甲基丙烯酸甲酯

甲基丙酸甲酯 (MMA) 是一种有机化合物，化学式为 CH2=C(CH3)COOCH3。 这种无色液体，即甲基丙烯酸甲酯 (MAA)，是一种大规模生产的单体，用于生产聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)。

鉴于生产规模，已经开发了许多从不同的二到四碳前体开始的方法。 两条主要路线似乎很普遍。

该化合物可通过多种方法制造，主要的方法是丙酮氰醇 (ACH) 路线。 ACH由丙酮和氰化氢缩合产生。 氰醇在硫酸存在下水解成甲基丙烯酰胺的硫酸酯。 这种酯的甲醇分解得到硫酸氢铵和 MMA。 虽然广泛使用，但 ACH 路线会同时产生大量的硫酸铵。

事实上，酰胺的硫酸酯最初是作为与硫酸 ((CH3)2C(OSO3H)C(O)NH2.H2SO4) 的加合物生成的，它在裂化步骤中被去除。 然后将硫酸酯甲醇化（与甲醇反应）：

(CH3)2C(OSO3H)C(O)NH2 + CH3OH → CH2 =C(CH3)C(O)OCH3 + NH4HSO4

如上一个反应所示，每千克甲基丙烯酸甲酯产生约 1.1 千克硫酸氢铵。 这种盐的处理是能源密集型的。 这项技术每年提供超过 30 亿公斤。

ACH 路线的经济性已得到大幅优化。

xxx阶段涉及乙烯的烷氧基化以生产丙酸甲酯 (MeP)：

C2H4 + CO + CH3OH → CH3CH2CO2CH3

MeP 合成是在中等温度和压力下使用专有搅拌和气液混合装置在连续搅拌罐式反应器中进行的。

在第二组反应中，MeP 在单一多相反应步骤中与甲醛缩合形成 MMA：

CH3CH2CO2CH3 + CH2O → CH3(CH2)CCO2CH3 + H2O

MeP 和甲醛的反应在催化剂固定床上发生。 这种催化剂，氧化铯在二氧化硅上，实现了从 MeP 到 MMA 的良好选择性。 少量重的、相对不挥发的化合物的形成使催化剂中毒。 焦炭很容易去除，催化剂活性和选择性通过受控的原位再生恢复。 反应器产物流在初级蒸馏中分离，从而产生不含水、MeP 和甲醛的粗 MMA 产物流。 未反应的 MeP 和水通过甲醛脱水过程回收。 MMA(＞99.9％)通过真空蒸馏纯化。 分离出的物流返回到流程中； 只有少量的重酯清洗流，将其处理在热氧化器中，回收的热量用于该过程。

乙烯首先加氢甲酰化得到丙醛，然后与甲醛缩合生成甲基丙烯醛，该缩合反应由仲胺催化。 甲基丙烯醛空气氧化成甲基丙烯酸完成酸的合成：

CH3CH2CHO + HCHO → CH2=C(CH3)CHO + H2OCH2=C(CH3)CHO + 1⁄2 O2 → CH2=C(CH3)CO2H

正如 Atochem 和 Röhm 所开发的那样，异丁酸是通过丙烯的加氢羧化作用生产的，使用 HF 作为催化剂：

CH2=CHCH3 + CO + H2O → (CH3)2CHCO2H

异丁酸的氧化脱氢产生甲基丙烯酸。 金属氧化物催化这个过程：

(CH3)2CHCO2H + O → CH2=C(CH3)CO2H + H2O

使用 Reppe 化学，甲基乙炔被转化为 MMA。 正如壳牌开发的那样，该工艺通过一步反应生产 MMA，产率为 99%，催化剂来自乙酸钯、膦配体和布朗斯台德酸作为催化剂：

CH≡CCH3 + CO + CH3OH → CH2=C(CH3)CO2CH3

直接氧化法的反应包括异丁烯或TBA用空气两步氧化生成甲基丙烯酸和用甲醇酯化生成MMA。

使用异丁烯作为原料的工艺已由 Escambia Co. 商业化。异丁烯被氧化以提供 α-羟基异丁酸。 转化使用 N2O4 和硝酸在 5–10 °C 的液相中。 酯化和脱水后得到MMA。 除了产量之外，这条路线的挑战还包括处理大量的硝酸和氮氧化物。