हैं (चित्रित उदाहरण के लिए 1.326 Å की बंध दूरी)।[1]
कार्बोनेट एस्टर को तीन संरचनात्मक वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: चक्रीय, चक्रीय और बहुलक। पहला और सामान्य मामला विश्वकोश कार्बोनेट समूह है। कार्बनिक पदार्थ समान हो सकते हैं या नहीं। दोनों स्निग्ध या सुगंधित पदार्थ ज्ञात हैं, उन्हें क्रमशः डाई एल्किल या डाई एरिल कार्बोनेट कहा जाता है। इन वर्गों के सबसे सरल सदस्य डाइमिथाइल कार्बोनेट और डाइफेनिल कार्बोनेट हैं।
वैकल्पिक रूप से, कार्बोनेट समूहों को 2- या 3- कार्बन ब्रिज से जोड़ा जा सकता है, जिससे एथिलीन कार्बोनेट और ट्राइमेथिलीन कार्बोनेट जैसे चक्रीय यौगिक बनते हैं। ब्रिजिंग कंपाउंड में पदार्थ भी हो सकते हैं, उदाहरण प्रोपिलीन कार्बोनेट के लिए CH3। टर्मिनल एल्काइल या एरील समूहों के अतिरिक्त, दो कार्बोनेट समूहों को एक स्निग्ध या सुगंधित द्विसंयोजक समूह द्वारा जोड़ा जा सकता है।
कार्बोनेट का एक तीसरा परिवार बहुलक है, जैसे पॉली (पाली (प्रोपिलीन कार्बोनेट)) और पॉली (पाली (बिस्फेनॉल ए कार्बोनेट)) (जैसे मकरोलन या लेक्सन)।
तैयारी
अकार्बनिक कार्बोनेट लवणों से कार्बनिक कार्बोनेट तैयार नहीं किए जाते हैं। कार्बोनेट एस्टर के लिए दो मुख्य मार्गों का अभ्यास किया जाता है: एक विषैली गैस (फॉस्जेनेशन) के साथ एल्कोहल (या फिनोल) कीअभिक्रिया, और कार्बन मोनोआक्साइड और एक ऑक्सीकारक (ऑक्सीकरण कार्बोनाइलीकरण) के साथ एल्कोहल कीअभिक्रिया। अन्य कार्बोनेट एस्टर बाद में ट्रान्सएस्टरीफिकेशन द्वारा तैयार किए जा सकते हैं।[2][3] औधोगिक रूप में कार्बोनेट एस्टर मेथनॉल और कार्बन डाईऑक्साइड के सीधे संघनन द्वारा तैयार किए जा सकते हैं।अभिक्रिया यद्यपि थर्मोडायनामिक रूप से प्रतिकूल है।[4] अभिक्रिया मिश्रण से जल को अलग करने और उत्पाद बढ़ाने के लिए एक चयनात्मक झिल्ली का उपयोग किया जा सकता है।[5][6][7][8]
Diphenyl carbonate, a representative acyclic carbonate ester
Dimethyl dicarbonate, a preservative
Ethylene carbonate, a cyclic carbonate ester
Trimethylene carbonate, another cyclic carbonate ester
Poly(bisphenol A carbonate), a commercially important plastic (Lexan)
फॉसजेनेशन
एल्कोहल निम्नलिखित अभिक्रिया के अनुसार कार्बोनेट एस्टर उत्पन्न करने के लिए फॉस्जीन के साथ अभिक्रिया करता है:
- 2 ROH + COCl2 → ROC(O)OR + 2 HCL
फिनॉल इसी तरह अभिक्रिया करते हैं। बिस् फिनॉल ए से प्राप्त पॉलीकार्बोनेट इस तरीके से तैयार किया जाता है। यह प्रक्रिया उच्च उत्पाद देने वाली है। यद्यपि, जहरीले फॉस्जीन का उपयोग किया जाता है, और हाइड्रोजन क्लोराइड को अप्रभावी करने के लिए क्षार(जैसे पाइरीडीन) की स्टोइकोमेट्रिक मात्रा की आवश्यकता होती है ,जो सह-निर्मित होती है।[2][3]इस प्रक्रिया में क्लोरोफॉर्मेट एस्टर मध्यवर्ती होते हैं। एल्कोहल के साथ अभिक्रिया करने के अतिरिक्त, वे वांछित कार्बोनेट डायस्टर्स और फॉस्जीन के एक समकक्ष देने के लिए अनुपातहीन हो सकते हैं: [3]
- PhOH + COCl2 → PhOC(O)Cl + HCl
- 2 PhOC(O)Cl → PhOC(O)OPh + COCl2
समग्रअभिक्रिया है:
- 2 PhOH + COCl2 → PhOC(O)OPh + 2 HCl
ऑक्सीकरण कार्बोनाइलीकरण
ऑक्सीकरण कार्बोनाइलीकरण फॉस्जेनेशन का एक विकल्प है। जिसका लाभ फॉस्जीन से बचाव है। कॉपर उत्प्रेरक का उपयोग करके डाइमिथाइलकार्बोनेट को इस प्रकार तैयार किया जाता है:[3][9]
- 2 MeOH + CO + 1/2 O2 →MeOC(O)OMe + H2O
डाइफेनिल कार्बोनेट भी इसी प्रकार तैयार किया जाता है, परंतु पैलेडियम उत्प्रेरक का उपयोग करते हुए। Pd-उत्प्रेरित प्रक्रिया को Pd(0) को Pd(II) में पुन: परिवर्तित करने के लिए एक उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। मैंगनीज (III) एसिटाइलएसीटोनेट का व्यावसायिक रूप से उपयोग किया गया है।[10]
एपॉक्साइड्स के साथ कार्बन डाइऑक्साइड कीअभिक्रिया
एपॉक्साइड्स के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की अभिक्रिया चक्रीय 5-सदस्यीय कार्बोनेट की तैयारी के लिए एक सामान्य मार्ग है। 2010 में चक्रीय कार्बोनेट का वार्षिक उत्पादन 100,000 टन प्रति वर्ष अनुमानित था।[11] औद्योगिक रूप से, एथिलीन और प्रोपिलीन ऑक्साइड एथिलीन और प्रोपिलीन कार्बोनेट (एक उपयुक्त उत्प्रेरक के साथ) देने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड के साथ आसानी से अभिक्रिया करते हैं।[2][3]उदाहरण के लिए:
- C2H4O + CO2 → C2H4O2CO
कार्बोनेट ट्रांसएस्टरीफिकेशन
कार्बोनेट एस्टर को ट्रांसएस्टरीफिकेशन द्वारा अन्य कार्बोनेट में परिवर्तित किया जा सकता है। अधिक न्यूक्लियोफिलिक एल्कोहल कम न्यूक्लियोफिलिक एल्कोहल को विस्थापित करेगा। दूसरे शब्दों में, स्निग्ध ऐल्कोहॉल एरील कार्बोनेट से फ़ीनॉल को विस्थापित कर देगा। यदि प्रवाहित शराब अधिक अस्थिर है, तो उस को आसवित करके संतुलन को संचालित किया जा सकता है।[2][3]
यूरिया से एल्कोहल के साथ
यूरिया के साथ मेथनॉल कीअभिक्रिया से डाइमिथाइल कार्बोनेट बनाया जा सकता है। उत्पादित अमोनिया को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। प्रभावी रूप से अमोनिया डाइमिथाइल कार्बोनेट के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। उपोत्पाद मिथाइल- और एन-मिथाइलकार्बामेट हैं (बाद में डाइमिथाइल कार्बोनेट और मिथाइल कार्बामेट के बीचअभिक्रिया से)। यह प्रक्रिया मितव्ययी नहीं है।[12]
अभिक्रियाएं
कार्बोनेट एस्टर पारंपरिक कार्बोक्जिलिक अम्ल एस्टर की कई अभिक्रियाओं से गुजरते हैं। ग्रिग्नार्ड अभिकर्मकों के साथ कार्बोनेट एस्टर तृतीयक एल्कोहल देने के लिए अभिक्रिया करते हैं। कुछ चक्रीय कार्बोनेट बहुलकीकरण के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।
उपयोग
लिथियम बैटरी में विलायक के रूप में कार्बनिक कार्बोनेट का उपयोग किया जाता है। उनकी उच्च ध्रुवीयता के कारण, वे लिथियम लवण को भंग कर देते हैं। उदाहरण के लिए डाइमिथाइल कार्बोनेट, डायथाइल कार्बोनेट और डाइमेथॉक्सीथेन के मिश्रण का उपयोग करके उच्च चिपचिपाहट की समस्या को दूर किया जाता है।
उनका उपयोग कार्बनिक संश्लेषण में विलायक के रूप में भी किया जाता है।[13] ध्रुवीय विलायक के रूप में वर्गीकृत, उनके पास एक विस्तृत तरल तापमान सीमा होती है। एक उदाहरण प्रोपिलीन कार्बोनेट है जिसका गलनांक -55 डिग्री सेल्सियस और क्वथनांक 240 डिग्री सेल्सियस होता है। अन्य लाभ कम पारिस्थितिक विषाक्तता और अच्छी जैव निम्ननियता हैं। कार्बोनेट के लिए कई औद्योगिक उत्पादन मार्ग नहीं हैं, क्योंकि वे फॉस्जीन या प्रोपिलीन ऑक्साइड पर निर्भर हैं।[14] डाइमिथाइल डाइकार्बोनेट का उपयोग साधारणतया पेय परिरक्षक, प्रसंस्करण सहायता, या निर्जीवाणु के रूप में उपयोग किया जाता है।[15]
संदर्भ
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