Catalytic processes for the direct synthesis of dimethyl carbonate from CO2 and methanol: A review
Résumé
Direct synthesis of dimethyl carbonate (DMC) from CO2 and methanol has recently drawn much attention because such a process would allow the application of the green chemistry principles. However, its major drawbacks lie in the strong stability of CO2 and in the thermodynamic equilibrium of the reaction. The present review aims at discussing the strategies that have been explored by researchers recently to improve the yield in DMC. Elaborated catalysts for the activation of CO2 and methanol, such as organometallic catalysts, ionic liquids, alkali metal catalysts, heteropolyacid catalysts, metal-supported catalysts, metal organic frameworks (MOFs) and metal oxides catalysts, are summarized and discussed in this review paper. Moreover, the significance of using a dehydrating agent for in-situ water trapping during the reaction (and concomitant thermodynamical equilibrium shift), such as molecular sieves, ionic liquids, acetals, esters and nitriles, is also considered and the detailed roles of the dehydrating agents in the formation of DMC is analyzed in this review.
La synthèse directe du carbonate de diméthyle (DMC) à partir du CO2 et du méthanol a récemment suscité beaucoup d'intérêt, car ce procédé permettrait d'appliquer les principes de la chimie verte. Cependant, ses principaux inconvénients résident dans la forte stabilité du CO2 et dans l'équilibre thermodynamique de la réaction. La présente revue a pour but de discuter des stratégies qui ont été explorées récemment par les chercheurs pour améliorer le rendement de la DMC. Les catalyseurs élaborés pour l'activation du CO2 et du méthanol, tels que les catalyseurs organométalliques, les liquides ioniques, les catalyseurs à base de métaux alcalins, les catalyseurs à base d'hétéropolyacides, les catalyseurs à base de métaux, les MOF et les catalyseurs à base d'oxydes métalliques, sont résumés et discutés dans cet article de synthèse. En outre, l'importance de l'utilisation d'un agent déshydratant pour piéger l'eau in situ pendant la réaction (et le changement d'équilibre thermodynamique concomitant), comme les tamis moléculaires, les liquides ioniques, les acétals, les esters et les nitriles, est également examinée et les rôles détaillés des agents déshydratants dans la formation de DMC sont analysés dans cet article de synthèse.