Metil piruvat, sebagai bahan kimia yang sangat umum, telah semakin sering digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari, dan jangkauan penggunaannya juga akan semakin luas. Prospek pengembangan pasarnya bagus. Oleh karena itu, peneliti juga telah melakukan penelitian mendalam mengenai metode sintesis produk ini, guna mensintesis produk dengan kemurnian lebih tinggi. Dalam teks berikut, kami akan memperkenalkan dua metode sintesis umum.
(Tautan produk: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/methyl-pyruvate-cas-600-22-6.html )
Metode 1:
Metode pertukaran aseton metanol ester adalah metode yang umum digunakan untuk mensintesis metil piruvat. Langkah-langkah terperinci:
1. Pencampuran aseton dan metanol: Campurkan aseton dan metanol dengan perbandingan tertentu, biasanya menggunakan perbandingan 1:1 atau 2:1 dalam jumlah zat.
2. Penambahan katalis: Tambahkan katalis ke dalam campuran untuk mendorong reaksi pertukaran ester. Katalis yang umum digunakan antara lain asam sulfat, dimetil sulfat, boron trifluorida, dll. Di antara katalis tersebut, asam sulfat adalah katalis yang paling umum digunakan, dengan dosis biasanya berkisar antara 0.05% hingga 0,5% dari campurannya.
3. Pemanasan refluks: Panaskan campuran hingga suhu refluks, biasanya 100-150 derajat . Dalam keadaan refluks, aseton dan metanol mengalami reaksi pertukaran ester, menghasilkan metil piruvat dan metanol.
4. Pemisahan dan pemurnian: Setelah reaksi selesai, larutan reaksi didinginkan hingga suhu kamar untuk memisahkan zat berminyak bagian atas dan larutan berair bagian bawah. Zat berminyak bagian atas adalah produk mentah, yang dapat dimurnikan lebih lanjut dengan distilasi dan metode lain untuk mendapatkan metil piruvat dengan kemurnian tinggi.
Pengolahan limbah: Selama proses reaksi, sejumlah air limbah yang mengandung zat asam seperti asam sulfat akan dihasilkan, yang perlu diolah sebelum dibuang.
Persamaan reaksi kimia metode penukaran aseton metanol ester adalah sebagai berikut:
CH3COCH3 + CH3OH → CH3COOCH3 + H2O
Reaksi ini bersifat reversibel, dan di bawah aksi katalis, aseton dan metanol mengalami reaksi pertukaran ester untuk menghasilkan metil piruvat dan air. Diantaranya, katalis dapat mendorong reaksi dan meningkatkan laju reaksi. Dalam praktiknya, untuk meningkatkan rendemen metil piruvat, diperlukan metode pemisahan dan pemurnian yang tepat seperti distilasi dan ekstraksi.
Keuntungan dan kerugian metode pertukaran aseton metanol ester
Keunggulan: Metode pertukaran aseton metanol ester merupakan metode yang umum digunakan untuk sintesis metil piruvat, yang memiliki keunggulan berupa ketersediaan bahan baku yang mudah, proses yang matang, rendemen yang tinggi, dan biaya yang rendah. Selain itu, katalis yang digunakan dalam metode ini sebagian besar adalah zat asam seperti asam sulfat, yang dapat mendorong reaksi dan meningkatkan laju reaksi.
Kekurangan: Namun, metode pertukaran aseton metanol ester juga memiliki beberapa kelemahan. Pertama, katalis yang digunakan dalam metode ini sebagian besar merupakan zat asam, yang dapat dengan mudah menyebabkan korosi dan kerusakan pada peralatan. Kedua, sejumlah air limbah akan dihasilkan selama proses reaksi, yang perlu diolah sebelum dibuang. Selain itu, distilasi dan metode lain diperlukan selama proses pemisahan dan pemurnian, yang dapat mengakibatkan rendahnya kemurnian dan hasil produk.
Untuk mengatasi kelebihan dan kekurangan metode pertukaran aseton metanol ester, dapat dilakukan perbaikan sebagai berikut:
Mengadopsi katalis baru: Untuk mengurangi korosi dan kerusakan peralatan, serta mengurangi timbulnya air limbah, katalis baru seperti katalis asam padat dapat dikembangkan. Katalis baru ini memiliki aktivitas dan selektivitas tinggi, yang dapat meningkatkan laju reaksi dan hasil, sekaligus mengurangi timbulan air limbah.
Mengadopsi teknologi pemisahan dan pemurnian yang canggih: Untuk meningkatkan kemurnian dan hasil produk, teknologi pemisahan dan pemurnian yang canggih dapat dikembangkan, seperti distilasi molekuler, pertukaran ion, dll. Teknologi canggih ini dapat secara efektif menghilangkan kotoran dan meningkatkan kemurnian produk. produk.
Mewujudkan produksi ramah lingkungan: Untuk mencapai produksi ramah lingkungan, katalis dan proses produksi ramah lingkungan baru dapat dikembangkan, seperti katalis enzim biologis. Katalis dan proses produksi baru ini dapat mengurangi pembentukan air limbah dan pembuangan polutan, sekaligus meningkatkan hasil dan kemurnian produk.
Metode pertukaran aseton metanol ester merupakan metode yang umum digunakan untuk sintesis metil piruvat, yang memiliki keunggulan antara lain ketersediaan bahan baku mudah, proses matang, rendemen tinggi, dan biaya rendah. Namun terdapat juga beberapa kekurangan yang perlu diperbaiki dan diperbaiki. Dengan menggunakan katalis baru, teknologi pemisahan dan pemurnian yang canggih, dan menerapkan metode produksi ramah lingkungan, efisiensi sintesis dan kualitas produk metil piruvat dapat lebih ditingkatkan, memberikan dukungan yang lebih baik untuk penerapan metil piruvat secara luas dan jaminan.
Metode 2:
Metode aseton dimetil karbonat merupakan metode baru untuk sintesis metil piruvat. Dibandingkan dengan metode pertukaran ester aseton metanol tradisional, metode ini memiliki kinerja lingkungan yang lebih baik dan efisiensi reaksi yang lebih tinggi. Langkah-langkah terperinci:
1. Pencampuran aseton dan dimetil karbonat : Pencampuran aseton dan dimetil karbonat dengan perbandingan tertentu, biasanya menggunakan perbandingan zat 1:1 atau 2:1.
2. Penambahan katalis: Tambahkan katalis ke dalam campuran untuk mendorong reaksi substitusi. Katalis yang umum digunakan antara lain asam organik, asam anorganik, basa, dll. Diantaranya, asam organik adalah katalis yang paling umum digunakan, seperti asam asetat, asam format, dll.
3. Pemanasan refluks: Panaskan campuran hingga suhu refluks, biasanya 100-150 derajat . Dalam keadaan refluks, aseton mengalami reaksi substitusi dengan dimetil karbonat, menghasilkan metil piruvat dan karbon dioksida.
4. Pemisahan dan pemurnian: Setelah reaksi selesai, larutan reaksi didinginkan hingga suhu kamar untuk memisahkan zat berminyak bagian atas dan larutan berair bagian bawah. Zat berminyak bagian atas adalah produk mentah, yang dapat dimurnikan lebih lanjut dengan distilasi dan metode lain untuk mendapatkan metil piruvat dengan kemurnian tinggi.
5. Pengolahan limbah: Selama proses reaksi, sejumlah air limbah yang mengandung zat asam akan dihasilkan, yang perlu diolah sebelum dibuang.
Persamaan reaksi kimia metode aseton dimetil karbonat adalah sebagai berikut:
CH3COCH3 + CH3OCOOCH3→ CH3COOCH3 + CH3COOH
Reaksi ini bersifat reversibel, dan di bawah aksi katalis, aseton mengalami reaksi substitusi dengan dimetil karbonat untuk menghasilkan metil piruvat dan karbon dioksida. Diantaranya, katalis dapat mendorong reaksi dan meningkatkan laju reaksi. Dalam praktiknya, untuk meningkatkan rendemen metil piruvat, diperlukan metode pemisahan dan pemurnian yang tepat seperti distilasi dan ekstraksi.
Metode aseton dan dimetil karbonat memiliki keuntungan sebagai berikut:
(1) Kinerja lingkungan yang baik: Metode ini menggunakan dimetil karbonat sebagai bahan bakunya, yang dapat mengurangi timbulan air limbah dan pembuangan polutan, serta mengurangi dampak terhadap lingkungan.
(2) Efisiensi reaksi tinggi: Katalis yang digunakan dalam metode ini dapat mendorong reaksi substitusi, meningkatkan laju reaksi dan hasil.
(3) Kualitas produk yang baik: Melalui metode pemisahan dan pemurnian yang tepat, produk metil piruvat dengan kemurnian tinggi dapat diperoleh.
Kekurangan: Meskipun metode aseton dan dimetil karbonat memiliki banyak kelebihan, terdapat juga beberapa kelemahan:
(1) Biaya tinggi: Dimetil karbonat, sebagai bahan baku yang relatif mahal, mengakibatkan biaya yang relatif tinggi untuk metode ini.
(2) Kondisi proses yang ketat: Metode ini memerlukan penggunaan katalis dan kondisi reaksi yang relatif keras, memerlukan kontrol ketat terhadap suhu reaksi, tekanan, dan kondisi lainnya.
(3) Persyaratan peralatan yang tinggi: Karena penggunaan katalis korosif seperti asam organik, metode ini memerlukan penggunaan peralatan tahan korosi untuk pemurnian reaksi dan pemisahan.
Arah perbaikan metode aseton dan dimetil karbonat:
Untuk mengatasi kelebihan dan kekurangan metode aseton dan dimetil karbonat, dapat dilakukan perbaikan sebagai berikut:
Optimalkan kondisi proses: Pelajari lebih lanjut pengaruh kondisi reaksi pada reaksi substitusi, dan tingkatkan efisiensi reaksi dan hasil dengan mengoptimalkan kondisi proses seperti suhu dan tekanan.
Mengembangkan katalis baru: Untuk mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi reaksi, katalis baru seperti katalis asam padat dapat dikembangkan. Katalis baru ini memiliki aktivitas dan selektivitas tinggi, sehingga dapat meningkatkan laju reaksi dan hasil.
Mengadopsi teknologi pemisahan dan pemurnian yang canggih: Untuk meningkatkan kemurnian dan hasil produk, teknologi pemisahan dan pemurnian yang canggih seperti distilasi molekuler dan pertukaran ion dapat dikembangkan untuk menghilangkan kotoran secara efektif dan meningkatkan kemurnian produk.