聚碳酸酯(PC)作为一种具有高透明度和抗冲击性的工程塑料，广泛用于眼镜镜片、相机镜头、DVD、汽车头灯和防弹玻璃。

其工业生产主要采用高反应活性的光气与醇在水和有机溶剂的界面上进行界面聚合反应来进行。然而，由于光气具有剧毒，因此从安全性的角度出发，正在积极研究不使用光气的合成方法。

近年来，光气替代品(碳酸二苯酯等)已被用于合成相对低分子量的PC，但对于大分子量的高档PC的制造，除了使用传统的非常规的PC外，别无选择。-反应性更强的光气。

为了开发一种新的化学反应，能够合成安全、廉价、简单且低环境负荷的碳酸盐，神户大学研究生院研究生院津田明彦副教授的研究小组致力于通过以下方法开发界面聚合反应：同一小组开发的按需照片有机合成方法。

他们发现，当紫外线照射氢氧化钠水溶液、氯仿和乙醇的混合溶液(气相、水相和有机相的三相分离状态)，同时通入氧气时，在界面处发生反应，可以高产率获得目标聚碳酸酯。这种新方法适用于多种碳酸盐产品的小规模合成。

研究团队已在美国、新加坡、日本、中国、德国等八个国家获得了碳酸盐的光按需界面合成方法专利。与这项研究相关的论文发表在ACSOmega上。

该研究小组仅通过对市售氯仿、酒精和氢氧化钠水溶液的混合溶液照射紫外线，就成功地安全、廉价、简单且环境负荷低地合成了碳酸盐。通常，由于氢氧化钠水溶液会分解氯仿和光气，并且虽然预计它会阻止反应，但与预期相反，令人惊讶的是，反应被促进了。

目前，大多数聚碳酸酯是通过光气与醇反应制造的。在此描述的合成方法中，不需要直接处理光气，因为所需量的光气是通过将光照射到氯仿溶剂而产生的。

研究小组成功合成了四种市售碳酸酯、三种氟化碳酸酯(用作光气替代品)、三种通用聚碳酸酯、一种特定氟化聚碳酸酯和六种尿素衍生物。

尽管直接使用光气的常规方法优选于大规模生产少量种类的碳酸酯，但该合成方法优选于小规模生产多种聚碳酸酯。这可能有助于实现低CO2排放、能源消耗和废物的碳中和和可持续社会。这项研究得到了通过目标驱动研发的适应性和无缝技术转让计划(JSTA-STEPSEED导向结果)的支持。

光气(COCl2)用作医药中间体和聚合物的原料。目前全球光气市场继续以每年几个百分点的速度增长，年产量达到8-900万吨。然而，由于它具有剧毒，出于安全原因，人们正在积极研究开发可以替代它的化合物和化学反应。

津田明彦副教授的研究小组首次发现，当紫外线照射到氯仿溶剂时，会发生光化学氧化，高效地产生光气(专利号5900920)。

此外，研究小组还发现了一种合成方法，其中将与光气反应的反应底物和催化剂预先溶解在氯仿中，当通过光照射产生光气时，它们立即反应生成产物。(专利号6057449)。该方法使得能够使用光气实施有机合成，同时显然不添加光气。该研究小组将这种效应命名为“按需光有机合成法”，并成功合成了大量有用的有机化学品和聚合物。

与传统的光气直接处理相比，光按需有机合成法具有安全、经济、环境负荷低等特点，作为新一代新型有机合成方法，目前受到工业界和学术界的广泛关注。化学合成法。

许多使用光气的化学反应是已知的并用于工业生产。研究小组目前发现，按需照片有机合成方法可用于大多数化学反应，并继续该研究，同时在期刊文章、会议和大众媒体上积极宣布该活动。

图2.使用光按需界面聚合方法合成聚碳酸酯的典型示例。图片来源：神户大学

本研究采用乙醇、氯仿(CHCl3)和氢氧化钠(NaOH)水溶液混合的非均质溶液，穿越气相、水相和有机相三相，成功开发出一种新型光致发光器件。-要求界面反应。

利用这种光化学反应，研究小组成功地从芳香醇合成碳酸酯，从芳香二醇合成聚碳酸酯(PC)，实现了安全实用的规模化、高产率、简单、廉价和低环境负荷的合成(图1，反应c;图2)。与该研究团队之前开发的一些使用有机碱的均相溶液反应(图1，反应b)相比，具有降低合成成本、节省纯化成本以及节省成本的优点。抑制产品变色。

通过在氧气鼓泡下剧烈搅拌样品溶液并用低压汞灯的紫外光照射气相和液相，可以触发氯仿到光气的光化学氧化。由于氢氧化钠(NaOH)的水溶液通常会分解氯仿和光气，因此可以预期它会阻止反应，但令人惊讶的是，与预期相反，它会促进反应。据认为，由于溶液在有机相上分离成水相两相，因此抑制了分解，促进了反应。

预计醇和水在有机相/水相和水相/气相的界面处与生成的光气竞争性反应，生成碳酸盐。气相中扩散的高挥发性烷基醇不会引起反应，但可以从市售的具有给电子和吸电子取代基的芳香醇和二醇以高收率获得碳酸酯。

目前大部分聚碳酸酯的工业生产是通过直接使用光气的界面聚合方法进行的(图1，反应a)。这里描述的方法避免了直接处理危险的光气，并且是一种创新且实用的化学反应，能够通过氯仿和醇的按需光界面合成反应来合成聚碳酸酯。

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