Synthèse réussie de polycarbonate utilisant le

Université de Kobé

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Crédit : TSUDA Akihiko

En tant que plastique technique présentant une transparence et une résistance aux chocs élevées, le polycarbonate (PC) est utilisé dans les verres de lunettes, les objectifs d'appareil photo, les DVD, les phares d'automobiles et le verre pare-balles. Sa production industrielle est principalement réalisée au moyen d'une polymérisation interfaciale faisant réagir du phosgène hautement réactif avec de l'alcool à l'interface de l'eau et d'un solvant organique. Cependant, le phosgène étant extrêmement toxique, une méthode de synthèse ne l’utilisant pas a été activement étudiée du point de vue de la sécurité. Ces dernières années, des substituts du phosgène (carbonate de diphényle, etc.) ont été utilisés dans la synthèse de PC de poids moléculaire relativement faible, mais pour la fabrication de PC de haute qualité avec un poids moléculaire élevé, il n'y avait pas d'alternative à l'utilisation de PC de poids moléculaire relativement faible. -phosgène plus réactif. Dans le but de développer une nouvelle réaction chimique permettant la synthèse de carbonates sûrs, peu coûteux, simples et à faible charge environnementale, le groupe de recherche du professeur agrégé Akihiko TSUDA de la Graduate School of Science de l'Université de Kobe a travaillé sur le développement d'une réaction de polymérisation interfaciale en grâce à la méthode de synthèse organique photo à la demande développée par ce même groupe. Ils ont découvert que lorsque la lumière ultraviolette était projetée sur une solution mixte d'hydroxyde de sodium, de chloroforme et d'alcool (dans un état triphasé séparé de la phase gazeuse, de la phase aqueuse et de la phase organique), tandis que de l'oxygène gazeux barbotait à travers elle, une réaction est générée aux interfaces et le polycarbonate cible peut être obtenu avec un rendement élevé. Cette nouvelle méthode convient à la synthèse à petite échelle d’une large gamme de produits carbonatés.

L'équipe de recherche a obtenu des brevets sur la méthode de synthèse interfaciale de carbonates par photo à la demande aux États-Unis, à Singapour, au Japon, en Chine, en Allemagne et dans huit autres pays. De plus, un article technique relatif à cette étude a été publié sur la page Web de l'ACS Omega (American Chemical Society) le 18 juillet 2023.

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Contexte de la recherche

Le phosgène (COCl2) est utilisé comme matière première pour les intermédiaires pharmaceutiques et les polymères. Le marché mondial du phosgène continue actuellement de croître à un rythme de plusieurs points de pourcentage par an, avec 8 à 9 millions de tonnes produites par an. Cependant, en raison de sa haute toxicité, des études sont en cours sur le développement de composés et de réactions chimiques susceptibles de le remplacer pour des raisons de sécurité. Le groupe de recherche du professeur agrégé Akihiko Tsuda a découvert pour la première fois que lorsque la lumière ultraviolette est projetée sur le solvant chloroformique, l'oxydation photochimique se produit pour produire du phosgène avec une grande efficacité (numéro de brevet 5900920). En outre, l’équipe de recherche a découvert une méthode de synthèse dans laquelle les substrats de réaction et les catalyseurs permettant de réagir avec le phosgène sont dissous à l’avance dans du chloroforme et, lorsque le phosgène est généré par irradiation avec la lumière, ils réagissent immédiatement pour donner le produit. (Brevet n° 6057449). Cette méthode permet de mettre en œuvre une synthèse organique utilisant du phosgène, sans apparemment ajouter de phosgène. Cette équipe de recherche a baptisé cet effet « méthode de synthèse organique photo-à la demande » et a réussi à synthétiser un grand nombre de produits chimiques organiques et de polymères utiles. Comparée à la manipulation directe conventionnelle du phosgène, la méthode de synthèse organique par photo à la demande se caractérise par la sécurité et l'économie, ainsi qu'une faible charge environnementale, et reçoit actuellement beaucoup d'attention de la part de l'industrie et du monde universitaire en tant que roman de nouvelle génération. méthode de synthèse chimique. Un certain nombre de réactions chimiques utilisant le phosgène sont connues et utilisées dans la production industrielle. L'équipe de recherche a actuellement découvert que la méthode de synthèse organique par photo à la demande peut être utilisée dans la plupart de ces réactions chimiques et poursuit ses recherches, tout en annonçant activement cette activité dans des articles de revues, des conférences et dans les médias.