Sintesis pelarut merupakan penghubung penting antara bahan baku kimia dasar dan produk pelarut dengan sifat fisikokimia tertentu. Rute teknis tidak hanya menentukan kemurnian, hasil, dan biaya produk tetapi juga secara langsung mempengaruhi kesesuaian dan keamanan pelarut dalam aplikasi selanjutnya. Sintesis pelarut biasanya menggunakan fraksi minyak bumi, produk kimia batubara, atau sumber daya terbarukan sebagai bahan awal, menggunakan beberapa langkah seperti pemisahan, konversi, dan pemurnian untuk membangun struktur molekul target dan mengatur sifat-sifatnya.
Sintesis pelarut hidrokarbon sebagian besar bergantung pada proses penyulingan dan perengkahan minyak bumi. Alkana rantai-lurus dan alkana rantai-cabang dapat diperoleh dari nafta atau minyak diesel ringan melalui distilasi dan hidrogenasi untuk menghilangkan komponen tak jenuh; Pelarut hidrokarbon aromatik seperti benzena, toluena, dan xilena terutama berasal dari aromatisasi dan pemisahan bensin yang diperoleh melalui reformasi katalitik atau perengkahan uap, diikuti dengan proses pemurnian seperti desulfurisasi dan denitrogenasi untuk mencapai kemurnian yang dibutuhkan. Metode ini sudah matang, memiliki skala ekonomi yang signifikan, dan cocok untuk produksi industri pelarut massal.
Rute sintesis pelarut alkohol terutama mencakup produksi metanol dari syngas dan produksi alkohol rendah dari hidrasi olefin. Metanol disintesis dari karbon monoksida dan hidrogen menggunakan katalis berbasis tembaga-atau seng-kromium. Derivatisasi, hidrogenasi, atau transesterifikasi selanjutnya dapat menghasilkan etanol, isopropanol, dll. Olefin ringan seperti etilen dan propilena dihidrasi dengan katalisis asam untuk mendapatkan pelarut alkohol yang sesuai. Metode-metode ini memerlukan kontrol yang tepat terhadap suhu reaksi, tekanan, dan aktivitas katalis untuk memastikan efisiensi konversi dan selektivitas.
Pelarut keton dan ester sering kali dibuat melalui oksidasi atau esterifikasi alkohol atau asam. Aseton dapat diperoleh dengan dekomposisi oksidatif kumena atau dengan dehidrogenasi isopropanol; etil asetat dibuat dengan esterifikasi etanol dan asam asetat dengan katalisis asam diikuti dengan distilasi. Sintesis ini memerlukan pertimbangan tingkat konversi bahan baku dan penekanan produk sampingan, sering kali menggunakan teknik dehidrasi azeotropik atau pemisahan berkelanjutan untuk meningkatkan efisiensi ekonomi.
Pelarut hidrokarbon terhalogenasi sebagian besar dibuat dengan memasukkan atom halogen melalui reaksi halogenasi pada basa hidrokarbon. Misalnya, klor atau brom bereaksi dengan alkana dan aromatik di bawah cahaya atau katalis menghasilkan kloroalkana dan bromoaromatik. Reaksi tersebut memerlukan kontrol ketat terhadap dosis halogen dan kondisi reaksi untuk menghindari-substitusi berlebihan dan pembentukan produk samping beracun, serta memerlukan fasilitas pendukung untuk penyerapan gas buang dan pengolahan limbah cair.
Pelarut-berbasis polar yang tinggi, seperti N,N-dimetilformamida, biasanya disintesis melalui karbonilasi dimetilamin dan karbon monoksida di bawah tekanan tinggi, diikuti dengan pemurnian untuk menghilangkan sisa amina dan ion logam. Sintesisnya melibatkan-peralatan bertekanan tinggi dan perlindungan korosi, sehingga memerlukan keamanan proses tingkat tinggi.
Dalam beberapa tahun terakhir, konsep sintesis ramah lingkungan telah mendorong transformasi persiapan pelarut menuju bahan mentah terbarukan dan proses konsumsi-energi-rendah. Esterifikasi dan transesterifikasi minyak nabati atau asam lemak dapat menghasilkan pelarut ester berbasis bio-; teknologi fermentasi dan katalisis enzim juga digunakan untuk menghasilkan varietas ramah lingkungan seperti alkohol rendah karbon atau etil laktat. Selain itu, penerapan pemisahan membran, adsorpsi saringan molekuler, dan reaktor aliran kontinu telah meningkatkan selektivitas dan efisiensi pemanfaatan sumber daya dalam proses sintesis.
Singkatnya, metode sintesis pelarut mencakup pemisahan dan konversi hidrokarbon, sintesis katalitik alkohol, keton, dan ester, halogenasi dan fungsionalisasi Amida, dan eksplorasi inovatif pada rute terbarukan. Memilih dan mengoptimalkan rute sintesis secara ilmiah berdasarkan persyaratan struktural dan skenario penerapan pelarut yang berbeda merupakan jaminan penting untuk mencapai kinerja tinggi, biaya rendah, dan pembangunan berkelanjutan.