Meselu Eskezia
Das Ziel der „grünen Wissenschaft“ und der „Partikelökonomie“ besteht darin, Kohlendioxid zu verwenden und schädliche Reaktanten wie CO und Phosgen zur Herstellung zyklischer Carbonate zu ersetzen. In diesem Artikel werden metallfreie Induktoren einschließlich organischer Basen, ionischer Flüssigkeiten und unterstützter Induktoren zur Synthese zyklischer Carbonate durch die Cycloaddition von Kohlendioxid an Epoxide untersucht. Aktuelle Fortschritte im Design der Induktoren und im Verständnis des Reaktionsfaktors werden zusammengefasst und diskutiert. Die synergistischen Effekte organischer Basen und Wasserstoffbrückenbildner, organischer Basen und nukleophiler Anionen, Wasserstoffbrückenbildner und nukleophiler Anionen sowie aktiver Komponenten und Träger werden hervorgehoben. Das endgültige Ziel besteht darin, in einem Strömungsreaktor Partikelkohlendioxid direkt aus industriellem Abgas bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck in zyklische Carbonate umzuwandeln. Durch die Nutzung synergetischer Effekte kann ein multifunktionaler Ansatz das Konzept metallfreier Stimuli für die Adsorption und Initiierung von Kohlendioxid sowie die Öffnung von Epoxidringen erfüllen. Kohlendioxid (CO2) ist eines der Gase, die zum Treibhausgaseffekt beitragen, und eine Ansammlung von CO2 in der Luft hat zu erheblichen Problemen geführt, die die Umwelt und die menschliche Gesundheit gefährden. Daher haben die Gewinnung und Verwendung dieses Gases weltweit große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Im letzten Jahrzehnt hat dies aufgrund einer gefährlichen atmosphärischen Abweichung sowie aufgrund der möglichen Verwendung von CO2 als sichere, reichlich vorhandene, erneuerbare und kostengünstige C1-Quelle für die Herstellung wichtiger Chemikalien große Aufmerksamkeit erregt. Die Verwendung von CO2 als idealer C1-Baustein ist sowohl in wissenschaftlicher als auch in industrieller Hinsicht zu einem heißen und vielversprechenden Gebiet geworden. Zahlreiche Aspekte haben die umfassende und gründliche Erforschung der synergistischen Umwandlung von CO2 in synthetische Verbindungen (Bildung von CO-, CN- und CC-Bindungen) und Energieträger vorangetrieben. Die Umwandlung von CO2 ist jedoch aufgrund seiner thermodynamischen Festigkeit und Reaktionsverzögerung immer noch mit zahlreichen Herausforderungen verbunden. Daher wurden in den meisten durchgeführten Studien hochreaktive Substrate und zusätzlich schwierige Reaktionsbedingungen zur Aktivierung von CO2 verwendet, was den Einsatz solcher Methoden einschränkt. Insbesondere die synergistische Kopplung von CO2 mit energiereichen Substraten wie Epoxiden und Aziridinen zur Herstellung von Polycarbonaten/Polycarbamaten oder/und zyklischen Carbonaten/Carbamaten hat in den letzten Jahrzehnten große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Zur Bildung von CC-Bindungen mit CO2 ist die Verwendung von Kohlenstoffnukleophilen ausdrücklich auf feste nukleophile Organolithiumverbindungen und Grignard-Reagenzien sowie Phenolate beschränkt. Unter den verschiedenen möglichen Umwandlungen hat die molekulare finanzielle Synthese zyklischer Carbonate aus Epoxiden und CO2 sowohl in der modernen als auch in der akademischen Welt großes Interesse geweckt.Zyklische Carbonate werden in der Verbindung vieler technisch wichtiger Verbindungen wie Dimethylcarbonat und Polycarbonate verwendet und finden Anwendung als Lösungsmittel und Zwischenprodukte für die Synthese feiner Chemikalien. Traditionell werden diese zyklischen Carbonate unter Verwendung von Phosgen oder CO hergestellt, die gefährlich und umweltschädlich sind und vermieden werden, und stattdessen wird CO2 als C1-Ressource in zyklisches Carbonat eingearbeitet. Zyklische Carbonate sind ungiftige, leicht biologisch abbaubare, hochpolare und hochsprudelnde Flüssigkeiten, die als Rohstoffe für die Industrie in einem breiten Anwendungsbereich verwendet werden: Lösungsmittel für Entfettungsmittel, Verdünnungsmittel für Epoxidharze und Polyurethane, Zusatzstoffe für Füllstoffe, synthetische Zwischenprodukte für die Verbindung von Polycarbonaten und anderen Polymerverbindungen und für die Dimethylcarbonatverbindung (DMC) durch einen Umesterungsprozess mit Methanol. Die wichtigsten synthetischen Verfahren für den Zugang zu zyklischen Carbonaten basieren auf Carbonylierungs- oder Carboxylierungsschritten. Ersteres wird durch die Reaktion von Diolen mit giftigem Phosgen oder weniger giftigen Carbonylderivaten wie Dialkylcarbonaten oder Harnstoff erreicht. Obwohl die Phosgenmethode leicht zu verstehen ist und milde Temperaturbedingungen erfordert, ist sie mit der Verwendung eines hochgiftigen und gefährlichen Reagens behaftet. Außerdem hat sie zwei weitere Nachteile: die geringe Selektivität der Reaktionsprodukte und die Kosten für die Entsorgung von HCl, das in stöchiometrischen Mengen hergestellt wird. Die beiden anderen Methoden sind zwar umweltfreundlicher, weisen jedoch die Probleme auf, dass stöchiometrische Mengen an organischen Carbonaten oder Harnstoff erforderlich sind, die einen Preis haben, hohe Temperaturen (T > 130 ◦C) und teure Stimuli auf der Basis von Metalloxiden erforderlich sind. Da die technischen Reaktionen zudem reversibel sind, ist die Reaktion selten abgeschlossen und es sind monotone Trennschritte erforderlich. Aufgrund der Reaktionen mit Harnstoff ist die Wiederverwendung von in stöchiometrischen Mengen gebildetem Riechsalz erforderlich. Was die Carboxylierungsmethode betrifft, wird sie normalerweise durch die Reaktion von CO2 mit Olefinen und Sauerstoff oder direkt CO2 mit Epoxiden oder Diolen durchgeführt. Obwohl diese Methoden gegenüber der Phosgenmethode vorteilhaft sind, da sie den Vorteil haben, dass sie eine ozonschädigende Substanz verwenden, leiden sie unter verschiedenen Problemen, die noch immer ungelöst sind.die als Rohstoffe für die Industrie in einem breiten Anwendungsbereich eingesetzt werden: Lösungsmittel zum Entfetten, Verdünnungsmittel für Epoxidharze und Polyurethane, Zusatzstoffe für Füllstoffe, synthetische Zwischenprodukte für die Mischung von Polycarbonaten und anderen Polymerverbindungen und für die Dimethylcarbonat-Verbindung (DMC) durch einen Umesterungsprozess mit Methanol. Die wichtigsten synthetischen Verfahren zur Herstellung zyklischer Carbonate basieren auf Carbonylierungs- oder Carboxylierungsschritten. Erstere werden durch die Reaktion von Diolen mit giftigem Phosgen oder mit weniger giftigen Carbonylderivaten wie Dialkylcarbonaten oder Harnstoff erreicht. Obwohl das Phosgenverfahren leicht zu verstehen ist und milde Temperaturbedingungen erfordert, ist es mit dem Nachteil verbunden, dass ein hochgiftiges und gefährliches Reagenz verwendet wird. Außerdem hat es zwei weitere Nachteile: die geringe Selektivität der Reaktionsprodukte und die Kosten für die Entsorgung von HCl, das in stöchiometrischen Mengen hergestellt wird. Die beiden anderen Verfahren sind zwar umweltfreundlicher, weisen aber die Probleme auf, dass sie stöchiometrische Mengen an organischen Carbonaten oder Harnstoff erfordern, was einen Preis hat, dass hohe Temperaturen (T > 130 ◦C) erforderlich sind und teure, auf Metalloxiden basierende Stimuli verwendet werden müssen. Da die synthetischen Reaktionen reversibel sind, ist die Umwandlung außerdem selten abgeschlossen und es sind monotone Trennschritte erforderlich. Im Fall von Reaktionen mit Harnstoff ist das Recycling von in stöchiometrischen Mengen gebildetem Riechsalz obligatorisch. Was das Carboxylierungsverfahren betrifft, so wird es üblicherweise durch die Reaktion von CO2 mit Olefinen und Sauerstoff oder direkt CO2 mit Epoxiden oder Diolen durchgeführt. Obwohl diese Verfahren dem Phosgenverfahren vorzuziehen sind, da sie den Vorteil der Verwendung einer ozonschädigenden Substanz haben, leiden sie unter verschiedenen Problemen, die derzeit ungelöst sind.die als Rohstoffe für die Industrie in einem breiten Anwendungsbereich eingesetzt werden: Lösungsmittel zum Entfetten, Verdünnungsmittel für Epoxidharze und Polyurethane, Zusatzstoffe für Füllstoffe, synthetische Zwischenprodukte für die Mischung von Polycarbonaten und anderen Polymerverbindungen und für die Dimethylcarbonat-Verbindung (DMC) durch einen Umesterungsprozess mit Methanol. Die wichtigsten synthetischen Verfahren zur Herstellung zyklischer Carbonate basieren auf Carbonylierungs- oder Carboxylierungsschritten. Erstere werden durch die Reaktion von Diolen mit giftigem Phosgen oder mit weniger giftigen Carbonylderivaten wie Dialkylcarbonaten oder Harnstoff erreicht. Obwohl das Phosgenverfahren leicht zu verstehen ist und milde Temperaturbedingungen erfordert, ist es mit dem Nachteil verbunden, dass ein hochgiftiges und gefährliches Reagenz verwendet wird. Außerdem hat es zwei weitere Nachteile: die geringe Selektivität der Reaktionsprodukte und die Kosten für die Entsorgung von HCl, das in stöchiometrischen Mengen hergestellt wird. Die beiden anderen Verfahren sind zwar umweltfreundlicher, weisen aber die Probleme auf, dass sie stöchiometrische Mengen an organischen Carbonaten oder Harnstoff erfordern, was einen Preis hat, dass hohe Temperaturen (T > 130 ◦C) erforderlich sind und teure, auf Metalloxiden basierende Stimuli verwendet werden müssen. Da die synthetischen Reaktionen reversibel sind, ist die Umwandlung außerdem selten abgeschlossen und es sind monotone Trennschritte erforderlich. Im Fall von Reaktionen mit Harnstoff ist das Recycling von in stöchiometrischen Mengen gebildetem Riechsalz obligatorisch. Was das Carboxylierungsverfahren betrifft, so wird es üblicherweise durch die Reaktion von CO2 mit Olefinen und Sauerstoff oder direkt CO2 mit Epoxiden oder Diolen durchgeführt. Obwohl diese Verfahren dem Phosgenverfahren vorzuziehen sind, da sie den Vorteil der Verwendung einer ozonschädigenden Substanz haben, leiden sie unter verschiedenen Problemen, die derzeit ungelöst sind.die mit Kosten verbunden sind, die hohe Temperaturen (T > 130 ◦C) und teure, auf Metalloxiden basierende Stimuli erfordern. Da die technischen Reaktionen zudem reversibel sind, ist die Umwandlung selten abgeschlossen und monotone Trennschritte sind erforderlich. Im Fall von Reaktionen mit Harnstoff ist das Recycling von in stöchiometrischen Mengen gebildetem Riechsalz obligatorisch. Was die Carboxylierungsmethode betrifft, wird sie üblicherweise durch die Reaktion von CO2 mit Olefinen und Sauerstoff oder direkt von CO2 mit Epoxiden oder Diolen durchgeführt. Obwohl diese Methoden gegenüber der Phosgenmethode vorteilhaft sind, da sie den Vorteil haben, dass sie eine ozonschädigende Substanz verwenden, leiden sie unter verschiedenen Problemen, die derzeit ungelöst bleiben.die mit Kosten verbunden sind, die hohe Temperaturen (T > 130 ◦C) und teure, auf Metalloxiden basierende Stimuli erfordern. Da die technischen Reaktionen zudem reversibel sind, ist die Umwandlung selten abgeschlossen und monotone Trennschritte sind erforderlich. Im Fall von Reaktionen mit Harnstoff ist das Recycling von in stöchiometrischen Mengen gebildetem Riechsalz obligatorisch. Was die Carboxylierungsmethode betrifft, wird sie üblicherweise durch die Reaktion von CO2 mit Olefinen und Sauerstoff oder direkt von CO2 mit Epoxiden oder Diolen durchgeführt. Obwohl diese Methoden gegenüber der Phosgenmethode vorteilhaft sind, da sie den Vorteil haben, dass sie eine ozonschädigende Substanz verwenden, leiden sie unter verschiedenen Problemen, die derzeit ungelöst bleiben.
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